鄧靚娜，張斌，蔣健，林曉強(qiáng)，韓濤，景夢(mèng)園，周俊林

1.蘭州大學(xué)第二醫(yī)院放射科，甘肅蘭州730030；2.蘭州大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅蘭州730000；3.甘肅省醫(yī)學(xué)影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730030

前言

自2019年12月以來，湖北省武漢市出現(xiàn)新型冠狀病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019,COVID-19）并迅速蔓延至中國其他省份［1］。CT檢查在COVID-19的臨床前期篩查和早期診斷中起著不可替代的作用。目前有學(xué)者對(duì)COVID-19患者的影像資料進(jìn)行了回顧性分析，發(fā)現(xiàn)磨玻璃影是胸部CT最常見的影像表現(xiàn)，并且持續(xù)存在于整個(gè)病程中［2］。由于磨玻璃影與周圍正常肺組織密度差異較小，并且病變的大小可能會(huì)接近于或小于圖像的層厚。因此，CT圖像窗寬及層厚的變化都很容易影響觀察者對(duì)病變細(xì)節(jié)的判斷，甚至漏診微小病變。高分辨率CT（High-Resolution Computed Tomography,HRCT）有助于實(shí)現(xiàn)多平面可視化，并使醫(yī)生能夠評(píng)估病變的細(xì)節(jié)，如磨玻璃影邊界的清晰程度、鋪路石征、血管影增粗以及空氣支氣管征等。盡管目前已在圖像采集技術(shù)及圖像質(zhì)量方面取得了很大的進(jìn)步，但是對(duì)病變的診斷依然基于在數(shù)字工作站對(duì)圖像的層厚及窗口調(diào)整以最佳的狀態(tài)顯示病變［3］。本研究擬采用不同的窗寬及層厚對(duì)COVID-19的磨玻璃影及各征象進(jìn)行觀察分析，旨在篩選出適合觀察病變的較佳窗寬及層厚設(shè)置方案。

1 材料和方法

1.1 一般資料

納入蘭州大學(xué)第二醫(yī)院及蘭州大學(xué)第二醫(yī)院西固醫(yī)院2020年1月至2月行胸部CT 掃描并確診為COVID-19 的11 例患者臨床資料。病例入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）依據(jù)《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案（試行第七版）》［4］，有流行病學(xué)史中的任何一條，且符合臨床表現(xiàn)中任意2條。無明確流行病學(xué)史的，符合臨床表現(xiàn)中的3 條。具有病原學(xué)證據(jù)之一及肺炎影像學(xué)特征者。（2）影像表現(xiàn)為純磨玻璃影及實(shí)變率≤50%的混合磨玻璃影。排除因呼吸運(yùn)動(dòng)、金屬偽影等造成圖像質(zhì)量不佳的病例。最終對(duì)11例病人中的30個(gè)磨玻璃病灶進(jìn)行分析研究，其中男7 例，女4 例；年齡29～77歲，平均年齡50.3歲。

1.2 儀器與方法

所有患者均行HRCT檢查，患者采用仰臥位，雙手上舉，于深吸氣后屏氣行螺旋CT掃描，掃描范圍從肺尖至肺底，其中6例采用Siemens Sensation 64層螺旋CT進(jìn)行掃描，掃描參數(shù)：螺距1.2，準(zhǔn)直寬度32×0.6 mm，掃描層厚8 mm，管電壓120 kV，自動(dòng)管電流，重建層厚1 mm；其他5例采用Siemens Emotion 16層螺旋CT進(jìn)行掃描，掃描參數(shù)：螺距1.0，準(zhǔn)直器寬度16×0.6 mm，掃描層厚8 mm，管電壓120 kV，自動(dòng)管電流，重建層厚1 mm。所有圖像均為平掃獲得，未注射對(duì)比劑。

