多層螺旋CT及其圖像后處理技術(shù)對(duì)氣管腫瘤的診斷價(jià)值

白曉亮 劉廣升　韋路峰

【摘 要】目的：探討多層螺旋CT圖像后處理技術(shù)（MPR、CTVB、VRT）對(duì)氣管腫瘤的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法：對(duì)經(jīng)病理證實(shí)的21例氣管腫瘤患者進(jìn)行多層螺旋CT檢查，利用容積掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，并將橫斷面圖像與MPR圖像、CTVB與纖維支氣管鏡進(jìn)行對(duì)照。結(jié)果：在顯示腫瘤的形態(tài)、浸潤(rùn)范圍及氣管狹窄方面，MPR圖像優(yōu)于橫斷面圖像，CTVB與纖維支氣管鏡所見相符，但對(duì)腫瘤表面的潰瘍及出血CTVB不能顯示。結(jié)論：橫斷面圖像是診斷的基礎(chǔ)，橫斷面圖像結(jié)合MPR、CTVB及VRT圖像可增加診斷的信息量，提高診斷的準(zhǔn)確性。

【關(guān)鍵詞】氣管腫瘤;圖像后處理;體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)

【中圖分類號(hào)】R587.1【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1005-0019（2018）03-00-01

多層螺旋CT擁有多排探測(cè)器和多個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，提高了掃描速度，能夠更好地削除偽影，提高圖像的空間分辨率[1]，明顯改善圖像質(zhì)量，利用圖像后處理技術(shù)還可進(jìn)行二維和三維重建，多角度多方位顯示病變。本研究旨在探討多層螺旋CT圖像后處理技術(shù)對(duì)氣管腫瘤的診斷價(jià)值。

一、材料與方法

1.1 一般資料搜集經(jīng)螺旋CT檢查并經(jīng)手術(shù)和/或活檢病理證實(shí)的氣管腫瘤21例，年齡35—79歲，平均年齡65.3歲。其中男性13例，女性8例。所有患者在進(jìn)行CT檢查前均未接受過(guò)放射治療或化學(xué)治療。病史15天—2年。主要癥狀為咳嗽，早期表現(xiàn)為刺激性干咳（9例），痰中帶血（11例），呼吸困難、喘鳴（6例），發(fā)熱4例，胸痛2例。21例氣管腫瘤的病理組織學(xué)包括鱗狀細(xì)胞癌11例，腺樣囊性癌5例，黏液表皮樣癌3例，腺癌1例，腺瘤1例。

1.2 設(shè)備及掃描方法 采用SIEMENS Sensation 16螺旋CT機(jī)，掃描條件為120 kV，140 mA，層厚3mm，pitch 1.0，采用探測(cè)器組合16×0.75mm，掃描范圍自下頜水平至腎上極。增強(qiáng)掃描對(duì)比劑采用優(yōu)維顯300mgI/ml 100ml，注射速率為3.0ml/s。對(duì)ROI進(jìn)行層厚0.8mm橫斷面薄層重建。

1.3 圖像后處理 對(duì)ROI進(jìn)行二維和三維成像，MPR是以病變?yōu)橹行倪M(jìn)行矢狀位和冠狀位重建，層厚0.8mm，間隔0.6mm;cMPR是沿氣管長(zhǎng)軸的曲面重建，對(duì)ROI氣管拉直后顯示在二維平面上。三維CTVB成像是利用flythrough軟件對(duì)氣管內(nèi)表面進(jìn)行三維成像，成像過(guò)程中可隨意調(diào)節(jié)“移動(dòng)眼”的位置和視角大小，從不同方位來(lái)顯示腫瘤的形態(tài)和氣管的狹窄程度。VRT成像，使用容積掃描技術(shù)對(duì)氣管的外表面或外形重建，可以360o旋轉(zhuǎn)，從不同角度觀察氣管的形態(tài)及腫瘤所致的氣管管腔的狹窄程度，但原始圖像的層厚異常重要，減小層厚可明顯減少圖像的階梯偽影，圖像細(xì)膩，三維立體結(jié)構(gòu)良好。

