馬 春 明 兵 惠慶桃 王曉玲 謝冬梅 李裕丹

德陽(yáng)市人民醫(yī)院放射科 (四川 德陽(yáng) 618000)

2019年月12月新型冠狀病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019，COVID-19)爆發(fā)，該病毒具有較強(qiáng)的傳染性[1]，截止2020年7月16日24∶00時(shí)全球已確診超過(guò)1366萬(wàn)例，死亡583455例。2020年1月30日世界衛(wèi)生組織宣布該病為全球突發(fā)公共衛(wèi)生事件。核酸檢測(cè)在臨床中被作為確診該病的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但核酸檢測(cè)受很多因素影響存在假陰性[2]，導(dǎo)致不少患者有明顯癥狀與肺部影像表現(xiàn)時(shí)核酸檢測(cè)仍然陰性，患者不能得到及時(shí)治療，對(duì)疾病的防控有較大影響。在這個(gè)過(guò)程中CT被作為檢測(cè)COVID-19以及評(píng)價(jià)療效的關(guān)鍵檢查手段[3]。COVID-19的影像表現(xiàn)包括磨玻璃影、小葉間隔增厚、小支氣管擴(kuò)張以及小葉內(nèi)間質(zhì)增厚等[4]。充分顯示其影像特征是診斷與療效評(píng)價(jià)的關(guān)鍵，高分辨CT已經(jīng)廣泛應(yīng)用于肺部疾病，明顯提高了顯示小葉間隔、周邊小支氣管及小血管等肺部結(jié)構(gòu)的能力[5-6]。但由于常規(guī)高分辨CT視野(field of view，F(xiàn)OV)較大，顯示肺部微細(xì)結(jié)構(gòu)能力受到影響，局部放大重建可以利用常規(guī)掃描的原始數(shù)據(jù)對(duì)需要觀察的肺部病變進(jìn)行更高分辨率的重建，顯示了與局部放大掃描同樣的圖像質(zhì)量而不增加輻射劑量[7]。本研究對(duì)COVID-19征象局部放大重建高分辨CT與單純放大常規(guī)高分辨CT圖像質(zhì)量進(jìn)行比較，旨在探討局部放大重建高分辨CT在COVID-19精準(zhǔn)診斷以及療效評(píng)價(jià)的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 患者資料納入標(biāo)準(zhǔn)：2020年1月至2月德陽(yáng)市人民醫(yī)院收治的經(jīng)核酸檢測(cè)確診COVID-19患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)無(wú)CT資料；(2)原始數(shù)據(jù)丟失。本研究通過(guò)了德陽(yáng)市人民醫(yī)院倫理委員會(huì)審批，因本研究是回顧性研究故未簽署患者知情同意書。共有18例COVID-19病例納入研究，男性8例，女性10例，平均年齡(48.2±17.3)歲。

1.2 掃描方案患者均行胸部高分辨率CT平掃，采用Siemens Somatom Emotion 16 CT掃描儀。管電壓110kV，參考電流70mAs，打開CARE Dose 4D，準(zhǔn)直器寬度1.5mm，球管轉(zhuǎn)速0.6s/周，螺距1。掃描范圍自胸廓入口到膈肌，深吸氣末屏氣后掃描。

1.3 圖像處理常規(guī)圖像重建應(yīng)用FOV 350mm×350mm，局部放大重建FOV 100mm×100mm(重建四個(gè)序列覆蓋肺野所有區(qū)域以顯示所有肺部病灶)，顯示矩陣均為512×512，層厚1.5mm，層間距1.5mm，卷積核B90s，顯示窗位與窗寬分別為-500HU及1600HU，重建方式為濾波反投影法(filter back projection，F(xiàn)BP)。

