多層螺旋CT圖像后處理技術(shù)對(duì)于支氣管結(jié)核的診斷價(jià)值
[摘要] 目的 探索多層螺旋CT圖像后處理技術(shù)對(duì)于支氣管結(jié)核的診斷價(jià)值，并與支氣管鏡的診斷結(jié)果進(jìn)行對(duì)照分析。方法 采用多層螺旋CT掃描儀，選取50例經(jīng)細(xì)菌學(xué)檢查并支氣管鏡檢查證實(shí)為支氣管結(jié)核的病人，行肺部CT掃描，由工作站進(jìn)行容積顯示（VR）、最大密度投影（MIP）、多平面重建（MPR）及虛擬支氣管鏡（VE），觀察各段支氣管的形態(tài)、走行。結(jié)果 符合支氣管結(jié)核影像表現(xiàn)的達(dá)到98%。結(jié)論 多層螺旋CT圖像后處理技術(shù)對(duì)于支氣管結(jié)核的檢出率與支氣管鏡的檢出率接近，能為發(fā)現(xiàn)相關(guān)病變及為臨床制定治療方案提供更加充分的影像學(xué)依據(jù)。[關(guān)鍵詞]支氣管結(jié)核 多層螺旋CT 三維重建The value of post-processing images by multi-slice spiral CT reconstruction of the bronchial tuberculosis［Abstract］Objective：To explore Multi-slice spiral CT Isotropic Scanning features of the bronchial tuberculosis，study the Clinical value. Method：Multi-slice spira CT images were performed in 50 adult bronchial tuberculosis patients confirmed by the bacteriological examination and bronchoscopy．They were performed lung spiral CT scanning. All original images were transferred to workstation for image processing．The best depictive MPR、MIP、VR 、VE images were acquired for study. To observe all the image characteristics of the bronchial branches. Results：The rates of images correspondingtothe bronchial tuberculosis was 98%. Conclusion：Images of Multi-slice spiral CT could accurately demonstrate the bronchial tuberculosis，and provide scientific and objective foundation for early detection and the formulation of clinical treatment programs.---------------------【Key words】：bronchial tuberculosis；multi-slice spiral CT；three-dimensional reconstruction1698年Morton[1]首次提出結(jié)核性支氣管炎，病變主要發(fā)生于氣管和支氣管黏膜或黏膜下層，又稱為支氣管內(nèi)膜結(jié)核（EBTB），實(shí)際上病變可以累及肌層及支氣管軟骨，并可侵犯氣管，現(xiàn)稱為氣管-支氣管結(jié)核。近年來肺結(jié)核的發(fā)病率呈上升趨勢，在活動(dòng)性肺結(jié)核病人中約有10%-20%可累及氣管、支氣管[2]，但因其臨床表現(xiàn)缺乏特異性，痰涂片檢驗(yàn)陽性率低，Lee等在121例證實(shí)的支氣管結(jié)核病例中發(fā)現(xiàn)僅有17%的病例痰涂片顯示抗酸桿菌陽性，導(dǎo)致漏診率高[2]。