引用本文： 蒲进, 王强, 夏春潮, 李真林. 双上肢外展角度对车祸伤患者肝脏 CT 平扫图像质量的影响. 中国循证医学杂志, 2018, 18(5): 454-458. doi: 10.7507/1672-2531.201711059 复制
随着现代化汽车工业的快速发展，车祸导致的肝脏损伤逐渐增多。肝脏损伤是常见腹部创伤之一，主要为外力作用下的挫伤、撕裂伤、血肿及破裂。肝脏外伤的早期诊断、及时诊治对患者预后极为重要。CT 因其空间分辨率高、扫描速度快、形态学显示精细，已成为筛查和评价肝损伤的首选影像学检查方法[1-4]。部分车祸伤患者双上肢活动度受限不能上举，只能将上肢置于体侧进行 CT 检查。有研究表明，双上肢不上举的腹部 CT 图像质量较双臂上举图像差，CT 图像上成方向分布的严重噪声，在上腹部形成暗带状伪影，严重影响对肝脏损伤的初步筛查和诊断[5, 7]。本研究比较双上肢不能上举的车祸伤患者不同最大外展角度的图像和常规上举肝脏 CT 平扫图像，探讨双上肢外展成角对肝脏 CT 平扫图像质量的影响。
1 资料与方法
1.1 临床资料
纳入标准：纳入 2016 年 1 月～10 月在四川大学华西医院行肝脏 CT 平扫的车祸伤患者，其中 60 例为双上肢不能上举患者，按其双上肢外展成角（上肢与其对应体侧之间的夹角）区间分为 3 组，a 组：0°≤角度<10°、b 组：10°<角度≤20°、c 组：20°<角度≤30°。另纳入 20 例标准体位[6]患者（d 组）。
排除标准：① 上肢无法伸直外展或伴有脂肪肝；② 体表及体侧有电极片和电极线干扰；③ 上肢骨折并有金属外固定和扫描范围内有金属内固定；④ 不能仰卧平躺及呼吸节律紊乱；⑤ 患者意识不清或躁动；⑥ 身体质量指数≥24 kg/m2 或≤18 kg/m2。
1.2 检查方法
使用德国 Siemens SMATOM Definition AS+ 128 层 MDCT 对患者行肝脏成像。扫描前所有患者进行屏气训练。患者头先进或足先进仰卧位，双上肢置于身体两侧并外展成角，扫描范围及方向为肝顶至肾下极，同时采用“CT 图像实时显示+扫描中断技术”精确控制扫描范围[6, 8, 9]。扫描参数：管电压 120 kV，管电流 210 mAs，探测器准直（Acq）128×0.6 mm，螺距 0.8；旋转时间 0.5 s，重建层厚 5.0 mm，采用标准软组织算法。
1.3 图像分析
1.3.1 主观评价
由 2 名经验丰富的影像医师采用双盲法对图像整体质量进行评分，具体评分标准[5]为：差（1 分），伪影严重，伪影重叠区的解剖结构不能显示，图像不能用于诊断；较差（2 分），伪影明显，伪影重叠区的解剖结构显示不清，严重影响诊断；中（3 分），伪影较明显，伪影重叠区的解剖结构能显示，对诊断有轻微影响；良（4 分），伪影较轻，伪影重叠区的解剖结构显示清楚，对诊断无明显影响；优（5 分），图像中未见伪影。伪影严重和较重的图像（1 分和 2 分）为不能满足诊断。当评分出现分歧时，由 2 位诊断医师共同协商，最终达成一致。
1.3.2 客观评价
测量第一肝门层面肝右叶后段、肝右叶前段、肝左叶内侧段、竖脊肌、背景空气的 CT 值及其标准偏差。背景空气 CT 值的标准偏差为背景噪声；肝右叶后段、肝右叶前段、肝左叶内侧段的标准偏差的均值为图像噪声值[10]。计算肝脏对比噪声比（contrast noise ratio，CNR）、肝脏平均 CT 值和图像噪声值的标准差（standard deviation，SD）。计算公式如下：
CNR=（CT肝脏平均值–CT竖脊肌）/SD背景噪声；
CT肝脏平均值=（CT肝右叶后段+CT肝右叶前段+CT肝左叶内侧段）/3；
SD图像噪声=（SD肝右叶后段+SD肝右叶前段+SD肝左叶内侧段）/3。
测量区域（ROI）位置一致，形状视组织结构差异而定。ROI 内无明显血管、胆囊、肝圆韧带裂影，面积保持一致性，均为 2.0 cm2。由同一医生重复测量三次，取其平均值。
