高分辨率CT靶扫描与靶重建技术在肺结节精准诊断中的比较

徐佳妮 侯兴蕾 陆洪江 朱占英 陈兴灿

肺癌是我国发病率及死亡率较高的恶性肿瘤，且呈逐年增长趋势[1]。多数患者初次就诊时已为中晚期，导致治疗效果及生存率均不理想。早期肺癌常表现为肺结节，因此及时发现肺结节并作出准确诊断能够有效筛查出早期肺癌[2]。随着健康体检的逐渐普及，肺结节的检出率也随之升高，且发病人群日益年轻化[3]。CT扫描作为诊断胸部疾病最常用的检查方法，常规扫描后通过靶重建可获得较为清晰的图像，提高了对肺结节的诊断价值，但自身的容积效应会导致病灶影像学表现出现偏差，影响其诊断结果。近年来，高分辨率CT（HRCT）靶扫描技术的发展进一步提高了图像质量，有利于医师对肺结节的良恶性判断[4]。该研究旨在比较CT靶扫描和CT靶重建技术的图像质量，并探讨两者在肺结节早期诊断中的临床价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集2020年6月至2021年8月在本院行常规胸部CT检查并发现肺结节的患者237例。纳入标准：肺部有小结节的患者；肺结节直径＜10 mm。排除屏气不良、图像不清晰者114例，最后纳入研究123例，其中男51例、女72例，年龄（49.8±13.9）岁。本研究经医院医学伦理委员会批准，所有患者签署知情同意书。

1.2 检查方法 采用美国GE Discovery CT750HD进行胸部CT扫描，患者取仰卧位，在深吸气时进行扫描。扫描参数：管电压为120 kV，管电流采用自动毫安秒技术，探测器宽度40 mm，螺距为0.984∶1，扫描5～7 s，层厚及层间隔均为5 mm，图像矩阵为 512×512，扫描视野（field of view，FOV）为36 cm，扫描范围为肺尖至肺底。在发现病灶后实行靶扫描和靶重建，靶扫描参数：管电压为120 kV，管电流采用自动毫安秒技术，探测器宽度为40 mm，螺距为 0.984∶1，扫描1～3 s，层厚及层间隔均为0.625 mm，图像矩阵为512×512，FOV为10 cm、20 cm，扫描范围为结节上下各1 cm；靶重建参数：FOV为10 cm、20 cm，重建层厚、层间隔均为0.625 mm。图像窗宽1,500，窗位-650，所得扫描数据传至GE aw4.6工作站进行图像处理。

1.3 评价方法 （1）客观指标：选择结节最大径层面，在结节周围正常肺组织内设置三个感兴趣区（region of interest，ROI），大小为1 mm2，记录ROI内的CT值及标准差（standard deviations，SD），噪声通常用标准差（SD）来表示[5]，取3个值的均值计算信噪比（signal to noise ratio，SNR），SNR=CT均值/SD均值[6]。（2）主观指标：由两位高年资影像专业医师分别对图像质量进行评分，取平均分作为最终评分。评估内容包括图像对比度、细微结构显示情况、病灶边界情况3个方面[6]：①图像对比度，分4级（1分：对比度很差；2分：对比度欠佳；3分：对比度尚可；4分：对比度极佳）；②细微结构显示情况，分4级（1分：细微结构显示不清；2分：显示情况欠佳；3分：可以接受的显示情况：4分：显示非常清晰）；③病灶边界，分4级（1分：可能是病灶也可能是伪影；2分：病灶显示不清；3分：病灶清晰可见，边缘模糊；4分：清晰可见，边缘清晰）。评分＜6分为图像质量差；6～9分为良好；＞9分为图像质量优秀。

1.4 统计学方法 采用SPSS 23.0统计软件。计量资料符合正态分布以（±s）表示，采用t检验；不符合正态分布以[M（P25，P75）] 表示，采用秩和检验；以P＜0.05为差异有统计学意义。评分一致性采用Kappa检验，Kappa值≥0.75表示一致性较好，0.75＞Kappa≥0.4表示一致性一般，Kappa＜0.4表示一致性较差。