MSCT空間分辨力和時(shí)間分辨力高，對(duì)支氣管病變的顯示有優(yōu)勢，支氣管大部分縱軸走行，原始圖像是橫斷，大多只能觀察支氣管的短軸，不利于支氣管管腔和管壁的全面觀察，后處理技術(shù)可以彌補(bǔ)這方面的不足。通過圖像后處理技術(shù)可以從任意平面上觀察肺部病變，以在任意支氣管長軸平行平面觀察支氣管形態(tài)，觀察支氣管內(nèi)壁情況，可以看到管壁增厚、管腔變窄，密度增高，表面不光滑、阻塞及狹窄、扭曲、變形等，同時(shí)從整體上觀察病灶數(shù)量、范圍、淋巴結(jié)的腫大情況及肺內(nèi)伴發(fā)情況，更利于支氣管結(jié)核的診斷，并可為治療提供詳細(xì)的影像資料。我們的研究就是企圖通過圖像后處理，提高M(jìn)SCT對(duì)支氣管結(jié)核診斷的敏感性和特異性。1 資料和方法1.1 研究對(duì)象選擇來我院住院治療，行胸部MSCT平掃及增強(qiáng)掃描，并經(jīng)細(xì)菌學(xué)檢查及支氣管鏡檢查確診為支氣管結(jié)核的患者，共計(jì)100例，男60例，女 40例，年齡20-80歲。1.2 成像設(shè)備及方法使用GE LightSpeed16 CT掃描儀，螺旋掃描，矩陣512X512，管電壓120kv，管電流120mAs，掃描層厚5.0mm，螺距1.375。圖像后處理方法：將原始圖像傳入工作站，重建層厚1.25mm，重建間隔1.25mm，將重建后圖像數(shù)據(jù)加載至3D界面，對(duì)在橫斷圖像懷疑異常的支氣管進(jìn)行MPR處理，⑴、冠狀和矢狀MPR，用于觀察肺門淋巴結(jié)和肺內(nèi)結(jié)核灶；⑵、通過調(diào)整MPR基線的角度，顯示“靶”支氣管的長軸，用于觀察葉及段支氣管壁和管腔的變化。然后對(duì)靶支氣管進(jìn)行虛擬支氣管鏡處理，觀察支氣管內(nèi)壁和管腔狀態(tài)。本研究只觀察主支氣管及各葉、段支氣管。把橫斷圖像作為對(duì)照組，把橫斷圖像結(jié)合后處理圖像作為實(shí)驗(yàn)組，發(fā)現(xiàn)有支氣管管腔狹窄、管壁增厚、肺不張、肺門淋巴結(jié)腫大、肺內(nèi)結(jié)核灶的任一病例作為一例陽性病例，計(jì)算百分比，并通過SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)陽性率進(jìn)行分析；將支氣管內(nèi)鏡的鏡下表現(xiàn)與CT虛擬支氣管鏡的表現(xiàn)進(jìn)行對(duì)比分析，總結(jié)支氣管內(nèi)鏡的鏡下表現(xiàn)特點(diǎn)；同時(shí)在橫軸位圖像上手動(dòng)定位腫大淋巴結(jié)，制作虛擬支氣管鏡支氣管腔內(nèi)的模擬圖像以準(zhǔn)確定位腫大淋巴結(jié)。2 結(jié)果2.1 胸部CT常規(guī)橫斷圖像與后處理圖像影像表現(xiàn)（見表1）影像表現(xiàn)支氣管不規(guī)則狹窄（見圖1）管壁不規(guī)則增厚（見圖2）段、葉肺不張（見圖3）肺門淋巴結(jié)腫大肺內(nèi)結(jié)核灶未發(fā)現(xiàn)病灶對(duì)照組69（69%）56（56%）53（53%）51（51%）88（88%）18（18%）實(shí)驗(yàn)組98（98%）90(90%)55（55%）51（51%）90（90%）2（2%）將所得數(shù)據(jù)通過SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件，對(duì)兩組數(shù)值陽性率比較，實(shí)驗(yàn)組陽性率明顯高于對(duì)照組，P>0.05.2.2 虛擬支氣管鏡表現(xiàn)與纖維支氣管內(nèi)鏡檢查結(jié)果對(duì)照（見表2）鏡下表現(xiàn)管腔狹窄（圖1、3）管壁增厚（圖2）管壁病理改變（潰瘍、充血等）（圖3）氣管軟骨環(huán)纖維支氣管內(nèi)鏡77（77%）075（75%）19（19%）虛擬支氣管鏡73（73%）36（36%）62（62%）2（2%）虛擬支氣管鏡對(duì)于管腔狹窄、管壁的潰瘍等表現(xiàn)的診斷結(jié)果與纖維支氣管內(nèi)鏡無顯著差異；纖維支氣管鏡難以觀察支氣管壁的均勻性增厚，虛擬支氣管鏡則可以觀察；纖維支氣管內(nèi)鏡對(duì)于氣管軟骨環(huán)的病變診斷明顯優(yōu)于虛擬支氣管內(nèi)鏡。