自2019年12月份新型冠状病毒疾病(COVID-19)^[1]在武汉报道以来, 已陆续有大量病例确诊, 境外也相继确诊了此类病例, 对全球健康产生了持续威胁。截至3月20日24时, 有确诊病例6 013例(其中重症病例1 963例), 疑似病例106例, 累计死亡病例3 255例, 累计治愈出院病例71 740例^[2]。据国家卫生健康委员会颁布《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第七版)》中的出院后注意事项, 建议在出院后第2周和第4周到医院随访、复诊。部分患者会进行CT复查。目前, 鲜有文献报道低剂量CT在COVID-19患者好转出院后复查中的临床应用价值。本文回顾性分析武汉大学人民医院收治的58例经核酸检测确诊为COVID-19患者出院后低剂量CT表现, 旨在推动低剂量CT扫描在COVID-19患者出院后复查的应用。

1.临床资料:回顾性分析2020年3月17日至3月25日经武汉大学人民医院治疗出院后复查的58例COVID-19患者胸部低剂量CT表现。纳入标准:1符合国家卫生健康委员会颁布《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第七版)》中的出院标准^[3]。2出院后首次复查CT患者。3体质量指数(BMI) < 25 kg/m^2[4]。58例患者中, 男18例, 女40例, 中位年龄41岁(31~55岁)。本研究经医院伦理委员会批准。

2.仪器与方法:采用美国GE公司Optima 680 CT扫描仪。患者采用仰卧位, 头先进, 屏气方式进行扫描, 扫描范围为胸廓入口至肺底。胸部低剂量组扫描参数:管电压100 kV, 管电流150 mA, 螺距1.75:1, 层厚5 mm, 显示野200~320 mm, 矩阵512×512, 扫描后用标准算法重建图像, 重建层厚0.625 mm, 采用50%自适应性统计迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction, ASIR); 胸部常规剂量组扫描参数:管电压120 kV, 管电流300 mA, 螺距1.375:1, 其他参数不变。标准肺窗设置窗位-530~-430 HU, 窗宽1 400~1 600 HU; 纵隔窗设置窗位35~40 HU, 窗宽300~350 HU。

3.图像评价方法:(1) CT图像质量主观评价:由两名具有丰富工作经验的放射诊断医师进行双盲法读片和图像质量评估。对肺窗和纵隔窗图像进行评分, 评分为5分制^[5]:1分, 即图像噪声较大, 伪影较重, 组织结构显示不清, 完全不能满足诊断要求; 2分, 即图像噪声较大, 组织结构显示不清, 不能满足诊断要求; 3分, 即图像噪声较大, 部分组织结构显示欠佳, 基本可满足诊断要求; 4分, 即图像噪声尚可, 结构显示清楚, 完全能满足诊断要求; 5分, 图像噪声小, 组织结构显示清晰, 对比良好, 完全可满足诊断要求。图像评分≥3分为临床诊断可接受。

(2) 图像质量客观评价:每例患者均选取纵隔窗主动脉弓无伪影处测量主动脉平均CT值与竖脊肌标准差(SD); 同时测量同一层面空气的标准差, 并将其作为背景噪声, 感兴趣区(ROI)的面积一般为52~76 mm², ROI的大小、形状和位置尽量相同。计算公式:主动脉信噪比(SNR)=主动脉CT值/竖脊肌SD植^[5]。

(3) 辐射剂量评价:所有患者CT检查后记录每次辐射剂量。辐射剂量包括CT容积剂量指数(CTDI_vol)、剂量长度乘积(DLP)及有效剂量(E)表示。采用公式:E=DLP×k, 转换系数k=0.014 mSv/mGy·cm^[6]。