二、結(jié)果

21例氣管腫瘤中，腔內(nèi)結(jié)節(jié)型9例，病變表現(xiàn)為類圓形或不規(guī)則形軟組織密度，結(jié)節(jié)向氣管腔內(nèi)隆起，病變基底部鄰近管壁光滑、無(wú)浸潤(rùn)者2例，基底部鄰近管壁受浸潤(rùn)者7例;管壁腫塊型7例，病變表現(xiàn)為向氣管腔內(nèi)外同時(shí)生長(zhǎng)的不規(guī)則腫塊，管腔狹窄，病變向腔外生長(zhǎng)者可見周圍脂肪層模糊或消失，與鄰近器官分界不清（圖1）;管壁浸潤(rùn)型5例，病變沿管壁長(zhǎng)軸呈扁平狀生長(zhǎng)，管壁增厚，表面毛糙，管腔略狹窄。

2.1 MPR圖像與橫斷面圖像對(duì)照：本組21例腫瘤，MPR圖像均可顯示病變的部位、形態(tài)、大小及浸潤(rùn)范圍，cMPR圖像可完整顯示氣管狹窄程度和范圍。9例腔內(nèi)結(jié)節(jié)型病變?cè)跈M斷面及MPR圖像均表現(xiàn)為自管壁向管腔內(nèi)隆起的結(jié)節(jié)，病變密度均勻，氣管偏心性狹窄，管腔外側(cè)緣與鄰近結(jié)構(gòu)間隙清晰，其中寬基底者6例（圖2），窄基底者3例（圖3）。在顯示腫瘤浸潤(rùn)的上下范圍時(shí)MPR圖像較橫斷面圖像更直觀（圖4）。7例管壁腫塊型病變表現(xiàn)為不規(guī)則形腫塊向管腔內(nèi)外生長(zhǎng)，病變呈分葉狀，管腔不同程度狹窄，2例腫塊以向腔外生長(zhǎng)為主，管壁與鄰近結(jié)構(gòu)的脂肪間隙消失，鄰近結(jié)構(gòu)受壓或浸潤(rùn)，（圖1）。5例沿管壁浸潤(rùn)性生長(zhǎng)的病變?cè)跈M斷面圖像和MPR圖像上僅表現(xiàn)為管壁的偏側(cè)性增厚，病變與正常管壁分界不清，在冠狀位和矢狀位MPR圖像上顯示病變的上下界限優(yōu)于橫斷面圖像。橫斷面圖像和MPR圖像均可顯示病變，與纖維支氣管鏡和術(shù)中所見進(jìn)行對(duì)照，對(duì)腫瘤形態(tài)的顯示，橫斷面圖像有17例相符（占80.9%），MPR圖像20例相符（占95.2%）。對(duì)病變上下界限的顯示，橫斷面圖像及MPR圖像與纖維支氣管鏡及術(shù)中所見情況的符合率分別為71.4%和90.5%，對(duì)氣管狹窄程度和范圍的顯示，二者的符合率分別為85.7%和100%。

2.2 CTVB與纖維支氣管鏡及術(shù)中所見對(duì)照：本組21例患者，在顯示病變的大小形態(tài)方面，有16例CTVB所見與纖維支氣管鏡所見相符合，占76.2%;在顯示病變的浸潤(rùn)范圍時(shí)，有15例相符，占71.4%;在顯示氣管狹窄程度時(shí)CTVB與纖維支氣管鏡相符者16例，符合率為76.2%。本組病例中有3例病變表面有潰瘍、糜爛或斑點(diǎn)狀出血，CTVB未能顯示。21例中有2例病變向腔外生長(zhǎng)為主，向腔內(nèi)隆起不明顯，CTVB未能確切顯示病變;3例管壁黏膜下浸潤(rùn)型病變，輕微隆起，管腔無(wú)明顯狹窄，CTVB也未能顯示。1例腔內(nèi)結(jié)節(jié)型病變基底部浸潤(rùn)，纖維支氣管鏡見腫瘤邊緣顏色略變淡，手術(shù)證實(shí)切緣有浸潤(rùn)，CTVB未能顯示腫瘤邊緣的浸潤(rùn)性改變。