2.3 支氣管鏡檢查情況（見表3）支氣管鏡表現(xiàn)支氣管黏膜充血水腫（見圖1d）支氣管粘膜潰瘍、壞死（見圖2d）肉芽增殖（見圖4d）瘢痕狹窄（見圖3d）管壁軟骨環(huán)缺失或斷裂例數(shù)（%）71（71%）65（65%）57（57%）49（49%）19（19%）支氣管鏡表現(xiàn)主要為支氣管黏膜充血、水腫，黏膜和/或黏膜下層干酪壞死、小潰瘍或小結(jié)節(jié)，管腔不等程度狹窄，結(jié)核性肉芽組織增生，管壁增厚，瘢痕狹窄，官腔閉塞，少數(shù)可見氣管、支氣管管壁軟骨環(huán)缺損或斷裂，鏡檢過程中取組織進(jìn)行病理檢查，確診氣管、支氣管結(jié)核。3 討論3.1 關(guān)于支氣管結(jié)核的診斷：3.1.1實(shí)驗(yàn)室檢查支氣管結(jié)核（EBTB）指發(fā)生在氣管、支氣管黏膜、黏膜下層及外膜（軟骨和纖維組織）的結(jié)核病，屬肺外結(jié)核，研究發(fā)現(xiàn)約有10%-40%的活動(dòng)性肺結(jié)核患者并發(fā)EBTB[3],肺結(jié)核合并EBTB患者中痰菌陽性者約有60%-70%，痰菌陰性者約有25%-30%，其余部分為單純性EBTB患者，即肺內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯活動(dòng)性結(jié)核病灶的EBTB，約占全部EBTB的5%-10%。因此患者痰中結(jié)核菌陽性對(duì)支氣管結(jié)核的診斷無重要意義，肺內(nèi)無明顯結(jié)核病變，而痰菌多次陽性者，如果有支氣管結(jié)核的臨床癥狀及影像表現(xiàn)，對(duì)支氣管結(jié)核的診斷有幫助。3.1.2纖維支氣管內(nèi)鏡對(duì)于支氣管結(jié)核的診斷作用及缺陷纖維支氣管鏡可以直觀顯示病變支氣管開口的狹窄、阻塞，能明確發(fā)現(xiàn)黏膜充血、水腫其干酪樣壞死，潰瘍和肉芽組織形成，并能在檢查同時(shí)進(jìn)行灌洗、刷檢，取組織活檢及取痰液進(jìn)行培養(yǎng)[5、6]，但同時(shí)也存在一定缺陷，由于支氣管鏡大小限制，對(duì)于遠(yuǎn)側(cè)葉、段支氣管開口及管腔情況觀察較差，對(duì)于狹窄或阻塞的氣管長度及狹窄后段支氣管情況難以觀察,并且無法從整體上觀察支氣管情況，也無法發(fā)現(xiàn)肺內(nèi)播散病灶。最近研發(fā)的超細(xì)支氣管鏡外徑較小，可觀察肺外圍支氣管，但其抽吸能力相應(yīng)降低，氣道周圍少量血及分泌物也會(huì)明顯降低其可視性，而周圍氣道在抽吸時(shí)易于塌陷，使這一問題變得更加復(fù)雜。3.1.3影像學(xué)檢查常規(guī)X線胸片對(duì)于支氣管結(jié)核的診斷缺乏特異性征象，尤其對(duì)于單純支氣管病變患者難以診斷，反復(fù)咳嗽、咳痰或伴有咯血而胸部X線顯示正常的患者應(yīng)建議行CT或者支氣管鏡進(jìn)一步檢查，排除本病。從表1中可以發(fā)現(xiàn)，常規(guī)CT橫斷位掃描，對(duì)于EBTB的檢出率只有82%，存在一定的漏診可能。3.2 MSCT圖像后處理技術(shù)對(duì)于支氣管結(jié)核診斷的優(yōu)勢近年來，隨著多排螺旋CT以及三維圖像重建技術(shù)的完善和普及，短時(shí)間完成全肺毫米級(jí)層厚的CT容積掃描，進(jìn)行各種圖像后處理，CT常規(guī)軸位掃描后的信息通過MPR、CPR、MIP、VR、VE等圖像后處理技術(shù)，對(duì)病變支氣管及其周圍組織進(jìn)行不同切面、不同角度和不同方式的觀察，更準(zhǔn)確的了解和掌握病變區(qū)域的細(xì)微特征；利用CT三維重建技術(shù)產(chǎn)生的虛擬支氣管鏡影像作為支氣管鏡檢查的補(bǔ)充，同時(shí)可以彌補(bǔ)支氣管鏡的難以對(duì)氣管進(jìn)行整體觀察的不足，F(xiàn)inkelstein等認(rèn)為虛擬支氣管鏡對(duì)于氣道阻塞性病變診斷的敏感性為100%[7]。