CT圖像質量評價體系在肺部疾病篩查中的應用研究

張海蓮 涂文彬 王潤強

隨著醫學影像成像技術、顯示技術和圖像處理技術的不斷發展，放射科已成為臨床疾病診斷的重要輔助科室，圖像質量也同時成為影像技術人員關注的工作重點。較之于數字X射線計算機斷層成像(computed tomography，CT)，CT掃描在肺部疾病診斷中，斷面圖像可以提供更多診斷信息，密度分辨力和定量分析檢測更具有優越性[1]。但受到疾病癥狀、病理分期以及儀器設備、檢查技術等多方面因素的影響，CT檢查結果與臨床診治結果存在一定的差異性[2]。本研究以圖像質量評價體系為研究手段，分析肺部圖像質量與診斷結果準確性的相關度，為CT圖像質量控制制度的建立提供借鑒經驗，從而為臨床提供高水平的服務質量，降低疾病診斷的誤診率[3-4]。

1 材料與方法

1.1 材料

選取2014-2016年青海省第五人民醫院接診治療的170例肺部CT檢查的患者資料，按照圖像質量排序方法將其分為觀察組與對照組，每組85例。觀察組為圖像質量排序1～85的患者，對照組為86～170的患者。回顧性分析170例患者的臨床診治資料，同樣對肺部結節、腫塊等信息內容采用5級分類法進行數據統計。

1.2 納入與排除標準

(1)納入標準：①患者年齡＞40歲；②CT檢查前無肺癌、肺部腫瘤、結核等疾病確診，且無肺部手術史；③具有后期證實的肺部結節、腫塊的病理、大小、位置等臨床信息。

(2)排除標準：①臨床資料缺失；②CT影像存在明顯運動、金屬等偽影；③影像檢查技術不規范，評級為C類的圖像。

1.3 儀器設備

采用DURA422型6排螺旋CT球管(德國西門子公司)掃描機。

1.4 圖像質量評價方法

圍繞圖像質量評價體系中的解剖學標準和物理學標準，針對兩組患者CT圖像采用主觀評價和客觀評價相結合的綜合評價方法。其中，主觀評價由3位放射科醫師和技師組成評分小組進行圖像質量打分，按照解剖結構清晰可見、可見和不可見3個等級得分值分別為3分、2分和1分，每位患者取平均值作為圖像主觀評價的結果[5-7]。客觀評價通過對比噪聲比(contrast noise ratio，CNR)和銳利度兩項指標進行圖像質量打分，對比噪聲比反映不同組織影像的差異性，銳利度反映組織邊界清晰度，符合解剖學標準和物理學標準，信噪比(signal noise ratio，SNR)計算為公式1：

式中SNR為感興趣區域內信噪比；CTij為n×m區域內第i行第j列的密度值。

對比噪聲比計算為公式2：

式中CNR為感興趣組織A區域與空白B區域的對比噪聲比。

組織邊界的銳利度(S)計算為公式3：

式中S為組織邊界的銳利度；CT內、CT外分別為感興趣組織邊界內外兩側距離為H兩點的密度值大小。

按照CNR和S指標測定結果對170例圖像從優至劣分別進行排序，取序號平均值作為客觀綜合評價結果。

1.5 影像診斷分析方法

由5名10年以上工作經驗的影像醫師組成診斷小組，對170例患者影像采用雙盲法進行診斷評分，評分內容為肺部結節、腫塊的性質、大小以及位置，方法采用五級分類法，即對內容的診斷結果為肯定存在得5分，可能存在得4分，不確定得3分，可能不存在得2分，肯定不存在得1分，診斷分析結果作為觀察組數據[8-9]

。

1.6 統計學方法

應用SPSS 19.0軟件，對圖像質量評價結果進行一致性檢驗，分別采用Sign符號檢驗和Spearman檢驗分別進行差異分析和相關分析，對影像診斷分析結果進行相關分析檢驗一致性，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 圖像質量評價結果

(1)按照客觀評價指標CNR、S和綜合3項的排序結果不同，應用指標CNR、S和客觀綜合指標分別對兩組患者圖像的評價結果與主觀評價結果的次序分布基本成正相關，客觀綜合的相關程度明顯優于指標CNR和S的結果次序。與主觀評價對比的散點分布如圖1所示。

圖1 圖像質量評價結果散點圖

(2)以主觀評價結果作為參照標準，應用SPSS軟件分別對客觀評價結果分別進行差異性和相關性檢驗分析，統計結果見表1。

表1 主客觀評價的一致性分析結果

表1數據顯示，客觀評價與主觀評價結果差異性不顯著，P值均遠＞0.01，其中客觀綜合與主觀評價的差異性Z值為-0.248，明顯高于其他兩指標的分析結果；而對于相關性分析結果，P值均＜0.01，其中客觀綜合與主觀評價的相關度r值為0.998，同樣明顯高于其他兩項指標。圖像質量評價結果表明，客觀評價結果與主觀評價結果具有較高的一致性，客觀綜合評價結果與主觀評價結果更接近。

2.2 影像診斷分析結果

以研究圖像質量與診斷結果的相關度為研究目的，分別對圖像質量優劣不等的兩組患者診斷結果進行統計，其分析結果見表2。

表2 兩組患者影像與臨床一致性分析結果

表2顯示，在兩組中，對于CT圖像質量較好的觀察組，其影像診斷結果與臨床診治結果一致性顯著，具有統計學意義(r=0.935，P＜0.05)，而對于CT圖像質量較差的對照組，其影像診斷結果與臨床診治結果一致性不佳，且無統計學意義(r=0.192，P＞0.05)。表明圖像質量在一定程度上影響了影像診斷的準確性，CT圖像質量越好診斷結果越準確。

3 討論

醫學圖像質量是衡量放射科技術人員工作水平的重要指標，從評價方法上主要包括主觀評價和客觀評價兩種，主觀評價主要是具有一定工作經驗和知識背景的放射科醫師和技師通過打分評估圖像質量，而客觀評價是通過測定圖像的物理參數進行圖像質量的評價，各有其優缺點[10-11]。目前，很多研究僅通過模型研究分析圖像的噪聲、空間分辨率等指標評價檢查技術的優劣，而忽視了解剖學標準才是重要的診斷依據。

考慮到對比噪聲比分析的是解剖結構的可見度，而銳利度分析的是解剖結構的清晰度，因此，本研究以主觀評價結果為參照，研究客觀評價指標對比噪聲比和銳利度對影像診斷結果影響。170例CT檢查圖像分析結果表明，客觀評價結果與主觀評價結果一致性顯著，從而確定圖像質量優劣不等的兩組研究對象，即觀察組和對照組。對不同組患者的CT影像診斷結果和臨床診治結果進行統計分析，圖像質量較好的觀察組一致性顯著，而圖像質量較差的對照組一致性不明顯，表明圖像質量對CT圖像篩查肺部疾病有影響，圖像質量越好，患者誤診率越低。

4 結語

醫學影像成像過程主要涉及信息源、信息載體、信息接收器、信息處理和信息顯示等5方面，其中任一環節的問題都會影響臨床疾病的診斷結果[12-14]。因此，放射科技術人員必須嚴格按照儀器設備操作規范并提高檢查技術水平，方能獲得高質量的圖像，確保臨床服務水平滿足實際工作需要。