CTVE 成像技術在氣管、支氣管樹病變中的臨床應用
Clinical application of CT virtual endoscopy in thetracheo -bronchial tree diseases
作者：周 勇 苗延巍 李智勇 伍建林
作者單位：大連第五人民醫院放射科
文章來源：中華現代影像學雜志
【摘要】 目的 探討氣管、支氣管樹多層CT 仿真內鏡(CTVE)成像技術及其在大氣道病變中的臨床應用價值。方法前瞻性分析30例大氣道病變,均采用16 層CT 薄層容積掃描。掃描層厚0 .625～1 .250mm,螺距為1 .375～1 .750:1。原始圖像傳入工作站后進行CTVE 成像,并與纖維支氣管鏡、手術以及病理結果進行對照分析。結果 氣管、支氣管樹CTVE 成像能夠清晰顯示氣管、段以上支氣管的正常腔內形態結構,30例大氣道病變均可明確病變部位、累及范圍和程度,與纖維支氣管鏡所見基本一致。并可從足側觀察病變以遠的氣道情況,彌補了纖維支氣管鏡的不足。CTVE也可用于氣道手術后的復查中。結論 CTVE 是一種全新的、無創的、快捷的氣管、支氣管樹檢查方法,是纖維支氣管鏡的重要補充。
【Abstract】 Objective To study the technique of multi - slice CT virtual endoscopy(CTVE) of the tracheobronchial tree and its clinical value for large bronchi diseases retrospectively .Methods 30 patients with large bronchidiseases were verified by pathology, performing multi - slice CT thin volume scan .Slice thick 0 .625～1 .250mm, pitch (1 .375～1 .750):1 .The primitive images were transmitted to workstation to perform CTVE .The results were then compared with the findings of conventional fiber bronchoscopy and operation .Results CTVE of the tracheobronchial tree cloud clearly revealed normal mucosal structure of large bronchus,and exactly defined the location,extension and degree of lesions in 30 cases corresponded well with that of conventional fiber bronchoscopy .CTVE could show bronchus situation beyond lesions by caudo - cranial approach .CTVE could also be applied better for bronchi post - operational reexamination.Conclusion CTVE is a new, noninvasive, quick tracheobronchial examining method, and a good complementary method to fiber bronchoscopy .Key words tracheo bronchus tomography X - ray computer endoscopy