1.3 圖像分析

采用北京思創(chuàng)貫宇科技開發(fā)有限公司的STPACS 型GVCM3.1 軟件，選擇具有鋪路石征、血管影增粗和空氣支氣管征的磨玻璃影病灶，分別觀察磨玻璃影、鋪路石征、血管影增粗以及空氣支氣管征在不同窗寬及層厚下的顯示程度，從顯示不良到顯示最佳（1～3）進(jìn)行評(píng)分。固定肺窗窗位為-450 HU，調(diào)節(jié)窗寬范圍為800～2 000 HU，每級(jí)調(diào)節(jié)幅度為200 HU。由兩名具有15年以上診斷經(jīng)驗(yàn)的胸部影像醫(yī)生采用盲法獨(dú)立分析圖像，意見不同時(shí)經(jīng)討論達(dá)成結(jié)果一致。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行分析。計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)（%）表示，利用χ2檢驗(yàn)比較各組別窗寬及層厚對(duì)磨玻璃影、鋪路石征、血管影增粗以及空氣支氣管征的顯示程度。P＜0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同窗寬對(duì)磨玻璃影及各征象顯示的影響

各組窗寬對(duì)磨玻璃影及各征象的顯示情況見表1，對(duì)磨玻璃影顯示為3分的窗寬值占比分別為1 000 HU（76.7%）、1 200 HU（23.3%）、800 HU（20.0%）、1 400 HU（6.7%），余各窗寬組占比均為0%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=92.598,P＜0.001），不同窗寬對(duì)磨玻璃影的顯示見圖1。對(duì)鋪路石征顯示為3分的窗寬值占比分別為1 400 HU（80.0%）、1 200 HU（73.3%）、1 000 HU（6.7%），余各窗寬組占比均為0%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=138.920,P＜0.001）。對(duì)血管影增粗顯示為3分的窗寬值占比分別為1 400 HU（83.3%）、1 200 HU（43.3%）、1 600 HU（23.3%）、1 000 HU（16.7%），余各窗寬組占比均為0%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=93.870,P＜0.001）、對(duì)空氣支氣管征顯示為3 分的窗寬值占比分別為1 000 HU（83.3%）、1 200 HU（30.0%）、800 HU（6.7%）、1 400 HU（3.3%），余各窗寬組占比均為0%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=118.369,P＜0.001）。

2.2 不同層厚對(duì)磨玻璃影及各征象顯示的影響

不同層厚對(duì)磨玻璃影及各征象的顯示情況見表2，對(duì)磨玻璃影顯示為3 分的層厚占比分別為1 mm（100.0%）、2 mm（50.0%）、3 mm（6.7%）、5 mm（0.0%），差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=80.688,P＜0.001）。對(duì)鋪路石征顯示為3 分的層厚占比分別為1 mm（100.0%）、2 mm（46.7%）、3 mm（6.7%）、5 mm（0.0%），差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=80.517,P＜0.001）。對(duì)血管影增粗顯示為3分的層厚占比分別為1 mm（100.0%）、2 mm（36.7%）、3 mm（0.0%）、5 mm（0.0%），差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=89.027,P＜0.001）。對(duì)空氣支氣管征顯示為3分的層厚占比分別為1 mm（100.0%）、2 mm（50.0%）、3 mm（16.7%）、5 mm（0.0%），差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=72.000,P＜0.001），不同層厚對(duì)空氣支氣管征的顯示見圖2。

表1 不同窗寬對(duì)磨玻璃影及各征象的顯示［頻數(shù)（%）］Tab.1 Display of ground glass opacity and other signs under different window widths［frequency(%)］

圖1 不同窗寬對(duì)磨玻璃影的影像學(xué)顯示（男性，53歲，COVID-19）Fig.1 Imaging display of ground glass opacity under different window widths(male,53-year-old,COVID-19)

