多排螺旋CT容積重建技術(shù)在評價(jià)肺通氣狀態(tài)中的應(yīng)用效果

張益民, 鄭一兵, 胡通海, 孔 琴, 汪榮生

(揚(yáng)州大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬揚(yáng)州友好醫(yī)院, 1.影像科; 2. 呼吸科, 江蘇 揚(yáng)州, 225000)

本研究應(yīng)用16層螺旋CT進(jìn)行肺組織三維成像掃描，探討多排螺旋CT容積重建對肺通氣狀態(tài)的評價(jià)及優(yōu)化圖像后處理，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

選取2010年10月—2011年9月在本院進(jìn)行胸部CT檢查者202例，其中臨床診斷為COPD患者50例，肺炎30例，肺腫瘤20例，肺栓塞2例，體檢者100例。所有患者年齡22～75歲，平均43.8歲。陽性臨床癥狀者多出現(xiàn)咳嗽、咳痰、氣急、氣喘等，18例行胸部CT增強(qiáng)掃描。所有檢查者均進(jìn)行薄層掃描并運(yùn)用計(jì)算機(jī)后處理技術(shù)進(jìn)行肺組織容積重建。

檢查前對患者講解檢查方法，緩解其心理壓力，進(jìn)行呼吸訓(xùn)練指導(dǎo)，使患者正確接收命令。采用深吸氣后屏氣掃描，以減少呼吸運(yùn)動造成的偽影。掃描時(shí)患者取仰臥位，常規(guī)頭先進(jìn)，雙手抱頭以減少上肢骨對肺組織產(chǎn)生的偽影。采用飛利浦Brilliance16螺旋CT掃描機(jī)進(jìn)行薄層掃描，掃描電壓120 KV, 電流90～200 mA(依據(jù)體型決定)，螺旋掃描0.75 s/r, 螺距0.938∶1, 掃描范圍從肺尖至肺底，層厚5 mm, 掃描后再重建成2 mm圖像，傳入工作站進(jìn)行后處理。

應(yīng)用飛利浦Benefits Workspace影像工作站進(jìn)行后處理，使用容積重建(VR)技術(shù),在-972～-82 Hu范圍內(nèi)對肺組織進(jìn)行染色成像，去除周圍的軟組織及空氣間隙，對重建圖像多方位旋轉(zhuǎn)觀察并保存連續(xù)的圖像供醫(yī)生閱片。

2 結(jié) 果

202例重建圖像評片均為優(yōu)。每一例得到的三維圖像都與其橫斷位平掃圖像進(jìn)行對比分析。平掃圖像中反映的各類異常通氣狀態(tài)，在三維圖像上均有顯示，其中12例(5.9%)平掃顯示通氣正常的病例，在重建的三維圖像上發(fā)現(xiàn)有肺組織異常染色，考慮存在有異常的通氣狀態(tài)，再次回顧性對平掃圖像進(jìn)行閱片，提示有局部肺組織異常通氣的存在，說明了三維重建染色成像對肺通氣的異常評價(jià)具有更高的敏感性。4例(1.98%)三維重建圖像有異常的病例，平掃顯示肺組織正常，提示三維重建有極少假陽性的存在，且其主要出現(xiàn)在兩肺下葉背段及后基底段通氣狀態(tài)的評價(jià)方面。

3 討 論

多排螺旋CT容積重建技術(shù)主要是基于肺平均密度值[1-2](通氣狀況、血液量、血管外液量及肺組織綜合密度)和像素指數(shù)進(jìn)行重建，讓處于不同通氣狀態(tài)下的肺組織在立體圖像上直觀的區(qū)別開來。根據(jù)Rosenblum報(bào)告正常人深吸氣末全肺平均CT值為(-813±37) Hu, 中國正常成人為(-816 Hu±26) Hu。Generenx測量的胸片為肺紋理減少型肺氣腫全肺平均CT值為-907 Hu，肺紋理增加型肺氣腫平均CT值為-879 Hu[3]。本組病例以-900～-790 Hu為閾值，進(jìn)行紫藍(lán)綠染色，色澤平滑過渡, -972～-900 Hu呈深紫色與-792～-702 Hu呈黃至紅色為過渡色，小于-972 Hu為純黑, -702～-82 Hu為純白，大于-82 Hu不顯影。

在掃描準(zhǔn)備上，必要的呼吸訓(xùn)練及深吸氣后屏氣，不但可以減少呼吸運(yùn)動對圖像的影響，也更好地顯示了不同通氣狀態(tài)肺組織的狀態(tài)差異，減少肺背側(cè)組織的失真性。由于健康成人深呼、吸氣末全肺平均CT值分別為(-681.5±38.6) Hu和(-839.1±21.1) Hu(P<0.01), 其差值為(157.6±36.1) Hu[4], 為了更好地符合染色方案，掃描時(shí)相應(yīng)一直保持深吸氣末的狀態(tài)，可以減少三維重建染色的失真。

