引用本文： 蒲進, 王強, 夏春潮, 李真林. 雙上肢外展角度對車禍傷患者肝臟 CT 平掃圖像質量的影響. 中國循證醫學雜志, 2018, 18(5): 454-458. doi: 10.7507/1672-2531.201711059 復制
隨著現代化汽車工業的快速發展，車禍導致的肝臟損傷逐漸增多。肝臟損傷是常見腹部創傷之一，主要為外力作用下的挫傷、撕裂傷、血腫及破裂。肝臟外傷的早期診斷、及時診治對患者預后極為重要。CT 因其空間分辨率高、掃描速度快、形態學顯示精細，已成為篩查和評價肝損傷的首選影像學檢查方法[1-4]。部分車禍傷患者雙上肢活動度受限不能上舉，只能將上肢置于體側進行 CT 檢查。有研究表明，雙上肢不上舉的腹部 CT 圖像質量較雙臂上舉圖像差，CT 圖像上成方向分布的嚴重噪聲，在上腹部形成暗帶狀偽影，嚴重影響對肝臟損傷的初步篩查和診斷[5, 7]。本研究比較雙上肢不能上舉的車禍傷患者不同最大外展角度的圖像和常規上舉肝臟 CT 平掃圖像，探討雙上肢外展成角對肝臟 CT 平掃圖像質量的影響。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
納入標準：納入 2016 年 1 月～10 月在四川大學華西醫院行肝臟 CT 平掃的車禍傷患者，其中 60 例為雙上肢不能上舉患者，按其雙上肢外展成角（上肢與其對應體側之間的夾角）區間分為 3 組，a 組：0°≤角度<10°、b 組：10°<角度≤20°、c 組：20°<角度≤30°。另納入 20 例標準體位[6]患者（d 組）。
排除標準：① 上肢無法伸直外展或伴有脂肪肝；② 體表及體側有電極片和電極線干擾；③ 上肢骨折并有金屬外固定和掃描范圍內有金屬內固定；④ 不能仰臥平躺及呼吸節律紊亂；⑤ 患者意識不清或躁動；⑥ 身體質量指數≥24 kg/m2 或≤18 kg/m2。
1.2 檢查方法
使用德國 Siemens SMATOM Definition AS+ 128 層 MDCT 對患者行肝臟成像。掃描前所有患者進行屏氣訓練。患者頭先進或足先進仰臥位，雙上肢置于身體兩側并外展成角，掃描范圍及方向為肝頂至腎下極，同時采用“CT 圖像實時顯示+掃描中斷技術”精確控制掃描范圍[6, 8, 9]。掃描參數：管電壓 120 kV，管電流 210 mAs，探測器準直（Acq）128×0.6 mm，螺距 0.8；旋轉時間 0.5 s，重建層厚 5.0 mm，采用標準軟組織算法。
1.3 圖像分析
1.3.1 主觀評價
由 2 名經驗豐富的影像醫師采用雙盲法對圖像整體質量進行評分，具體評分標準[5]為：差（1 分），偽影嚴重，偽影重疊區的解剖結構不能顯示，圖像不能用于診斷；較差（2 分），偽影明顯，偽影重疊區的解剖結構顯示不清，嚴重影響診斷；中（3 分），偽影較明顯，偽影重疊區的解剖結構能顯示，對診斷有輕微影響；良（4 分），偽影較輕，偽影重疊區的解剖結構顯示清楚，對診斷無明顯影響；優（5 分），圖像中未見偽影。偽影嚴重和較重的圖像（1 分和 2 分）為不能滿足診斷。當評分出現分歧時，由 2 位診斷醫師共同協商，最終達成一致。
1.3.2 客觀評價
測量第一肝門層面肝右葉后段、肝右葉前段、肝左葉內側段、豎脊肌、背景空氣的 CT 值及其標準偏差。背景空氣 CT 值的標準偏差為背景噪聲；肝右葉后段、肝右葉前段、肝左葉內側段的標準偏差的均值為圖像噪聲值[10]。計算肝臟對比噪聲比（contrast noise ratio，CNR）、肝臟平均 CT 值和圖像噪聲值的標準差（standard deviation，SD）。計算公式如下：
CNR=（CT肝臟平均值–CT豎脊肌）/SD背景噪聲；
CT肝臟平均值=（CT肝右葉后段+CT肝右葉前段+CT肝左葉內側段）/3；
SD圖像噪聲=（SD肝右葉后段+SD肝右葉前段+SD肝左葉內側段）/3。
測量區域（ROI）位置一致，形狀視組織結構差異而定。ROI 內無明顯血管、膽囊、肝圓韌帶裂影，面積保持一致性，均為 2.0 cm2。由同一醫生重復測量三次，取其平均值。
