肺磨玻璃结节CT检测技术应用研究

谭奇波

[摘 要] 近年来，随着大规模肺癌筛查实验广泛开展，肺内磨玻璃结节检出率越来越高。目前，肺磨玻璃结节CT扫描尚无统一标准，不同CT重建技术、扫描参数及重建算法均影响其观察和测量，进而影响放射医师诊断决策。本文对目前常用的CT检查技术及其对磨玻璃结节检出及测量影响进行综述，以期促进检查过程规范化，为磨玻璃结节的检出与早期诊断提供一定的依据。

[关键词] 磨玻璃结节；低剂量CT；图像质量；重建参数

1 靶扫描和靶重建技术

靶扫描是一种小视野、窄准直的 CT 扫描技术。根据公式，像素 = 扫描视野 / 矩阵，该方法通过将扫描视野缩小，进而缩小像素来提高图像分辨率。由于早期磨玻璃肺结节体积小、密度淡，采用靶扫描技术能保证连续 3 层及以上层面显示病灶结构，使结节 - 肺界面充分

显示，放射医师可以从多方位观察磨玻璃病灶细微结构，为病灶定位和定性诊断提供帮助。

随着 CT 机器性能不断提升，靶扫描技术也不断发展创新。目前，高端 CT 机器重建层厚及层间距达到 0.625 mm，与李惠民等 [1] 首次提出的 2~5 mm 层厚相比有了很大提升。超高分辨率 CT 靶扫描（1024×1024矩阵）与传统高分辨率 CT 靶扫描（512×512 矩阵）比较，图像空间分辨率为后者的 4 倍。Kakinuma 等[2]报道，超高分辨率 CT 靶扫描能更好地显示磨玻璃结节中的混杂密度成分、结节边缘以及胸膜牵拉征等细微影像学征象。近年来，生理通气技术辅助超高分辨CT靶扫描，通过增加肺内充气量，使磨玻璃结节非实性部分充分舒展开，接近或达到生理性“肺气肿”水平，使其同时具有高对比分辨率和高空间分辨率，使肺内磨玻璃结节（尤其是纯磨玻璃结节）获得了最佳细节显示。由于靶扫描范围有限，无法显示全部肺野，使其应用有一定局限性，适用于肺内孤立肺磨玻璃结节随访或重点随访结节观察。从辐射剂量角度分析，由于扫描视野小，受检者 实际接收的总辐射剂量较常规 CT 扫描并未提高[3]。

薄层靶重建技术基于常规 CT 扫描发现的肺结节进行薄层、放大及高分辨观察。该技术通过缩小扫描视野、减小采样范围以及重建厚度、增加像素，来提高图像分辨率。常规 CT 扫描 3 mm 重建层厚存在容积效应，易掩盖磨玻璃结节细微征象，1 mm 的靶重建层厚更能精准显示病灶内及周围细微结构，对于磨玻璃结节的定性诊断准确率高于常规 CT 靶重建技术 。由于薄层靶重建图像信息量较常规 CT 扫描大幅增加，放射医师工作量和存储数据也大幅增加，因此并不适用于大规模肺癌筛查实验，与靶扫描一样，对于重点随访结节可以进行靶重建观察。

2 低剂量CT扫描技术

2.1 降低管电流技术

2023 版中国肺癌低剂量 CT 筛查指南推荐使用管电压为 110 kV，管电流为 40 mAs，根据不同体重指数在一定范围适当调整。目前临床科研者面临的挑战包括：① 低剂量 CT 扫描带来的图像噪声提高是否影响磨玻璃结节检出 ；② 图像噪声提高是否会影响磨玻璃结节观察和准确测量。

早期研究者通常采用固定管电流（50 mA）技术进行胸部 CT 扫描，近年来自动管电流技术广泛应用于胸部 CT 扫描，其有效辐射剂量明显低于对照组（未使用自动管电流技术），并且图像显示优良率无明显差异 。苏大同等通过仿真实验，固定管电压为 120 kV，分别使用 7 种不同管电流（10、20、50、80、100、150、350 mA）对肺体模结节进行 CT 扫描，得出对于直径为 5、10 mm的肺体模结节，降低管电流对肺结节体积测量没有影响；

对于直径为 2.5 mm 的肺体模结节，使用 7 种不同管电流对其扫描，其体积测量结果存在较大差异。Funama等研究指出，低剂量 CT 扫描时，管电流分别设置为21、45 mAs，对于 CT 值为 -800 HU 或更低密度的肺体模结节，漏检率分别为 60%、36% ；对于 CT 值 >-650 HU