2.3 VRT成像：VRT可對(duì)氣管進(jìn)行三維立體成像，可360o旋轉(zhuǎn)，從切線位間接顯示病變。本組21例病變中，有16例可顯示腫瘤造成的氣道狹窄變形、氣管側(cè)壁的不規(guī)則壓跡或管壁毛糙、凹凸不平。1例顯示氣管略狹窄，但不能明確病變范圍，管腔側(cè)壁光滑。4例VRT未能顯示病變。

三、討論

氣管腫瘤是指發(fā)生于環(huán)狀軟骨下緣至氣管隆突間的腫瘤，原發(fā)性氣管癌僅占胸部腫瘤的1%左右，病理分型主要為鱗癌、腺樣囊性癌，前者約占?xì)夤苣[瘤的50%左右，其次為黏液表皮樣癌。氣管腺瘤較少見，約10%發(fā)生惡變[2，3]。氣管腫瘤的臨床表現(xiàn)隨病變的分期、大小和部位而異，各種腫瘤引起的臨床癥狀無(wú)特異性，早期僅有刺激性干咳或痰中帶血（絲），只有當(dāng)腫瘤堵塞管腔大于75%以上或管腔直徑小于1.0cm時(shí)才會(huì)出現(xiàn)呼吸道梗阻的癥狀，故早期不易發(fā)覺或未能引起重視而延誤治療，至就診時(shí)多已較晚[4]。發(fā)生于隆突的惡性腫瘤常侵犯左和/或右主支氣管而引起阻塞性肺炎或肺不張。

3.1 MPR的應(yīng)用價(jià)值

MPR成像是以病變?yōu)橹行倪M(jìn)行矢狀位、冠狀位和曲面的二維重建，得到的是一組二維影像，它能清晰顯示腫瘤向管腔內(nèi)隆起的形態(tài)、病變的范圍、氣管的狹窄程度以及腔外受累的程度和范圍[5]。對(duì)氣管長(zhǎng)軸方向上腫瘤浸潤(rùn)范圍的顯示，MPR圖像較橫斷面圖像更直觀、準(zhǔn)確，但由于氣管生理彎曲的存在，只依靠MPR圖像有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)假陽(yáng)性（圖5），故MRP圖像必須與橫斷面圖像相結(jié)合。若一側(cè)肺不張或肺葉、肺段切除后，縱隔向一側(cè)移位，氣管在左右方向上也會(huì)發(fā)生移位和曲度的改變，此時(shí)沿氣管長(zhǎng)軸的cMPR更有優(yōu)勢(shì)，它不受氣管曲度的影響，可將彎曲移位的氣管伸直顯示。由于冠狀位MPR圖像可以直接測(cè)量腫瘤與氣管隆突間的距離或直接顯示腫瘤與氣管隆嵴的相對(duì)位置關(guān)系，可以幫助臨床醫(yī)生制定治療方案或選擇手術(shù)方式。但對(duì)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的顯示，橫斷面圖像與MPR圖像無(wú)明顯差異。

