CT后處理技術(shù)與X線評(píng)估氣胸及液氣胸患者肺壓縮比結(jié)果比較

孟慶良，趙建娜，張曉明，梁文嬌

中國(guó)人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第982醫(yī)院，河北唐山063000

氣胸、液氣胸是臨床中的常見病，治療方案選擇主要取決于肺壓縮的程度及患者臨床癥狀的輕重。因此，在氣胸、液氣胸臨床診療中，準(zhǔn)確評(píng)估肺組織的壓縮程度具有重要意義。以往臨床主要通過X線胸片來診斷氣胸并進(jìn)行少量及大量分度，其評(píng)估結(jié)果誤差較大。胸部CT檢查在顯示微少量氣胸方面明顯優(yōu)于X線平片，可在MSCT圖像上測(cè)量不同平面的各種徑線，從而預(yù)計(jì)肺壓縮比，但因測(cè)算公式過于復(fù)雜、主觀因素大、誤差率高，臨床一直未廣泛采用。近年來，MSCT后處理技術(shù)飛速發(fā)展，有助于簡(jiǎn)單準(zhǔn)確地測(cè)量出胸腔內(nèi)氣體、液體及同側(cè)胸腔體積，精確計(jì)算出被壓縮肺體積比，更加有效指導(dǎo)臨床,從而選擇最佳治療方案。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2016年1月～2018年6月在我院先后行常規(guī)X線胸片及胸部CT掃描的氣胸及液氣胸首診患者885例為研究對(duì)象，其中男568例、女217例，年齡5～87(46.0±3.7)歲。氣胸284例、液氣胸601例；右側(cè)者567例，左側(cè)者318例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①單側(cè)氣胸、液氣胸；②為首次診斷，未經(jīng)干預(yù)；③無其他病變引起的肺部炎癥及肺不張。排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在明顯胸膜黏連；②存在肺氣腫及較大肺大泡；③外傷后胸廓明顯變形及肺挫裂傷與胸腔積液分解不清。

1.2 X線胸片拍攝

1.2.1 拍攝方法 采用飛利浦DR，患者取站位，后前位拍攝，范圍包括肺尖至膈肌雙側(cè)整個(gè)肺野，于深吸氣后屏氣曝光。參數(shù)：管電壓102 kV，電荷總量8.17 mAs，曝光時(shí)間11.92 ms，管球距離1.5 m。

1.2.2 X線胸片估算氣胸及液氣胸肺壓縮比及其標(biāo)準(zhǔn) 由于氣胸容量近似肺直徑立方與單側(cè)胸腔直徑立方的比率，即(單側(cè)胸腔直徑3-肺直徑3)/單側(cè)胸腔直徑3，當(dāng)側(cè)胸壁至肺邊緣的距離約為1 cm時(shí)，氣胸約占該側(cè)胸腔容量的25%左右，2 cm時(shí)約占50%。故以側(cè)胸壁與肺邊緣距離≥2 cm為大量氣胸(≥50%)，<2 cm為小量氣胸(<50%)。如從肺尖氣胸線至胸腔頂部估計(jì)氣胸大小，距離≥3 cm為大量氣胸(≥50%)，<3 cm為小量氣胸(<50%)[1]。計(jì)算患者例數(shù)。

1.3 胸部CT掃描

1.3.1 胸部CT掃描方法 患者取仰臥位、雙臂上舉，頭先進(jìn)，于平靜呼吸下吸氣末屏氣掃描，掃描范圍自肺尖至肺底。使用飛利浦64排CT，掃描參數(shù)：管電壓120 kV，電流290 mA，矩陣512×512，重建層厚0.625 mm。重建算法使用標(biāo)準(zhǔn)法和高分辨法，肺窗為(窗寬1 500 HU，窗位-650 HU)，縱隔窗為(窗寬350 HU，窗位50 HU)。