3 討論

COVID-19 的影像學(xué)表現(xiàn)是多樣的，從肺部正常表現(xiàn)到彌漫性病變不等［2］。CT 檢查作為COVID-19的重要檢查手段，尤其是HRCT 對(duì)檢出病灶非常敏感，甚至早于臨床癥狀及核酸檢測(cè)陽性［5-8］。COVID-19 在影像表現(xiàn)上多以磨玻璃影為主，同時(shí)在磨玻璃病灶內(nèi)還可見增粗的血管影、小葉間隔增厚呈鋪路石樣改變及空氣支氣管征等［5］。對(duì)磨玻璃影及其間征象的檢出對(duì)于早期確診疑似COVID-19 患者起著非同尋常的作用。

窗技術(shù)是指對(duì)CT 圖像根據(jù)診斷需求對(duì)圖像的對(duì)比度和亮度進(jìn)行調(diào)整的一種技術(shù)，通過對(duì)窗寬窗位的動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而獲得顯示病變的最佳灰階范圍，是影響圖像質(zhì)量的重要因素之一［9］。窗寬是CT圖像上顯示的CT 值的范圍，主要影響圖像的對(duì)比度；窗位是CT 值的中心，主要影響圖像的亮度［10］。一般觀察某一組織的結(jié)構(gòu)及發(fā)生的病變的時(shí)候，應(yīng)以該組織的CT 值作為窗位。寬窗技術(shù)主要適合于觀察組織密度差異較大，層次豐富的病灶，而窄窗技術(shù)主要適合于觀察組織密度差異較小，邊界不清的病灶［11］。調(diào)節(jié)窗寬可以使組織與病變之間的邊界更加清晰，提高臨床診斷的準(zhǔn)確性。由于各種不同組織結(jié)構(gòu)或病變具有不同的CT 值，因此欲顯示某一組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)時(shí)，應(yīng)選擇適合觀察組織結(jié)構(gòu)的窗寬窗位。

表2 不同層厚對(duì)磨玻璃影及各征象的顯示［頻數(shù)（%）］Tab.2 Display of ground glass opacity and other signs under different slice thicknesses［frequency(%)］

圖2 不同層厚對(duì)空氣支氣管征的影像學(xué)顯示（女性,48歲,COVID-19）Fig.2 Imaging display of air bronchogram sign under different slice thicknesses (female,48-year-old,COVID-19)

在臨床工作中，常用標(biāo)準(zhǔn)肺窗和縱隔窗來觀察肺組織病變。但由于肺窗與縱隔窗之間的窗寬、窗位相差較大，可能會(huì)造成征象難以辨別或圖像信息丟失［12］。COVID-19 早期影像表現(xiàn)主要以非常淡薄的磨玻璃影為主，其與周圍肺組織之間的密度差異較小，以標(biāo)準(zhǔn)肺窗的窗寬窗位去觀察，可能會(huì)導(dǎo)致漏診。縱隔窗由于其窗寬窄且窗位高，磨玻璃影往往不能顯示或只能顯示其中的局灶性的實(shí)變影。侯紅軍等［13］利用肺結(jié)節(jié)面積測(cè)量軟件分別測(cè)量13組窗寬窗位下，磨玻璃結(jié)節(jié)的面積，結(jié)果顯示窗寬窗位分別設(shè)定為1 300 HU、-350 HU 或1 300 HU、-300 HU 時(shí)，磨玻璃結(jié)節(jié)的邊緣及內(nèi)部結(jié)構(gòu)顯示較好。磨玻璃影是指在CT 上密度輕度增高，但不掩蓋其中的肺血管和支氣管［14］。Xu 等［15］對(duì)COVID-19 患者的病理特征進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，肺部總體病理學(xué)表現(xiàn)與嚴(yán)重急性呼吸綜合征（Sever Acute Respiratory Syndrome,SARS）及中東綜合征（Middle East Respiratory Syndrome,MERS）相似。根據(jù)既往對(duì)SARS的研究，磨玻璃影的形成提示為肺泡間隔毛細(xì)血管擴(kuò)張充血、肺泡腔內(nèi)液體滲出和小葉間隔間質(zhì)水腫［16-17］。空氣支氣管征主要是由于肺泡腔內(nèi)炎性滲出致肺充氣減少，與病變肺組織內(nèi)正常充氣的支氣管構(gòu)成鮮明對(duì)比。本研究顯示，相比于其他窗寬組，1 000 HU 是顯示磨玻璃影及空氣支氣管征的最佳窗寬值。較窄的窗寬顯示的組織結(jié)構(gòu)減少，使結(jié)構(gòu)間對(duì)比增加，細(xì)節(jié)顯示清晰，適合觀察磨玻璃影及空氣支氣管征等與周圍肺組織密度差異較小的征象。鋪路石征的形成提示為小葉間隔增厚；血管影增粗可能提示血管周圍間質(zhì)水腫或者血管內(nèi)徑的增粗［16］。本研究顯示，相比于其他窗寬組，1 400 HU 是顯示鋪路石征及血管影增粗的最佳窗寬值。較寬的窗寬顯示的CT 值的范圍增大，圖像層次增多，能夠顯示具有不同密度的組織結(jié)構(gòu)增多，因此適合觀察密度差異較大的鋪路石征及血管影增粗。

