创伤指由于外力作用于机体导致组织器官结构和功能破坏的一种人体伤害,成为仅次于肿瘤、心血管疾病的第三大非感染性疾病死因,是威胁全球卫生公共健康的重要问题[1-2]。创伤患者伤情危重程度的准确评估,是降低患者伤残率和死亡率的前提和基础。影像学检查是诊断创伤患者的常用检查方法[3]。对于创伤患者,多个部位联合螺旋CT检查可显著提高临床诊断率和生存率[4-5]。常规检查方法一般是先行平片检查,根据需要选择不同部位进行CT检查[6],不同部位分开扫描会引起扫描时间延长、扫描范围重叠,造成辐射剂量的累积及救治时机的延误。多层螺旋CT的技术发展使得多部位“一次性”扫描成为可能,本研究通过对多发创伤患者进行一次性扫描和常规分部位扫描,旨在探讨在多发创伤患者中采用多层螺旋CT一次性扫描检查多个部位的可行性。
资料与方法 1、资料收集收集2023年1—11月西安凤城医院急诊中心收治的创伤患者60例,收集临床资料及影像学资料。纳入标准:因单一机械致伤因素所致的两个或两个以上部位损伤,伴有局部疼痛或病理体征的患者[7]。排除标准:有金属固定器者,不能配合CT检查者,受检前1周内进行过钡剂灌肠或胃肠钡餐者。采用随机数表法将患者分为试验组(n=30)和对照组(n=30),试验组为头颅、颈椎、胸部和腹部一次性扫描,对照组为常规分部位扫描(图 1)。本研究经本院医学伦理委员会批准,患者及家属均对本研究知情同意并签署知情同意书。
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图 1 试验组与对照组扫描范围示意图A. 试验组(头颅、颈椎、胸部和腹部一次性扫描);B. 对照组(头颅、颈椎、胸部和腹部分部位扫描) Figure 1 Schematic diagrams showing the CT scanning protocols for the experimental and control groups A. Test group (patients undergoing single pass scaning for the head, neck, chest, and abdomen); B. Control group(patients receiving separate scanning for various the head, neck, chest, and abdomen) |
试验组中男性17例,女性13例,平均身高(162±11)cm,平均体重(67.52±13.03)kg,平均年龄(37.32±4.28)岁,颅内出血8例,头颅骨折11例,颌面部骨折12例,肋骨骨折22例,腹部闭合性骨折17例;对照组中男性16例,女性14例,平均身高(165±13)cm,平均体重(69.34±11.49)kg,平均年龄(35.68±6.20)岁,颅内出血12例,头颅骨折7例,颌面部骨折16例,肋骨骨折18例,腹部闭合性骨折15例。
2、CT参数设置及检查方法采用128层螺旋CT机(uCT760,上海联影智能医疗科技有限公司)进行数据采集,所有检查者采用仰卧位,双手置于两侧。图像采集:采用自动毫安控制技术,扫描层厚128×0.625 mm,头颅、颈椎、胸部和腹部窗宽和窗位分别为85和40 HU、300和45 HU、400和-550 HU、300和40 HU。试验组扫描参数为管电压120 kV,参考管电流150 mAs,螺距0.98;对照组中,头颅、腹部管电压120 kV,参考管电流150 mAs,头颅螺距0.67,腹部螺距0.98;颈椎管电压100 kV,参考管电流120 mAs,颈椎螺距0.97;胸部管电压100 kV,参考管电流150 mAs,胸部螺距0.98。获取图像原始数据后,采用螺旋CT自带的工作站对图像进行多平面重组和容积再现,重建层厚为5 mm,头颈部采用矢状面多平面重建,重建算法为H_SOFT_B和B_SOFT_C,胸腹部采用冠状面多平面重建,重建算法为B_SHARP_B和B_SOFT_B,对检查部位的所有骨骼结构均进行三维VR重组。
3、图像质量主观评价所有图像由两位经验丰富的放射科医生进行盲法阅片,意见不一致时,协商一致后得出结论。采用5分制进行主观评价:5分图像质量好,解剖细节清晰,无伪影及噪声;4分图像质量良好,解剖基本清晰,无伪影少量噪声;3分图像质量一般,分辨解剖细节,少量伪影噪声较少;2分图像质量较差,解剖细节分辨有难度,中等量伪影,噪声较多;1分图像质量差,无法分辨解剖细节,伪影严重噪声明显,非诊断性图像为1分[8]。
4、图像质量客观评价在各层面选择兴趣区(ROI)连续测量CT值及背景噪声值,同一位置测量3次取平均值,计算图像信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)[9]。头颅ROI区域置于基底节区层面右侧丘脑(灰质区)和同层面内囊后肢(白质区),背景噪声为(灰质CT值标准差+白质CT值标准差)/2,颈部ROI置于下颌腺(上颈部),颈动脉(中颈部),甲状腺(下颈部)及其同层面脂肪组织,背景噪声为各层面脂肪CT值的标准差,胸部选择肺动脉主干、肺静脉流入口的主动脉及脂肪组织,背景噪声为各层面脂肪CT值标准差,腹部ROI区域为第一肝门,肾门的主动脉及脂肪组织,背景噪声为各层面脂肪CT值标准差。
$ \begin{aligned} & \mathrm{SNR}=\text { 平均 CT 值 / 背景噪声; } \\ & \text { 头颅 } \mathrm{CNR}= \\ & \quad \text { 灰质区 CT 值 }- \text { 白质区 CT 值 } \\ & \overline{(\text { 灰质区 CT 值标准差 + 白质区 CT 值标准差 }) \times 0.5} \text {; } \end{aligned} $ |
颈部、胸部、腹部CNR=(测量区域平均CT值-同层面脂肪CT值)/背景噪声[10-11]。
5、有效剂量(E)计算测量扫描范围及对照组中扫描重叠范围,记录扫描时间和E参数,CT容积剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP),以此计算E,E =DLP × 0.015[12]。试验组中,CT剂量检测模体直径为32 cm,对照组中,头颈部和胸腹部模体直径分别为16和32 cm。
6、统计学处理采用SPSS 19.0软件进行数据分析,计量资料采用x±s表示,应用t检验比较患者的计量资料,应用χ2检验比较两组图像质量主观评分和构成比,P<0.05为差异具有统计学意义。
结果 1、图像重建结果通过对两组患者原始图像分别进行冠状位软组织窗、冠状位骨窗、矢状位骨窗和容积再现重建可知,两组重建图像均可显示创伤部位,试验组重建图像可一次性,整体直观显示损伤位置及创伤情况(图 2)。对照组重建图像也可显示病变位置及创伤情况,各分部位间可见重叠扫描区域(图 3)。
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图 2 试验组患者多平面重建图像和容积再现图像A.冠状位软组织重建图像(右侧9肋骨折,黄色框);B.冠状位骨窗重建图像(右侧9肋骨折小骨块,黄色框);C.矢状位骨窗重建图;D.容积再现重建图 Figure 2 Multiplanar reconstruction (MRP) and volume rendering technology (VRT) images of patients in the experimental group A. MRP image of coronal soft tissue(with fractures of nine ribs on the right side, yellow label); B. MRP image of coronal bone window (with small bone blocks of fractured nine ribs on the right side, yellow label); C. MRP image of sagittal bone window; D. VRT image |
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注:A标注区显示蛛网膜下腔出血,I、J为右侧8和11肋骨折(黄色框),L和P为右侧7~11肋多发肋骨骨折及腰1横突骨折;M为胸壁损伤及肝挫裂伤(黄色框) 图 3 对照组患者分部位多平面重建图像和容积再现图像A-D.头颅重建图像;E-H.颈部重建图像;I-L.胸部重建图像;M-P.腹部重建图像 Figure 3 MRP and VRT images of the control group A-D. Images of the head; E-H Images of the neck; I-L. Images of the chest; M-P Images of the abdomen |
2、图像质量主观评价评分
试验组与对照组图像质量主观评价结果显示,两组评分差异无统计学意义(P>0.05,表 1)。
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表 1 两组患者图像质量主观评价分布对比(%) Table 1 Comparison of subjective evaluations between both groups (%) |
3、图像质量客观评价对比
试验组头颅SNR为3.32,小于对照组的6.25(t=-5.47,P<0.05),胸部SNR和CNR为6.07和19.36,大于对照组的3.19和9.68(t=-5.95、-6.15,P<0.05),差异有统计学意义,颈部、腹部SNR,头颅、颈部和胸部CNR差异无统计学意义(P > 0.05,表 2)。
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表 2 两组患者图像质量客观评价比较(x±s) Table 2 Comparison of objective evaluations between both groups (x±s) |
4、两组患者E、CTDIvol、扫描范围及扫描时间的对比
试验组的E为13.81 mSv,低于对照组的18.53 mSv(t=3.29,P<0.001);CTDIvol为10.59 mGy,低于对照组的15.77 mGy(t=4.48,P<0.001);扫描时间为10.97 s,低于对照组的31.68 s(t=6.95,P<0.001);扫描范围为45.21 cm,低于对照组的64.92 cm(t=9.05,P<0.001)。对照组扫描重叠范围为15.24 cm,试验组无重叠扫描区域(表 3)。
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表 3 两组患者的有效剂量、CT容积剂量指数、扫描时间及扫描范围对比(x±s) Table 3 Comparison of the effective dose, volume CT dose index, scan range, and scanning time between both groups (x±s) |
讨论
创伤是45岁以下青壮年死亡的首要原因,全球每年约有500万人死于创伤[13]。创伤患者应在30 min内完成影像检查[14-15]。多发伤漏诊或误诊是困扰临床的难题,恰当使用影像学技术可提高诊断效率和较少漏诊的风险。传统的X射线检查多用于四肢骨折,但对实质脏器的损伤无法评估[16]。CT检查覆盖范围大、成像清晰、准确性高,后处理技术强大,可快速判断脏器受损部位和程度,对于实质性脏器、空腔脏器及隐匿的骨折及胸腔内脏器损伤等能做到准确诊断,为患者的安全治疗提供保障[17]。
多发创伤性患者全身CT扫描可早期评估和识别患者的受伤部位,有效降低致死率和致残率[18]。此类患者检查部位的选择尚无统一的规范[19]。头颈胸腹等部位的创伤,严重时可致患者死亡,常规扫描方案扫描部位的选择依据医生的经验,常造成病情评估不准确。而多个部位一次性扫描,可一次性、快速、准确地获取患者多个部位的整体图像,有助于此类患者伤情危重程度的评估。
本研究通过扫描方案的调整,相较于对照组患者,试验组患者扫描时间降低约60%,扫描范围,有效剂量缩小约30%。分部位扫描曝光范围大于设定的扫描范围,相邻部位扫描时会重叠扫描,即存在“过扫描”,本研究中对照组患者扫描重叠范围可达15.24 cm。而多个部位“一次性扫查”配合大螺距,可降低运动伪影和呼吸伪影,同时试验组患者采用多个部位一次性扫描配合大螺距,可减低运动和呼吸伪影的出现,也可避免“过扫描”,对于扫描范围内的眼晶状体、甲状腺、乳腺等表浅辐射敏感器官,螺旋扫描时,其器官剂量测量值和图像噪声均有较大变化[20],创伤患者往往需要反复检查,因而检查时应针对患者症状和体征进行正当化判断,避免过度检查。
本研究中,试验组头颅SNR小于对照组,可能与两组患者扫描时螺距和CT剂量检测模体直径不同有关;试验组胸部SNR和CNR大于对照组,可能与参考管电压不同所致。扫描方案的改变,一定程度上降低有效剂量,但会造成图像噪声的增加。噪声主要受到达探测器的X射线光子数量的影响,因此能影响到达探测器接收到的X射线的因素,如管电流、峰值电压、扫描时间、重建层厚、物体厚度、物体衰减因子和探测器像素尺寸等均能够影响图像噪声[21]。
本研究有一定的局限性。本研究病例仅是小样本,且试验组与对照组为不同人群,有一定的选择偏倚;创伤部位只涉及头,颈,胸和腹部等主要躯干部位,未来将进一步探讨躯干和四肢的比较。
一次性大范围和多部位扫描减少了患者的滞留时间,并在保证图像质量同时,降低了患者的有效剂量,缩短了扫描时间,创伤患者救治的时间就是生命,具有积极的临床意义。
利益冲突 无
作者贡献声明 王港负责研究验设计、图像采集和论文撰写;张英、唐腾、徐红维、夏方方、项行林负责研究实施和数据采集;代红阳、王楠、仇米米协助图像采集和数据分析;李剑负责论文选题,指导论文修改
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