張 楠，鄒明宇*，周 姝

（1.北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院放射診斷科，沈陽110016；2.武漢火神山醫(yī)院放射診斷科，武漢430100）

0 引言

2019 年12 月底，湖北省武漢市出現(xiàn)了新型冠狀病毒肺炎（以下簡稱“新冠肺炎”）疫情[1]，根據(jù)國家衛(wèi)生健康委員會公布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）》，影像檢查尤其是CT 檢查在新型冠狀病毒肺炎的早期篩查、影像診斷、病情觀察與療效評估、出院判定等各個方面均具有重要的作用[1]。正因如此，新冠肺炎患者在整個診療過程中可能需接受多次胸部CT 檢查，患者所接受的輻射劑量問題已經(jīng)引起臨床關(guān)注，如何在滿足新冠肺炎影像診斷要求的條件下，應(yīng)用最少的輻射劑量來進行影像學檢查已經(jīng)成為研究熱點[2]。本研究利用70 kVp 低管電壓技術(shù)及AI 輔助診斷系統(tǒng)，探討在低輻射劑量條件下進行新冠肺炎CT 檢查的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究收集武漢火神山醫(yī)院2020 年2—3 月經(jīng)咽拭子核酸檢測確診為新冠肺炎并行胸部CT 檢查的患者60 例，其中男32 例、女28 例，年齡21～79歲，平均年齡（54.63±14.40）歲，體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）為20～25 kg/cm2。入組患者均符合《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）》中的診斷標準，所有患者均簽署知情同意書。排除標準：經(jīng)告知不同意入組的患者；無法屏氣配合胸部CT 檢查的患者；既往合并肺部慢性病變（如肺腫瘤性病變、重度慢性阻塞性肺氣腫、心功能不全合并肺淤血等）的患者。將患者隨機分成低劑量組和常規(guī)劑量組，每組30 例。

1.2 檢查方法

采用上海聯(lián)影uCT760 64 排多層螺旋CT 掃描儀完成胸部掃描。患者取仰臥位，吸氣后屏氣，掃描范圍從肺尖到膈頂。所有患者均未進行增強掃描。掃描參數(shù)：低劑量組管電壓70 kVp，自動管電流（3～293 mA），準直寬度40 mm，機架旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/r，螺距1.037 5。常規(guī)劑量組：管電壓120 kVp，自動管電流（3～275 mA），準直寬度40 mm，機架旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/r，螺距1.212 5。受檢者屏氣一次完成整個胸部掃描，掃描時間9～12 s。2 組均采用Karl 3D 迭代重建算法重建圖像，層厚5.0 mm，層間距5.0 mm，肺窗采用高分辨力重建算法，圖像窗寬1 200 HU、窗位-700 HU；縱隔窗采用軟組織重建算法，窗寬400 HU、窗位40 HU。

1.3 圖像分析與評價

由2 名高年資診斷醫(yī)師結(jié)合AI 輔助診斷系統(tǒng)采用雙盲法對2 組圖像進行主觀評分，評分標準如下：（1）5 分，圖像質(zhì)量好，病灶顯示清晰；（2）4 分，圖像質(zhì)量較好，病灶邊緣較清晰；（3）3 分，圖像質(zhì)量尚可，或有輕微噪聲；（4）2 分，圖像質(zhì)量不良，或伴有呼吸運動偽影；（5）1 分，圖像質(zhì)量差，無法滿足診斷需求?！? 分為圖像質(zhì)量符合診斷要求。

原始圖像傳至深睿AI 輔助診斷系統(tǒng)（Dr.Wise Lung Analyzer，V1.0.0.0），對新冠肺炎特征病灶，包括磨玻璃密度影、實性斑片影、鋪路石征、索條影合并磨玻璃密度影等[3]進行識別。

1.4 輻射劑量評估

記錄由CT 掃描儀顯示的容積CT 劑量指數(shù)（CT dose index volumes，CTDIvol）及劑量長度乘積（doselength product，DLP），并計算有效輻射劑量（effective dose，ED）。ED 計算公式：ED=DLP×K，其中K為轉(zhuǎn)換因子，根據(jù)歐盟委員會CT 質(zhì)量標準指南[4]本研究中K取0.017 mSv/（mGy·cm）。

1.5 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 19.0 軟件進行統(tǒng)計學分析，計量資料采用均值±標準差（±s）表示，采用兩獨立樣本t檢驗，計數(shù)資料采用非參數(shù)Mann-WhiteneyU檢驗。P＜0.05 認為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料對比

低劑量組和常規(guī)劑量組患者的年齡、身高、體質(zhì)量、BMI 及Z軸掃描范圍差異均無統(tǒng)計學意義，詳見表1。

表1 2 組患者一般資料統(tǒng)計結(jié)果比較

2.2 圖像主觀評分

低劑量組和常規(guī)劑量組CT 圖像質(zhì)量主觀評分均在3 分及以上，圖像質(zhì)量均滿足臨床診斷要求。2組CT 圖像質(zhì)量主觀評分結(jié)果間差異無統(tǒng)計學意義（P=1.000＞0.05），詳見表2。

