Возможности снижения лучевой нагрузки при проведении компьютерной томографии для оценки изменений в лёгких, характерных для СOVID-19: использование адаптивной статистической итеративной реконструкции

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Большинство пациентов с COVID-19 во время госпитализации проходит многократные визуализационные обследования, кумулятивный эффект которых может значительно увеличивать общую дозу полученного облучения. Эффективная доза облучения может быть снижена за счёт уменьшения тока и напряжения рентгеновской трубки, что, однако, снижает качество изображения. Возможным решением этой проблемы может стать внедрение технологии адаптивной статистической итерационной реконструкции «сырых данных» компьютерной томографии (КТ) ― Adaptive Statistical Iterative Reconstruction (ASIR). В последнее время в литературе появились сведения об эффективности низкодозной КТ (НДКТ) в диагностике COVID-19.

Цель ― анализ качества и диагностической ценности НДКТ-изображений лёгких после применения итеративного алгоритма обработки; оценка возможности снижения лучевой нагрузки на пациента при диагностике COVID-19.

Материал и методы. В проспективном исследовании приняли участие пациенты, проходившие стационарное лечение в инфекционном отделении МНОЦ МГУ им. М.В. Ломоносова. Исследования КТ выполнялись при поступлении и выписке; в период госпитализации их повторяли по мере клинической необходимости. При первом исследовании использовался стандартный протокол КТ с напряжением тока на трубке 120 кВ и автоматическим модулированием силы тока в диапазоне 200–400 мА, при повторных КТ применяли протокол НДКТ с уменьшенными параметрами напряжения тока на трубке (100 или 110 кВ) и автоматической модуляцией тока в диапазоне 40–120 мА. Для оценки диагностической ценности НДКТ по сравнению со стандартной КТ было проведено анкетирование среди врачей отделения лучевой диагностики МНОЦ МГУ. Анкета включала в себя сравнительную характеристику двух методик при выявлении таких патологических процессов, как уплотнение лёгочной ткани по типу матового стекла, уплотнение по типу матового стекла с ретикулярными изменениями, участки консолидации лёгочной ткани, лимфаденопатия.

Результаты. В исследовании принял участие 151 пациент; средний возраст 58±14,2 года; 53,6% мужчин. При НДКТ в сравнении со стандартной КТ лучевая нагрузка снижалась в среднем в 2,96 раза, компьютерно-томографический индекс дозы (CTDI) ― в 2,6 раза, средняя поглощённая доза (DLP) ― в 3,1 раза, сила тока на трубке ― в 1,83 раза, напряжение на трубке ― в 1,2 раза. Полученные анкетные данные свидетельствуют о том, что при проведении НДКТ эффективность выявления основных признаков вирусной пневмонии и оценки динамики состояния пациента существенно не меняется по сравнению с КТ, проведённой по стандартному протоколу.

Заключение. Результаты сравнения стандартной и НДКТ демонстрируют отсутствие значимых потерь диагностической информации и качества при снижении лучевой нагрузки. Таким образом, НДКТ грудной клетки может использоваться в рутинной практике для успешной диагностики COVID-19.

Об авторах

Дарья Андреевна Филатова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: dariafilatova.msu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0894-1994
SPIN-код: 2665-5973

Медицинский научно-образовательный центр

Россия, 143430, Московская обл., п.г.т. Нахабино, ул. Школьная, д. 1а

Валентин Евгеньевич Синицын

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: vsini@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5649-2193
SPIN-код: 8449-6590

Доктор медицинских наук, профессор, медицинский научно-образовательный центр

Россия, Москва

Елена Александровна Мершина

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: elena_mershina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1266-4926
SPIN-код: 6897-9641