1.4 統計分析
采用 SPSS 22.0 軟件進行統計分析，計量資料以均數±標準差（
）表示。4 組圖像整體質量評價結果比較采用 Kruskal-Wallis H 秩和檢驗，組間兩兩比較采用 Mann-Whitney U 檢驗。4 組 CNR 和圖像噪聲值的差異比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用 LSD 法。對圖像整體質量與雙上肢外展成角區間進行相關性分析：1>相關系數（r）>0.7 為強相關，0.7>r>0.3 為中度相關，r<0.3 為弱相關。對兩位醫師圖像整體質量評價的一致性采用Kappa 分析：Kappa 值>0.7 為一致性好，0.4≤Kappa 值≤0.7 為一致性較好，Kappa 值<0.4 一致性差。設定P<0.05 時，差異有統計學意義。
2 結果
2.1 納入患者的基本資料
見表 1。4 組患者在身體質量指數、年齡、性別構成的差異無統計學意義（P>0.05）。
表1
患者的基本資料
2.2 圖像整體質量評價
80 例患者均成功完成肝臟 CT 平掃。2 位醫師對患者整體圖像質量評價結果見表 2。結果顯示，d 組圖像整體質量均高于 a、b、c 三組；4 組圖像整體質量評分分別為 a 組（1.55±0.69）、b 組（2.85±1.09）、c 組（3.70±0.57）、d 組（4.95±0.22），組間差異有統計學意義（H=222.779，P<0.05）。組間兩兩比較結果顯示，顯示 d 組優于 c 組、c 組優于 b 組、b 組優于 a 組（Z=–12.281，P<0.05；Z=–4.068，P<0.05；Z=–5.885，P<0.05）。2 位醫師對圖像整體質量評價的一致性好（Kappa 值=0.876）。
表2
4 組患者圖像整體質量評價結果（例）
2.3 CNR、圖像噪聲值及相關性分析
4 組圖像的 CNR 差異有統計學意義（F=36.323，P<0.05），d 組 CNR（2.59±0.97）最大，a 組（0.09±0.77）最小。圖像噪聲值差異有統計學意義（H=426.755，P<0.05），d 組（10.44±1.13）最低，a 組（14.84±2.94）最高，見表 3。圖像整體質量與雙上肢外展成角區間呈強相關性（r=0.909，P<0.01)。圖像噪聲隨雙上肢外展成角區間變大而降低，圖像整體質量提高（圖 1）。
表3
組間 CNR 與圖像噪聲的比較結果
圖1
不同體位患者CT結果
a：雙上肢外展成角 0～10 度區間的患者偽影非常明顯（↓，←），圖像質量欠佳；b：雙上肢外展成角 10～20 度區間的患者偽影較為明顯（↓，←），圖像質量在可診斷范圍；c：雙上肢外展成角 20～30 度區間的患者可見少量偽影（↓，←），不影響診斷；d：標準體位的患者圖像清晰，對病變的顯示和診斷均為最佳。
3 討論
急診患者行 CT 上腹部檢查時，影響圖像質量的偽影主要為呼吸運動偽影和 X 線束硬化偽影。呼吸運動偽影可通過大螺距掃描技術聯合迭代重建技術得以改善[11-17]，而改善 X 線束硬化偽影多采用薄層掃描。薄層掃描方式多針對患者外部不可移除的固定物，會增加患者的輻射劑量。對于部分車禍傷急診患者，上肢著力點位于肩關節至肘關節的上肢上臂范圍，只能橫向外展和內收，其雙上肢無法上舉，行 CT 上腹部掃描時會產生嚴重的 X 線束硬化偽影。如何在常規掃描模式下不增加患者輻射劑量，同時改善其圖像質量，是亟待解決的問題。有文獻報道，通過墊高雙上肢或單上肢的方式可提高圖像質量[5]。但部分車禍傷患者受其肘關節、肩關節等應力部位所限，上肢抬高或墊高的可行性較低，小臂曲屈于體表的體位方式亦不可取。為避免二次損傷或不可逆性損傷，檢查時應考慮因應力作用而改變上肢的生理承受強度的可能性。因此不改變原有的應力強度和應力面積至關重要。患者受檢時，配備有能固定在掃描床上的專用床墊，可在 128 層螺旋 CT 掃描通道的孔徑內隨掃描床自由移動。本研究通過雙上肢外展的方式避免了應力部位的改變及損傷，患者可保持上肢應力面積不變且應力均勻，其雙上肢的生理承受強度未發生改變，在患者專用的床墊上能以最大角度舒適外展，并且具有良好的穩定性，可操作性強。