纖維支氣管鏡一直被認為是氣管、支氣管病變的首選而準確的檢查手段。但是,其作為一種有創性檢查存在諸多禁忌證。隨著CT 技術的不斷發展,CT 容積掃描為CT 氣管、支氣管樹三維重建技術奠定了基礎,已有學者認為CT 尤其是螺旋CT 三維重建是診斷氣管、主支
氣管病變的重要手段[ 1 ～ 4 ] 。
多層CT 的出現,更增大了一次掃描時氣道所包括的范圍及其Z 軸分辨率,為氣道的準確評價提供依據。筆者擬對我院54 例經病理證實的大氣道病變的病例進行回顧性分析,進一步研究探討氣管、支氣管樹CT 仿真內鏡成像(CT virtual endoscopy,CTVE)對大氣道病變的診斷價值和臨床指導意義。
1 資料與方法
1 .1 一般資料 前瞻性研究自2003 年3 月～2003年12 月期間經多層CT(MSCT)薄層容積掃描并已獲得病理證實的30 例大氣道病變的病例。其中氣管腺樣囊性癌2 例,氣管憩室1 例,支氣管炎性狹窄4例,支氣管結石1 例, 中心性肺癌22 例。男17 例,女13 例;年齡21～84 歲,平均52 .64 歲。
1 .2 掃描方法 所有30 例研究對象均接受GELightspeed Ultra16 層MSCT 掃描。薄層連續容積掃描,掃描技術參數:120kV,200～250MAs,層厚(準直器寬度)0 .625～1 .250mm,螺距為1 .375～1 .750∶1,掃描時間5～8s。一次屏氣完成興趣區掃描。
1 .3 三維重建方法 將原始二維圖像經網絡系統傳輸到ADW4 .1 工作站上進行CTVE 重建。CTVE技術是利用空腔導航技術使三維圖像沿操作者行進方向不斷呈現,模擬纖維支氣管鏡方式逐級顯示氣管、支氣管內影像的三維成像方法。確定氣道的CT閾值為- 700～ - 850HU,通過導航器在氣管、支氣管內的“漫游(flythrough)”來任意視角明顯氣管、支氣管內的情況,并可以電影方式連續播放。MPR(多平面重建)以及最小密度投影(MinIP)可多個平面顯示氣管、支氣管全貌,是CT 橫斷面圖像的立體重現和有利補充。
2 結果
CTVE 可用于氣管、支氣管樹的三維成像。對于30例氣管疾病均可以清楚顯示氣管、支氣管腔內病灶的情況,并且可以從足側觀察到氣管遠端的情況,對于氣道疾病可提供更加全面可靠的資料, 是對纖維支氣管鏡的有利補充。2 例氣管腺樣囊性癌的CTVE 和MPR 像可從頭側和足側觀察氣管內表面凹凸不整, 管壁增厚,見圖1A、圖1B, 測量狹窄范圍,對纖維支氣管鏡檢查作了重要補充。對于下氣道病變,CTVE 像是最基本的成像方法,可清晰顯示氣管、支氣管的異常形態表現,并且可用于狹窄段的分級,尤其是對于嚴重的支氣管狹窄。4 例支氣管炎性狹窄的CTVE 可見支氣管明顯狹窄, 但是內壁較為光整,狹窄未見截斷。1 例支氣管結石的CTVE 特點不足,僅表現為支氣管狹窄截斷,需要結合軸位CT 圖像及MPR 像才
明確診斷。22 例中心性肺癌的支氣管樹三維重建顯示: 13 例位于左側,9 例位于右側。9 例呈現支氣管內偏心性狹窄;3 例環形狹窄; 10 例支氣管殘缺截斷, 支氣管腔內可見不規則充盈缺損影,見圖2。全部病例可以清楚顯示出狹窄段的位置、范圍、程度, 以及狹窄段以遠的支氣管情況.MPR 像對于支氣管樹的評價具有重要補充價值,全部病例CTVE 所見與纖維支氣管鏡基本相一致。
3 討論
3 .1 氣管、支氣管樹CTVE 成像技術[ 1 , 2 ,4 ] 氣管、支氣管疾病的傳統診斷一直是依據纖維支氣管鏡的檢查結果,但是其作為一種侵入性檢查有一定的風險,患者痛苦難忍,小兒、老人及體弱者有時無法接受檢查。MSCT 及其三維重建技術的應用使得氣管、支氣管疾病的影像診斷有了迅猛的發展。氣管、支氣管樹CTVE 成像質量的高低取決于高質量的軸位圖像,多層CT 技術不僅能夠在較短時間內進行大范圍掃描,提高了Z 軸覆蓋能力,縮短了Z 軸大范圍的掃描時間,避免由于呼吸運動而形成明顯的階梯狀偽影;而且可以同時兼顧高分辨薄層掃描,尤其對于Z 軸空間分辨力的提高更是16層MSCT 的優勢,使X、Y、Z 軸的分辨力達到或基本滿足各向同性。