1.4 统计分析
采用 SPSS 22.0 软件进行统计分析，计量资料以均数±标准差（
）表示。4 组图像整体质量评价结果比较采用 Kruskal-Wallis H 秩和检验，组间两两比较采用 Mann-Whitney U 检验。4 组 CNR 和图像噪声值的差异比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用 LSD 法。对图像整体质量与双上肢外展成角区间进行相关性分析：1>相关系数（r）>0.7 为强相关，0.7>r>0.3 为中度相关，r<0.3 为弱相关。对两位医师图像整体质量评价的一致性采用Kappa 分析：Kappa 值>0.7 为一致性好，0.4≤Kappa 值≤0.7 为一致性较好，Kappa 值<0.4 一致性差。设定P<0.05 时，差异有统计学意义。
2 结果
2.1 纳入患者的基本资料
见表 1。4 组患者在身体质量指数、年龄、性别构成的差异无统计学意义（P>0.05）。
表1
患者的基本资料
2.2 图像整体质量评价
80 例患者均成功完成肝脏 CT 平扫。2 位医师对患者整体图像质量评价结果见表 2。结果显示，d 组图像整体质量均高于 a、b、c 三组；4 组图像整体质量评分分别为 a 组（1.55±0.69）、b 组（2.85±1.09）、c 组（3.70±0.57）、d 组（4.95±0.22），组间差异有统计学意义（H=222.779，P<0.05）。组间两两比较结果显示，显示 d 组优于 c 组、c 组优于 b 组、b 组优于 a 组（Z=–12.281，P<0.05；Z=–4.068，P<0.05；Z=–5.885，P<0.05）。2 位医师对图像整体质量评价的一致性好（Kappa 值=0.876）。
表2
4 组患者图像整体质量评价结果（例）
2.3 CNR、图像噪声值及相关性分析
4 组图像的 CNR 差异有统计学意义（F=36.323，P<0.05），d 组 CNR（2.59±0.97）最大，a 组（0.09±0.77）最小。图像噪声值差异有统计学意义（H=426.755，P<0.05），d 组（10.44±1.13）最低，a 组（14.84±2.94）最高，见表 3。图像整体质量与双上肢外展成角区间呈强相关性（r=0.909，P<0.01)。图像噪声随双上肢外展成角区间变大而降低，图像整体质量提高（图 1）。
表3
组间 CNR 与图像噪声的比较结果
图1
不同体位患者CT结果
a：双上肢外展成角 0～10 度区间的患者伪影非常明显（↓，←），图像质量欠佳；b：双上肢外展成角 10～20 度区间的患者伪影较为明显（↓，←），图像质量在可诊断范围；c：双上肢外展成角 20～30 度区间的患者可见少量伪影（↓，←），不影响诊断；d：标准体位的患者图像清晰，对病变的显示和诊断均为最佳。
3 讨论
急诊患者行 CT 上腹部检查时，影响图像质量的伪影主要为呼吸运动伪影和 X 线束硬化伪影。呼吸运动伪影可通过大螺距扫描技术联合迭代重建技术得以改善[11-17]，而改善 X 线束硬化伪影多采用薄层扫描。薄层扫描方式多针对患者外部不可移除的固定物，会增加患者的辐射剂量。对于部分车祸伤急诊患者，上肢着力点位于肩关节至肘关节的上肢上臂范围，只能横向外展和内收，其双上肢无法上举，行 CT 上腹部扫描时会产生严重的 X 线束硬化伪影。如何在常规扫描模式下不增加患者辐射剂量，同时改善其图像质量，是亟待解决的问题。有文献报道，通过垫高双上肢或单上肢的方式可提高图像质量[5]。但部分车祸伤患者受其肘关节、肩关节等应力部位所限，上肢抬高或垫高的可行性较低，小臂曲屈于体表的体位方式亦不可取。为避免二次损伤或不可逆性损伤，检查时应考虑因应力作用而改变上肢的生理承受强度的可能性。因此不改变原有的应力强度和应力面积至关重要。患者受检时，配备有能固定在扫描床上的专用床垫，可在 128 层螺旋 CT 扫描通道的孔径内随扫描床自由移动。本研究通过双上肢外展的方式避免了应力部位的改变及损伤，患者可保持上肢应力面积不变且应力均匀，其双上肢的生理承受强度未发生改变，在患者专用的床垫上能以最大角度舒适外展，并且具有良好的稳定性，可操作性强。