CT 值和圖像噪聲值并不能全面反映腹部平掃圖像的質量。圖像 CNR 和噪聲是評價 CT 圖像質量的客觀指標，CNR 評價腹部平掃圖像質量更具客觀性[18-20]。本研究中的圖像噪聲隨雙上肢外展成角區間變大而降低。圖像噪聲降低，組織間的密度分辨力增大，圖像整體質量提高。圖像偽影集中于肝右葉后段，對影像診斷的干擾程度最大。當雙上肢外展成角區間在 20～30 度時，肝臟 CNR 值與標準體位下的肝臟 CNR 值差異并無統計學意義。雙上肢的外展角度增加，可提高肝臟與周圍組織的分辨率，其圖像的可診斷占比與標準體位下的圖像可診斷占比分別為 95% 與 100%，差異無統計學意義。但雙上肢外展角增大，減少了偽影，肝臟組織與周圍腹腔組織的對比度增大，CT 圖像提供更多診斷信息，有助于臨床影像診斷。
本研究的結果顯示，雙上肢不同外展成角區間與圖像整體質量呈強相關性。c 組的圖像質量明顯高于 b 組和 a 組，b 組的圖像質量高于 a 組，圖像的可診斷性由 10% 增至 95%，肝臟 CT 圖像的整體質量得到明顯的改善，更能滿足臨床診斷需求。究其原因，X 線穿過骨性結構時，會在周圍出現明顯的硬化偽影，硬化偽影減輕的程度與距離呈正比。雖然上肢外展后仍在掃描孔徑內，但其距肝臟的距離增大，硬化偽影明顯減輕，對肝臟圖像質量的影響也相應降低。
本研究的局限性：① 只選取肝門層面作測評，未涉及全部層面的圖像質量，較為單一；② 為了確保上腹部的整體圖像質量，本研究采用固定 mAs 進行掃描，未對輻射劑量進行對比研究，后續將采用管電流調制技術進行輻射劑量的相關研究。
綜上所述，在確保車禍傷患者安全受檢的前提下，其雙上肢處于最大外展角度，肝臟圖像質量明顯提高。因此，在安全受檢情況下，擴大雙上肢的外展角度可以提高肝臟 CT 圖像的質量，此方式不需借助外物輔助，簡單易行。
隨著現代化汽車工業的快速發展，車禍導致的肝臟損傷逐漸增多。肝臟損傷是常見腹部創傷之一，主要為外力作用下的挫傷、撕裂傷、血腫及破裂。肝臟外傷的早期診斷、及時診治對患者預后極為重要。CT 因其空間分辨率高、掃描速度快、形態學顯示精細，已成為篩查和評價肝損傷的首選影像學檢查方法[1-4]。部分車禍傷患者雙上肢活動度受限不能上舉，只能將上肢置于體側進行 CT 檢查。有研究表明，雙上肢不上舉的腹部 CT 圖像質量較雙臂上舉圖像差，CT 圖像上成方向分布的嚴重噪聲，在上腹部形成暗帶狀偽影，嚴重影響對肝臟損傷的初步篩查和診斷[5, 7]。本研究比較雙上肢不能上舉的車禍傷患者不同最大外展角度的圖像和常規上舉肝臟 CT 平掃圖像，探討雙上肢外展成角對肝臟 CT 平掃圖像質量的影響。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
納入標準：納入 2016 年 1 月～10 月在四川大學華西醫院行肝臟 CT 平掃的車禍傷患者，其中 60 例為雙上肢不能上舉患者，按其雙上肢外展成角（上肢與其對應體側之間的夾角）區間分為 3 組，a 組：0°≤角度<10°、b 組：10°<角度≤20°、c 組：20°<角度≤30°。另納入 20 例標準體位[6]患者（d 組）。
排除標準：① 上肢無法伸直外展或伴有脂肪肝；② 體表及體側有電極片和電極線干擾；③ 上肢骨折并有金屬外固定和掃描范圍內有金屬內固定；④ 不能仰臥平躺及呼吸節律紊亂；⑤ 患者意識不清或躁動；⑥ 身體質量指數≥24 kg/m2 或≤18 kg/m2。
1.2 檢查方法
