高分辨率CT靶掃描與靶重建技術(shù)在肺結(jié)節(jié)精準(zhǔn)診斷中的比較

徐佳妮 侯興蕾 陸洪江 朱占英 陳興燦

肺癌是我國(guó)發(fā)病率及死亡率較高的惡性腫瘤，且呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)[1]。多數(shù)患者初次就診時(shí)已為中晚期，導(dǎo)致治療效果及生存率均不理想。早期肺癌常表現(xiàn)為肺結(jié)節(jié)，因此及時(shí)發(fā)現(xiàn)肺結(jié)節(jié)并作出準(zhǔn)確診斷能夠有效篩查出早期肺癌[2]。隨著健康體檢的逐漸普及，肺結(jié)節(jié)的檢出率也隨之升高，且發(fā)病人群日益年輕化[3]。CT掃描作為診斷胸部疾病最常用的檢查方法，常規(guī)掃描后通過(guò)靶重建可獲得較為清晰的圖像，提高了對(duì)肺結(jié)節(jié)的診斷價(jià)值，但自身的容積效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致病灶影像學(xué)表現(xiàn)出現(xiàn)偏差，影響其診斷結(jié)果。近年來(lái)，高分辨率CT（HRCT）靶掃描技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步提高了圖像質(zhì)量，有利于醫(yī)師對(duì)肺結(jié)節(jié)的良惡性判斷[4]。該研究旨在比較CT靶掃描和CT靶重建技術(shù)的圖像質(zhì)量，并探討兩者在肺結(jié)節(jié)早期診斷中的臨床價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2020年6月至2021年8月在本院行常規(guī)胸部CT檢查并發(fā)現(xiàn)肺結(jié)節(jié)的患者237例。納入標(biāo)準(zhǔn)：肺部有小結(jié)節(jié)的患者；肺結(jié)節(jié)直徑＜10 mm。排除屏氣不良、圖像不清晰者114例，最后納入研究123例，其中男51例、女72例，年齡（49.8±13.9）歲。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者簽署知情同意書(shū)。

1.2 檢查方法 采用美國(guó)GE Discovery CT750HD進(jìn)行胸部CT掃描，患者取仰臥位，在深吸氣時(shí)進(jìn)行掃描。掃描參數(shù)：管電壓為120 kV，管電流采用自動(dòng)毫安秒技術(shù)，探測(cè)器寬度40 mm，螺距為0.984∶1，掃描5～7 s，層厚及層間隔均為5 mm，圖像矩陣為 512×512，掃描視野（field of view，F(xiàn)OV）為36 cm，掃描范圍為肺尖至肺底。在發(fā)現(xiàn)病灶后實(shí)行靶掃描和靶重建，靶掃描參數(shù)：管電壓為120 kV，管電流采用自動(dòng)毫安秒技術(shù)，探測(cè)器寬度為40 mm，螺距為 0.984∶1，掃描1～3 s，層厚及層間隔均為0.625 mm，圖像矩陣為512×512，F(xiàn)OV為10 cm、20 cm，掃描范圍為結(jié)節(jié)上下各1 cm；靶重建參數(shù)：FOV為10 cm、20 cm，重建層厚、層間隔均為0.625 mm。圖像窗寬1,500，窗位-650，所得掃描數(shù)據(jù)傳至GE aw4.6工作站進(jìn)行圖像處理。

1.3 評(píng)價(jià)方法 （1）客觀指標(biāo)：選擇結(jié)節(jié)最大徑層面，在結(jié)節(jié)周圍正常肺組織內(nèi)設(shè)置三個(gè)感興趣區(qū)（region of interest，ROI），大小為1 mm2，記錄ROI內(nèi)的CT值及標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviations，SD），噪聲通常用標(biāo)準(zhǔn)差（SD）來(lái)表示[5]，取3個(gè)值的均值計(jì)算信噪比（signal to noise ratio，SNR），SNR=CT均值/SD均值[6]。（2）主觀指標(biāo)：由兩位高年資影像專業(yè)醫(yī)師分別對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，取平均分作為最終評(píng)分。評(píng)估內(nèi)容包括圖像對(duì)比度、細(xì)微結(jié)構(gòu)顯示情況、病灶邊界情況3個(gè)方面[6]：①圖像對(duì)比度，分4級(jí)（1分：對(duì)比度很差；2分：對(duì)比度欠佳；3分：對(duì)比度尚可；4分：對(duì)比度極佳）；②細(xì)微結(jié)構(gòu)顯示情況，分4級(jí)（1分：細(xì)微結(jié)構(gòu)顯示不清；2分：顯示情況欠佳；3分：可以接受的顯示情況：4分：顯示非常清晰）；③病灶邊界，分4級(jí)（1分：可能是病灶也可能是偽影；2分：病灶顯示不清；3分：病灶清晰可見(jiàn)，邊緣模糊；4分：清晰可見(jiàn)，邊緣清晰）。評(píng)分＜6分為圖像質(zhì)量差；6～9分為良好；＞9分為圖像質(zhì)量?jī)?yōu)秀。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料符合正態(tài)分布以（±s）表示，采用t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布以[M（P25，P75）] 表示，采用秩和檢驗(yàn)；以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。評(píng)分一致性采用Kappa檢驗(yàn)，Kappa值≥0.75表示一致性較好，0.75＞Kappa≥0.4表示一致性一般，Kappa＜0.4表示一致性較差。