CT 值和图像噪声值并不能全面反映腹部平扫图像的质量。图像 CNR 和噪声是评价 CT 图像质量的客观指标，CNR 评价腹部平扫图像质量更具客观性[18-20]。本研究中的图像噪声随双上肢外展成角区间变大而降低。图像噪声降低，组织间的密度分辨力增大，图像整体质量提高。图像伪影集中于肝右叶后段，对影像诊断的干扰程度最大。当双上肢外展成角区间在 20～30 度时，肝脏 CNR 值与标准体位下的肝脏 CNR 值差异并无统计学意义。双上肢的外展角度增加，可提高肝脏与周围组织的分辨率，其图像的可诊断占比与标准体位下的图像可诊断占比分别为 95% 与 100%，差异无统计学意义。但双上肢外展角增大，减少了伪影，肝脏组织与周围腹腔组织的对比度增大，CT 图像提供更多诊断信息，有助于临床影像诊断。
本研究的结果显示，双上肢不同外展成角区间与图像整体质量呈强相关性。c 组的图像质量明显高于 b 组和 a 组，b 组的图像质量高于 a 组，图像的可诊断性由 10% 增至 95%，肝脏 CT 图像的整体质量得到明显的改善，更能满足临床诊断需求。究其原因，X 线穿过骨性结构时，会在周围出现明显的硬化伪影，硬化伪影减轻的程度与距离呈正比。虽然上肢外展后仍在扫描孔径内，但其距肝脏的距离增大，硬化伪影明显减轻，对肝脏图像质量的影响也相应降低。
本研究的局限性：① 只选取肝门层面作测评，未涉及全部层面的图像质量，较为单一；② 为了确保上腹部的整体图像质量，本研究采用固定 mAs 进行扫描，未对辐射剂量进行对比研究，后续将采用管电流调制技术进行辐射剂量的相关研究。
综上所述，在确保车祸伤患者安全受检的前提下，其双上肢处于最大外展角度，肝脏图像质量明显提高。因此，在安全受检情况下，扩大双上肢的外展角度可以提高肝脏 CT 图像的质量，此方式不需借助外物辅助，简单易行。
随着现代化汽车工业的快速发展，车祸导致的肝脏损伤逐渐增多。肝脏损伤是常见腹部创伤之一，主要为外力作用下的挫伤、撕裂伤、血肿及破裂。肝脏外伤的早期诊断、及时诊治对患者预后极为重要。CT 因其空间分辨率高、扫描速度快、形态学显示精细，已成为筛查和评价肝损伤的首选影像学检查方法[1-4]。部分车祸伤患者双上肢活动度受限不能上举，只能将上肢置于体侧进行 CT 检查。有研究表明，双上肢不上举的腹部 CT 图像质量较双臂上举图像差，CT 图像上成方向分布的严重噪声，在上腹部形成暗带状伪影，严重影响对肝脏损伤的初步筛查和诊断[5, 7]。本研究比较双上肢不能上举的车祸伤患者不同最大外展角度的图像和常规上举肝脏 CT 平扫图像，探讨双上肢外展成角对肝脏 CT 平扫图像质量的影响。
1 资料与方法
1.1 临床资料
纳入标准：纳入 2016 年 1 月～10 月在四川大学华西医院行肝脏 CT 平扫的车祸伤患者，其中 60 例为双上肢不能上举患者，按其双上肢外展成角（上肢与其对应体侧之间的夹角）区间分为 3 组，a 组：0°≤角度<10°、b 组：10°<角度≤20°、c 组：20°<角度≤30°。另纳入 20 例标准体位[6]患者（d 组）。
排除标准：① 上肢无法伸直外展或伴有脂肪肝；② 体表及体侧有电极片和电极线干扰；③ 上肢骨折并有金属外固定和扫描范围内有金属内固定；④ 不能仰卧平躺及呼吸节律紊乱；⑤ 患者意识不清或躁动；⑥ 身体质量指数≥24 kg/m2 或≤18 kg/m2。
1.2 检查方法
使用德国 Siemens SMATOM Definition AS+ 128 层 MDCT 对患者行肝脏成像。扫描前所有患者进行屏气训练。患者头先进或足先进仰卧位，双上肢置于身体两侧并外展成角，扫描范围及方向为肝顶至肾下极，同时采用“CT 图像实时显示+扫描中断技术”精确控制扫描范围[6, 8, 9]。扫描参数：管电压 120 kV，管电流 210 mAs，探测器准直（Acq）128×0.6 mm，螺距 0.8；旋转时间 0.5 s，重建层厚 5.0 mm，采用标准软组织算法。