肺部的許多疾病均能引起肺通氣狀況的改變，過度通氣可引起肺泡內(nèi)氣體儲留，肺泡通氣不良則引起肺泡氣體減少，不同的肺通氣狀態(tài)可以提示不同的疾病緣由。肺氣腫是終末細(xì)支氣管遠(yuǎn)端氣腔(包括呼吸性細(xì)支氣管、肺泡導(dǎo)管和肺泡)持續(xù)異常擴(kuò)張，常合并氣腔壁破壞。肺氣腫屬于慢性阻塞性肺疾病(COPD), 多數(shù)肺氣腫病例與吸煙有關(guān)，其他原因有長期吸入有害物質(zhì)和粉塵、呼吸道反復(fù)感染等。遺傳因素如α1抗胰蛋白酶缺乏在年輕人中可發(fā)生較重的肺氣腫，尤其是吸煙者[5]。肺氣腫的CT形態(tài)學(xué)診斷是肺密度的降低，肺血管的減少、斷裂或無肺血管區(qū)，?？梢院喜⒎未笈莸拇嬖赱6]。肺氣腫的本質(zhì)是肺過度通氣引起的肺泡內(nèi)氣體儲留[3]，其與肺平均密度值具有一定的相關(guān)性[7], 在許多文獻(xiàn)[8-10]中均已被證實(shí)。因此，利用容積重建的技術(shù)對肺氣腫的顯示相當(dāng)直觀和準(zhǔn)確。肺組織內(nèi)含氣量的不同在CT掃描時(shí)得到的不同的CT值，可以被三維重建染色成不同的基色，易于分析和診斷。

肺部炎癥由于其滲出物的增多而引起氣道及肺泡的阻塞，其本質(zhì)與肺氣腫正相反，是肺通氣不良引起的肺泡內(nèi)氣體減少，在CT上的表現(xiàn)為肺平均密度的增高[3]; 肺部的腫瘤由于其本身軟組織增生的充填，以及其壓迫氣道與周圍的炎癥從而引起肺組織的通氣不良，其基本表現(xiàn)均為肺平均密度的增高[3], 其他諸如肺動脈栓塞等疾病亦可引起肺組織的通氣不良。在容積重建后處理時(shí)，通氣不良的肺組織顯示為高亮的白色區(qū)域，而軟組織成分的區(qū)域在設(shè)定顯示范圍之外而不顯影，綜合的閱片評價(jià)可以很容易提出診斷分析的依據(jù)，為臨床提供第一手影像診斷資料。本組中有2例肺動脈栓塞的患者，在溶栓前后分別進(jìn)行胸部CT平掃及容積重建檢查。發(fā)病初期的三維圖像顯示了明確的肺泡通氣不良區(qū)域，其與肺動脈栓塞及肺梗死的部位具有明顯的相關(guān)性。溶栓后病情穩(wěn)定再次行胸部CT平掃及容積重建檢查，原先通氣不良的肺組織染色逐漸恢復(fù)為藍(lán)綠色，肺組織通氣得以改善，充分反映了三維重建對肺組織通氣狀態(tài)的顯示具有明確的優(yōu)越性，可以作為評價(jià)肺組織通氣狀態(tài)的客觀資料。對肺組織的復(fù)張以及肺氣腫、肺炎等病人胸部CT平掃及容積重建的檢查，均可以展示多排螺旋CT容積重建技術(shù)形成的三維圖像的實(shí)用性。

對胸部CT平掃圖像所反映的各類通氣狀態(tài)，在三維重建的圖像上均顯示明確。而有極少數(shù)平掃正常的圖像在三維重建時(shí)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)了異常通氣狀態(tài)的存在，回顧性指導(dǎo)閱片在平掃圖像上也重新有了新的發(fā)現(xiàn)。通過對比總結(jié)，提高了對肺組織通氣不良平掃CT表現(xiàn)的認(rèn)識。肺平均密度值容積重建染色技術(shù)可以輔助、直觀地提示并展現(xiàn)病變區(qū)。本組檢查中，發(fā)現(xiàn)兩肺下葉背段及后基底段通氣不良的假陽性率較高，這與肺組織平均密度值在肺功能定量分析上仍然存在局限性有關(guān)。有文獻(xiàn)[7]提示由于呼吸狀態(tài)不同、膈肌運(yùn)動、重力因素的影響，即使正常人兩肺的上、下部、和腹、背側(cè)的肺野，肺平均密度值也不盡相同，以下肺背側(cè)肺組織密度最高，阻礙了其定量分析肺功能的可能。但這并不影響基于其技術(shù)的容積重建在診斷肺氣腫、肺通氣不良等肺通氣狀態(tài)中的應(yīng)用。

[1]李而周, 夏麗天, 李瑩, 等. 螺旋CT肺密度測定在診斷肺氣腫中的應(yīng)用價(jià)值[J]. 實(shí)用放射學(xué)雜志, 2006, 22(8): 934.

[2]霍萌. 不同肺功能狀態(tài)者肺密度測量及像素直方圖析[D].哈爾濱,哈爾濱醫(yī)科大學(xué)影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)系, 2007.

[3]李鐵一,主編. 中華影像醫(yī)學(xué): 呼吸系統(tǒng)卷[M]. 1版. 北京: 人民衛(wèi)生出版社, 2002: 87.

[4]伍建林, 沈慧聰, 宋清偉, 等. 健康成人肺臟在動態(tài)螺旋CT掃描中正常表現(xiàn)的定量研究[J]. 中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志, 2001, 12(4): 246.

[5]馬大慶. 肺氣腫的影像表現(xiàn)[J]. 中華全科醫(yī)師雜志, 2011, (9): 692.

[6]陳墾, 鄒利光. 多層螺旋CT肺容積評估及其與肺功能的相關(guān)性研究[J]. 第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 27(9): 922.

[7]赫崇安. 肺氣腫HRCT肺密度與肺功能的相關(guān)性研究[J]. 醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2009,(5): 533.