DR雙能量減影技術在胸部攝影中的應用進展

黃柱飛，商雪林，莫春開，門 造，王耀華

數(shù)字X線攝影(digital radiography，DR)圖像處理的功能強大，除一般的窗口技術外，某些DR還配備了各種高級應用軟件，如時間減影、能量減影和CAD等，使胸部疾病的診斷提升了一個臺階[1]。雙能量減影(dual energy subtraction，DES)是DR高級后處理技術，主要應用于胸部攝影，對胸部外傷肋骨骨折、肺內(nèi)早期結節(jié)病變、中央氣道病變、胸廓骨質(zhì)病變等具有較高的診斷價值，此外還應用于咽喉部大氣道病變的診斷。本文擬對DES的胸部應用進行論述。

1 DES的原理及攝影方法

DES的理論基礎是物質(zhì)的光電效應和康普頓效應[2]。DES分別利用低電壓(60～80 kV)和高電壓(110～150 kV)進行低能量和高能量兩次曝光，兩次曝光的間隔時間很短，約200 ms，使成像區(qū)域內(nèi)人體的不同密度組織形成不同的影像，探測器接受不同信號后，通過能量減影軟件包將人體的組織分為軟組織和骨組織，然后進行減影處理，對減影后的X線信號進行分離采集，從而選擇性地消除骨組織或軟組織成分，得出單一的軟組織或骨組織圖像。能量減影有一次曝光法和兩次曝光法，一次曝光法應用于CR，兩次曝光法應用于DR系統(tǒng)[3]。兩次曝光法減影后的圖像對比度高、信噪比高，優(yōu)于一次曝光法，但容易受到患者心跳、呼吸及運動產(chǎn)生偽影的影響。應用DES高級軟件時，要求患者配合好，不能移動，深吸氣后憋氣曝光，才能得到滿意的減影圖像[4]。否則極易產(chǎn)生運動偽影，表現(xiàn)為兩肺周邊及膈面、心緣的黑或白色條帶，影響圖像質(zhì)量。

2 DES在胸部病變診斷中的應用

2.1肋骨骨折 胸部外傷中肋骨骨折最為常見，約占61%～90%，以第4～9肋骨最易發(fā)生骨折[5]。常規(guī)胸片容易漏診的腋段、膈下、心后及后端肋骨骨折，盡管在改變體位后，如應用斜位片觀察腋段肋骨骨折相對正位清晰，但對于其他隱匿部位肋骨骨折常規(guī)胸片沒有更好的辦法。數(shù)字胃腸機的數(shù)字化透視并切線位攝片可以提高肋骨骨折的檢出率[6]。但透視下點片耗時較長、患者接受X線較大，不能作為常規(guī)。高頻超聲可應用于常規(guī)胸片無法檢測的肋軟骨骨折[7]，但超聲檢查時間相對較長、定位不夠準確、難以顯示肋骨全貌，使用超聲探頭檢查中，壓迫軀體使部分本來無移位的骨折移位甚至錯位，因此應用相對受限。朱國強等[8]應用CT三維重建技術(VR、MIP、MPR、SSD)將CT橫斷面未顯示的肋骨骨折清晰顯示，而常規(guī)DR片全部未見顯示，因此認為MIP的檢出率最高。但CT三維重建費用較高，患者受到的X線劑量亦高。對于有原發(fā)惡性腫瘤病史者，18F-FDG PET/CT圖像可以根據(jù)肋骨病變處FDG濃聚的差異來鑒別病理性或單純肋骨骨折，病理性骨折時有較為明顯的FDG濃聚，單純骨折時則輕度濃聚[9]。

DES胸部攝影骨組織像避免了軟組織重疊的影響，在顯示肋骨全貌及細節(jié)(如骨皮質(zhì)、骨小梁)方面優(yōu)于常規(guī)胸片，因而更有助于肋骨骨折的檢查，提高細微、隱匿部位肋骨骨折的顯示能力[10]。DES骨組織像上骨性肋骨全貌顯示清楚，對有鈣化的肋軟骨亦能清晰顯示，因而可以顯示常規(guī)胸片容易漏診的腋段、膈下、心后及后端肋骨骨折，對有鈣化的肋軟骨骨折亦可清晰顯示。并且，DES骨組織像顯示肋骨破壞及病理性骨折[11]的能力亦優(yōu)于常規(guī)胸片。因此，當臨床懷疑肋骨骨折時，可優(yōu)先考慮選擇檢查簡便、費用不高的DES攝影。