3.2 CTVB的應(yīng)用價(jià)值

CTVB與仿真喉鏡、仿真結(jié)腸鏡顯示病變的原理相同，它是利用計(jì)算機(jī)軟件的功能，對(duì)螺旋CT采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，重建出空腔臟器內(nèi)表面的立體影像并進(jìn)行彩色編碼，使內(nèi)腔顯示逼真，類似纖維支氣管鏡所見[6，7]，層厚、重建間隔、螺距及閾值的選擇對(duì)CTVB圖像質(zhì)量均有影響[8，9]。CTVB可以從頭、足兩側(cè)入路（圖6A，B），從不同角度、不同方位，采用不同視野來(lái)顯示腫瘤的形態(tài)、浸潤(rùn)范圍及管腔狹窄的程度（圖7A，B）。纖維支氣管鏡只能從頭側(cè)入路來(lái)顯示病變，對(duì)腫瘤遠(yuǎn)側(cè)的浸潤(rùn)范圍難以估計(jì)，而CTVB則可以將“移動(dòng)眼”置于病變遠(yuǎn)側(cè)來(lái)逆向顯示病變遠(yuǎn)側(cè)管腔狹窄的程度和遠(yuǎn)側(cè)浸潤(rùn)的范圍，彌補(bǔ)纖維支氣管鏡單一入路的不足，導(dǎo)航方位圖可以幫助理解觀察角度。其次，CTVB檢查安全、無(wú)痛苦，易被老年人、兒童和咽反射敏感者所接受，且一次檢查所獲得的數(shù)據(jù)可以用于多種圖像重建和多次成像而不增加病人痛苦。CTVB的缺點(diǎn)是它僅對(duì)腔內(nèi)隆起的結(jié)節(jié)或腫塊成像，對(duì)扁平型病變不敏感，對(duì)向腔外生長(zhǎng)為主的病變難以顯示，對(duì)病變內(nèi)部的壞死、囊變、出血及病變的強(qiáng)化特點(diǎn)均不能做出判斷，故不能對(duì)病變進(jìn)行準(zhǔn)確定性。CTVB不能活檢以取得病理結(jié)果，但據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[10]，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CT 3D技術(shù)有望把形態(tài)和功能成像結(jié)合起來(lái)，使“虛擬活檢”成為可能，即利用仿真內(nèi)鏡對(duì)病變部位組織進(jìn)行定位和綜合定量分析，核心在于多模式數(shù)據(jù)的采集與融合，在三維成像及仿真內(nèi)鏡成像條件下獲得病灶的血流灌注數(shù)據(jù)、病理生理等。

3.3 VRT的應(yīng)用價(jià)值

VRT是將每個(gè)層面容積資料中所有的體積元加以利用，圖像信息損失少，能夠維持原始數(shù)據(jù)的空間關(guān)系，它可以調(diào)節(jié)組織間的對(duì)比度，得到真實(shí)的三維立體圖像[11，12]。VRT圖像可以360O旋轉(zhuǎn)，在病變的切線位上間接顯示腫瘤的部位、大小、形態(tài)及腫瘤所造成的氣管狹窄和變形（圖8）。在VRT圖像上，腔內(nèi)結(jié)節(jié)型病變表現(xiàn)為氣道有不規(guī)則壓跡，管腔局部凹陷和狹窄。對(duì)病變的大小和形態(tài)判斷準(zhǔn)確，顯示病變與氣管隆嵴間的距離直觀、立體。對(duì)管壁型腫塊，VRT圖像僅能顯示腫瘤向腔內(nèi)隆起部分所造成的氣管狹窄，它對(duì)管壁浸潤(rùn)型病變和黏膜下早期癌不敏感，故腫瘤沿氣管長(zhǎng)軸浸潤(rùn)生長(zhǎng)時(shí)，VRT圖像所顯示病變的范圍小于MPR圖像所示的范圍及術(shù)中所見腫瘤真實(shí)的浸潤(rùn)范圍。VRT圖像不能顯示腫瘤的密度及強(qiáng)化特征，不能顯示鄰近結(jié)構(gòu)的受累及縱隔淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移，也不能活檢而得到病理學(xué)結(jié)果。

綜上所述，在氣管腫瘤的診斷中，橫斷面圖像結(jié)合MPR圖像可以準(zhǔn)確判斷腫瘤的部位、大小、形態(tài)、強(qiáng)化特點(diǎn)及縱隔、頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的情況，MPR圖像是對(duì)橫斷面圖像的重要補(bǔ)充。CTVB圖像和VRT圖像則可以分別從腔內(nèi)、外對(duì)腫瘤進(jìn)行直接和間接成像，顯示氣管三維立體結(jié)構(gòu)良好，它們是對(duì)纖維支氣管鏡的重要補(bǔ)充。因此，合理使用多層螺旋CT圖像后處理技術(shù)可提供更多的診斷信息，與橫斷面圖像相結(jié)合對(duì)病變進(jìn)行準(zhǔn)確定位和定性診斷[13]，對(duì)腫瘤的浸潤(rùn)范圍和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移精確評(píng)估，提高診斷準(zhǔn)確率，為臨床治療提供參考。

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