1.3.2 CT圖像測(cè)量、肺壓縮比計(jì)算及其標(biāo)準(zhǔn) 將患者薄層重建CT圖像上傳至GE AW 4.5工作站，由兩名均有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的CT診斷醫(yī)師分別利用Tissue Segmentation功能，在Volume模式下，將胸腔內(nèi)氣體氣體、液體分別逐層染色填充，在Tissue Management窗進(jìn)一步處理，用不同顏色顯示游離氣體、液體，顯示出具體的氣體體積(G)、液體體積(E)，在Lung Density下快速精確測(cè)得同側(cè)胸腔體積(L)，氣胸患者利用公式G/L，液氣胸患者利用公式G+E/L，計(jì)算肺壓縮比(如圖1a-2f)。當(dāng)兩名醫(yī)師測(cè)量及計(jì)算結(jié)果不統(tǒng)一、差異>5%時(shí)，進(jìn)行討論，最后協(xié)商決定最后結(jié)果。氣胸的分度：≤25%為Ⅰ度，>25%～50%為Ⅱ度，≥50%為Ⅲ[1]。在本研究中，為了與X線分割法進(jìn)行比較，以50%為分界線，<50%(將Ⅰ度及Ⅱ度進(jìn)行合并)為少量氣胸，≥50%為大量氣胸，計(jì)算患者例數(shù)。見圖1、2。

注：1a為原始圖像，1b為胸腔內(nèi)游離氣體染色后圖像，1c為胸腔內(nèi)氣體體積G=1 375.4 mL，1d為L(zhǎng)ung Density下快速測(cè)量雙側(cè)胸腔體積，圖中顯示右側(cè)胸腔體積L=4 274.8 mL，則右側(cè)氣胸壓縮比=1 375.4/4 274.8=32.2%。

圖1 1例氣胸患者胸部CT重建圖像

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件。對(duì)X線法和CT法所算得的肺壓縮百分比分度差異進(jìn)行t檢驗(yàn)，相關(guān)性分析采用線性相關(guān)分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 X線與CT計(jì)算肺壓縮體積 在X線平片上評(píng)估肺壓縮的體積，少量者676例，大量者209例。CT法評(píng)估少量者630例，大量者255例(其中肺壓縮比≤25%者135例、>25%～50%者495例)。

2.2 X線法與CT法對(duì)氣胸量的評(píng)價(jià)效果比較 CT后處理對(duì)小量、大量氣胸患者測(cè)得的肺壓縮比均高于X線(P<0.001)。X線法、CT法對(duì)小量氣胸患者肺壓縮比的相關(guān)性為0.908(P=0.000 7),對(duì)大量氣胸的相關(guān)性為0.922(P=0.000 3)。

注：2a為原始圖像，2b為胸腔內(nèi)游離氣體染色后圖像，2c為胸腔內(nèi)積液染色后圖像，2d為胸腔內(nèi)氣體體積G=789.5cc，2e為胸腔內(nèi)積液體積175.7 mL，2f為L(zhǎng)ung Density下快速測(cè)量雙側(cè)胸腔體積，圖中顯示右側(cè)胸腔體積L=2 835.1 mL，則右側(cè)液氣胸壓縮比=(789.5+175.7)/2 835.1×100%=34.0%

圖2 1例液氣胸患者胸部CT重建圖像

3 討論

胸膜腔為左右各一的密閉的潛在腔隙，由臟層胸膜和壁層胸膜構(gòu)成，任何原因?qū)е碌男啬て茡p使空氣進(jìn)入胸膜腔則稱其為氣胸，同時(shí)伴有出血或滲出為液氣胸[2]。臨床上常見的原因有自發(fā)性、外傷性、醫(yī)源性及腫瘤所致的氣胸等。由于胸廓的形態(tài)不規(guī)則，使得兩側(cè)的胸膜腔形態(tài)不一，且存在個(gè)體差異，要想用具體的數(shù)學(xué)計(jì)算方法來獲得精確的肺體積，則需要通過大量的測(cè)量和計(jì)算，工作量大，不符合實(shí)際臨床工作需要。發(fā)生氣胸或液氣胸時(shí)，由于氣體及液體的理化特性不同，隨著患者檢查時(shí)體位的不同，游離氣體向上移動(dòng)，液體向下移動(dòng)，導(dǎo)致常規(guī)測(cè)量存在誤差，給臨床工作帶來不便及誤導(dǎo)。

