DR雙能量減影技術在上頜竇、鼻咽部病變診斷中的臨床價值

張燕 戚文驥

上海市黃浦區中心醫院放射科，上海 200002

X線雙能量減影的概念早在20世紀30年代即已提出，但一直受技術水平的制約，臨床應用推廣受到限制。隨著直接數字X線攝影(digital radiography, DR)的發展，尤其因高速數字化單片式平板探測器（digital flat panel detector, DFP）研發成功并應用于臨床，為X線雙能量減影技術在臨床推廣打下了良好基礎。近年，國內外已有多篇文獻報道DR雙能量減影技術在胸部病變診斷中的應用[1-4]。本院也在這方面進行了一些探索，除胸部病變的診斷應用外，利用DR雙能量減影技術的原理，在上頜竇、鼻咽部疾病的診斷方面做了些有意義的嘗試。上頜竇、鼻咽部解剖結構復雜，各種組織（包括與周圍骨骼）投影相互重疊，該處病變尤其對細節常顯示欠清，因此傳統X線攝影獲得的圖像對診斷上頜竇、鼻咽部病變的價值有限。在計算機斷層掃描成像（computed tomography, CT）和磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）問世之前，該處病變主要依賴問診、臨床體檢和器械檢查，缺乏全面、清晰早期診斷的圖像依據。而DR雙能量減影技術恰好能解決骨組織像與軟組織像的分離問題，避免兩種組織間影像重疊造成診斷困難，呈現出清晰單一的軟組織影像和單純骨組織影像，這給上頜竇、鼻咽部病變的診斷提供了改善圖像清晰度的可能性。本院基于這一技術原理，將DR雙能量減影技術應用于上頜竇、鼻咽部病變的診斷。現將臨床實踐體會報告如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料

收集2008年1月—2012年1月24例于本院行上頜竇、鼻咽部檢查病例臨床資料，年齡最小5歲，最大67歲，平均50歲；男性14例，女性10例；其中上頜竇癌8例，上頜骨骨纖維異常增殖癥1例，雙側上頜竇息肉1例，篩竇癌伴骨破壞1例，其余13例為鼻咽部病例（腺樣體增生1例、淋巴組織增生2例、鼻咽癌8例、淋巴瘤2例）。24例均經手術病理、經鼻咽鏡或活檢病理證實。

1.2 檢查方法

采用GE公司Revolution XR/d 型DR，用雙能量減影法攝片。雙能量減影的高電壓為120 kV，低電壓為60 kV，投照距離為100 cm，其余條件選用自動調節，一次屏氣，兩次曝光。上頜竇病變患者攝取華氏位，鼻咽部病變患者攝取鼻咽部側位片，同時獲得傳統X線平片用于對照。通過DR后處理技術對圖像進行灰階變換、邊緣增強等調節，選擇最適當的窗寬、窗位，使上頜竇、鼻咽部氣道和軟組織影、骨骼影得到最清晰的顯示。

2 結果

24例病例中，鼻旁竇病變組11例，其中上頜竇癌8例，傳統X平片均能顯示病變部位軟組織影密度增高，1例伴骨組織破壞、1例骨組織結構顯示模糊欠清晰；純軟組織相除能顯示軟組織密度增高外，其中5例能清晰顯示腫塊的分葉狀輪廓，1例在傳統X平片中顯示骨組織結構模糊欠清晰的病例在純骨組織相上清晰顯示骨骼結構破壞。1例上頜竇骨纖維異常增生癥傳統X平片與減影骨組織相顯示的病變范圍、形態無顯著差異；1例雙側上頜竇息肉病例在傳統X平片上僅顯示右側上頜竇病變，祛骨后的純軟組織相不僅顯示右側上頜竇腔內清晰的病灶輪廓，且左側上頜竇腔內也顯示一突起的小病灶。1例篩竇癌伴骨破壞病例傳統X平片病變范圍顯示模糊，純軟組織相顯示病變自篩竇向上侵入額竇，且在骨組織相上清晰顯示篩板、額竇骨壁破壞。

鼻咽部病變組13例：8例鼻咽癌，其中3例因病變范圍廣泛，在傳統X平片和純軟組織相中均能發現病變，但純軟組織相中病變的輪廓、大小較平片更全面清晰；另5例鼻咽癌在傳統平片中未見明顯異常，純軟組織相中顯示咽后壁軟組織影增厚，并呈分葉狀隆起，其中1例在骨組織相中顯示骨骼破壞。2例淋巴瘤、2例淋巴組織增生、1例小兒腺樣體增生在傳統X平片和純軟組織相中均能顯示病變，但純軟組織相使病變輪廓邊緣更清楚，病變范圍顯示更全面，能更清晰地反映病變與氣道的相互解剖關系。