在CT 掃描參數(shù)中，層厚對(duì)圖像的部分容積效應(yīng)、信噪比及層面敏感性輪廓有決定性作用［18］。Sinsuat 等［19］通過對(duì)360 名患者2 mm 及10 mm 層厚的CT 圖像上的肺結(jié)節(jié)進(jìn)行定性診斷讀數(shù)，結(jié)果顯示使用2 mm 層厚圖像診斷的結(jié)節(jié)數(shù)比使用10 mm 層厚圖像診斷的結(jié)節(jié)數(shù)高11%。本研究表明，CT 圖像層厚的不同對(duì)磨玻璃影的及各征象的觀察有顯著差異，與2、3、5 mm 相比，1 mm 層厚下對(duì)磨玻璃影及各征象的顯示是最佳的。當(dāng)病灶大小與圖像層厚相當(dāng)或者大于圖像層厚時(shí)，部分容積效應(yīng)影響較小，病灶與周圍組織的對(duì)比增加，顯示較為清楚。當(dāng)病灶小于圖像層厚時(shí)，因?yàn)橛胁糠秩莘e效應(yīng)使病變顯示不清或者丟失病灶的部分特征［20］。薄層圖像能夠更好地顯示磨玻璃影其間正常的小葉間隔及支氣管血管束、鋪路石征、血管影增粗及空氣支氣管征等這些細(xì)微的病變，使醫(yī)生做出更準(zhǔn)確的診斷，提高對(duì)COVID-19 早期磨玻璃影的顯示，為患者爭取了盡早治療的時(shí)機(jī)。

本研究的局限性：（1）沒有評(píng)估放射科醫(yī)生在不同窗寬下調(diào)出對(duì)病灶顯示最佳設(shè)置所使用的時(shí)間，盡管調(diào)節(jié)窗寬會(huì)使醫(yī)生的工作更加繁重，但是對(duì)窗口技術(shù)的熟練掌握可以顯著提高對(duì)病灶的檢查率。（2）因各家醫(yī)療機(jī)構(gòu)所使用的CT 設(shè)備及PACS 存在一定差異，本研究獲得的最佳窗口設(shè)置方案可能并不一定適用于所有醫(yī)療機(jī)構(gòu)。

綜上所述，在COVID-19 的影像診斷過程中，1 000 HU 是顯示磨玻璃影及空氣支氣管征最佳的窗寬值，1 400 HU 是顯示鋪路石征及血管影增粗的最佳窗寬值，1 mm 是觀察磨玻璃影及個(gè)征象的最佳層厚。靈活應(yīng)用窗技術(shù)能夠提高圖像的質(zhì)量，更好地顯示組織解剖結(jié)構(gòu)，從而提高對(duì)COVID-19 的早期診斷。但是，窗口技術(shù)的頻繁調(diào)整會(huì)導(dǎo)致視覺疲勞，增加工作量，還需要進(jìn)一步探索一種更簡單、更高效的定量檢測(cè)方法。