表2 2 組患者CT 圖像質(zhì)量主觀評分結(jié)果比較例

2.3 AI 輔助診斷系統(tǒng)對新冠肺炎CT 特征性病灶識別結(jié)果

本研究中，新冠肺炎CT 特征性改變包括磨玻璃密度影、實性斑片影、鋪路石征和索條影伴磨玻璃密度影，如圖1、2 所示。低劑量組和常規(guī)劑量組應(yīng)用AI輔助診斷系統(tǒng)對新冠肺炎CT 特征性病灶識別結(jié)果對比詳見表3。從表3 可以看出，2 組AI 輔助診斷系統(tǒng)識別新冠肺炎CT 特征性病灶結(jié)果間差異無統(tǒng)計學意義（P=1.000＞0.05）。

圖1 低劑量組AI 輔助診斷系統(tǒng)對新冠肺炎特征性病灶識別結(jié)果

圖2 常規(guī)劑量組AI 輔助診斷系統(tǒng)對新冠肺炎特征性病灶識別結(jié)果

表3 AI 輔助診斷系統(tǒng)對新冠肺炎CT 特征性病灶識別結(jié)果比較例

2.4 輻射劑量

與常規(guī)劑量組相比，低劑量組的輻射劑量大幅度降低[常規(guī)劑量組ED：（6.88±1.25）mSv；低劑量組ED：（1.28±0.11）mSv]，差異具有顯著統(tǒng)計學意義（t=24.443，P=0.000），詳見表4。

3 討論

在新冠肺炎診療過程中，CT 檢查是新冠肺炎的重要輔助診斷手段[3]，具有簡便易行、無創(chuàng)、檢查速度快等優(yōu)點，在病變檢出、判斷病變性質(zhì)、評估疾病嚴重程度等方面具有重要作用。正因如此，在新冠肺炎患者診療過程中可能需要進行多次CT 檢查，常規(guī)劑量CT 掃描會對患者造成潛在的輻射，降低新冠肺炎患者所接受的輻射劑量勢在必行。

表4 2 組輻射劑量比較

目前，最常用的降低輻射劑量的方法有優(yōu)化掃描方案、降低管電壓及管電流、盡量減少不必要的掃描范圍、大螺距掃描以及采用新的圖像重建算法等[5]。在相同條件下，輻射劑量與管電壓的平方成正比，因此降低管電壓可以更為有效地降低輻射劑量。從表4 可以看出，低劑量組所接受的平均輻射劑量為1.28 mSv，僅為常規(guī)劑量組的18.6%，輻射劑量減少了80%以上，即多次低劑量CT 平掃的輻射劑量累計僅相當于一次常規(guī)劑量CT 平掃的輻射劑量，對患者潛在輻射傷害較小，符合盡可能的低劑量（as low as reasonably achievable，ALARA）原則[6]。

一般來說，大幅度降低輻射劑量，圖像的噪聲將隨之增加。本研究中采用降低管電壓的方法來降低輻射劑量。由于降低管電壓會使X 射線與患者的光電效應(yīng)比例增加，組織的衰減系數(shù)增加，進而降低對比分辨力，增加圖像噪聲，而采用迭代重建算法，可以有效地降低圖像噪聲[7]，并且由于肺是含氣器官，組織間密度對比度高，末梢肺血管影、小葉間隔等相對高密度結(jié)構(gòu)在低劑量掃描下仍能較好地顯示。本研究結(jié)果顯示常規(guī)劑量組和低劑量組CT 圖像質(zhì)量主觀評分差異無統(tǒng)計學意義，不影響最終的影像診斷。

近年來AI 迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學影像輔助診斷領(lǐng)域。其中肺結(jié)節(jié)篩查、冠狀動脈CT 影像處理與診斷、前列腺癌診斷與分期等輔助診斷系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于臨床[8-10]。本研究運用的AI 輔助診斷系統(tǒng)是在大數(shù)據(jù)與深度學習基礎(chǔ)上開發(fā)的，具有病灶特征識別速度快、計算病灶范圍準確等特點，由于特征病灶是由AI 輔助識別出來的，可以有效避免圖像噪聲對醫(yī)生主觀判斷的影響。從表3 可以看出，應(yīng)用AI輔助診斷系統(tǒng)，低劑量組與常規(guī)劑量組對新冠肺炎胸部CT 特征性病灶識別沒有顯著性差異。

綜上所述，在新冠肺炎的臨床檢查中，與常規(guī)劑量組相比，應(yīng)用70 kVp 低管電壓CT 掃描方案結(jié)合AI 輔助診斷系統(tǒng)在CT 圖像質(zhì)量、病灶識別及檢出率等方面，均能夠滿足臨床診斷需求，且平均輻射量更低，整體安全性更高，具有一定的臨床應(yīng)用價值。當然，本研究還存在一些不足，例如病例數(shù)較少且研究對象僅為體型正常人群，由于新冠肺炎病情變化快、轉(zhuǎn)歸不盡相同未對同一患者治療前后2 種掃描方案進行對比，以及未對新冠肺炎各時期病灶特點進行研究，這將在下一步研究中繼續(xù)探討。