4.统计学处理:所有数据应用SPSS 19.0软件进行分析。正态分布计量资料采用x±s表示, 非正态分布计量资料采用中位数(上, 下四分位数)表示。采用配对设计两样本比较的秩和检验(Wilcoxon-两样本比较法)比较常规组和低剂量组客观图像信噪比和背景噪声差异。采用Kappa检验比较2名观察者的评分一致性:Kappa≤0.40为一致性较差, 0.40 < Kappa < 0.75为一致性较好, Kappa≥0.75为一致性好。P < 0.05为差异有统计学意义。

1.主观图像质量比较:结果列于表 1。由表 1可知, 2组不同扫描方法的主观图像质量观察者1和观察者2评分差异无统计学意义(P>0.05)。两观察者之间评分具有中度一致性。低剂量组图像评分略低于常规剂量组, 特别是背景噪声略粗, 但均不影响诊断(图 1, 2)。

表 1(Table 1)

表 1 2组图像质量主观评分(x±s) Table 1 The evaluation results of subjective image quality between two groups(x±s) 组别 例数 观察者1 观察者2 Kappa值 常规组 58 4.45±0.22 4.37±0.18 0.68 低剂量组 58 3.88±0.33 3.91±0.35 0.53 Z值 -1.732 -1.414 P值 0.083 0.157

表 1 2组图像质量主观评分(x±s) Table 1 The evaluation results of subjective image quality between two groups(x±s)

图 1 COVID-19患者1常规剂量和低剂量CT表现A.常规剂量CT, 图像质量评分4分; B.低剂量CT复查, 图像质量评分4分, 清晰显示双肺下叶病灶明显吸收好转, 仅剩少许索条影 Figure 1 Routine-dose CT and low-dose CT findings in patient 1 with COVID-19 A. Routine-dose CT image of a COVID-19 patient with a quality score of 4; B. Low-dose CT image with a quality score of 4 clearly showing that both lower lobe lesions were significantly absorbed with only a few stripes left

图 2 COVID-19患者2常规剂量和低剂量CT表现A.常规剂量CT图像质量评分4分; B.低剂量CT复查图像质量评分3分, 清晰显示右肺下叶病灶范围缩小, 密度减低 Figure 2 Routine-dose CT and low-dose CT findings in patient 2 with COVID-19 A.Routine-dose CT image of a COVID-19 patient with a quality score of 4;B. Low-dose CT image with a quality score of 3 clearly showing that the lesion in the lower lobe of the right lung was reduced in size and density

2.客观图像质量比较:常规组图像SNR高于低剂量组, 背景噪声SD_air低于低剂量组, 两组图像指标差异有统计学意义(Z=-5.551、-3.217, P < 0.001, 表 2)。

表 2(Table 2)

表 2 2组图像质量客观评价、辐射剂量比较(x±s) Table 2 Comparison of objective image quality and radiation dose between two groups(x±s) 组别 例数 图像客观评价指标 辐射剂量指标 SNR SDair CTDIvol(mGy) DLP(mGy·cm) E(mSv) 常规组 58 5.14±1.06 6.48±1.57 10.53±1.03 338.74±34.64 4.74±0.48 低剂量组 58 4.39±0.95 7.19±2.41 2.41±0.09 88.03±5.33 1.23±0.17 Z值 -5.551 -3.217 -6.568 -6.624 -5.976 P值 < 0.001 < 0.001 < 0.001 < 0.001 < 0.001 注:SNR.信噪比; SDair.背景噪声; CTDLvol.CT容积剂量指数; DLP.剂量长度乘积; E.有效剂量

表 2 2组图像质量客观评价、辐射剂量比较(x±s) Table 2 Comparison of objective image quality and radiation dose between two groups(x±s)

3.辐射剂量评价:结果列于表 2。表 2数据显示, 低剂量组的CTDI_vol、DLP和E值较常规组分别下降了约77%、74%和74%左右(Z=-6.568、-6.624、-5.976, P < 0.001)。

