多層螺旋CT及其圖像后處理技術對氣管腫瘤的診斷價值

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（MPR、CTVB、VRT）對氣管腫瘤的臨床應用價值。方法：對經病理證實的21例氣管腫瘤患者進行多層螺旋CT檢查，利用容積掃描數據進行重建，并將橫斷面圖像與MPR圖像、CTVB與纖維支氣管鏡進行對照。結果：在顯示腫瘤的形態、浸潤范圍及氣管狹窄方面，MPR圖像優于橫斷面圖像，CTVB與纖維支氣管鏡所見相符，但對腫瘤表面的潰瘍及出血CTVB不能顯示。結論：橫斷面圖像是診斷的基礎，橫斷面圖像結合MPR、CTVB及VRT圖像可增加診斷的信息量，提高診斷的準確性。

【關鍵詞】氣管腫瘤;圖像后處理;體層攝影術，X線計算機

【中圖分類號】R587.1【文獻標識碼】B【文章編號】1005-0019（2018）03-00-01

多層螺旋CT擁有多排探測器和多個數據采集系統，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]，明顯改善圖像質量，利用圖像后處理技術還可進行二維和三維重建，多角度多方位顯示病變。本研究旨在探討多層螺旋CT圖像后處理技術對氣管腫瘤的診斷價值。

一、材料與方法

1.1 一般資料搜集經螺旋CT檢查并經手術和/或活檢病理證實的氣管腫瘤21例，年齡35—79歲，平均年齡65.3歲。其中男性13例，女性8例。所有患者在進行CT檢查前均未接受過放射治療或化學治療。病史15天—2年。主要癥狀為咳嗽，早期表現為刺激性干咳（9例），痰中帶血（11例），呼吸困難、喘鳴（6例），發熱4例，胸痛2例。21例氣管腫瘤的病理組織學包括鱗狀細胞癌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 設備及掃描方法 采用SIEMENS Sensation 16螺旋CT機，掃描條件為120 kV，140 mA，層厚3mm，pitch 1.0，采用探測器組合16×0.75mm，掃描范圍自下頜水平至腎上極。增強掃描對比劑采用優維顯300mgI/ml 100ml，注射速率為3.0ml/s。對ROI進行層厚0.8mm橫斷面薄層重建。

1.3 圖像后處理 對ROI進行二維和三維成像，MPR是以病變為中心進行矢狀位和冠狀位重建，層厚0.8mm，間隔0.6mm;cMPR是沿氣管長軸的曲面重建，對ROI氣管拉直后顯示在二維平面上。三維CTVB成像是利用flythrough軟件對氣管內表面進行三維成像，成像過程中可隨意調節“移動眼”的位置和視角大小，從不同方位來顯示腫瘤的形態和氣管的狹窄程度。VRT成像，使用容積掃描技術對氣管的外表面或外形重建，可以360o旋轉，從不同角度觀察氣管的形態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，圖像細膩，三維立體結構良好。

二、結果

21例氣管腫瘤中，腔內結節型9例，病變表現為類圓形或不規則形軟組織密度，結節向氣管腔內隆起，病變基底部鄰近管壁光滑、無浸潤者2例，基底部鄰近管壁受浸潤者7例;管壁腫塊型7例，病變表現為向氣管腔內外同時生長的不規則腫塊，管腔狹窄，病變向腔外生長者可見周圍脂肪層模糊或消失，與鄰近器官分界不清（圖1）;管壁浸潤型5例，病變沿管壁長軸呈扁平狀生長，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照：本組21例腫瘤，MPR圖像均可顯示病變的部位、形態、大小及浸潤范圍，cMPR圖像可完整顯示氣管狹窄程度和范圍。9例腔內結節型病變在橫斷面及MPR圖像均表現為自管壁向管腔內隆起的結節，病變密度均勻，氣管偏心性狹窄，管腔外側緣與鄰近結構間隙清晰，其中寬基底者6例（圖2），窄基底者3例（圖3）。在顯示腫瘤浸潤的上下范圍時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為不規則形腫塊向管腔內外生長，病變呈分葉狀，管腔不同程度狹窄，2例腫塊以向腔外生長為主，管壁與鄰近結構的脂肪間隙消失，鄰近結構受壓或浸潤，（圖1）。5例沿管壁浸潤性生長的病變在橫斷面圖像和MPR圖像上僅表現為管壁的偏側性增厚，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中所見進行對照，對腫瘤形態的顯示，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中所見情況的符合率分別為71.4%和90.5%，對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中所見對照：本組21例患者，在顯示病變的大小形態方面，有16例CTVB所見與纖維支氣管鏡所見相符合，占76.2%;在顯示病變的浸潤范圍時，有15例相符，占71.4%;在顯示氣管狹窄程度時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、糜爛或斑點狀出血，CTVB未能顯示。21例中有2例病變向腔外生長為主，向腔內隆起不明顯，CTVB未能確切顯示病變;3例管壁黏膜下浸潤型病變，輕微隆起，管腔無明顯狹窄，CTVB也未能顯示。1例腔內結節型病變基底部浸潤，纖維支氣管鏡見腫瘤邊緣顏色略變淡，手術證實切緣有浸潤，CTVB未能顯示腫瘤邊緣的浸潤性改變。