Кандидат медицинских наук, доцент, медицинский научно-образовательный центр

Россия, Москва

Список литературы

  1. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Временные методические рекомендации: профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции. Версия 8 (03.09.2020). Москва, 2020. Режим доступа: https://base.garant.ru/74596434/. Дата обращения: 14.03.2021.
  2. Романов Б.К. Коронавирусная инфекция COVID-2019//Безопасность и риск фармакотерапии. 2020. Т. 8, № 1. С. 3–8. doi: 10.30895/2312-7821-2020-8-1-3-8
  3. Морозов С.П., Проценко Д.Н., Сметанина С.В., и др. Лучевая диагностика коронавирусной болезни (COVID-19): организация, методология, интерпретация результатов: препринт № ЦДТ – Версия 2 от 17.04.2020. Москва; 2020. 78 с.
  4. Udugama B., Kadhiresan P., Kozlowski H.N., et al. Diagnosing COVID-19: The disease and tools for detection//ACS Nano. 2020. Vol. 14, N 4. P. 3822–3835. doi: 10.1021/acsnano.0c02624.
  5. Zhao W., Zhong Z., Xie X., et al. Relation between chest ct findings and clinical conditions of coronavirus disease (COVID-19) pneumonia: a multicenter study//AJR Am J Roentgenol. 2020. Vol. 214, N 5. P. 1072–1077. doi: 10.2214/AJR.20.22976
  6. Beregi J.P., Greffier J. Low and ultra-low dose radiation in CT: Opportunities and limitations//Diagn Interv Imaging. 2019. Vol. 100, N 2. P. 63–64. doi: 10.1016/j.diii.2019.01.007.
  7. Cheng L., Fang T., Tyan J. Fast Iterative adaptive reconstruction in low-dose CT imaging//2006 International Conference on Image Processing. Atlanta: GA: IEEE; 2006. P. 889–892. Режим доступа: https://ieeexplore.ieee.org/document/4106673/. Дата обращения: 14.03.2021.
  8. Hara A.K., Paden R.G., Silva A.C., et al. Iterative reconstruction technique for reducing body radiation dose at CT: feasibility study//AJR Am J Roentgenol. 2009. Vol. 193, N 3. P. 764–771. doi: 10.2214/AJR.09.2397.
  9. Prakash P., Kalra M., Kambadakone A., et al. Reducing abdominal CT radiation dose with adaptive statistical iterative reconstruction technique//Invest Radiol. 2010. Vol. 45, N 4. P. 202–210. doi: 10.1097/RLI.ob013e3181dzfeec
  10. Chen L.G., Wu P.A., Sheu M.H., et al. Automatic current selection with iterative reconstruction reduces effective dose to less than 1 mSv in low-dose chest computed tomography in persons with normal BMI//Medicine (Baltimore). 2019. Vol. 98, N 28. P. e16350. doi: 10.1097/MD.0000000000016350.
  11. Dangis A., Gieraerts C., De Brueker Y., et al. Accuracy and reproducibility of low-dose submillisievert chest CT for the diagnosis of COVID-19//Radiology Cardiothoracic Imaging. 2020. Vol. 2, N 2. P. e200196. doi: 10.1148/ryct.2020200196
  12. Sethuraman N., Jeremiah S.S., Ryo A. Interpreting diagnostic tests for SARS-CoV-2//JAMA. 2020. Vol. 323, N 22. P. 2249–2251. doi: 10.1001/jama.2020.8259.
  13. Long C., Xu H., Shen Q., et al. Diagnosis of the Coronavirus disease (COVID-19): rRT-PCR or CT?//Eur J Radiology. 2020. Vol. 126. P. 108961. doi: 10.1016/j.ejrad.2020.108961
  14. Fang Y., Zhang H., Xie J., et al. Sensitivity of chest CT for COVID-19: comparison to RT-PCR//Radiology. 2020. Vol. 296, N 2. P. E115–E117. doi: 10/1148/radiol.2020200432
  15. Yang Y., Yang M., Shen C., et al. Evaluating the accuracy of different respiratory specimens in the laboratory diagnosis and monitoring the viral shedding of 2019-nCoV infections//medRxiv. 2020. doi: 10.1101/2020.02.11.20021493
  16. Brenner D.J., Hall E.J. Computed tomography — an increasing source of radiation exposure//N Engl J Med. 2007. Vol. 357, N 22. P. 2277–2284. doi: 10.1056/NEJMra072149
