ASiR-V聯合70 kV個性化軸掃對老年慢性阻塞性肺疾病患者伴肺炎的診斷作用

于衛永 孫曉楠

(1首都醫科大學康復醫學院，北京 100068；2中國康復研究中心北京博愛醫院；3聊城市東昌府人民醫院)

由于慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并肺炎患者原發疾病的臨床表現常掩蓋了肺炎的癥狀和體征，因此肺炎的診斷變得困難〔1〕。COPD患病年齡超過40歲以上患者發病率為8.2%，年齡越高發病率越高，以老年人居多，老年患者體質虛弱，對電離輻射的耐受性較低，因此CT在此類患者檢查中的輻射劑量一直臨床診斷的重點關注問題。肺炎是COPD常見的并發癥，肺炎的早期診斷并進行及時治療能提高患者肺功能，改善預后〔2〕。在肺部疾病檢查的多種手段中，CT檢查因其不受周邊重疊組織的影響能較好顯示病變位置、大小及肺部并發癥等優勢，逐漸成為肺部疾病中最敏感、最有價值的檢測手段之一〔3〕。相比傳統掃描方法，Revolution CT在肺部疾病診斷中有顯著優勢〔4〕，即使是低劑量下也能夠獲取較為優質、清晰的圖像。本研究就迭代重建技術(ASiR-V)聯合70 kV個性化軸掃在老年COPD患者伴肺炎診斷作用進行研究。

1 資料與方法

1.1臨床資料 收集2018年2月至2019年2月中國康復研究中心北京博愛醫院呼吸內科收治的老年COPD伴肺炎患者166例，年齡60～95〔平均(74.20±7.87)〕歲。本實驗根據Revolution CT下探測器寬度差異分為四組，其中A組寬度為8 cm共36例，B組寬度為12 cm共44例、C組寬度為14 cm共55例、D組寬度為16 cm共31例。

1.2納入標準 ①COPD診斷符合2007年我國頒布并制定的《慢性阻塞性肺疾病診治指南》〔5〕的標準；②肺炎診斷參照《2014 SHEA/IDSA實踐建議：急重癥醫院呼吸機相關性肺炎的預防策略》〔6〕中關于肺炎的標準；③研究由我院醫學倫理委員進行批準通過，入選患者知曉本人涉及的檢查項目及注意事項，簽署知情同意，保護所有入選者隱私權。

1.3排除標準 預期生存期低于3個月，無法完成全部檢查的患者；合并嚴重的慢性腎功能不全等實質性病變者；住院期間放棄救治者；合并神經系統疾病以及神志異常的患者；合并傳染系統疾病、血液性疾病者。

1.4檢測方法 應用美國通用公司提供額通用 GE CT Revolution CT。患者采取頭先進、仰臥位，囑雙手上舉并在深吸氣、憋氣的狀態下進行掃描，范圍為自患者頸部開始掃描至膈面下方上腹部處。應用70 kV管電壓配合前置ASiR-V權重設為60%，個性化掃描其他參數：噪聲指數為8，轉速為0.28 s，自動管電流為30～200 mA，掃描層厚為5 mm，重建層厚為1.25 mm。選擇2～3位放射科醫師對圖像質量進行評定，總分為5分，采取Kappa檢驗以判斷觀察間是否存在一致性，不一致時則取選擇所有放射科醫師的平均分作為評分的最終分數。容積CT劑量指數(CTDIvol)及劑量長度乘積(DLP)在檢測結束后由設備自動生成，測定圖像CT值和噪聲。有效輻射劑量(ED)參考歐盟委員會推薦的有效劑量公式計算法〔7〕，公式為ED=DLP·K〔其中K值為不同部位的劑量轉換系數，胸部K為0.014 mSv/(mGy·cm)〕，ED單位為mSv。對各組上述指標進行記錄。

1.5客觀評價 將獲取的圖像及數據信息至GEAW4.6工作站分析，對肺動脈干和同層面的豎脊肌興趣區予以手動勾畫，獲得的勾畫感興趣面積(ROI)盡量于一定范圍，約為10 mm2，共檢測3次，并計算3次的平均值，ROI內的CT值方差為圖像噪聲(SD)。

1.6主觀評價 采用盲法對四組圖像進行評分，由2～3位5年以上工作經驗的影像科醫師在不知曉圖像參數的情況下，進行圖像質量測評，若出現意見不一致則取平均分。肺窗圖像主要對中心和周圍肺紋理進行觀察，肺內病灶邊界清晰度予以評定；縱隔窗圖像對主、肺動脈、氣管、食管及淋巴結等觀察縱隔內結構進行觀察，對心臟、胸廓骨結構及肌肉邊緣銳利度以評定。肺窗圖像評分、縱隔窗圖像評分均采取5分評分。根據圖像清晰程度分為0～5分，其中5分為肺內、縱隔解剖結構和病變顯示最清晰，基本沒有呼吸及運動偽影；4分為圖像顯示較為清晰，邊緣部分模糊，基本無呼吸和運動偽影；3分則為影響清晰度不高，邊緣較為模糊，少量呼吸以及運動偽影；2分為圖像顯示不清晰，呼吸以及運動偽影均存在，存在量較3分多；1分為僅可見部分肺內、縱隔邊緣，結構紊亂，存在大量呼吸及運動偽影；0分為不顯示正常結構。其中評分為3分或以上者為符合診斷要求，圖像質量優良。

1.7統計學分析 以SPSS19.0統計學軟件進行t檢驗，采取Mann-WhitneyU檢驗圖像質量；主觀評價的一致性采取Kappa檢驗，P<0.05提示存在統計學差異。