2 结果

2.1 CT靶重建及靶扫描图像主客观评估 靶扫描及靶重建图像优良率均为100%，医师主观评分的Kappa值为0.816，靶扫描技术的SD值低于靶重建技术，SNR及主观评分均高于靶重建技术，差异有统计学意义（P均＜0.001）。见表1。

表1 CT靶重建及靶扫描图像主客观评估（±s）

表1 CT靶重建及靶扫描图像主客观评估（±s）

组. 靶重. 靶扫. t. P值SD. 28.93±10.20 18.35±6.71 -7.876 ＜0.001 SNR. -30.74±11.01 -52.63±23.98 -7.454 ＜0.001主观评分（分. 9.61±0.76 10.18±1.07 -3.965 ＜0.001

2.2 FOV设为10 cm与20 cm时图像主客观评估 将FOV设为10 cm或20 cm时，两组的SD值及SNR比较，差异均无统计学意义（P均＞0.05）；而FOV设为10 cm时，主观评分显著高于FOV设为20 cm，差异有统计学意义（P＜0.001）。见表2。

表2 FOV设为10 cm与20 cm时图像主客观评估（±s）

表2 FOV设为10 cm与20 cm时图像主客观评估（±s）

组. FOV 10 cm 20 cm t. P值SD. 23.36±9.50 23.65±10.70 -0.183 0.855 SNR -41.86±21.89 -42.05±21.69 0.057 0.955主观评. 10.43±0.86 9.35±0.74 8.588 ＜0.001

图1 同一患者的CT图像资料

3 讨论

肺结节CT靶扫描是一种小FOV与薄层扫描相结合的检查技术[7]，而肺结节CT靶重建则是采用缩小FOV对原始数据进行重建[8]。既往研究仅对图像质量进行主观评价，未采取定量的客观评价[9-10]。因此，不可避免存在一定的客观因素，从而影响图像质量评价的正确性。该研究引入SNR对肺结节靶扫描和靶重建图像作客观评价并进行比较，分别测量了结节周围的CT值和SD值，计算得到SNR，结果显示采用靶扫描和靶重建技术之间的SD均值、SNR及主观评分均有统计学差异（P＜0.001），综合客观数据及主观评价，靶扫描的图像质量明显优于靶重建。

3.1 肺结节CT靶扫描和靶重建的比较 靶扫描不改变原始像素，在一定程度上改善了图像分辨率，同时靶扫描由于FOV较小，成像矩阵不变，其像素变小，从而提高细节分辨率，层厚减薄缩小了图像的体素，提高了纵向空间分辨率，因而明显提高了图像质量。而CT靶重建仅对原始数据进行小FOV薄层重建，未改变成像矩阵及像素，并未对图像质量产生影响。因此，靶扫描能够更好显示肺结节病变的特征征象。进一步研究表明，相同的扫描野和重建参数，CT靶扫描技术对结节边缘及内部细微结构显示相较于靶重建技术更清晰。

3.2 SNR客观评价的意义 SNR是评价图像质量的重要指标之一，是信号与噪声的比值，对图像的像素灰度差异进行统计，从数学角度分析图像各像素点的差异，不受主观因素影响。在一个确定的ROI范围内，每个像素的CT值并不完全相同，而CT值作为一个平均值来看可能有上下的偏差，这个偏差就是标准差，噪声通常用标准差表示。因此，标准差越小，噪声越小，SNR值越大，图像质量越好且越清晰。本研究中CT靶扫描的SNR值明显高于靶重建，可见CT靶扫描技术的图像质量明显优于CT靶重建技术。

3.3 FOV大小对图像质量的影响 将FOV设为10 cm或20 cm时，两组的SD均值及SNR的差异均无统计学意义（P均＞0.05），而主观评分差异有统计学意义（P＜0.001）。虽然客观数据显示FOV设为10 cm或20 cm时图像无明显差异，但医师主观认为FOV设为10 cm时的图像较FOV设为20 cm时更加清晰，能更好地辨别其影像学表现。因为在矩阵相同的情况下，缩小FOV并不会对图像质量产生影响，但能提高结节边缘细节的可见度，与文献报道一致[11]。

综上所述，高分辨率CT靶扫描技术相较于靶重建技术能更清晰地显示结节边缘及内部结构，缩小FOV会在一定程度上改善图像质量。对于常规CT检查难以确诊或需隔期复查的肺结节，建议采用HRCT靶扫描进一步检查，以提高诊断准确率，对临床治疗决策有重要指导意义。