1.4 圖像質(zhì)量主客觀評(píng)價(jià)重建后影像傳輸?shù)絇ACS工作站(Infinitt，上海)，在30英寸8M彩色LCD顯示器上由2名15年以上放射診斷經(jīng)驗(yàn)的副主任醫(yī)師共同進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，兩者不一致時(shí)由第三名具有20年經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)職稱放射診斷醫(yī)師進(jìn)行評(píng)價(jià)。常規(guī)重建高分辨CT圖像放大到與放大重建高分辨CT一樣的顯示野進(jìn)行比較。針對(duì)COVID-19常見CT征象包括磨玻璃影、小葉內(nèi)網(wǎng)狀影、小葉間隔增厚、支氣管血管束增粗、實(shí)變影、空氣支氣管征、支氣管擴(kuò)張、細(xì)支氣管壁增厚、胸膜下線、纖維索條等使用3分制進(jìn)行評(píng)價(jià)：1分，圖像質(zhì)量差，對(duì)征象內(nèi)部結(jié)構(gòu)及邊緣顯示不清；2分，圖像質(zhì)量良好，對(duì)征象內(nèi)部結(jié)構(gòu)及邊緣顯示較好；3分，圖像質(zhì)量佳，對(duì)征象內(nèi)部結(jié)構(gòu)及邊緣顯示清晰。使用3分制對(duì)兩組圖像噪聲進(jìn)行主觀整體評(píng)價(jià)：1分，圖像有明顯噪聲；2分，圖像中等度噪聲；3分，圖像無(wú)明顯噪聲。在PACS工作站上在單純常規(guī)高分辨CT圖像和放大重建高分辨CT圖像上分別在鄰近胸壁軟組織空氣相同區(qū)域取3個(gè)圓形興趣區(qū)(region of interest，ROI)(面積8mm2)，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation，SD)及三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的平均值，對(duì)常規(guī)重建高分辨CT圖像及放大重建高分辨CT圖像的SD進(jìn)行比較。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析應(yīng)用Wilcoxon符號(hào)秩和檢驗(yàn)比較常規(guī)重建與放大重建圖像質(zhì)量評(píng)分差異。應(yīng)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較兩組圖像噪聲。使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 基本資料18例中輕癥3例(16.7%)，普通型11例(61.1%)，重型4例(22.2%)。18例中有癥狀13例，其中，發(fā)熱12例(66.7%)，腹瀉5例(27.8%)，無(wú)癥狀5例(27.8%)。共進(jìn)行CT掃描54次，平均次數(shù)3次/人(最多5次，最少1次)，最短掃描時(shí)間間隔4d。平均劑量長(zhǎng)度乘積(dose-length product，DLP)(115.6±22.9)mGy2cm?？偛≡顢?shù)536，實(shí)性病灶225，磨玻璃影219，纖維灶92。

2.2 放大重建高分辨CT圖像與單純放大常規(guī)重建高分辨CT圖像顯示COVID-19征象比較對(duì)10個(gè)征象在兩種重建方式的CT圖像上顯示質(zhì)量進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，見表1。放大重建高分辨CT圖像對(duì)10個(gè)征象顯示質(zhì)量均高于常規(guī)重建組，特別是小葉內(nèi)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在單純放大常規(guī)重建高分辨CT圖像幾乎不能顯示，而放大重建高分辨CT圖像顯示清晰(圖1～2)。

表1 主觀評(píng)價(jià)常規(guī)CT圖像與放大重建CT圖像顯示新型冠狀病毒肺炎各個(gè)征象質(zhì)量(n=54)

圖1 女性，48歲，COVID-19肺炎肺部常規(guī)重建高分辨CT單純放大圖像與放大重建高分辨圖像。圖1A：常規(guī)重建FOV為350mm×350mm，圖1B：放大重建FOV為100mm×100mm。放大重建圖像(圖1B)顯示小葉間隔及小葉內(nèi)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于單純放大常規(guī)重建圖像(圖1A)(白箭)。圖2 男性，54歲，COVID-19肺炎肺部常規(guī)重建高分辨C單純放大圖像與放大重建高分辨圖像。圖2A：常規(guī)重建FOV為350mm×350mm；圖2B：放大重建FOV為100mm×100mm。放大重建圖像(圖2A)顯示磨玻璃影內(nèi)血管增粗明顯優(yōu)于單純放大常規(guī)重建圖像(圖2B)(白箭)。

2.3 主客觀圖像噪聲評(píng)價(jià)放大重建CT圖像噪聲為61.2±29.9，常規(guī)重建CT圖像噪聲為51.7±25.7，兩者比較差異無(wú)顯著性(t=1.162，P=0.251)。放大重建CT圖像的主觀圖像噪聲整體評(píng)分高于單純放大常規(guī)重建CT圖像，差異具有顯著性(Z=4.123，P＜0.001)。

3 討 論

本研究應(yīng)用放大重建CT圖像對(duì)COVID-19的CT征象進(jìn)行觀察，質(zhì)量明顯高于常規(guī)重建高分辨CT圖像，甚至能顯示小葉內(nèi)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以提供更多的病變細(xì)節(jié)，同時(shí)其圖像噪聲值并無(wú)顯著升高。

COVID-19傳染性強(qiáng)，潛伏期長(zhǎng)[8]，部分病例感染后臨床癥狀隱蔽，甚至無(wú)癥狀，本研究中有28%病例無(wú)癥狀，容易忽視而引起大范圍傳播。同時(shí)核酸檢測(cè)存在資源短缺、采樣方式受限以及假陰性等問(wèn)題，使部分病人不能及時(shí)確診。CT在臨床是常規(guī)應(yīng)用，可以快速、準(zhǔn)確地對(duì)COVID-19肺部病變進(jìn)行檢測(cè)。高分辨CT在顯示肺部病變微細(xì)結(jié)構(gòu)有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，所以常用于彌漫性肺部病變、磨玻璃結(jié)節(jié)等病變[9]，諸多研究COVID-19均使用了高分辨CT[10-11]。新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)與嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒(SARS-CoV)同屬冠狀病毒。冠狀病毒的S蛋白(Spike glycoprotein)與人體細(xì)胞的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2(ACE2)有較強(qiáng)親和力[12]，ACE2在呼吸系統(tǒng)主要分布于Ⅱ型肺泡細(xì)胞表面[13]，故COVID-19以累及下呼吸道為主。高分辨CT征象與病理改變一致，表現(xiàn)為胸膜下區(qū)間質(zhì)性病變?yōu)橹?，出現(xiàn)肺外帶磨玻璃影及間質(zhì)性改變，并可見實(shí)變、空氣支氣管征、支氣管擴(kuò)張、細(xì)支氣管壁增厚、纖維條索、胸膜下線等征象[10]。

