健康者低劑量多層螺旋CT呼吸雙相段支氣管管徑的定量研究

何 麗，劉 齋，任慶云

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·論著·

健康者低劑量多層螺旋CT呼吸雙相段支氣管管徑的定量研究

何 麗，劉 齋，任慶云

目的定量研究健康者低劑量多層螺旋CT(MSCT)呼吸雙相段支氣管管徑，為支氣管鏡檢查及介入治療、支氣管疾病診斷提供參考數(shù)據(jù)。方法選取2015年3—6月在河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院體檢中心行健康體檢者68例，其中男42例，女26例。采用低劑量MSCT掃描受試者全肺的呼吸雙相，并將MSCT數(shù)據(jù)導(dǎo)入FUJIFILM Corporation SYNAPSE 3D軟件進(jìn)行后處理，選取雙肺下葉段支氣管走行平直段進(jìn)行測(cè)量。觀察所有受試者低劑量MSCT掃描結(jié)果，并比較不同性別受試者呼吸雙相雙肺下葉段支氣管管徑的長(zhǎng)徑(Din-L)及短徑(Din-S)。結(jié)果68例受試者低劑量MSCT掃描共顯示雙肺下葉段(右肺下葉背段、前基底段、內(nèi)基底段、后基底段、外基底段及左肺下葉背段、前內(nèi)基底段、外基底段及后基底段)支氣管612支，其中男性378支，女性234支。男性受試者呼吸雙相雙肺下葉段支氣管Din-L和Din-S均大于女性(P<0.05)；男性與女性吸氣相雙肺下葉段支氣管Din-L、Din-S均大于呼氣相(P<0.05)。結(jié)論低劑量MSCT可以準(zhǔn)確掃描出呼吸雙相雙肺下葉段支氣管，且吸氣相雙肺下葉段支氣管管徑大于呼氣相，男性呼吸雙相支氣管徑大于女性。

支氣管；體層攝影術(shù)，螺旋計(jì)算機(jī)；徑線

何麗，劉齋，任慶云.健康者低劑量多層螺旋CT呼吸雙相段支氣管管徑的定量研究[J].中國(guó)全科醫(yī)學(xué)，2016，19(24)：2904-2907.[www.chinagp.net]

HE L,LIU Z,REN Q Y.Quantitative study on segmental bronchial diameter at inspiratory and expiratory phases by low-dose MSCT in healthy subjects[J].Chinese General Practice，2016，19(24)：2904-2907.

隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，多層螺旋CT(MSCT)廣泛應(yīng)用于臨床，使臨床對(duì)許多疾病的診斷更加精確，尤其是對(duì)肺部及支氣管疾病的診斷，MSCT具有不可替代的優(yōu)勢(shì)[1-2]。慢性阻塞性肺疾病(COPD)、變態(tài)反應(yīng)性支氣管肺曲霉菌病、哮喘[3]、氣管支氣管淀粉樣變等疾病均可累及氣管、支氣管等引起管壁增厚，進(jìn)而導(dǎo)致管腔狹窄，最終引發(fā)通氣功能障礙。MSCT具有較高的時(shí)間和空間分辨率，使圖像在各方向上的空間分辨率完全相同，可以在任意角度重建后觀察支氣管管徑。MSCT的容積掃描和FUJIFILM Corporation SYNAPSE 3D軟件使支氣管圖像的提取、重建及再測(cè)量成為可能。本研究對(duì)68例健康者行胸部低劑量MSCT呼吸雙相掃描，為雙肺下葉段支氣管疾病的CT定量研究提供正常參考值。

1　資料與方法

1.1一般資料選取2015年3—6月在河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院體檢中心行健康體檢者68例，年齡24～83歲，平均年齡(49.3±14.6)歲；其中男42例，女26例。納入標(biāo)準(zhǔn)：無慢性呼吸系統(tǒng)疾病，體檢時(shí)呼吸系統(tǒng)無陽性體征；排除標(biāo)準(zhǔn)：存在肺部、胸壁及肋骨病變。由2名高年資主治醫(yī)師閱片，并一致認(rèn)為胸部低劑量MSCT檢查無明顯異常。

