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中华消化病与影像杂志(电子版)

中华消化病与影像杂志(电子版) ›› 2022, Vol. 12 ›› Issue (04) : 198 -203. doi: 10.3877/cma.j.issn.2095-2015.2022.04.002

论著

双源双能量CT成像在新型冠状病毒肺炎中的应用价值
黄文鹏1, 刘杰1, 李莉明1, 侯佳蒙1, 高剑波1,†()   
  1. 1. 450052　郑州，郑州大学第一附属医院放射科
  • 收稿日期:2021-11-25 出版日期:2022-08-01
  • 通信作者: 高剑波
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(81971615)

Application value of dual-source dual-energy computed tomography in 2019 novel coronavirus pneumonia

Wenpeng Huang1, Jie Liu1, Liming Li1, Jiameng Hou1, Jianbo Gao1,†()   

  1. 1. Department of Radiology, The First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China
  • Received:2021-11-25 Published:2022-08-01
  • Corresponding author: Jianbo Gao
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引用本文：

黄文鹏, 刘杰, 李莉明, 侯佳蒙, 高剑波. 双源双能量CT成像在新型冠状病毒肺炎中的应用价值[J]. 中华消化病与影像杂志(电子版), 2022, 12(04): 198-203.

Wenpeng Huang, Jie Liu, Liming Li, Jiameng Hou, Jianbo Gao. Application value of dual-source dual-energy computed tomography in 2019 novel coronavirus pneumonia[J]. Chinese Journal of Digestion and Medical Imageology(Electronic Edition), 2022, 12(04): 198-203.

目的

探讨双源双能量计算机体层成像（CT）不同单能量重建对新型冠状病毒肺炎（COVID-19）间质性病灶的显示和图像质量及辐射剂量的影响。

方法

回顾性分析2020年1—3月郑州大学第一附属医院收治的20例COVID-19患者的胸部平扫影像学资料。比较同一患者双源双能量CT与常规CT的扫描辐射剂量。同时重建双源双能量CT扫描40、60、80、100、120 keV单能量图像，比较不同单能量图像间质性病灶的CT值和标准差（SD），计算信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR）；由2名经验丰富的肺部诊断医师采用5分法评估不同单能量图像质量，并进行比较。

结果

双源双能量CT组的CT容积剂量指数（CTDIvol）为（6.0±2.4）mGy，较常规CT组的（8.9±2.9）mGy下降了33%，且差异有统计学意义（t=10.694，P<0.001）；双源双能量CT组剂量长度乘积（DLP）和全身有效剂量（ED）分别为（217.5±79.6）mGy·cm和（3.1±1.1）mSv，低于常规CT组的（333.8±109.0）mGy·cm（t=10.727，P<0.001）和（4.67±1.52）mSv（t=10.730，P<0.001）。随着X线能量的升高，单能量图像的SNR和CNR逐渐增加，CT值和SD值逐渐降低，相邻两组间比较差异均有统计学意义（P<0.001）。2名诊断医师的图像质量主观评价一致性较好（Kappa值为0.700~0.857，P<0.001），不同单能量图像主观评分差异均有统计学意义（P<0.001），其中80 keV图像主观评分最高。

结论

与常规CT相比，使用双源双能量CT降低了辐射剂量；120 keV单能量图像质量客观评价较高，但80 keV单能量图像更有利于间质性病灶的显示，对提示病情进展具有重要意义。

关键词: 新型冠状病毒肺炎, 体层摄影术, X线计算机, 辐射剂量, 图像质量
Objective

To investigate the effects of dual-source dual-energy computed tomography (CT) scanning with different single-energy reconstructions on the display of interstitial lesions of 2019 novel coronavirus pneumonia (COVID-19), image quality and radiation dose.