本組資料的層厚0 .625～1.250mm,螺距1 .375～1 .750:1,當采用0 .625mm 層厚時的矢狀面、冠狀面重建圖像質量可以與軸位圖像相媲美。對于呼吸困難的患者,尤其是氣管、支氣管異物的小兒患者,掃描螺距可以適當加大到6: 1(高速模式,HS),以提高整體掃描速度,減少呼吸運動偽影。而且,在成像過程中,應該根據病變的部位、累及范圍來進一步調節觀察的部位、方向以及CT 閾值。同時,CT 閾值的合理確定對于CTVE 圖像的質量也是至關重要的,一般CT 閾值范圍在- 700～ - 850HU,支氣管分支越細,其合適的CT 值越高。并且,還可以進行連續的電影播放,全面細致觀察氣道的病變情況。對于細小病變,
則應該把視點方向垂直于氣道。
3 .2 氣管支氣管樹CTVE 的優越性與限制[ 1 ,4 ] 本組病例的多層CTVE 成像可以全面完整、立體直觀地顯示出氣管、支氣管樹的正常解剖形態以及異常形態學改變,彌補了橫斷面圖像對氣管、支氣管樹長軸顯示不足的缺陷,如狹窄段的長度、病變的上下界、病灶與隆突的距離等,與纖維支氣管鏡所見基本一致。氣管、支氣管樹CTVE 成像與纖維支氣管鏡比較有如下優點:
(1)CTVE 是一種全新的、無創性的、快捷的氣管、支氣管樹檢查方法,尤其是對于兒童、老年人、氣道嚴重狹窄患者以及身體非常虛弱的患者,CTVE 往往是唯一有效的檢查手段;
(2)CTVE可以有效通過氣道的狹窄段,從足側觀察病灶的遠端情況,而且,可以充分觀察
狹窄端以遠的支氣管通暢情況,為術前評價提供重要價值,是纖維支氣管鏡的重要補充, 本組2例氣管病變就是有利的說明：
(3)三維成像技術方法較多,應根據病變的部位和性質選用最佳的重建方式,互補各自的局限性,才能夠提供更多的信息和提高診斷準確率;
(4)CTVE 在支氣管袖狀成型術后的復查,以及肺移植術后的隨訪工作都極具價值[ 5 ] 。觀察術后氣道通暢情況,有無疤痕形成及術后狹窄等,將成為大氣道病變術前、術后準確評估的重要檢查手段; (5)CTVE 也可以作為纖維支氣管鏡的一種篩選手段;
(6)CTVE 也是急診影像診斷的必備手段,尤其是對于氣管、支氣管異物的小兒。多層CTVE 重建技術仍然存在有一定缺陷, 如與纖維支氣管鏡相比空間分辨率較低, 無法用于觀察氣管、支氣管壁的色澤和血供的變化;扁平、細小病變的顯示率不高;無法活組織檢查;對掃描和重建參數有一定依賴性等。但是其MSCT 氣管、支氣管樹三維重建作為新興技術正受到廣大學者的關注。
3 .3 氣管、支氣管樹CTVE 在中心型肺癌中的術前術后評價 對于中心型肺癌CTVE 的影像表現主要是支氣管樹不同程度、不同范圍的狹窄與截斷。三維圖像結合MPR 像以及CT 軸位像基本能夠診斷正確,尤其是對于有明確支氣管截斷的中心型肺癌病例。本組資料中10 例支氣管截斷病例CTVE 成像全部診斷準確,但是對于影像表現為支氣管狹窄的中心型肺癌的鑒別診斷的確存在困難[6 ] 。
理論上講,炎性支氣管病變的氣管、支氣管壁可有廣泛增厚、內壁較為規則、狹窄段范圍較長等改變; 而肺內炎性病變一般支氣管分支均較完整,病灶不向支氣管內突出。但實際工作中仍存在診斷錯誤的問題,盡管本組資料4 例支氣管炎性狹窄病例診斷基本準確,但是,診斷過程中也是緊密結合CT 軸位圖像以及病史資料等。筆者認為不能僅依靠氣管、支氣管樹CTVE 圖像作出診斷,應結合CT 軸位像以及臨床資料,必要時可參照CT 增強掃描,進一步區分支氣管壁周圍結構究竟是腫塊還是炎性包塊, 判斷CT增強時包塊與周圍肺血管之間的毗鄰關系, 以及肺動靜脈是否受侵受壓等信息綜合評價。CTVE 結合MPR 技術對于中心型肺癌術前分期具有重要價值,不僅清楚顯示出氣管、支氣管病變的部位、范圍情況,而且還有助于顯示病灶周圍結構情況,為術式選擇和惡性腫瘤的準確分期提供重要依據。特別