3 討論

高清晰的X線影像診斷圖像一直是醫學影像學界孜孜追求的目標，其中減影技術的應用就是方法之一。減影法祛除對診斷有干擾的圖像信息，突顯診斷感興趣區的圖像分辨率。減影方式有時間減影、能量減影、體層減影等多種，而能量減影由于受X線機硬件條件的限制，發展一直受到制約。但能量減影的概念，早在20世紀30年代就已提出，也稱為雙能量X線成像及圖像分離技術，其主要目的是得到去除骨的軟組織圖像，消除骨骼對影像診斷的影響[5]。

眾所周知，診斷X線機使用的是低能X射線束，在穿過人體的過程中，主要發生光電吸收效應和康普頓散射效應。光電吸收效應的強度與被曝物質的原子量呈正相關，是鈣、骨骼、碘造影劑等高密度物質衰減X線光子能量的主要方式；而康普頓散射效應與物質的原子量無關，與組織的電子密度呈函數關系，主要發生于軟組織。常規X線攝片所得到的圖像是光電吸收效應和康普頓散射效應兩種衰減效應的綜合信息。雙能量減影技術利用骨與軟組織對X線光子的能量衰減方式不同，以及不同原子量物質光電吸收效應的差別，利用高低兩種X射線能量進行攝片，從而將兩種效應的信息進行分離，選擇性去除骨或軟組織的衰減信息，得出能體現組織化學成分的所謂組織特性圖像——即純粹的軟組織像和骨像。這就是X線雙能量減影的原理[5-8]。能量減影需要X線源在瞬間產生高低兩種能量的X線，所以它的應用長久以來受到設備技術條件的限制；本世紀初，平板式直接數字化X線成像系統問世以后，能量減影才正式登上歷史舞臺。DR雙能量減影技術的突破點在于可在200 ms的間隔內連續采集高能和低能信號，患者一次屏氣就可完成檢查；而且由于平板探測器的量子俘獲效率較高，能量的分離效率高，動態范圍大，且數字圖像處理速度快，因此，可在很短時間內獲得理想的3幅圖像，即普通數字影像、軟組織像和骨像。通過DR技術，第1次在普通X線診斷設備上實現了將骨和軟組織分開，并達到獲得清晰高分辨率圖像的目的，具有重要的臨床意義[5，9-10]。

DR雙能量減影技術應用于臨床以來，一直在胸部疾病的診斷中發揮重要作用，使肺內小結節病灶、含鈣病灶的檢出敏感度大大增加[1-4,11]。但是，該技術在其他系統疾病的診斷中應用較少，甚至還未開展。我們利用雙能量減影技術成像原理，把這一技術的臨床應用范圍作進一步的拓展探索，發現其在上頜竇、鼻咽部病變的診斷中也有較高的應用價值。由于上頜竇、鼻咽部解剖結構復雜，X線投影成像后各個解剖層面圖像重疊，尤其顱、面骨、牙齒的重疊，使傳統X線圖像提供的診斷信息有限；而DR雙能量減影技術恰好能分離骨與軟組織圖像，且上頜竇、鼻咽部含有氣道和氣腔，使軟組織結構和氣體間形成強烈的反差對比，能較好地顯示軟組織邊緣結構和周圍骨骼影像。基于這個理論基礎，我們將DR雙能量減影技術應用于上頜竇、鼻咽部病變的投照，獲得了清晰的影像圖像；較之以往的普通平片，減影圖像提供了更多的診斷信息。

在鼻旁竇病變的診斷實踐中，傳統的X線圖像軟組織與骨骼組織前后重疊，故早期的骨骼組織破壞不易顯示清晰，竇腔內的病變必須較為廣泛才能在圖像上顯示異常；而通過雙能量減影后，骨骼組織相與軟組織相分離，圖像分辨率更清晰，可以更清楚地顯示病變范圍、邊緣等細節。在本文鼻旁竇病變組的11例中，雖在傳統X片中11例均能顯示病變部位軟組織影密度異常，但在純軟組織相中軟組織病變的范圍大小、形態、邊緣較傳統X片顯示更全面清晰；而其中2例上頜竇癌伴骨質破壞者1例在傳統X片中未見確切顯示，但在純骨組織相中可見清晰表現（圖1、2、3）。

圖1 右側上頜竇癌X線與DR表現A：傳統平片示右側上頜竇投影區密度增高，但骨壁顯示不清；B：軟組織相示右側上頜竇氣腔影消失，呈等密度竇腔內外軟組織腫塊影；C：骨組織相示右側上頜竇外側和底壁骨質破壞