Methods

The chest plain scan imaging data of 20 patients with COVID-19 from January to March 2020 in the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University were retrospectively analyzed. The radiation dose of dual-source dual-energy CT and conventional CT were compared in the same patient, and the single energy images of 40 keV, 60 keV, 80 keV, 100 keV and 120 keV of dual-source dual-energy CT were compared. The CT value and standard deviation (SD) of interstitial lesions with different energy were compared, and signal-noise ratio (SNR) and contrast-noise ratio (CNR) were calculated. The image quality was assessed by two experienced pulmonary diagnostician using the 5-point method, and the differences in image quality among different single-energy groups were compared.

Results

CT dose index (CTDIvol) in the dual-source dual-energy CT group was (6.0±2.4) mGy, which decreased by 33% compared with the conventional CT group (8.9±2.9) mGy, with a statistically significant difference (t=10.694, P<0.001). dose length product (DLP) and effective dose (ED) in the dual-source dual-energy CT group were (217.5±79.6) mGy·cm and (3.1±1.1) mSv respectively, which were significantly lower than those in the conventional CT group (333.8±109.0) mGy·cm (t=10.727, P<0.001) and (4.7±1.5) mSv (t=10.730, P<0.001). In the reconstructed images of the 5 groups, with the increase of X-ray energy, the SNR and CNR of the single energy group gradually increased, while the CT value and SD value of the images gradually decreased, and there were statistically significant differences between the two adjacent groups (P<0.001). The consistency of the subjective evaluation of the image quality of the two diagnostic physicians was good (Kappa value was between 0.700 and 0.857, P<0.001). There were statistically significant differences in subjective scores of different energy images (P<0.001), and the subjective score of image in the 80 keV group was the highest.

Conclusions

Compared with the conventional CT, the use of dual-source dual-energy CT reduces the radiation dose. The quality score of 120 keV single-energy image is higher, but the 80 keV single-energy image is more conducive to displaying interstitial lesions, which is of great significance for indicating the progression of disease.

Key words: 2019 novel coronavirus pneumonia, Tomography, X-ray computed, Radiation dose, Image quality
表1 20例患者常规CT检查与双源双能量CT检查的辐射剂量比较（±s）
CT检查 CTDIvol（mGy） DLP（mGy·cm） ED（mSy）
常规CT检查 8.9±2.9 333.8±109.0 4.7±1.5
双源双能量CT检查 6.0±2.4 217.5±79.6 3.1±1.1
t值 10.694 10.727 10.730
P值 <0.001 <0.001 <0.001
表2 20例患者不同单能量图像CT值、SD值、SNR及CNR的比较（±s）
X线能量 CT值（Hu） SD值（Hu） SNR CNR
40 keV -305.8±58.7 158.0±33.7 2.0±0.5 0.9±0.5
60 keV -323.2±60.5 131.4±29.1 2.6±0.7 2.6±0.9
80 keV -338.0±64.5 113.0±26.8 3.1±0.8 4.3±1.5
100 keV -344.5±67.1 105.1±25.8 3.4±0.9 5.5±1.9
120 keV -347.8±68.6 101.2±25.1 3.6±1.0 6.3±2.3
χ2值 52.057 98.543 99.457 98.971
P值 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001
表3 2名诊断医师不同单能量图像质量主观评分的一致性（n=20，±s，分）
X线能量 医师1 医师2 Kappa值 P值
40 keV 3.2±0.4 3.3±0.4 0.857 <0.001
60 keV 3.9±0.7 3.8±0.8 0.844 <0.001
80 keV 4.8±0.4 4.8±0.6 0.848 <0.001
100 keV 4.5±0.8 4.4±0.8 0.726 <0.001
120 keV 4.2±0.8 4.2±0.8 0.700 <0.001
χ2值 71.538 67.295    
P值 <0.001 <0.001    
图1 新型冠状病毒肺炎患者双源双能量胸部CT不同单能量重建图像。A~E分别为40、60、80、100、120 keV的单能量图像，图像主观评分分别为3、4、5、4、4分
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