2 結(jié)果

2.1 CT靶重建及靶掃描圖像主客觀評(píng)估 靶掃描及靶重建圖像優(yōu)良率均為100%，醫(yī)師主觀評(píng)分的Kappa值為0.816，靶掃描技術(shù)的SD值低于靶重建技術(shù)，SNR及主觀評(píng)分均高于靶重建技術(shù)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.001）。見(jiàn)表1。

表1 CT靶重建及靶掃描圖像主客觀評(píng)估（±s）

表1 CT靶重建及靶掃描圖像主客觀評(píng)估（±s）

組. 靶重. 靶掃. t. P值SD. 28.93±10.20 18.35±6.71 -7.876 ＜0.001 SNR. -30.74±11.01 -52.63±23.98 -7.454 ＜0.001主觀評(píng)分（分. 9.61±0.76 10.18±1.07 -3.965 ＜0.001

2.2 FOV設(shè)為10 cm與20 cm時(shí)圖像主客觀評(píng)估 將FOV設(shè)為10 cm或20 cm時(shí)，兩組的SD值及SNR比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）；而FOV設(shè)為10 cm時(shí)，主觀評(píng)分顯著高于FOV設(shè)為20 cm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。見(jiàn)表2。

表2 FOV設(shè)為10 cm與20 cm時(shí)圖像主客觀評(píng)估（±s）

表2 FOV設(shè)為10 cm與20 cm時(shí)圖像主客觀評(píng)估（±s）

組. FOV 10 cm 20 cm t. P值SD. 23.36±9.50 23.65±10.70 -0.183 0.855 SNR -41.86±21.89 -42.05±21.69 0.057 0.955主觀評(píng). 10.43±0.86 9.35±0.74 8.588 ＜0.001

圖1 同一患者的CT圖像資料

3 討論

肺結(jié)節(jié)CT靶掃描是一種小FOV與薄層掃描相結(jié)合的檢查技術(shù)[7]，而肺結(jié)節(jié)CT靶重建則是采用縮小FOV對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行重建[8]。既往研究?jī)H對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，未采取定量的客觀評(píng)價(jià)[9-10]。因此，不可避免存在一定的客觀因素，從而影響圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的正確性。該研究引入SNR對(duì)肺結(jié)節(jié)靶掃描和靶重建圖像作客觀評(píng)價(jià)并進(jìn)行比較，分別測(cè)量了結(jié)節(jié)周圍的CT值和SD值，計(jì)算得到SNR，結(jié)果顯示采用靶掃描和靶重建技術(shù)之間的SD均值、SNR及主觀評(píng)分均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.001），綜合客觀數(shù)據(jù)及主觀評(píng)價(jià)，靶掃描的圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于靶重建。

3.1 肺結(jié)節(jié)CT靶掃描和靶重建的比較 靶掃描不改變?cè)枷袼兀谝欢ǔ潭壬细纳屏藞D像分辨率，同時(shí)靶掃描由于FOV較小，成像矩陣不變，其像素變小，從而提高細(xì)節(jié)分辨率，層厚減薄縮小了圖像的體素，提高了縱向空間分辨率，因而明顯提高了圖像質(zhì)量。而CT靶重建僅對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行小FOV薄層重建，未改變成像矩陣及像素，并未對(duì)圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，靶掃描能夠更好顯示肺結(jié)節(jié)病變的特征征象。進(jìn)一步研究表明，相同的掃描野和重建參數(shù)，CT靶掃描技術(shù)對(duì)結(jié)節(jié)邊緣及內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)顯示相較于靶重建技術(shù)更清晰。

3.2 SNR客觀評(píng)價(jià)的意義 SNR是評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，是信號(hào)與噪聲的比值，對(duì)圖像的像素灰度差異進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從數(shù)學(xué)角度分析圖像各像素點(diǎn)的差異，不受主觀因素影響。在一個(gè)確定的ROI范圍內(nèi)，每個(gè)像素的CT值并不完全相同，而CT值作為一個(gè)平均值來(lái)看可能有上下的偏差，這個(gè)偏差就是標(biāo)準(zhǔn)差，噪聲通常用標(biāo)準(zhǔn)差表示。因此，標(biāo)準(zhǔn)差越小，噪聲越小，SNR值越大，圖像質(zhì)量越好且越清晰。本研究中CT靶掃描的SNR值明顯高于靶重建，可見(jiàn)CT靶掃描技術(shù)的圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于CT靶重建技術(shù)。

3.3 FOV大小對(duì)圖像質(zhì)量的影響 將FOV設(shè)為10 cm或20 cm時(shí)，兩組的SD均值及SNR的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05），而主觀評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。雖然客觀數(shù)據(jù)顯示FOV設(shè)為10 cm或20 cm時(shí)圖像無(wú)明顯差異，但醫(yī)師主觀認(rèn)為FOV設(shè)為10 cm時(shí)的圖像較FOV設(shè)為20 cm時(shí)更加清晰，能更好地辨別其影像學(xué)表現(xiàn)。因?yàn)樵诰仃囅嗤那闆r下，縮小FOV并不會(huì)對(duì)圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響，但能提高結(jié)節(jié)邊緣細(xì)節(jié)的可見(jiàn)度，與文獻(xiàn)報(bào)道一致[11]。

綜上所述，高分辨率CT靶掃描技術(shù)相較于靶重建技術(shù)能更清晰地顯示結(jié)節(jié)邊緣及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮小FOV會(huì)在一定程度上改善圖像質(zhì)量。對(duì)于常規(guī)CT檢查難以確診或需隔期復(fù)查的肺結(jié)節(jié)，建議采用HRCT靶掃描進(jìn)一步檢查，以提高診斷準(zhǔn)確率，對(duì)臨床治療決策有重要指導(dǎo)意義。