CTVE 成像技术在气管、支气管树病变中的临床应用

CTVE 成像技术在气管、支气管树病变中的临床应用
Clinical application of CT virtual endoscopy in thetracheo -bronchial tree diseases
作者：周 勇 苗延巍 李智勇 伍建林
作者单位：大连第五人民医院放射科
文章来源：中华现代影像学杂志
【摘要】 目的 探讨气管、支气管树多层CT 仿真内镜(CTVE)成像技术及其在大气道病变中的临床应用价值。方法前瞻性分析30例大气道病变,均采用16 层CT 薄层容积扫描。扫描层厚0 .625～1 .250mm,螺距为1 .375～1 .750:1。原始图像传入工作站后进行CTVE 成像,并与纤维支气管镜、手术以及病理结果进行对照分析。结果 气管、支气管树CTVE 成像能够清晰显示气管、段以上支气管的正常腔内形态结构,30例大气道病变均可明确病变部位、累及范围和程度,与纤维支气管镜所见基本一致。并可从足侧观察病变以远的气道情况,弥补了纤维支气管镜的不足。CTVE也可用于气道手术后的复查中。结论 CTVE 是一种全新的、无创的、快捷的气管、支气管树检查方法,是纤维支气管镜的重要补充。
【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
纤维支气管镜一直被认为是气管、支气管病变的首选而准确的检查手段。但是,其作为一种有创性检查存在诸多禁忌证。随着CT 技术的不断发展,CT 容积扫描为CT 气管、支气管树三维重建技术奠定了基础,已有学者认为CT 尤其是螺旋CT 三维重建是诊断气管、主支
气管病变的重要手段[ 1 ～ 4 ] 。
多层CT 的出现,更增大了一次扫描时气道所包括的范围及其Z 轴分辨率,为气道的准确评价提供依据。笔者拟对我院54 例经病理证实的大气道病变的病例进行回顾性分析,进一步研究探讨气管、支气管树CT 仿真内镜成像(CT virtual endoscopy,CTVE)对大气道病变的诊断价值和临床指导意义。
1 资料与方法
1 .1 一般资料 前瞻性研究自2003 年3 月～2003年12 月期间经多层CT(MSCT)薄层容积扫描并已获得病理证实的30 例大气道病变的病例。其中气管腺样囊性癌2 例,气管憩室1 例,支气管炎性狭窄4例,支气管结石1 例, 中心性肺癌22 例。男17 例,女13 例;年龄21～84 岁,平均52 .64 岁。
1 .2 扫描方法 所有30 例研究对象均接受GELightspeed Ultra16 层MSCT 扫描。薄层连续容积扫描,扫描技术参数:120kV,200～250MAs,层厚(准直器宽度)0 .625～1 .250mm,螺距为1 .375～1 .750∶1,扫描时间5～8s。一次屏气完成兴趣区扫描。
1 .3 三维重建方法 将原始二维图像经网络系统传输到ADW4 .1 工作站上进行CTVE 重建。CTVE技术是利用空腔导航技术使三维图像沿操作者行进方向不断呈现,模拟纤维支气管镜方式逐级显示气管、支气管内影像的三维成像方法。确定气道的CT阈值为- 700～ - 850HU,通过导航器在气管、支气管内的“漫游(flythrough)”来任意视角明显气管、支气管内的情况,并可以电影方式连续播放。MPR(多平面重建)以及最小密度投影(MinIP)可多个平面显示气管、支气管全貌,是CT 横断面图像的立体重现和有利补充。
2 结果
CTVE 可用于气管、支气管树的三维成像。对于30例气管疾病均可以清楚显示气管、支气管腔内病灶的情况,并且可以从足侧观察到气管远端的情况,对于气道疾病可提供更加全面可靠的资料, 是对纤维支气管镜的有利补充。2 例气管腺样囊性癌的CTVE 和MPR 像可从头侧和足侧观察气管内表面凹凸不整, 管壁增厚,见图1A、图1B, 测量狭窄范围,对纤维支气管镜检查作了重要补充。对于下气道病变,CTVE 像是最基本的成像方法,可清晰显示气管、支气管的异常形态表现,并且可用于狭窄段的分级,尤其是对于严重的支气管狭窄。4 例支气管炎性狭窄的CTVE 可见支气管明显狭窄, 但是内壁较为光整,狭窄未见截断。1 例支气管结石的CTVE 特点不足,仅表现为支气管狭窄截断,需要结合轴位CT 图像及MPR 像才
明确诊断。22 例中心性肺癌的支气管树三维重建显示: 13 例位于左侧,9 例位于右侧。9 例呈现支气管内偏心性狭窄;3 例环形狭窄; 10 例支气管残缺截断, 支气管腔内可见不规则充盈缺损影,见图2。全部病例可以清楚显示出狭窄段的位置、范围、程度, 以及狭窄段以远的支气管情况.MPR 像对于支气管树的评价具有重要补充价值,全部病例CTVE 所见与纤维支气管镜基本相一致。
3 讨论
3 .1 气管、支气管树CTVE 成像技术[ 1 , 2 ,4 ] 气管、支气管疾病的传统诊断一直是依据纤维支气管镜的检查结果,但是其作为一种侵入性检查有一定的风险,患者痛苦难忍,小儿、老人及体弱者有时无法接受检查。MSCT 及其三维重建技术的应用使得气管、支气管疾病的影像诊断有了迅猛的发展。气管、支气管树CTVE 成像质量的高低取决于高质量的轴位图像,多层CT 技术不仅能够在较短时间内进行大范围扫描,提高了Z 轴覆盖能力,缩短了Z 轴大范围的扫描时间,避免由于呼吸运动而形成明显的阶梯状伪影;而且可以同时兼顾高分辨薄层扫描,尤其对于Z 轴空间分辨力的提高更是16层MSCT 的优势,使X、Y、Z 轴的分辨力达到或基本满足各向同性。本组资料的层厚0 .625～1.250mm,螺距1 .375～1 .750:1,当采用0 .625mm 层厚时的矢状面、冠状面重建图像质量可以与轴位图像相媲美。对于呼吸困难的患者,尤其是气管、支气管异物的小儿患者,扫描螺距可以适当加大到6: 1(高速模式,HS),以提高整体扫描速度,减少呼吸运动伪影。而且,在成像过程中,应该根据病变的部位、累及范围来进一步调节观察的部位、方向以及CT 阈值。同时,CT 阈值的合理确定对于CTVE 图像的质量也是至关重要的,一般CT 阈值范围在- 700～ - 850HU,支气管分支越细,其合适的CT 值越高。并且,还可以进行连续的电影播放,全面细致观察气道的病变情况。对于细小病变,
则应该把视点方向垂直于气道。
3 .2 气管支气管树CTVE 的优越性与限制[ 1 ,4 ] 本组病例的多层CTVE 成像可以全面完整、立体直观地显示出气管、支气管树的正常解剖形态以及异常形态学改变,弥补了横断面图像对气管、支气管树长轴显示不足的缺陷,如狭窄段的长度、病变的上下界、病灶与隆突的距离等,与纤维支气管镜所见基本一致。气管、支气管树CTVE 成像与纤维支气管镜比较有如下优点:
(1)CTVE 是一种全新的、无创性的、快捷的气管、支气管树检查方法,尤其是对于儿童、老年人、气道严重狭窄患者以及身体非常虚弱的患者,CTVE 往往是唯一有效的检查手段;
(2)CTVE可以有效通过气道的狭窄段,从足侧观察病灶的远端情况,而且,可以充分观察
狭窄端以远的支气管通畅情况,为术前评价提供重要价值,是纤维支气管镜的重要补充, 本组2例气管病变就是有利的说明：
(3)三维成像技术方法较多,应根据病变的部位和性质选用最佳的重建方式,互补各自的局限性,才能够提供更多的信息和提高诊断准确率;
(4)CTVE 在支气管袖状成型术后的复查,以及肺移植术后的随访工作都极具价值[ 5 ] 。观察术后气道通畅情况,有无疤痕形成及术后狭窄等,将成为大气道病变术前、术后准确评估的重要检查手段; (5)CTVE 也可以作为纤维支气管镜的一种筛选手段;
(6)CTVE 也是急诊影像诊断的必备手段,尤其是对于气管、支气管异物的小儿。多层CTVE 重建技术仍然存在有一定缺陷, 如与纤维支气管镜相比空间分辨率较低, 无法用于观察气管、支气管壁的色泽和血供的变化;扁平、细小病变的显示率不高;无法活组织检查;对扫描和重建参数有一定依赖性等。但是其MSCT 气管、支气管树三维重建作为新兴技术正受到广大学者的关注。
3 .3 气管、支气管树CTVE 在中心型肺癌中的术前术后评价 对于中心型肺癌CTVE 的影像表现主要是支气管树不同程度、不同范围的狭窄与截断。三维图像结合MPR 像以及CT 轴位像基本能够诊断正确,尤其是对于有明确支气管截断的中心型肺癌病例。本组资料中10 例支气管截断病例CTVE 成像全部诊断准确,但是对于影像表现为支气管狭窄的中心型肺癌的鉴别诊断的确存在困难[6 ] 。
理论上讲,炎性支气管病变的气管、支气管壁可有广泛增厚、内壁较为规则、狭窄段范围较长等改变; 而肺内炎性病变一般支气管分支均较完整,病灶不向支气管内突出。但实际工作中仍存在诊断错误的问题,尽管本组资料4 例支气管炎性狭窄病例诊断基本准确,但是,诊断过程中也是紧密结合CT 轴位图像以及病史资料等。笔者认为不能仅依靠气管、支气管树CTVE 图像作出诊断,应结合CT 轴位像以及临床资料,必要时可参照CT 增强扫描,进一步区分支气管壁周围结构究竟是肿块还是炎性包块, 判断CT增强时包块与周围肺血管之间的毗邻关系, 以及肺动静脉是否受侵受压等信息综合评价。CTVE 结合MPR 技术对于中心型肺癌术前分期具有重要价值,不仅清楚显示出气管、支气管病变的部位、范围情况,而且还有助于显示病灶周围结构情况,为术式选择和恶性肿瘤的准确分期提供重要依据。特别