并且CT圖像對(duì)于顯示支氣管腔內(nèi)鈣化及支氣管周圍鈣化比纖維支氣管鏡更為敏感。通過虛擬支氣管鏡技術(shù)可以對(duì)氣管、支氣管管壁以及管腔的情況進(jìn)行觀察，其精細(xì)程度可滿足EBTB的診斷要求。有研究認(rèn)為[8,9]CT虛擬支氣管內(nèi)鏡圖像對(duì)于亞段支氣管顯示效果欠佳， Maniatis[10]等建議以-520Hu作為觀察中央氣道的閾值，而以-720Hu作為準(zhǔn)確顯示肺段支氣管和亞段支氣管的閾值，應(yīng)用16-18cm的觀察野（FOV）進(jìn)行回顧性靶重建，空間分辨率接近0.5mm，能常規(guī)識(shí)別過去難以分辨的第5級(jí)到第8級(jí)支氣管，原始數(shù)據(jù)達(dá)到各向同性對(duì)改善虛擬支氣管鏡圖像質(zhì)量有所幫助；比較MSCT重建層厚1.5mm、重建間隔0.75mm與重建層厚0.75mm、重建間隔0.4mm獲得的圖像，能夠分辨的支氣管從7.5mm提高到了4.6mm（P<0.0001）[11]。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)虛擬支氣管鏡圖像對(duì)于提高經(jīng)支氣管鏡細(xì)針抽吸和活檢（TBNA）的診斷率有所幫助[12]。3.3、MPR技術(shù)對(duì)氣管、支氣管結(jié)核的價(jià)值。 a.在觀察管腔和管壁狀態(tài)方面MPR優(yōu)于橫斷圖像 敏感性：MPR后處理圖像發(fā)現(xiàn)支氣管管腔狹窄達(dá)98%，明顯高于軸位圖像觀察到的69%；MPR后處理圖像發(fā)現(xiàn)支氣管管壁增厚達(dá)90%，明顯高于軸位圖像觀察到的56%； 特異性：分別比較管腔和管壁，MPR后處理圖像對(duì)于管腔狹窄及管壁不規(guī)整增厚診斷的陽性率明顯高于常規(guī)橫斷圖像； b.在觀察肺門淋巴結(jié)方面無明顯差異；c.在觀察肺內(nèi)病灶方面無明顯差異；4、虛擬支氣管鏡與纖維支氣管鏡的對(duì)照 a.、在評(píng)價(jià)察管腔狹窄方面100例患者接受纖維支氣管鏡檢查，有77例發(fā)現(xiàn)有管腔狹窄，且狹窄程度不一，陽性率77%，而接受虛擬支氣管鏡檢查，發(fā)現(xiàn)管腔狹窄有73例，陽性率73%。兩者陽性率比較，差異無顯著性。多層螺旋CT仿真支氣管鏡不僅能對(duì)氣管、支氣管狹窄有高的顯示率,而且對(duì)狹窄程度高的和纖維支氣管鏡不能通過的阻塞后支氣管都有較好的顯示。 b. 在評(píng)價(jià)管壁增厚方面在評(píng)價(jià)支氣管管壁增厚方面，纖維支氣管內(nèi)鏡難以直接觀察支氣管壁厚度，虛擬支氣管鏡可以通過VR后處理技術(shù)觀察，既可以直接通過多平面重建MPR技術(shù)將管腔最長徑顯示出來，又可以用CTVE觀察腔內(nèi)情況，還可以在CTVE模式下將支氣管沿長軸截?cái)?，?duì)比觀察支氣管壁的增厚情況（圖5）。 c. 在評(píng)價(jià)管壁的病理改變方面：（潰瘍、充血等）100例患者接受纖維支氣管鏡檢查，有75例發(fā)現(xiàn)有管壁有潰瘍、充血、肉芽增殖等病理改變，陽性率75%，而接受虛擬支氣管鏡檢查，發(fā)現(xiàn)管腔內(nèi)壁欠光整，可見壞死、增生等表現(xiàn)，共有62例，陽性率62%。兩者陽性率比較，差異無顯著性。 d. 在評(píng)價(jià)氣軟骨環(huán)方面100例患者接受纖維支氣管鏡檢查，有19例發(fā)現(xiàn)有氣管、支氣管管壁軟骨環(huán)缺失或斷裂，陽性率19%，而接受虛擬支氣管鏡檢查，發(fā)現(xiàn)軟骨環(huán)改變的只有2例，陽性率2%。兩者陽性率比較，虛擬支氣管鏡明顯低于纖維支氣管內(nèi)鏡檢查。