1.3 图像分析
1.3.1 主观评价
由 2 名经验丰富的影像医师采用双盲法对图像整体质量进行评分，具体评分标准[5]为：差（1 分），伪影严重，伪影重叠区的解剖结构不能显示，图像不能用于诊断；较差（2 分），伪影明显，伪影重叠区的解剖结构显示不清，严重影响诊断；中（3 分），伪影较明显，伪影重叠区的解剖结构能显示，对诊断有轻微影响；良（4 分），伪影较轻，伪影重叠区的解剖结构显示清楚，对诊断无明显影响；优（5 分），图像中未见伪影。伪影严重和较重的图像（1 分和 2 分）为不能满足诊断。当评分出现分歧时，由 2 位诊断医师共同协商，最终达成一致。
1.3.2 客观评价
测量第一肝门层面肝右叶后段、肝右叶前段、肝左叶内侧段、竖脊肌、背景空气的 CT 值及其标准偏差。背景空气 CT 值的标准偏差为背景噪声；肝右叶后段、肝右叶前段、肝左叶内侧段的标准偏差的均值为图像噪声值[10]。计算肝脏对比噪声比（contrast noise ratio，CNR）、肝脏平均 CT 值和图像噪声值的标准差（standard deviation，SD）。计算公式如下：
CNR=（CT肝脏平均值–CT竖脊肌）/SD背景噪声；
CT肝脏平均值=（CT肝右叶后段+CT肝右叶前段+CT肝左叶内侧段）/3；
SD图像噪声=（SD肝右叶后段+SD肝右叶前段+SD肝左叶内侧段）/3。
测量区域（ROI）位置一致，形状视组织结构差异而定。ROI 内无明显血管、胆囊、肝圆韧带裂影，面积保持一致性，均为 2.0 cm2。由同一医生重复测量三次，取其平均值。
1.4 统计分析
采用 SPSS 22.0 软件进行统计分析，计量资料以均数±标准差（
）表示。4 组图像整体质量评价结果比较采用 Kruskal-Wallis H 秩和检验，组间两两比较采用 Mann-Whitney U 检验。4 组 CNR 和图像噪声值的差异比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用 LSD 法。对图像整体质量与双上肢外展成角区间进行相关性分析：1>相关系数（r）>0.7 为强相关，0.7>r>0.3 为中度相关，r<0.3 为弱相关。对两位医师图像整体质量评价的一致性采用Kappa 分析：Kappa 值>0.7 为一致性好，0.4≤Kappa 值≤0.7 为一致性较好，Kappa 值<0.4 一致性差。设定P<0.05 时，差异有统计学意义。
2 结果
2.1 纳入患者的基本资料
见表 1。4 组患者在身体质量指数、年龄、性别构成的差异无统计学意义（P>0.05）。
表1
患者的基本资料
2.2 图像整体质量评价
80 例患者均成功完成肝脏 CT 平扫。2 位医师对患者整体图像质量评价结果见表 2。结果显示，d 组图像整体质量均高于 a、b、c 三组；4 组图像整体质量评分分别为 a 组（1.55±0.69）、b 组（2.85±1.09）、c 组（3.70±0.57）、d 组（4.95±0.22），组间差异有统计学意义（H=222.779，P<0.05）。组间两两比较结果显示，显示 d 组优于 c 组、c 组优于 b 组、b 组优于 a 组（Z=–12.281，P<0.05；Z=–4.068，P<0.05；Z=–5.885，P<0.05）。2 位医师对图像整体质量评价的一致性好（Kappa 值=0.876）。
表2
4 组患者图像整体质量评价结果（例）
2.3 CNR、图像噪声值及相关性分析