2.3 VRT成像：VRT可對氣管進行三維立體成像，可360o旋轉，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、氣管側壁的不規則壓跡或管壁毛糙、凹凸不平。1例顯示氣管略狹窄，但不能明確病變范圍，管腔側壁光滑。4例VRT未能顯示病變。

三、討論

氣管腫瘤是指發生于環狀軟骨下緣至氣管隆突間的腫瘤，原發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，前者約占氣管腫瘤的50%左右，其次為黏液表皮樣癌。氣管腺瘤較少見，約10%發生惡變[2，3]。氣管腫瘤的臨床表現隨病變的分期、大小和部位而異，各種腫瘤引起的臨床癥狀無特異性，早期僅有刺激性干咳或痰中帶血（絲），只有當腫瘤堵塞管腔大于75%以上或管腔直徑小于1.0cm時才會出現呼吸道梗阻的癥狀，故早期不易發覺或未能引起重視而延誤治療，至就診時多已較晚[4]。發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的應用價值

MPR成像是以病變為中心進行矢狀位、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隆起的形態、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]。對氣管長軸方向上腫瘤浸潤范圍的顯示，MPR圖像較橫斷面圖像更直觀、準確，但由于氣管生理彎曲的存在，只依靠MPR圖像有時也會出現假陽性（圖5），故MRP圖像必須與橫斷面圖像相結合。若一側肺不張或肺葉、肺段切除后，縱隔向一側移位，氣管在左右方向上也會發生移位和曲度的改變，此時沿氣管長軸的cMPR更有優勢，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位置關系，可以幫助臨床醫生制定治療方案或選擇手術方式。但對轉移淋巴結的顯示，橫斷面圖像與MPR圖像無明顯差異。

3.2 CTVB的應用價值

CTVB與仿真喉鏡、仿真結腸鏡顯示病變的原理相同，它是利用計算機軟件的功能，對螺旋CT采集的數據進行后處理，重建出空腔臟器內表面的立體影像并進行彩色編碼，使內腔顯示逼真，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CTVB圖像質量均有影響[8，9]。CTVB可以從頭、足兩側入路（圖6A，B），從不同角度、不同方位，采用不同視野來顯示腫瘤的形態、浸潤范圍及管腔狹窄的程度（圖7A，B）。纖維支氣管鏡只能從頭側入路來顯示病變，對腫瘤遠側的浸潤范圍難以估計，而CTVB則可以將“移動眼”置于病變遠側來逆向顯示病變遠側管腔狹窄的程度和遠側浸潤的范圍，彌補纖維支氣管鏡單一入路的不足，導航方位圖可以幫助理解觀察角度。其次，CTVB檢查安全、無痛苦，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據可以用于多種圖像重建和多次成像而不增加病人痛苦。CTVB的缺點是它僅對腔內隆起的結節或腫塊成像，對扁平型病變不敏感，對向腔外生長為主的病變難以顯示，對病變內部的壞死、囊變、出血及病變的強化特點均不能做出判斷，故不能對病變進行準確定性。CTVB不能活檢以取得病理結果，但據文獻報道[10]，隨著計算機技術的發展，CT 3D技術有望把形態和功能成像結合起來，使“虛擬活檢”成為可能，即利用仿真內鏡對病變部位組織進行定位和綜合定量分析，核心在于多模式數據的采集與融合，在三維成像及仿真內鏡成像條件下獲得病灶的血流灌注數據、病理生理等。

3.3 VRT的應用價值

VRT是將每個層面容積資料中所有的體積元加以利用，圖像信息損失少，能夠維持原始數據的空間關系，它可以調節組織間的對比度，得到真實的三維立體圖像[11，12]。VRT圖像可以360O旋轉，在病變的切線位上間接顯示腫瘤的部位、大小、形態及腫瘤所造成的氣管狹窄和變形（圖8）。在VRT圖像上，腔內結節型病變表現為氣道有不規則壓跡，管腔局部凹陷和狹窄。對病變的大小和形態判斷準確，顯示病變與氣管隆嵴間的距離直觀、立體。對管壁型腫塊，VRT圖像僅能顯示腫瘤向腔內隆起部分所造成的氣管狹窄，它對管壁浸潤型病變和黏膜下早期癌不敏感，故腫瘤沿氣管長軸浸潤生長時，VRT圖像所顯示病變的范圍小于MPR圖像所示的范圍及術中所見腫瘤真實的浸潤范圍。VRT圖像不能顯示腫瘤的密度及強化特征，不能顯示鄰近結構的受累及縱隔淋巴結的轉移，也不能活檢而得到病理學結果。

綜上所述，在氣管腫瘤的診斷中，橫斷面圖像結合MPR圖像可以準確判斷腫瘤的部位、大小、形態、強化特點及縱隔、頸部淋巴結轉移的情況，MPR圖像是對橫斷面圖像的重要補充。CTVB圖像和VRT圖像則可以分別從腔內、外對腫瘤進行直接和間接成像，顯示氣管三維立體結構良好，它們是對纖維支氣管鏡的重要補充。因此，合理使用多層螺旋CT圖像后處理技術可提供更多的診斷信息，與橫斷面圖像相結合對病變進行準確定位和定性診斷[13]，對腫瘤的浸潤范圍和淋巴結轉移精確評估，提高診斷準確率，為臨床治療提供參考。

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