胸部CT检查是评价COVID-19患者肺部急性渗出病变好转达到出院标准的重要诊断依据^[3], 而患者住院期间会经历多次CT复查, 出院后部分患者会进行CT复查以明确肺部病灶是否完全吸收。X射线辐射的危害程度不仅与每次的受照射剂量有关, 也与受照射的次数相关^[7]。一方面要求临床医师严格把控CT检查的指征, 另一方面要求影像科技师深挖现有CT设备的低剂量扫描潜力, 在确保图像质量满足临床诊断的前提下, 尽可能采用较低剂量CT扫描。在诊疗过程中严格遵循国际放射防护委员会(ICRP)X射线防护三原则^[8], 即实践正当化、辐射防护最优化以及个人剂量限制值, 最大程度保护受检者权益。对于COVID-19患者出院后CT复查而言, 也不必过多担忧辐射剂量问题, 随着科学技术的进步与发展, 低剂量CT技术已广泛且成熟应用于全国大部分医院^{[5, 9-11]}。

目前低剂量技术采用最多的扫描方法主要有降低管电压、降低管电流、增大螺距、自动曝光技术和迭代重建算法等^[12-14]。这些研究已经表明, 低kV和低mA在肺部应用是可行的, 能够满足诊断的, 但不能盲目降低扫描条件, 故本研究采用低管电压100 kV、低管电流150 mA联合迭代重建技术组合方式降低辐射剂量, 理论上辐射剂量与管电压平方成正比, 降低管电压能显著降低辐射剂量, 而管电流与辐射剂量呈线性关系, 辐射剂量会随着管电流的下降而减少, 再调节螺距至1.75:1, 通过减少扫描时间进一步降低受检者辐射剂量。但CT图像质量与辐射剂量之间存在着制衡关系, 降低辐射会导致X射线光子数量减少釆集数据不完备, 使图像噪声增加, 而通过迭代重建技术可以有效抑制图像噪声, 从而保持图像质量不下降^[15]。该方法不仅降低CT扫描辐射剂量, 而且保证了成像质量, 肺窗完全可以看清病灶, 平均有效剂量1.23 mSv, 远低于文献报告的常规胸部CT扫描剂量(>5 mSv)^[12]

本研究图像客观评价中, 常规组图像SNR略高、SD_air背景噪声值也较低剂量组要低, 虽然低剂量组的纵隔窗显示噪声较大, 但其解剖结构层次、病灶情况均能显示, 且两观察者主观评分常规组和低剂量组评分差异无统计学意义, 不影响评价病灶的吸收变化。有研究认为不能单纯用测量值来判断图像质量, 且测量值受多方面影响会导致数据不能准确反映真实值^[14]。前期的研究表明, COVID-19患者胸部CT表现主要是双肺外带斑片状磨玻璃影, 纵隔淋巴结肿大和胸腔积液少见^[16]。已经好转出院后复查患者主要是通过观察肺窗了解肺内病灶吸收程度, 纵隔窗的少量噪声对病灶吸收判断没有影响, 且随着降低管电压、管电流和增大螺距后显著降低受检者的辐射剂量使患者收益。

本研究只针对好转出院后的COVID-19患者胸部CT复查研究, 具有一定的局限性, 没有对住院期间的患者进行此方面的研究观察; 其次转归好转患者的低剂量CT图像忽视了对新发病灶的检出研究观察。

总之, 低剂量CT在COVID-19患者出院后复查中是可行的, 低管电压、低管电流增加螺距并联合迭代重建技术可在满足临床诊断的基础上大幅减低辐射剂量, 在临床上推荐使用。

利益冲突  所有研究者未接受任何不正当的赞助, 声明不存在任何利益冲突, 并对研究的独立性和科学性予以保证

作者贡献声明  张宇负责实验设计、整理数据和撰写论文; 郭可磊负责收集数据和统计分析; 彭宙锋负责现场实施和技术支持; 刘昌盛负责解释数据和协助修改论文; 查云飞负责研究指导和论文修改