2.2胸部鈣化 胸部鈣化除最常見的肋軟骨鈣化、胸主動脈壁鈣化外，還有縱隔、肺門淋巴結鈣化、肺內(nèi)鈣化灶、胸膜上鈣化、心臟鈣化灶、胸壁鈣化及骨島等。這些鈣化大部分為生理性鈣化，沒有臨床意義，但在 DR閱片過程中，容易將一些重疊部位的鈣化或密度不太高的鈣化誤診為肺內(nèi)結節(jié)，而建議患者進一步檢查，增加了患者的經(jīng)濟負擔及精神壓力。因鈣化和骨骼均為高密度物質(zhì)，其衰減X線的方式主要是光電效應，高KV曝光減影后的骨組織像顯示鈣化[12]是DES圖像的明顯優(yōu)勢。鈣化在DES骨組織像上為黑影，且密度越高黑影越明顯。DES骨組織像除清晰顯示生理性鈣化、單純性肺及胸膜鈣化、縱隔大血管壁的鈣化外，對常規(guī)胸片容易誤診的骨骼重疊處鈣化、密度不太高的鈣化一樣清晰顯示，無需進一步檢查。對于病灶內(nèi)鈣化也可以特征性顯示出來[13]。肺內(nèi)結節(jié)、腫塊的鈣化常為錯構瘤、結核球等良性或炎性病灶，因此，發(fā)現(xiàn)病灶內(nèi)鈣化對疾病的定性有一定的意義。鈣化亦見于少數(shù)的肺癌、轉移瘤、肉瘤等，因此，觀察時要注意其他影像表現(xiàn)并密切結合臨床。DES骨組織像有利于含鈣結節(jié)[14]及腫塊的顯示。

2.3胸部結節(jié)樣病變 DES軟組織像去除了胸廓骨骼的遮擋，相對常規(guī)胸片可以顯示更多的肺內(nèi)結節(jié)。Kashani等[15]認為DES軟組織像對肺結節(jié)檢測和定性優(yōu)于DR，且結節(jié)較腫塊的優(yōu)勢更明顯；國內(nèi)王秀河等[16]的研究也得出了相同的結論，即DES顯示直徑<3 cm結節(jié)的能力優(yōu)于常規(guī)胸片，對>3 cm的腫塊則兩者無差異。但DES軟組織像分辨率低，所以無法顯示膈下肺組織及縱隔內(nèi)結節(jié)，其對突出于縱隔旁的結節(jié)及心膈角處的結節(jié)卻顯示清楚，優(yōu)于常規(guī)胸片。另外DES顯示結節(jié)病灶邊緣更清楚，有利于病灶徑線的測值。盡管如此，DES顯示肺部結節(jié)的數(shù)目、部位、密度、邊界、與周圍組織結構的關系等方面還遠不及CT，當病變定位或定性困難、診斷可疑時，應建議行CT掃描。

2.4氣道病變 DES軟組織像可清晰顯示氣管、左右主支氣管的管腔，有助于氣道病變的檢測，如氣管、支氣管異物、腫瘤等。氣管、支氣管異物常發(fā)生于兒童，可引起阻塞性肺氣腫、肺不張、肺炎，嚴重者可致患者窒息，其癥狀取決于病灶的大小及阻塞的位置、程度。高密度異物常規(guī)胸片容易發(fā)現(xiàn)，透光性異物常規(guī)胸片難以顯示。DES軟組織像顯示氣腔較常規(guī)胸片清楚、直觀，臨床上有異物吸入史，常規(guī)胸片陰性的患者，可選擇DES攝影。翟健坤等[17]利用DES加透視的方法作為簡便快速診斷氣管、支氣管異物的方法，取得了明確的成效。DES診斷氣管腫瘤及氣管、主支氣管的狹窄亦有一定的臨床價值。

2.5胸部其他病變 DES除上述優(yōu)勢外，還可提高胸廓骨轉移癌的檢測[18]，可明顯提高成骨性轉移癌的檢出率，可能與DES對成骨性轉移癌中的鈣化敏感有關。DES像可以提高氣胸的檢出率[19]，對可疑氣胸具有一定的應用價值。馬宇航等[20]進行了DES模擬胸部疾病模型的研究，認為DES對胸部部分間質(zhì)性病變，如蜂窩狀病變有診斷價值，其臨床意義有待進一步驗證。動態(tài)雙能量胸部減影[21]可能會解決DES攝影容易出現(xiàn)運動偽影的問題，動物實驗表明，動態(tài)雙能量胸部減影連續(xù)獲得多幀減影圖像，可用于評價肺功能及肺腫瘤放療中的動態(tài)觀察，且受檢對象接受的劑量比CT少得多。

綜上所述，DES胸部攝影應用廣泛，尤其是顯示鈣化、重疊部位結節(jié)、細微隱匿部位肋骨骨折、大氣道的病變較常規(guī)胸片有優(yōu)勢，具有較高的臨床應用價值。不足之處是由于DES曝光過程中極易受患者移動及呼吸、心跳的影響，一旦患者配合不佳，就會造成軟組織圖像中出現(xiàn)多余的肋骨對比以及心緣、肺邊緣、膈面的黑白偽影，影響圖像的觀察。另外DES為兩次曝光，X線劑量較常規(guī)胸片略高，不適合對X線相對敏感的兒童攝影，也不適合無法憋氣及不自主運動的患者，因此，不推薦DES用于常規(guī)體檢。

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