的体模结节，漏检率分别为 17%、8%。有文献报道，检出磨玻璃结节的管电流最低阈值为 20 mAs。杜煜等研究磨玻璃结节三维体积测量时，固定管电压为80 kV，对于 10、8、5 和 3 mm 的磨玻璃结节，管电流分别为 50、70、70 和 80 mAs 时才能获得较好的测量一致性。以上研究表明应用低剂量 CT 能有效减低受检者辐射剂量，但不同程度降低管电流会影响磨玻璃结节检出与细节显示，放射医师需选出重点随访结节，进而针对阳性结节确定合适的扫描参数。对于不同大小、不同密度磨玻璃结节的最佳扫描参数相关研究尚处于实验阶段，缺乏大样本、多中心数据，并未达成相关共识和制定指南。

2.2 降低管电压技术

由于人体肺组织含较多气体，具有较低的 X 线吸收率与良好的天然对比，适合通过降低管电压达到降低剂量辐射的目的。相比 120 kV 管电压，100 kV 管电压使辐射剂量平均降低约 50%。通常，降低管电压往往都是在几个固定数值（80、100、110、120、135 kV）中设定，无法进行细微调整。随着管电压下降，图像噪声也随之增大，研究者一般采用降低管电压与创新重建算法相结合，从而提高图像分辨率。王杰等通过仿真实验得出，对于直径为 3 mm 的肺体模结节，80 kV联合各组算法的检出率均低于 100 kV 和 120 kV 组；对于 CT 值为 -800 HU 的肺体模结节，80 kV 联合各组算法的检出率均低于 100 kV 和 120 kV 组。而 100 kV 结合 SAFIRE 算法（等级 1~5）与传统滤波反投影（Filtered Back Projection，FBP）算法结合 120 kV 比较，对于不同密度（-850、650、100 HU）和不同直径（3、5、

8、10、12 mm）肺体模结节检出率比较均无明显差异。李艳等指出不同管电压（80、100、120 kV）对于不同密度（-800 HU、-630 HU）和不同直径（5、8、10、12 mm）的磨玻璃结节的三维体积测量绝对错误率无统计学差异，其原因可能是肺磨玻璃结节本身 CT 值很低，

对 X 线的衰减也较低，超过 80 kV 的管电压并不会显著影响结节对 X 线的衰减，结节边缘识别和分割准确性也不会明显改变。李西等报道，对于纯磨玻璃小结节（直径 <3 mm），因其具有更低 CT 值和更小直径，低剂量 CT 扫描并不利于其检出及细节观察。以上报道通过试验不同管电流、管电压对仿真体模结节的检出及测量影响，获得了比较客观的数据。但并未完全模拟临床受检者呼吸活动及心脏搏动对结节影响。同时，肺体模结节密度均匀、边缘光整，并不能模拟实际工作中密度不均、形态不规则的肺磨玻璃结节。

目前国内外相关报道较少，未来研究中需要考虑上述因素对实验的影响，同时肺内不同部位的磨玻璃结节是否影响实验结果也需要纳入考虑。

3 总结与展望

肺癌作为我国第一大癌症，肺内磨玻璃结节的检出与早期诊断显得尤为重要，低剂量 CT 扫描通过降低管电流、管电压以及联合 IR 算法均可以有效降低受检者辐射剂量，适用于大规模肺癌筛查实验。但目前尚未有指南对不同大小、不同密度的磨玻璃结节列出具体 CT

扫描参数，其原因可能是 ：① 如何定义阳性结节至关重要，目前国内外相关指南尚未达成共识且差异较大，若为阴性结节则无长期随访必要，无须进一步探究其最佳扫描参数 ；② 患者肺内不同部位，不同肺组织背景下如何影响结节检出及测量，缺乏大样本数据分析 ；③ 观察者工作经验及对图像的主观判断存在差异，尚未有详细、统一的评分细则评估图像质量。未来将进一步通过大样本数据以及模型预测完善指南和图像评分细则，得出磨玻璃结节最佳 CT 扫描方案。

综上所述，对于阳性磨玻璃结节，CT 扫描方案需要个体化，既要保证图像质量又要降低长期随访中辐射损伤以期获得准确、客观的数据，同时，靶重建技术和薄层重建均可以提供更多细微征象，有利于放射医师准确观察和测量。

[参考文献]

[1] Chen JW, Dhahbi J. Lung adenocarcinoma and lung squamous

cell carcinoma cancer classification, biomarker identification,

and gene expression analysis using overlapping feature

selection methods[J]. Sci Rep, 2021, 11(1): 13323.

[2] Schabath MB, Cote ML. Cancer progress and priorities: lung

cancer[J]. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev, 2019, 28(10):

1563-1579.

[3] 张耀允, 余建群. 影像组学在磨玻璃结节型肺腺癌的应用研究进展[J]. 中国医疗设备, 2021, 36(2): 167-171. Zhang YY, Yu JQ. Review of radiomics in lung adenocarcinoma

manifesting as ground glass nodule[J]. China Med Devices,

2021, 36(2): 167-171.

【作者简介】谭奇波1981-08  男  汉   重庆市忠县人   本科，主要研究方向：放射副主任技师