發(fā)生氣胸、液氣胸時(shí)，精確的肺壓縮比是臨床選擇保守治療、胸腔閉式引流或者開放手術(shù)的重要依據(jù)之一[3]。如何簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確地測(cè)定肺壓縮比是臨床工作中尚待解決的問題。臨床目前多采用X線胸片對(duì)氣胸進(jìn)行分度，它是目前診斷氣胸最經(jīng)濟(jì)、可靠的方法。氣胸在胸片上大多可以看到外凸的氣胸線，為胸腔內(nèi)游離氣體與被壓縮肺組織的交界線，線外為無肺紋理的透光區(qū)，內(nèi)為被壓縮的肺組織。以往常規(guī)的臨床測(cè)量方法主要通過X線胸片粗略估測(cè)氣胸時(shí)肺壓縮百分比，薛城敬[4]及魏仁國(guó)等[5]介紹了多種X線胸片測(cè)量氣胸壓縮比的方法，測(cè)量方法各異，主要有目測(cè)法、面積法[6]、切割法[7]、三線法[8,9]等，評(píng)定原理各不相同，測(cè)量結(jié)果相差較大。X線胸片的各種方法均是大致估算，尤其是臨近分界值，常因個(gè)人測(cè)量習(xí)慣及經(jīng)驗(yàn)不同，存在較大分歧。

近年來，臨床工作中試圖用各種方法在胸部CT上對(duì)氣胸進(jìn)行定量分析，夏文騫等[10]通過手工勾畫每一個(gè)斷層的氣體或氣液體，進(jìn)行體積累加計(jì)算得出肺壓縮比，但操作繁瑣、工作量大。陳永權(quán)等[11]、梁樹生等[12]、鄧承等[13]通過對(duì)游離氣胸時(shí)不同平面各種徑線的測(cè)量得到肺壓縮比的線性回歸方程，其本質(zhì)與X線胸片測(cè)量氣胸徑線原理類似。由于胸膜腔的形態(tài)不規(guī)則，患者體位變化及液氣胸的理化性質(zhì)的不同及是否存在胸膜黏連等，不能反映出肺的三維立體形態(tài)，且以上各種測(cè)量方法不僅公式復(fù)雜，且只針對(duì)單純氣胸患者，不適用于液氣胸的肺壓縮比的測(cè)量，尤其是有胸廓畸形、肺不張等病變的患者，故臨床適用面窄，難以得到推廣。

MSCT具備良好的空間及密度分辨率，并具有進(jìn)行三維立體結(jié)構(gòu)測(cè)量的優(yōu)勢(shì)[14]。不同的器官組織、病變的影像之間無相互重疊，可以任意斷面成像，提供受檢者任意切面組織、器官和病灶等的詳細(xì)解剖細(xì)節(jié)，使患者可以得到相應(yīng)的治療[15]。在進(jìn)行胸部CT檢查的同時(shí)，不僅可以簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確測(cè)量出氣胸、液氣胸的體積，在精確計(jì)算出肺壓縮比，還可以詳細(xì)了解患者的肺部詳細(xì)情況，如是否存在肺挫裂傷等病變，可以了解是單純氣胸還是發(fā)生了液氣胸，是單側(cè)還是雙側(cè)，是自發(fā)性氣胸還是同時(shí)合并了肺部的其它疾患，在不增加患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的前提下給臨床提供了更加詳細(xì)、準(zhǔn)確的影像資料，幫助臨床選擇最佳的治療方案，對(duì)臨床診斷與治療均起到積極的作用。尤其也適用于液氣胸患者，且不受胸廓畸形等因素的限制。同時(shí)，從法醫(yī)學(xué)的角度來講，當(dāng)今社會(huì)各種原因引起的氣胸、液氣胸相關(guān)的傷情鑒定越來越多，能夠簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確得出精確的肺壓縮比已成為法醫(yī)鑒定界的迫切需求[16]。MSCT的Tissue Segmentation及Lung Density技術(shù)恰恰能夠解決這一難題，其操作方法簡(jiǎn)便，不存在人為的經(jīng)驗(yàn)差別，且計(jì)算公式簡(jiǎn)便。MSCT后處理技術(shù)是通過對(duì)游離氣體、積液體積、同側(cè)胸腔體積的準(zhǔn)確測(cè)量得出數(shù)值，人為因素造成的誤差基本可以排除，故可以得出精確的肺壓縮比值，無論是微量氣胸還是大量氣胸，為臨床工作中的及時(shí)治療、治療方案的選擇提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。

綜上所述，MSCT后處理技術(shù)能夠簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確地測(cè)量出氣胸、液氣胸時(shí)胸腔內(nèi)氣體、液體及同側(cè)胸腔體積，為精確計(jì)算氣胸、液氣胸中計(jì)算肺壓縮比率提供了簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的方法，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的X線胸片，能夠更好地為臨床治療方案的選擇和法醫(yī)學(xué)的相關(guān)傷情鑒定提供可靠的依據(jù)。