局部放大重建在肺部應(yīng)用最初主要用于肺結(jié)節(jié)，特別是磨玻璃結(jié)節(jié)微結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)顯示[14]。王鑫宏等[7]的研究證明放大重建高分辨CT與局部放大高分辨CT掃描圖像質(zhì)量完全一致，優(yōu)于單純放大高分辨CT圖像質(zhì)量。本研究結(jié)果顯示，局部放大重建高分辨CT在顯示COVID-19的間質(zhì)性病變，包括小葉間隔增厚、小葉內(nèi)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、細(xì)支氣管壁增厚等微細(xì)結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于單純放大高分辨CT圖像，這對(duì)顯示COVID-19累及肺部間質(zhì)的特征提供了更直觀的證據(jù)。對(duì)于其他征象，如肺實(shí)變、空氣支氣管征、支氣管擴(kuò)張等征象放大重建高分辨CT同樣顯示質(zhì)量更高。這些征象的清晰顯示對(duì)病毒性肺炎的診斷以及隨訪時(shí)評(píng)估療效有重要意義。CT圖像由矩陣內(nèi)一個(gè)個(gè)像素構(gòu)成，像素越小圖像空間分辨率越高?？臻g分辨率又稱為高對(duì)比分辨率，在密度分辨率大于10%的情況下鑒別細(xì)微結(jié)構(gòu)的能力，即顯示最小體積病灶或結(jié)構(gòu)的能力。放大重建是利用原始數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，保持矩陣不變，像素縮小，從而提高空間分辨率[7]。而單純放大常規(guī)重建高分辨CT圖像只是簡(jiǎn)單幾何放大，空間分辨率也沒(méi)有變化，像素也會(huì)被放大，肺炎征象顯示模糊。同時(shí)由于放大重建是利用常規(guī)高分辨CT掃描后的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，故不會(huì)增加對(duì)患者的輻射劑量，特別對(duì)COVID-19患者需要短期內(nèi)反復(fù)接受CT檢查以評(píng)估療效具有更大意義。在原始數(shù)據(jù)保留的前提下可以在診斷有疑問(wèn)時(shí)后期進(jìn)行放大重建回顧分析，對(duì)病變細(xì)節(jié)清晰顯示提供更多影像信息以利于臨床診療。

放大重建高分辨CT圖像保持矩陣不變，縮小了像素，提高了空間分辨率，但噪聲會(huì)增加。本研究放大重建高分辨CT圖像噪聲較單純放大常規(guī)高分辨CT圖像略增高，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而對(duì)于主觀對(duì)圖像整體噪聲評(píng)價(jià)，放大重建高分辨CT圖像質(zhì)量高于單純放大常規(guī)高分辨CT圖像，這可能是放大重建高分辨CT顯示征象更清晰而導(dǎo)致主觀感受更好。這說(shuō)明放大重建高分辨CT雖然噪聲略有增加，但極具臨床實(shí)用價(jià)值。同時(shí)隨著迭代算法在新一代CT設(shè)備的廣泛應(yīng)用，在同樣掃描條件下會(huì)有更好的圖像信噪比[15]，這有利于放大重建高分辨CT的進(jìn)一步應(yīng)用。

本研究存在一定局限性，首先，本研究納入的研究例數(shù)有限，同時(shí)僅僅對(duì)一部分肺炎征象進(jìn)行分析；其次，沒(méi)有分析低密度分辨率對(duì)放大重建高分辨率CT圖像征象顯示質(zhì)量的影響；再次，沒(méi)有對(duì)更高矩陣(例如1024×1024)圖像進(jìn)行放大重建后圖像質(zhì)量有無(wú)改進(jìn)進(jìn)行分析，在今后研究中將針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步探討。

總之，放大重建高分辨CT較單純放大常規(guī)重建高分辨CT有更高空間分辨率，更好地顯示COVID-19的征象細(xì)節(jié)，同時(shí)并不增加額外的輻射劑量，有利于COVID-19患者早期診斷與療效評(píng)價(jià)以及后期回顧性重建，值得常規(guī)應(yīng)用。