使用德國 Siemens SMATOM Definition AS+ 128 層 MDCT 對患者行肝臟成像。掃描前所有患者進行屏氣訓練。患者頭先進或足先進仰臥位，雙上肢置于身體兩側并外展成角，掃描范圍及方向為肝頂至腎下極，同時采用“CT 圖像實時顯示+掃描中斷技術”精確控制掃描范圍[6, 8, 9]。掃描參數：管電壓 120 kV，管電流 210 mAs，探測器準直（Acq）128×0.6 mm，螺距 0.8；旋轉時間 0.5 s，重建層厚 5.0 mm，采用標準軟組織算法。
1.3 圖像分析
1.3.1 主觀評價
由 2 名經驗豐富的影像醫師采用雙盲法對圖像整體質量進行評分，具體評分標準[5]為：差（1 分），偽影嚴重，偽影重疊區的解剖結構不能顯示，圖像不能用于診斷；較差（2 分），偽影明顯，偽影重疊區的解剖結構顯示不清，嚴重影響診斷；中（3 分），偽影較明顯，偽影重疊區的解剖結構能顯示，對診斷有輕微影響；良（4 分），偽影較輕，偽影重疊區的解剖結構顯示清楚，對診斷無明顯影響；優（5 分），圖像中未見偽影。偽影嚴重和較重的圖像（1 分和 2 分）為不能滿足診斷。當評分出現分歧時，由 2 位診斷醫師共同協商，最終達成一致。
1.3.2 客觀評價
測量第一肝門層面肝右葉后段、肝右葉前段、肝左葉內側段、豎脊肌、背景空氣的 CT 值及其標準偏差。背景空氣 CT 值的標準偏差為背景噪聲；肝右葉后段、肝右葉前段、肝左葉內側段的標準偏差的均值為圖像噪聲值[10]。計算肝臟對比噪聲比（contrast noise ratio，CNR）、肝臟平均 CT 值和圖像噪聲值的標準差（standard deviation，SD）。計算公式如下：
CNR=（CT肝臟平均值–CT豎脊肌）/SD背景噪聲；
CT肝臟平均值=（CT肝右葉后段+CT肝右葉前段+CT肝左葉內側段）/3；
SD圖像噪聲=（SD肝右葉后段+SD肝右葉前段+SD肝左葉內側段）/3。
測量區域（ROI）位置一致，形狀視組織結構差異而定。ROI 內無明顯血管、膽囊、肝圓韌帶裂影，面積保持一致性，均為 2.0 cm2。由同一醫生重復測量三次，取其平均值。
1.4 統計分析
采用 SPSS 22.0 軟件進行統計分析，計量資料以均數±標準差（
）表示。4 組圖像整體質量評價結果比較采用 Kruskal-Wallis H 秩和檢驗，組間兩兩比較采用 Mann-Whitney U 檢驗。4 組 CNR 和圖像噪聲值的差異比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用 LSD 法。對圖像整體質量與雙上肢外展成角區間進行相關性分析：1>相關系數（r）>0.7 為強相關，0.7>r>0.3 為中度相關，r<0.3 為弱相關。對兩位醫師圖像整體質量評價的一致性采用Kappa 分析：Kappa 值>0.7 為一致性好，0.4≤Kappa 值≤0.7 為一致性較好，Kappa 值<0.4 一致性差。設定P<0.05 時，差異有統計學意義。
2 結果
2.1 納入患者的基本資料
見表 1。4 組患者在身體質量指數、年齡、性別構成的差異無統計學意義（P>0.05）。
表1
患者的基本資料
2.2 圖像整體質量評價
80 例患者均成功完成肝臟 CT 平掃。2 位醫師對患者整體圖像質量評價結果見表 2。結果顯示，d 組圖像整體質量均高于 a、b、c 三組；4 組圖像整體質量評分分別為 a 組（1.55±0.69）、b 組（2.85±1.09）、c 組（3.70±0.57）、d 組（4.95±0.22），組間差異有統計學意義（H=222.779，P<0.05）。組間兩兩比較結果顯示，顯示 d 組優于 c 組、c 組優于 b 組、b 組優于 a 組（Z=–12.281，P<0.05；Z=–4.068，P<0.05；Z=–5.885，P<0.05）。2 位醫師對圖像整體質量評價的一致性好（Kappa 值=0.876）。
表2
4 組患者圖像整體質量評價結果（例）
2.3 CNR、圖像噪聲值及相關性分析