5.研究支氣管結(jié)核及其影像表現(xiàn)的臨床意義臨床研究發(fā)現(xiàn)，活動(dòng)性EBTB和合并支氣管狹窄的非活動(dòng)性EBTB治療的主要矛盾、轉(zhuǎn)歸和預(yù)后存在明顯差異，治療過程中應(yīng)區(qū)別對(duì)待，對(duì)已確診的EBTB患者，病變段支氣管的三維CT圖像能準(zhǔn)確計(jì)算病變累及范圍，準(zhǔn)確掌握氣道狹窄的程度，或者狹窄遠(yuǎn)端有無再狹窄或支氣管擴(kuò)張，多層螺旋CT后處理技術(shù)可以明顯提高對(duì)支氣管結(jié)核的診斷率，操作方便，患者無痛檢查，將后處理圖像結(jié)合EBTB的支氣管鏡分期，制定CT分期，從而為支氣管鏡檢查及制定腔內(nèi)介入治療方案提供重要參考，根據(jù)不同分期的肺內(nèi)及支氣管、氣管表現(xiàn)制定臨床治療方案。4 結(jié)論綜上所述，依據(jù)多層螺旋CT圖像后處理技術(shù)，經(jīng)多平面重建及多種成像方式顯示，與支氣管鏡檢查相結(jié)合，取長補(bǔ)短，最大限度的確定病變特征，使診斷更準(zhǔn)確，并為臨床治療提供有利的幫助。 圖1左主支氣管管腔狹窄a．軸位橫斷圖像；b.MPR冠狀位圖像；c.MPR矢狀位圖像；d.纖維支氣管內(nèi)鏡圖像；e.虛擬支氣管鏡圖像；f.VR透明化圖像顯示支氣管狹窄 圖2左肺下葉內(nèi)前基底段支氣管管壁不規(guī)則增厚，管腔狹窄a．軸位橫斷圖像；b.MPR斜冠狀位圖像；c.MPR矢狀位圖像；d.纖維支氣管內(nèi)鏡圖像；e.虛擬支氣管鏡圖像；f.VR圖像 圖3左肺下葉背段支氣管狹窄，亞段支氣管閉塞，肺葉部分不張a. 軸位橫斷圖像； b. MPR冠狀位圖像； c. MPR矢狀位圖像； d.纖維支氣管內(nèi)鏡圖像；e.虛擬支氣管鏡圖像；f.VR圖像 圖4左肺下葉支氣管管腔內(nèi)結(jié)節(jié)樣突起a．軸位橫斷圖像；b.MPR斜冠狀位圖像；c.MPR斜矢狀位圖像；d.纖維支氣管內(nèi)鏡圖像；e.虛擬支氣管鏡圖像；f.VR圖像 圖5：圖5a.MPR圖像長軸位顯示增厚的支氣管與空洞相連；圖5b.VR圖像顯示空洞內(nèi)壁光滑，與其相連通的支氣管粗細(xì)不均；圖5c.CTVE顯示支氣管內(nèi)壁不規(guī)整，可見結(jié)節(jié)樣突起；圖5d.在CTVE基礎(chǔ)上進(jìn)行橫斷面剖析，顯示支氣管壁增厚，并可見局限增厚。參考文獻(xiàn)：[1]姜紅妮,瞿介明,何禮賢. 氣管-支氣管結(jié)核診斷及治療進(jìn)展[J]. 中國防癆雜志, 2000,(01).[2]Kim Y, Lee K S, Yoon J H, et al. Tuberculosis of the Tachea and Min Binchi: CT Fndings in 17 Patients[ J].AJR,1997,168:1051.[3]黃明剛，齊敏，雷曉燕，等.支氣管內(nèi)膜結(jié)核的纖維支氣管鏡與影像學(xué)對(duì)照研究[J].實(shí)用放射學(xué)雜志，2005,21（7）：698-701.[4]于紅, 李惠民, 沈策, 等. 氣管支氣管結(jié)核的多層CT診斷. 中國醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志, 2004,10(2):92.[5]中華醫(yī)學(xué)會(huì)結(jié)核病學(xué)分會(huì).肺結(jié)核診斷和治療鏡指南[J].中華結(jié)核和呼吸雜志, 2001,24(2):70-74.[6]劉黎,王漢香,張鳳琴.經(jīng)纖維支氣管鏡治療各型支氣管內(nèi)膜結(jié)核的療效觀察. 中華結(jié)核和呼吸雜志,2002,25:62.[7] Finkelstein SE, Summers RM, Nguyen DM, Stewart JH, Tretler JA, Schrump DS. 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