2 結 果

2.1入選者一般資料、圖像主觀評分及劑量參數 A組、B組、C組、D組平均年齡依次降低，差異有統計學意義(P<0.05)；各組圖像質量主觀評分、SD值、ED相比，差異無統計學意義(P>0.05)；A組、B組、C組、D組的CTDIvol、DLP水平依次遞增，差異有統計學意義(P<0.05)。在70 kV超低管電壓下，各組ED均低于0.3 mSv。見表1。

表1 各組一般資料、圖像主觀評分及劑量參數

2.2病變顯示情況 老年COPD患者伴肺炎患者166例中存在肺實變82例，其中節段性肺實變為73例，大葉性肺實變為9例；26例患者合并伴肺節段性不張；27例患者存在雙側胸腔積液；20例為磨玻璃影；11例可見馬賽克灌注征。

3 討 論

誘發老年肺炎的主要基礎疾病中以COPD最常見，二者同時出現能導致肺通氣和彌散功能受累，致使老年患者由于呼吸衰竭而死亡〔8〕，因此其診斷尤為關鍵。隨著影像學技術的發展，CT設備和低劑量技術逐漸應用于臨床肺部疾病的診療中，但是由于老年患者對電離輻射敏感度和身體器官衰弱等因素，對射線的有效劑量較年輕人高，老年患者尤其是高齡患者受輻照后致癌風險極高。當前臨床應用較廣的降低輻射劑量方案有：ASiR-V、縮小掃描范圍、下調管電流及管電壓等〔9〕。肺實質-肺泡腔間及縱隔病變-縱隔脂肪間均存在天然對比度，X線吸收率較低，因此為肺部應用較低劑量CT奠定基礎，低劑量CT掃描可以應用于肺部疾病的診斷〔10〕。曾有研究表明，低劑量掃描技術中采取下調管電壓方法，將管電壓從常規的120 kV，下調至100 kV，甚至可以到80 kV〔11〕。近期有研究者采取較往期更低的管電流70 kV應用于臨床診斷發現，70 kV能夠應用于部分需要超低輻射劑量的特殊群體〔12〕，并在臨床診斷方面具有顯著意義和廣闊的探究空間。70 kV超低管電壓在老年COPD合并肺炎的檢查方面研究較少。ASiR-V則因其大幅度降低噪聲的特性得到廣泛認可〔13〕。因此我們采取低劑量CT掃描技術應用于老年COPD合并肺炎患者中應遵循最優化原則，既要滿足ALARA原則還要盡可能地下調患者接受的輻射劑量。但下調管電壓不僅能使輻射劑量下調，還能使圖像對比度及圖像噪聲增加，因此我們采取低劑量掃描模式中應進行優化，不僅需要滿足臨床診斷，還將可有一定噪聲作為診斷的新理念〔14〕。本研究選擇掃描方案為70 kV超低管電壓、根據患者具體情況選擇個性化軸掃，采取極速掃描和ASiR-V從多個方面聯合，以達到低劑量掃描模式的目的。

本項目中采取0.28 s的極速掃描聯合個性化軸掃不僅能加快檢測效率，還能在超快速圖像采集的同時滿足臨床診斷保障，改善由于患者呼吸偽影所致左心緣處病灶不清晰、被掩蓋等問題。此外使得一些無法閉氣的老年患者能夠在自由呼吸的狀態下完成檢測，為急診就診的COPD伴肺炎患者在配合檢查困難時能提高臨床救治效率。由于時間分辨率不足和組織內存在重疊影像致使X線片對患者肺內存在的早期代償性肺氣腫及肺內灌注不均所誘發的馬賽克征象受限。采取70 kV的超低管電壓能使輻射劑量降低，組織對比度增高，同時予以自動管電流和權重為60%的ASiR-V重建技術下，對細支氣管存在的病變所產生局限性空氣潴留及馬賽克征等均能夠顯現，此外對細支氣管周圍炎性的觀察也具有敏感性，進而對老年患者肺組織病變所誘發的一系列亞臨床表現均能準確觀察。

實驗中選擇的超低管電壓70 kV，相比常規劑量以及低劑量管電壓噪聲會略有增加。相關文獻表明，針對不同設備選擇的迭代算法各有差異，但其劇能夠降低噪聲并使圖像信噪比增高。ASiR-V權重比一般選擇區域為10%～100%，百分比增高則意味著圖像噪聲降低〔15〕。但ASiR-V權重比過高會導致存蠟狀偽影，使病灶細節的觀察受到影響，本實驗中選擇60%權重比是在滿足清晰圖像的前提下確保有效輻射劑量降低。適宜前置ASiR-V權重比的條件下盡可能保留高分辨率掃描，從而清晰的觀察肺內結構的解剖細節，應用具有實用性〔16〕。我們將ASiR-V聯合70 kV應用于老年COPD患者伴肺炎的檢查中，研究顯示CTDIvol平均0.76 mGy，各組患者ED均低于0.3 mSv，相比往期研究所得到的輻射劑量以及CT劑量均較低。當前最為先進的優化掃描方案即為ASiR-V，該方案能夠在同等射線劑量下使圖像密度分辨率及空間分辨率保持較為清晰的水平〔17〕，此外還能有利于統計噪聲模型，對噪聲產生抑制，從而獲得良好的圖像質量，使得平均掃描劑量相比濾波反投影重建技術下調50%以上。但完全應用ASiR-V予以重建這會產生蠟狀偽影等較重“模糊”效應，從而影響病變診斷〔18〕。本研究結果證實ASiR-V聯合70 kV個性化軸掃應用于老年COPD伴肺炎患者，不僅能在大幅度降低輻射劑量的前提下明確診斷疾病，還能夠獲得良好的圖像質量、信噪比，是一種有利于老年COPD患者伴肺炎復查治療的CT掃描模式。