  17. Pierce D.A., Preston D.L. Radiation-related cancer risks at low doses among atomic bomb survivors//Radiat Res. 2000. Vol. 154, N 2. P. 178–186. doi: 10.1667/0033-7587(2000)154[0178:rrcral]2.0.co;2
  18. Маткевич Е.И., Синицын В.Е., Мершина Е.А. Сравнительный анализ доз облучения пациентов при компьютерной томографии в федеральном лечебном учреждении//Вестник рентгенологии и радиологии. 2016. Т. 97, № 1. С. 33–39. doi: 10.20862/0042-4676-2016-97-1-33-40
  19. Naidich D.P., Marshall C., Gribbin C., et al. Low-dose CT of the lungs: preliminary observations//Radiology. 1990. Vol. 175, N 3. P. 729–731. doi: 10.1148/radiology.175.3.2343122
  20. Prasad S.R., Wittram C., Sherard J.A., et al. Standard-dose and 50%-reduced-dose chest CT: comparing the effect on image quality//AJR Am J Roentgenol. 2002. Vol. 179, N 2. P. 461–465. doi: 10.2214/ajr.179.2.1790461
  21. Zwirewich C.V., Mayo J.R., Müller N.L. Low-dose high-resolution CT of lung parenchyma//Radiology. 1991. Vol. 180, N 2. P. 413–417. doi: 10.1148/radiology.180.2.2068303.
  22. Zhu X., Yu J., Huang Z. Low-dose chest CT: optimizing radiation protection for patients//AJR Am J Roentgenol. 2004. Vol. 183, N 3. P. 809–816. doi: 10.2214/ajr.183.3.1830809
  23. Kubo T., Ohno Y., Takenaka D., et al. Standard-dose vs. low-dose CT protocols in the evaluation of localized lung lesions: Capability for lesion characterization – iLEAD study//Eur J Radiol Open. 2016. Vol. 3. P. 67–73. doi: 10.1016/j.ejro.2016.03.002
  24. Гомболевский В.А., Чернина В.Ю., Блохин И.А. Основные достижения низкодозной компьютерной томографии в скрининге рака легкого//Туберкулез и болезни легких. 2021. Т. 99. № 1. С. 61–70. doi: 10.21292/2075-1230-2021-99-1-61-70
  25. Rampinelli C., De Marco P., Origgi D., et al. Exposure to low dose computed tomography for lung cancer screening and risk of cancer: secondary analysis of trial data and risk-benefit analysis//BMJ. 2017. Vol. 356. P. j347. doi: 10.1136/bmj.j347
  26. Chiles C. Lung cancer screening with low dose CT//Radiol Clin North Am. 2014. Vol. 52, N 1. P. 27–46. doi: 10.1016/j.rcl.2013.08.006.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Пациентка, 78 лет: стандартная компьютерная томография при поступлении выполнена с лучевой нагрузкой 2,5 мЗв (а), низкодозная компьютерная томография ― 1,0 мЗв (b).

Скачать (169KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пациент, 72 года: стандартная компьютерная томография при поступлении выполнена с лучевой нагрузкой 2,1 мЗв (а), низкодозная компьютерная томография ― 0,87 мЗв (b).

Скачать (161KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Пациент, 60 лет: стандартная компьютерная томография при поступлении выполнена с лучевой нагрузкой 3,3 мЗв (а), низкодозная компьютерная томография ― 1,1 мЗв (b).

Скачать (171KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Пациент, 46 лет: стандартная компьютерная томография при поступлении выполнена с лучевой нагрузкой 5,6 мЗв (а), низкодозная компьютерная томография ― 1,7 мЗв (b).

Скачать (160KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Пациент, 40 лет: стандартная компьютерная томография при поступлении выполнена с лучевой нагрузкой 6,8 мЗв (а), низкодозная компьютерная томография ― 2,0 мЗв (b).

Скачать (159KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Пациент, 56 лет: стандартная компьютерная томография при поступлении выполнена с лучевой нагрузкой 1,6 мЗв (а), низкодозная компьютерная томография ― 0,87 мЗв (b).

Скачать (139KB)
Метаданные

© Филатова Д.А., Синицын В.Е., Мершина Е.А., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах