低剂量胸部CT在结核相关性不孕症中的应用价值研究

温晓晓 翟亚楠 田卫 雷军强 倪亚莉

近年来，结核性不孕症发病率明显增高，该病起病隐匿，病程较长，临床表现不典型，实验室检查缺乏较可靠指标。胸部X线片及CT平扫是筛查结核病和评估结核活动性的重要手段，对临床决策起到重要的指导作用。随着CT技术的进步和应用，低辐射扫描模式配合迭代重建算法有逐渐取代胸部X线平片的趋势，基本实现了肺部疾病绿色筛查[1-3]，为明确低剂量CT在不孕症中的应用价值，特设计本回顾性试验。

资料与方法

1. 临床资料：在兰州大学第一医院HIS系统和PACS内检索就诊于生殖专科医院且行胸部X线或CT检查的患者，检索词“结核”“肉芽肿”“干酪”，检索范围：2013年11月至2017年8月，组织病理学证实为结核病患者150例，排除6例附睾结核和18例缺乏放射科检查资料者，确诊为子宫内膜结核的女性不孕症患者126例为TB组，年龄18～47岁，平均年龄(34.0±8.7)岁。另同期随机纳入非结核性不孕症患者130例作为对照(NTB组)，年龄19～45岁，平均年龄(32.0±7.5)岁，其中男性原因导致不孕33例，女性不孕97例(子宫内膜异位症29例，输卵管绝育术后15例，多囊卵巢综合征43例，不明原因不孕10例)。TB组行常规CT扫描31例，低剂量CT扫描43例，X线检查52例，其中短期内(<7 d)既接受X线检查又接受低剂量CT检查的13例。临床诊断为活动性肺结核20例，陈旧性肺结核106例。NTB组行常规CT检查32例，低剂量CT检查44例，X线检查54例。

2. X线拍摄与CT扫描方法

(1)X线胸片摄影设备与条件。德国西门子(AXIOM Aristos MX)DR，根据患者BMI和体型选择曝光条件。普通身材采用90 KV，5 mAs，肥胖身材采用90 KV，(8±3)mAs；站立后前位，双臂环抱摄片架，摄影距离180 cm；自然吸气末屏气曝光。患者常规佩戴铅裙保护盆腔生殖脏器。

(2)CT设备与曝光条件。常规CT扫描在西门子SOMATOM Emotion 16层/SOMATOM Sensation 64层上进行，低辐射CT扫描在SOMATOM Definition Flash双源CT上进行。扫描时一般采用头先进，仰卧位。为保证图像质量，SOMATOM Definition Flash双源CT管电压为120 KV，毫安参考值设定为100 mAs；SOMATOM Sensation 64层CT和SOMATOM Emotion 16层CT，管电压为130 KV，毫安参考值设定为120 mAs。双源CT曝光时采用Care Dose4DmAs技术随体型变化尽量减少曝光量，重建采用SAFIRE(中等平滑度)算法；纵隔窗(窗位35，窗宽450)，肺窗(窗位-600，窗宽1000)，层厚1 mm。受检者常规除体外异物，双臂上举抱头并嘱扫描时屏气。扫描定位线于胸锁关节上5 cm 左右，预先扫描定位像，扫描参数：扫描层厚0.6 mm，并于深吸气后屏气状态下扫描，扫描范围：上包括肺尖，下至肋膈角。患者常规佩戴铅裙保护盆腔生殖脏器。

3. 统计方法

(1)描述并比较低剂量CT和常规CT、X线胸片发现肺部结核征象的例数。结核征象包括：纤维索条灶、钙化灶、渗出影、空洞、结节、树芽征、胸膜增厚、胸膜钙化、胸腔积液、纵隔及肺门淋巴结钙化等。以病理诊断为金标准明确是否为结核性不孕症患者，利用四格表计算各个结核征象用于诊断结核性不孕症的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、阳性似然比和阴性似然比，分别用百分比(%)表示，差异用卡方检验。

(2)描述并比较低剂量CT和常规CT、X线胸片的辐射剂量和图像质量。辐射剂量指标包括：容积CT剂量指数(CTDIvol，单位：mGy)、剂量长度乘积(DLP，单位：mGycm)、剂量当量(equivalent dose，单位：mSv)和管电流量(单位：mAs)。胸部辐射换算系数为0.014[4]。衡量图像质量的指标为信噪比(SNR)，测量方法：图像中某一组织的CT值与该扫描图像的背景噪声值(扫描区域内的无物体背景区，即空气的CT值标准差)的比值。上述量化指标差异检验方法均使用t检验，P<0.05代表差异具有统计学意义。

结果

1.三种影像检查对结核性及非结核性不孕症患者胸部检查结果比较

(1)X线胸片对纤维索条灶的诊断敏感度最大为78.9%(41/52)，而对渗出影、空洞及结节的诊断敏感性较低为0～5.8%，尤其对树芽征的显示能力极差(0)，而对空洞、树芽征、胸腔积液、纵隔/肺门淋巴结钙化的特异度均可达100%，对空洞、胸腔积液、纵隔/肺门淋巴结钙化的阳性预测值亦可达100%，对胸膜增厚/钙化的阳性似然比最大，可达8.827，对结节的阴性似然比最大，可达1.106；见表1。

(2)常规胸部CT对肺内纤维索条灶最为敏感，敏感度为96.8%(30/31)，对渗出影、空洞、树芽征和胸腔积液的诊断特异度和阳性预测值最大，均可达100%，对纤维索条灶的阴性预测值最大为96.6%，对胸膜增厚/钙化的阳性似然比最大为19.613，对空洞的阴性似然比最大为0.936；见表2。

表1 X线胸片对结核和非结核性不孕症患者胸部病变诊断价值对比

注：TB，结核性不孕症患者；NTB，非结核性不孕患者；Sen，敏感度；Spe，特异度；PPV，阳性预测值；NPV，阴性预测值；LR+，阳性似然比；LR-，阴性似然比。

表2 常规胸部CT对结核和非结核性不孕症患者胸部病变诊断价值对比

注：TB，结核性不孕症患者；NTB，非结核性不孕患者；Sen，敏感度；Spe，特异度；PPV，阳性预测值；NPV，阴性预测值；LR+，阳性似然比；LR-，阴性似然比。

(3)低剂量CT亦对纤维索条灶的诊断敏感度最大为95.4%(41/43)，对渗出影、空洞、结节、树芽征、胸膜增厚/钙化及胸腔积液的特异度及阳性预测值均可达100%，对纤维索条灶的阴性预测值最大，为95.1%，对纵隔/肺门淋巴结钙化的阳性似然比最大，为11.938，对空洞的阴性似然比最大为0.930；见表3。

除胸膜增厚/钙化及胸腔积液外，低剂量CT和常规CT较X线胸片对各个肺结核影像征象的显示均具有统计学差异(P<0.05)，而低剂量CT和常规CT之间没有明显差异(P>0.05)，见图1。

2. 三种影像检查辐射剂量与图像质量比较

(1)辐射剂量。X线胸片的辐射剂量和管电流量明显较常规CT和低剂量CT低。X线胸片与常规CT和低剂量CT的剂量当量和管电流量对比均具有显著统计学差异(P<0.05)；常规CT与低剂量CT的辐射剂量(CTDIvol、DLP、剂量当量、管电流量)亦均有统计学差异；见表4。

(2)图像质量。常规CT与低剂量CT的SNR没有统计学差异(P>0.05)；见表4，图2。

3.检测费用比较：根据甘肃省卫生和计划生育委员会2017年新医改收费标准，胸部X线计算机体层(CT)平扫255元/次，胸部正位片75元/次，低剂量CT和常规CT收费相同，胸部CT价格是胸片的3.4倍。

表3 低剂量胸部CT对结核和非结核性不孕症患者胸部病变诊断价值对比

注：TB，结核性不孕症患者；NTB，非结核性不孕患者；Sen，敏感度；Spe，特异度；PPV，阳性预测值；NPV，阴性预测值；LR+，阳性似然比；LR-，阴性似然比。

图1 三种影像检查方法对结核性及非结核性不孕症患者胸部检查结果比较

注：组间比较，*P<0.05

图2 同一患者常规胸部CT与低剂量胸部CT的辐射剂量、图像质量比较：女性47岁，婚后同居18年未孕。左图：胸部常规扫描模式:120KV，42-153 mAs，总mAs 1079，总DLP 227 mGycm，信噪比4.18；右图：胸部低剂量模式扫描：120KV，14～47mAs，总mAs 347，总DLP 57 mGycm，信噪比4.74。

讨论

体外受精- 胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer，IVF-ET)已经成为治疗结核相关性不孕症的有效手段，但IVF-ET 助孕后机体免疫功能及各种激素水平等发生变化，孕妇易感染结核分枝杆菌或陈旧结核病灶复发、再燃[5]。为评估全身结核复发潜在风险，术前谈话必须客观告知并提供结核直接和间接证据(钙化灶、纤维索条灶或胸膜增厚粘连等)。虽然子宫内膜活检是明确生殖结核病的直接证据，但因取材误差和月经周期影响，活检阳性率较低。若于IVF-ET前行影像检查发现结核证据并及时处理，或可避免不良结局。

众所周知，结核菌首先在肺部感染，然后经多种途径传播于生殖器官或其他部位，因此辅助生殖科医生常选择肺部胸片和CT作为筛查结核病的重要补充(参见图3)，但X线辐射又是辅助生殖科医生和患者非常关心的问题之一[6-7]。从育龄妇女生育力改变与受照剂量的关系来看：大剂量的电离辐射对卵细胞的形态、功能均会造成损伤，且具有剂量-反应关系，卵巢部位一次受照射剂量为2 500～6 000 mSv或分次照射总量为6 000 mSv时，可造成终生不育[8]。在现实生活中人体受到大剂量辐射的几率很小，在临床上应尽量做到以预防为主，严格遵循“十日法则”(即月经开始后10日内接受放射线检查)[9]，给所有患者常规佩戴铅裙，以减轻对人类生殖细胞的损伤[10]。另外，在满足诊断前提下，应控制CT辐射在尽量低的范围内。

现结合本研究对胸片、常规CT和低剂量CT对比分析并探讨电离辐射的生殖安全性问题：

1.X线胸片：本研究发现胸片平均辐射剂量仅为0.2 mSv，完全符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB18871-2002》对于公众个人所受的辐射照射的规定(年有效剂量<1 mSv)，可作为常规检查筛查肺结核，但仍然存在较明显的漏诊，正如本研究显示，胸片不具备发现支气管播散灶重要征象——“树芽征”的能力，在发现纤维索条灶、钙化灶、渗出影、空洞和结节方面的能力亦均不及常规CT和低剂量CT(参见图4)，这主要是由于X线胸片为2D平面成像，密度分辨率不及CT，前后组织结构重叠，且早期肺结核病灶较小，故难以在Ⅹ线胸片中发现并诊断[11]。胸片仅在发现胸膜增厚(胸片常提示肋膈角变钝)方面似乎优于CT，但亦不能排除抽样误差带来的影响。

2.胸部CT：图像具有图层薄，可任意角度重建的特点，能敏感地发现结核病灶。但因其辐射剂量较大而使受检者存在顾虑，常规剂量CT扫描使患者接受的辐射剂量是胸片的10～100倍，对高危人群造成威胁并可能成为潜在致癌、致畸因素。近年来的胸部低剂量扫描技术配合迭代重建算法，较好地解决了图像质量与辐射剂量之间的矛盾，既实现了结核筛查又显著降低了辐射剂量[12]，给辅助生殖科医师提供了第三方选择。《电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB18871-2002》[13]对于公众个人所受的辐射照射还制定了特殊情况下的允许范畴，即5个连续年的年平均剂量不超过1 mSv时，某一单一年份的有效剂量可提高到5 mSv，如此，常规CT则勉强可在特殊情况下使用，但重复检查受到很大限制。本研究中，常规CT辐射剂量为3.178 mSv，低剂量CT辐射剂量为0.798 mSv，均在允许范围内，并且低剂量CT仅相当于3张胸片，可以用于结核疗效随访。胡钰等报道[14]CT容积剂量指数(CTDIvol)常规剂量胸部平扫与低剂量胸部平扫之比为3.4∶1，总辐射剂量(DLP)常规剂量胸部平扫与低剂量胸部平扫之比为2.6:1，与本研究结果相似。

3. 电离辐射生殖安全性：电离辐射存在非阈值效应和阈值效应。非阈值效应存在于人体各个系统，即是否发生染色体或胚胎畸变、癌症等辐射事件与受照射剂量没有关系。阈值效应(参考国际放射防护委员会(ICRP)第41号出版物[15])：单次急性照射0.65～1.5 Gy或慢性照射0.4 Gy/年，会导致一时性不孕；单次急性照射2.5～6 Gy或慢性照射0.2 Gy/年才会导致永久性不孕；受精卵植入前期对辐射最敏感，产前死亡率高，0.05 ～ 0.15 Gy照射，可杀死小鼠受精卵(胸部CT的辐射剂量仅为0.002～0.007 Gy，且对生殖系统为非直接照射)，但照后存活的胚胎，宫内发育和生后生长均正常。由此可见，电离辐射在受精卵着床前具有“有或无”的效应，据此可打消一部分顾虑。

4. 图像质量与诊断价值：本研究中，常规CT和低剂量CT的信噪比分别为(4.2±1.7)和(4.6±1.9)，低剂量CT配合迭代算法的图像质量优于常规CT。在显示纤维索条灶、钙化灶、渗出影、胸膜增厚/钙化、纵隔/肺门淋巴结钙化方面，似乎常规CT更占优势，但该差异不具有统计学意义，可能由抽样误差造成。在显示空洞、结节及树芽征方面，低剂量CT又略胜于常规CT，差异无统计学意义。另外，除了低剂量CT在结节、胸膜增厚/钙化方面略占优势外，在渗出影、空洞、树芽征及胸腔积液方面的特异度、阳性预测值均和常规CT一致达到100%。可见，低剂量CT在保证图像质量的前提下，具有明显降低辐射的优势。

总之，低剂量CT在筛查肺结核方面具有低辐射和高质量的明显优势，且一次检查耗费仅为胸片的3.4倍，容易被大多数患者所接受，从明显降低漏诊率方面来说，选择低剂量CT实际上避免了不必要的重复检查，降低了经济和辐射负担。因此，辅助生殖医学实践中应避免常规CT胸部扫描，减少胸片筛查，而提倡低剂量CT在结核相关性不孕不育患者中的应用，以达到精准筛查和监测结核治疗疗效的目的，这一点应引起临床医生和放射科技师的重视，临床医生在开具申请单时注意强调生殖低辐射需求，放射科工作人员在分诊和扫描时注意使用高端CT机和低辐射扫描模式，为改善辅助生殖结局和提高配子质量做出一点努力。

(图3、图4见封底)