4 組圖像的 CNR 差異有統計學意義（F=36.323，P<0.05），d 組 CNR（2.59±0.97）最大，a 組（0.09±0.77）最小。圖像噪聲值差異有統計學意義（H=426.755，P<0.05），d 組（10.44±1.13）最低，a 組（14.84±2.94）最高，見表 3。圖像整體質量與雙上肢外展成角區間呈強相關性（r=0.909，P<0.01)。圖像噪聲隨雙上肢外展成角區間變大而降低，圖像整體質量提高（圖 1）。
表3
組間 CNR 與圖像噪聲的比較結果
圖1
不同體位患者CT結果
a：雙上肢外展成角 0～10 度區間的患者偽影非常明顯（↓，←），圖像質量欠佳；b：雙上肢外展成角 10～20 度區間的患者偽影較為明顯（↓，←），圖像質量在可診斷范圍；c：雙上肢外展成角 20～30 度區間的患者可見少量偽影（↓，←），不影響診斷；d：標準體位的患者圖像清晰，對病變的顯示和診斷均為最佳。
3 討論
急診患者行 CT 上腹部檢查時，影響圖像質量的偽影主要為呼吸運動偽影和 X 線束硬化偽影。呼吸運動偽影可通過大螺距掃描技術聯合迭代重建技術得以改善[11-17]，而改善 X 線束硬化偽影多采用薄層掃描。薄層掃描方式多針對患者外部不可移除的固定物，會增加患者的輻射劑量。對于部分車禍傷急診患者，上肢著力點位于肩關節至肘關節的上肢上臂范圍，只能橫向外展和內收，其雙上肢無法上舉，行 CT 上腹部掃描時會產生嚴重的 X 線束硬化偽影。如何在常規掃描模式下不增加患者輻射劑量，同時改善其圖像質量，是亟待解決的問題。有文獻報道，通過墊高雙上肢或單上肢的方式可提高圖像質量[5]。但部分車禍傷患者受其肘關節、肩關節等應力部位所限，上肢抬高或墊高的可行性較低，小臂曲屈于體表的體位方式亦不可取。為避免二次損傷或不可逆性損傷，檢查時應考慮因應力作用而改變上肢的生理承受強度的可能性。因此不改變原有的應力強度和應力面積至關重要。患者受檢時，配備有能固定在掃描床上的專用床墊，可在 128 層螺旋 CT 掃描通道的孔徑內隨掃描床自由移動。本研究通過雙上肢外展的方式避免了應力部位的改變及損傷，患者可保持上肢應力面積不變且應力均勻，其雙上肢的生理承受強度未發生改變，在患者專用的床墊上能以最大角度舒適外展，并且具有良好的穩定性，可操作性強。
CT 值和圖像噪聲值并不能全面反映腹部平掃圖像的質量。圖像 CNR 和噪聲是評價 CT 圖像質量的客觀指標，CNR 評價腹部平掃圖像質量更具客觀性[18-20]。本研究中的圖像噪聲隨雙上肢外展成角區間變大而降低。圖像噪聲降低，組織間的密度分辨力增大，圖像整體質量提高。圖像偽影集中于肝右葉后段，對影像診斷的干擾程度最大。當雙上肢外展成角區間在 20～30 度時，肝臟 CNR 值與標準體位下的肝臟 CNR 值差異并無統計學意義。雙上肢的外展角度增加，可提高肝臟與周圍組織的分辨率，其圖像的可診斷占比與標準體位下的圖像可診斷占比分別為 95% 與 100%，差異無統計學意義。但雙上肢外展角增大，減少了偽影，肝臟組織與周圍腹腔組織的對比度增大，CT 圖像提供更多診斷信息，有助于臨床影像診斷。
本研究的結果顯示，雙上肢不同外展成角區間與圖像整體質量呈強相關性。c 組的圖像質量明顯高于 b 組和 a 組，b 組的圖像質量高于 a 組，圖像的可診斷性由 10% 增至 95%，肝臟 CT 圖像的整體質量得到明顯的改善，更能滿足臨床診斷需求。究其原因，X 線穿過骨性結構時，會在周圍出現明顯的硬化偽影，硬化偽影減輕的程度與距離呈正比。雖然上肢外展后仍在掃描孔徑內，但其距肝臟的距離增大，硬化偽影明顯減輕，對肝臟圖像質量的影響也相應降低。
本研究的局限性：① 只選取肝門層面作測評，未涉及全部層面的圖像質量，較為單一；② 為了確保上腹部的整體圖像質量，本研究采用固定 mAs 進行掃描，未對輻射劑量進行對比研究，后續將采用管電流調制技術進行輻射劑量的相關研究。
綜上所述，在確保車禍傷患者安全受檢的前提下，其雙上肢處于最大外展角度，肝臟圖像質量明顯提高。因此，在安全受檢情況下，擴大雙上肢的外展角度可以提高肝臟 CT 圖像的質量，此方式不需借助外物輔助，簡單易行。