圖2 右側上頜竇癌X線與DR表現A：傳統平片示右側上頜竇區似有塊狀高密度影，病變形態、范圍顯示欠佳；B：軟組織相示右側上頜竇內一分葉狀高密度影幾乎占據一半的竇腔；C：骨組織相示右側上頜竇竇腔骨壁完整連續，無骨質破壞

圖3 篩竇癌X線DR與表現A：傳統平片示雙側篩竇、額竇投影區密度增高。竇腔骨壁結構不清；B、C：軟組織相示雙側篩竇、額竇投影區有軟組織塊影，侵犯右側部分額竇和左側全部額竇；D、E：骨組織相示雙側篩竇、右側部分額竇和左側額竇骨壁骨質破壞

圖4 腺樣體肥大增生X線與DR表現A：傳統平片示鼻咽部頂后壁一半圓形隆起影，密度均勻；B：軟組織相示鼻咽部頂后壁隆起影，幾乎堵住后鼻孔，病變范圍、大小顯示更全面清晰

在鼻咽部病變的診斷中同樣顯示出雙能量減影技術的優勢。在CT和MRI問世之前，鼻咽部的病變主要靠臨床問診、鼻咽鏡檢查做診斷，鼻咽部側位片提供輔助參考；因為鼻咽部正常軟組織薄，再加之與顱、面骨等骨骼重疊，所以影像圖像提供的診斷價值有限，特別對早期診斷更困難。但通過DR雙能量減影技術，X線鼻咽部側位片卻能給臨床醫生提供一定價值的影像診斷信息。在本文的13例鼻咽部病變組中，雖然8例鼻咽癌中的3例、2例淋巴瘤、2例淋巴組織增生和1例小兒腺樣體增生因病變較明顯，在普通X平片內也能顯示（圖4、5）；但單純軟組織的病變大小、范圍顯示更全面，更清晰；且圖像顯示病變與周圍組織結構完整的矢狀面解剖結構，故能對鼻咽部結構進行較精確的測量，這對鼾癥患者和小兒腺樣體肥大增生患者有實際臨床應用價值。1例篩竇癌病例在普通平片內顯示雙側篩竇、額竇投影區密度增高，純軟組織相可見明顯的軟組織腫塊影，骨組織相內清晰顯示篩竇、額竇骨壁骨質破壞缺損（圖3）。而對另5例鼻咽癌病例，可能因病變屬較早期，或病變侵害范圍小，使鼻咽部病變因骨組織的重疊，顯示不清而致漏診；但通過DR雙能量減影技術，祛除了骨骼影像對軟組織影像的干擾，更有利于病變的檢出和診斷；在普通平片上不能發現的病灶，但在去骨后的軟組織相內可以清晰顯示鼻咽部軟組織影增厚，并有不規則隆起，且在骨組織相中可以清晰顯示骨組織破壞，這一點充分體現了雙能量減影在鼻咽部病變診斷中的優勢（圖6、7）。尤其在基層醫療機構，不具備CT或MRI，通過這一減影技術即可早期發現鼻咽部病變；既減少患者的投照射線劑量，又節省患者的檢查費用，簡便、有效，具有較好的臨床推廣實用價值和較好的經濟及社會效益。

圖5 鼻咽部淋巴組織增生X線與DR表現A：傳統平片顯示鼻咽部后壁的軟組織密度隆起影；B：軟組織相清晰顯示鼻咽部后壁軟組織隆起影，鼻咽部氣道狹窄，較普通片顯示更清晰；C：術后，鼻咽部頂后壁軟組織壁影稍厚，未見腫塊影，氣道通暢

圖6 鼻咽癌X線與DR表現A：傳統平片鼻咽部未見明顯異常；B：軟組織相顯示鼻咽部頂后壁軟組織影增厚，并有不規則隆起影：C：骨組織相未見骨骼結構的破壞

圖7 鼻咽癌X線與DR表現A：傳統平片未發現異常；B：軟組織窗示鼻咽部頂、后壁軟組織影增厚，頂壁有不規則隆起影；C：骨組織窗示蝶骨骨質破壞

綜上所述，隨著DR雙能量減影技術研發成熟并在臨床推廣應用，這一技術不僅在胸部病變的診斷中發揮作用，在鼻咽部、上頜竇病變的診斷中也有一定的臨床應用價值。雖然DR圖像密度分辨率不能完全與CT或MRI圖像媲美，且其病變與周圍組織解剖關系不如斷層圖像層次清晰，但是，對于不具備CT、MRI等斷層成像設備的基層醫療機構，通過應用DR雙能量減影技術，在臨床篩查和早期診斷方面可以提供有價值的信息。

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