1.2方法

1.2.1MSCT掃描采用GE Light Speed 64排螺旋CT掃描受試者全肺,受試者取仰臥位，頭先進(jìn)，分別于深吸氣末及呼氣末狀態(tài)下閉氣進(jìn)行掃描，范圍為肺尖至肺底。掃描參數(shù)：管電壓120 kV,管電流60 mA；探測(cè)器排列64×0.625 mm；機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間1 s/周，掃描層厚5 mm，重建層厚和間隔均為0.625 mm，矩陣512×512，F(xiàn)OV 50 cm×50 cm，標(biāo)準(zhǔn)算法重建。

1.2.2圖像后處理將MSCT數(shù)據(jù)導(dǎo)入FUJIFILM Corporation SYNAPSE 3D軟件進(jìn)行后處理，一鍵提取，顯示支氣管樹，分別選取雙肺下葉段支氣管，并于其走行平直段垂直于支氣管長(zhǎng)軸選取測(cè)量平面，軟件自動(dòng)識(shí)別生成支氣管管徑的長(zhǎng)徑(Din-L)及短徑(Din-S)。

1.3觀察指標(biāo)觀察所有受試者低劑量MSCT掃描結(jié)果及圖像后處理情況，并比較不同性別受試者呼吸雙相雙肺下葉段支氣管Din-L、Din-S。

2　結(jié)果

2.1低劑量MSCT掃描結(jié)果及圖像后處理情況68例受試者低劑量MSCT掃描共顯示雙肺下葉段(右肺下葉背段、前基底段、內(nèi)基底段、后基底段、外基底段及左肺下葉背段、前內(nèi)基底段、外基底段及后基底段)支氣管612支，其中男性378支，女性234支；且均由FUJIFILM Corporation SYNAPSE 3D軟件后處理成功提取支氣管樹，且Din-L、Din-S均清晰顯示(見圖1)。

2.2不同性別受試者呼吸雙相雙肺下葉段支氣管Din-L、Din-S比較男性受試者呼吸雙相雙肺下葉段支氣管Din-L和Din-S均大于女性，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；男性與女性吸氣相雙肺下葉段支氣管Din-L、Din-S均大于呼氣相，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，見表1)。

表1　不同性別受試者雙肺下葉段支氣管呼吸雙相管徑比較±s，mm)

注：Din-L=管徑的長(zhǎng)徑，Din-S=管徑的短徑

注：A為吸氣相支氣管，B為呼氣相支氣管

圖11例男性受試者3D軟件制作圖

Figure 13D software production plans in 1 case of male subjects

注：A為吸氣相支氣管，B為呼氣相支氣管

圖21例女性受試者3D軟件制作圖

Figure 23D software production plans in 1 case of female subjects

注：A為左肺下葉背段支氣管3D圖像選取及測(cè)量層面示意圖，B為軸位測(cè)量管腔圖

圖31例男性受試者3D軟件后處理支氣管圖像

Figure 33D software for postprocessing of bronchi in 1 case of male subjects

3　討論

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于支氣管的研究，先后經(jīng)歷了從尸體解剖標(biāo)本、支氣管造影、纖維支氣管鏡及傳統(tǒng)斷層CT，發(fā)展到今天的MSCT[4-8]，尤其是MSCT的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了短時(shí)間內(nèi)大范圍各向同性掃描，可以任意角度重建圖像來觀察氣管及支氣管的組織結(jié)構(gòu)，因此，MSCT的應(yīng)用使活體基礎(chǔ)上的大樣本解剖研究成為可能[9-11]。

經(jīng)CT檢查可發(fā)現(xiàn)，中央型肺癌、氣管支氣管內(nèi)膜結(jié)核等疾病存在段及以上支氣管管腔狹窄，COPD、哮喘等疾病存在小氣道狹窄、段以上支氣管管壁增厚及管腔狹窄[12]；氣管支氣管淀粉樣變存在氣管、支氣管的明顯狹窄，變態(tài)反應(yīng)性支氣管肺曲霉菌病則可見中心性支氣管擴(kuò)張[13]。本研究采用低劑量MSCT掃描健康者呼吸雙相雙肺下葉段支氣管，并結(jié)合FUJIFILM Corporation SYNAPSE 3D軟件提取支氣管樹，精確測(cè)量段支氣管管徑，旨在為支氣管疾病的診斷提供健康參考值。

本研究共對(duì)68例健康體檢者雙肺下葉段進(jìn)行低劑量MSCT掃描，共掃描段支氣管612支(右肺下葉背段、前基底段、內(nèi)基底段、后基底段、外基底段及左肺下葉背段、前內(nèi)基底段、外基底段及后基底段)，其中男性378支，女性234支；男性受試者呼吸雙相雙肺下葉段支氣管Din-L和Din-S均大于女性，其原因可能為男性的體型及呼吸方式與女性不同，目前臨床未見類似的研究報(bào)道。本研究結(jié)果顯示，男性與女性吸氣相雙肺下葉段支氣管Din-L、Din-S均大于呼氣相，分析其原因可能為在呼氣狀態(tài)下，肺內(nèi)壓力增加，呼氣狀態(tài)下段支氣管肌肉收縮，致使管腔變小。因此在臨床進(jìn)行支氣管鏡檢查時(shí)，患者處于自由呼吸狀態(tài)，而支氣管由于有軟骨的支撐，在呼氣狀態(tài)下仍可保持橢圓形，但呼氣狀態(tài)下段支氣管腔變小，直接影響支氣管鏡進(jìn)入段支氣管的深度，因此了解吸氣狀態(tài)與呼氣狀態(tài)下段支氣管管徑的差異對(duì)臨床意義重大。劉明等[14]采用CT測(cè)量5歲以下兒童支氣管徑線，結(jié)果顯示，年齡和體質(zhì)量是影響兒童支氣管管徑的重要因素，而不同性別及呼吸狀態(tài)間支氣管徑線無差異，與本研究結(jié)果不一致，分析其原因可能與兒童肺及呼吸肌發(fā)育不成熟、肺活量較小有關(guān)。KIM等[15]研究則顯示主支氣管的長(zhǎng)度及管徑與身高無直接關(guān)系。因此，在進(jìn)行支氣管鏡檢查時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮其呼吸狀態(tài)及性別的差異對(duì)支氣管徑線的影響，從而提高支氣管鏡檢查的成功率。

常規(guī)胸部MSCT掃描輻射劑量較大，采用低劑量MSCT檢查使受檢者的輻射劑量明顯低于常規(guī)CT掃描。鄒利光等[16]通過對(duì)肺容積和肺密度定量分析的可能性研究顯示，使用管電流為60 mA的低劑量掃描可以滿足圖像定性分析的需要，本研究采用管電流為60 mA的低劑量掃描條件，能夠清晰地顯示支氣管樹及支氣管腔的形態(tài)，同時(shí)使患者的輻射劑量明顯降低。氣管及段支氣管是由軟骨、肌肉、結(jié)締組織和黏膜構(gòu)成，與充氣的肺組織及腔內(nèi)空氣有明顯的對(duì)比，因此，低劑量條件下掃描也可以明確顯示氣管及支氣管管腔的結(jié)構(gòu)。

由于多數(shù)段支氣管走行與橫軸面不完全垂直，在MSCT橫軸位圖像上顯示的實(shí)際為支氣管的斜截面，而非真正的橫截面管腔長(zhǎng)短徑。本研究采用軟件后處理一鍵提取支氣管樹后，在3D支氣管樹圖像上選取垂直于支氣管長(zhǎng)軸的橫截面圖像，軟件可以自動(dòng)測(cè)量出所選層面管腔長(zhǎng)徑及短徑，3D圖像對(duì)支氣管管徑的測(cè)量準(zhǔn)確性明顯優(yōu)于2D圖像[17-19]。

本研究不足之處為女性樣本量較小，且僅對(duì)雙肺下葉段支氣管管徑進(jìn)行了測(cè)量，未對(duì)其他肺葉的支氣管進(jìn)行測(cè)量。本研究結(jié)果僅適用于成年男性及女性，兒童不適用。

綜上所述，低劑量MSCT可以準(zhǔn)確掃描出呼吸雙相雙肺下葉段支氣管，其數(shù)據(jù)經(jīng)FUJIFILM SYNAPSE 3D后處理可準(zhǔn)確測(cè)量段支氣管管徑，且吸氣相雙肺下葉段支氣管管徑大于呼氣相，男性呼吸雙相支氣管管徑大于女性，為支氣管鏡檢查及介入治療、支氣管疾病診斷提供正常參考值。

作者貢獻(xiàn)：何麗進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施、資料收集整理、撰寫論文、成文并對(duì)文章負(fù)責(zé)；劉齋進(jìn)行試驗(yàn)實(shí)施、評(píng)估、資料收集；任慶云進(jìn)行質(zhì)量控制及審校。

本文無利益沖突。

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(本文編輯：毛亞敏)

Quantitative Study on Segmental Bronchial Diameter at Inspiratory and Expiratory Phases by Low-dose MSCT in Healthy Subjects

HELi，LIUZhai，RENQing-yun.

DepartmentofRadiology,theFirstHospitalofHebeiMedicalUniverstiy,Shijiazhuang050031,China

RENQing-yun,DepartmentofRadiology,theFirstHospitalofHebeiMedicalUniverstiy,Shijiazhuang050031,China；E-mail：ren_qingyun@163.com

ObjectiveTo quantitatively study the segmental bronchial diameter at inspiratory and expiratory phases by low-dose MSCT in healthy subjects and provide reference data for bronchoscopy and interventional therapy as well as diagnosis of bronchial diseases.Methods68 healthy subjects in the Physical Examination Center of the First Hospital of Hebei Medical University were enrolled from March to June 2015,including 42 males and 26 females.The inspiratory and expiratory phases of the whole lung of subjects were scanned by low-dose MSCT.The MSCT data were imported into the FUJIFILM Corporation SYNAPSE 3D software for postprocessing.The measurement was conducted by selecting the weathervanes in the segmental bronchi of lower lobes of both lungs.The results of low-dose MSCT scanning of all subjects were observed.The long diameter (Din-L) and short diameter (Din-S) of the segmental bronchi of lower lobes of both lungs at inspiratory and expiratory phases of subjects with different genders were compared.ResultsLow-dose MSCT scanning for 68 cases showed 612 bronchi of lower lobes of both lungs (dorsal segment,anterior basal segment,medial basal segment,posterior basal segment and lateral basal segment of the lower lobe of right lung as well as dorsal segment,anterior basal segment,medial basal segment,lateral basal segment and posterior basal segment of the lower lobe of left lung),including 378 bronchi of in males and 234 bronchi in females.Din-L and Din-S of the lumens of the segmental bronchi of lower lobes of both lungs at inspiratory and expiratory phases in males were greater than those in females(P<0.05).Din-L and Din-S of the lumens of the segmental bronchi of lower lobes of both lungs at inspiratory phase in males and females were greater than those at expiratory phase(P<0.05).ConclusionThe segmental bronchi of lower lobes of both lungs at double phases can be accurately scanned by low-dose MSCT.Moreover,the bronchial diameter of lower lobes of both lungs at inspiratory phase is larger than that at expiratory phase and the bronchial diameter at inspiratory and expiratory phases in males is larger than that in females.

Bronchi ；Tomography,spiral computed；Diameter

050031河北省石家莊市，河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院放射科

任慶云，050031河北省石家莊市，河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院放射科；E-mail：ren_qingyun@163.com

R 322.34

ADOI：10.3969/j.issn.1007-9572.2016.24.007

2016-03-06；

2016-06-29)