4 组图像的 CNR 差异有统计学意义（F=36.323，P<0.05），d 组 CNR（2.59±0.97）最大，a 组（0.09±0.77）最小。图像噪声值差异有统计学意义（H=426.755，P<0.05），d 组（10.44±1.13）最低，a 组（14.84±2.94）最高，见表 3。图像整体质量与双上肢外展成角区间呈强相关性（r=0.909，P<0.01)。图像噪声随双上肢外展成角区间变大而降低，图像整体质量提高（图 1）。
表3
组间 CNR 与图像噪声的比较结果
图1
不同体位患者CT结果
a：双上肢外展成角 0～10 度区间的患者伪影非常明显（↓，←），图像质量欠佳；b：双上肢外展成角 10～20 度区间的患者伪影较为明显（↓，←），图像质量在可诊断范围；c：双上肢外展成角 20～30 度区间的患者可见少量伪影（↓，←），不影响诊断；d：标准体位的患者图像清晰，对病变的显示和诊断均为最佳。
3 讨论
急诊患者行 CT 上腹部检查时，影响图像质量的伪影主要为呼吸运动伪影和 X 线束硬化伪影。呼吸运动伪影可通过大螺距扫描技术联合迭代重建技术得以改善[11-17]，而改善 X 线束硬化伪影多采用薄层扫描。薄层扫描方式多针对患者外部不可移除的固定物，会增加患者的辐射剂量。对于部分车祸伤急诊患者，上肢着力点位于肩关节至肘关节的上肢上臂范围，只能横向外展和内收，其双上肢无法上举，行 CT 上腹部扫描时会产生严重的 X 线束硬化伪影。如何在常规扫描模式下不增加患者辐射剂量，同时改善其图像质量，是亟待解决的问题。有文献报道，通过垫高双上肢或单上肢的方式可提高图像质量[5]。但部分车祸伤患者受其肘关节、肩关节等应力部位所限，上肢抬高或垫高的可行性较低，小臂曲屈于体表的体位方式亦不可取。为避免二次损伤或不可逆性损伤，检查时应考虑因应力作用而改变上肢的生理承受强度的可能性。因此不改变原有的应力强度和应力面积至关重要。患者受检时，配备有能固定在扫描床上的专用床垫，可在 128 层螺旋 CT 扫描通道的孔径内随扫描床自由移动。本研究通过双上肢外展的方式避免了应力部位的改变及损伤，患者可保持上肢应力面积不变且应力均匀，其双上肢的生理承受强度未发生改变，在患者专用的床垫上能以最大角度舒适外展，并且具有良好的稳定性，可操作性强。
CT 值和图像噪声值并不能全面反映腹部平扫图像的质量。图像 CNR 和噪声是评价 CT 图像质量的客观指标，CNR 评价腹部平扫图像质量更具客观性[18-20]。本研究中的图像噪声随双上肢外展成角区间变大而降低。图像噪声降低，组织间的密度分辨力增大，图像整体质量提高。图像伪影集中于肝右叶后段，对影像诊断的干扰程度最大。当双上肢外展成角区间在 20～30 度时，肝脏 CNR 值与标准体位下的肝脏 CNR 值差异并无统计学意义。双上肢的外展角度增加，可提高肝脏与周围组织的分辨率，其图像的可诊断占比与标准体位下的图像可诊断占比分别为 95% 与 100%，差异无统计学意义。但双上肢外展角增大，减少了伪影，肝脏组织与周围腹腔组织的对比度增大，CT 图像提供更多诊断信息，有助于临床影像诊断。
本研究的结果显示，双上肢不同外展成角区间与图像整体质量呈强相关性。c 组的图像质量明显高于 b 组和 a 组，b 组的图像质量高于 a 组，图像的可诊断性由 10% 增至 95%，肝脏 CT 图像的整体质量得到明显的改善，更能满足临床诊断需求。究其原因，X 线穿过骨性结构时，会在周围出现明显的硬化伪影，硬化伪影减轻的程度与距离呈正比。虽然上肢外展后仍在扫描孔径内，但其距肝脏的距离增大，硬化伪影明显减轻，对肝脏图像质量的影响也相应降低。
本研究的局限性：① 只选取肝门层面作测评，未涉及全部层面的图像质量，较为单一；② 为了确保上腹部的整体图像质量，本研究采用固定 mAs 进行扫描，未对辐射剂量进行对比研究，后续将采用管电流调制技术进行辐射剂量的相关研究。
综上所述，在确保车祸伤患者安全受检的前提下，其双上肢处于最大外展角度，肝脏图像质量明显提高。因此，在安全受检情况下，扩大双上肢的外展角度可以提高肝脏 CT 图像的质量，此方式不需借助外物辅助，简单易行。
