[摘要] 目的 探索多層螺旋CT影象後處理技術對於支氣管結核的診斷價值,並與支氣管鏡的診斷結果進行對照分析。方法 採用多層螺旋CT掃描器,選取50例經細菌學檢查並支氣管鏡檢查證實為支氣管結核的病人,行肺部CT掃描,由工作站進行容積顯示(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、走行。結果 符合支氣管結核影像表現的達到98%。結論 多層螺旋CT影象後處理技術對於支氣管結核的檢出率與支氣管鏡的檢出率接近,能為發現相關病變及為臨床制定治療方案提供更加充分的影像學依據。山東省胸科醫院醫學影像科侯代倫
[關鍵詞]支氣管結核 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 corresponding to the 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.
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【Key words】:bronchial tuberculosis;multi-slice spiral CT;three-dimensional reconstruction
1698年Morton[1]首次提出結核性支氣管炎,病變主要發生於氣管和支氣管黏膜或黏膜下層,又稱為支氣管內膜結核(EBTB),實際上病變可以累及肌層及支氣管軟骨,並可侵犯氣管,現稱為氣管-支氣管結核。近年來肺結核的發病率呈上升趨勢,在活動性肺結核病人中約有10%-20%可累及氣管、支氣管[2],但因其臨床表現缺乏特異性,痰塗片檢驗陽性率低,Lee等在121例證實的支氣管結核病例中發現僅有17%的病例痰塗片顯示抗酸桿菌陽性,導致漏診率高[2]。
MSCT空間分辨力和時間分辨力高,對支氣管病變的顯示有優勢,支氣管大部分縱軸走行,原始影象是橫斷,大多隻能觀察支氣管的短軸,不利於支氣管管腔和管壁的全面觀察,後處理技術可以彌補這方面的不足。通過影象後處理技術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,觀察支氣管內壁情況,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,同時從整體上觀察病灶數量、範圍、淋巴結的腫大情況及肺內伴發情況,更利於支氣管結核的診斷,並可為治療提供詳細的影像資料。我們的研究就是企圖通過影象後處理,提高MSCT對支氣管結核診斷的敏感性和特異性。
1 資料和方法
1.1 研究物件
選擇來我院住院治療,行胸部MSCT平掃及增強掃描,並經細菌學檢查及支氣管鏡檢查確診為支氣管結核的患者,共計100例,男60例,女 40例,年齡20-80歲。
1.2 成像裝置及方法
使用GE LightSpeed16 CT掃描器,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。
影象後處理方法:將原始影象傳入工作站,重建層厚1.25mm,重建間隔1.25mm,將重建後圖像資料載入至3D介面,對在橫斷影象懷疑異常的支氣管進行MPR處理,⑴、冠狀和矢狀MPR,用於觀察肺門淋巴結和肺內結核灶;⑵、通過調整MPR基線的角度,顯示“靶”支氣管的長軸,用於觀察葉及段支氣管壁和管腔的變化。然後對靶支氣管進行虛擬支氣管鏡處理,觀察支氣管內壁和管腔狀態。本研究只觀察主支氣管及各葉、段支氣管。
把橫斷影象作為對照組,把橫斷影象結合後處理影象作為實驗組,發現有支氣管管腔狹窄、管壁增厚、肺不張、肺門淋巴結腫大、肺內結核灶的任一病例作為一例陽性病例,計算百分比,並通過SPSS統計軟體對陽性率進行分析;將支氣管內鏡的鏡下表現與CT虛擬支氣管鏡的表現進行對比分析,總結支氣管內鏡的鏡下表現特點;同時在橫軸點陣圖像上手動定位腫大淋巴結,製作虛擬支氣管鏡支氣管腔內的模擬影象以準確定位腫大淋巴結。
2 結果
2.1 胸部CT常規橫斷影象與後處理影象影像表現(見表1)
影像表現
支氣管不規則狹窄(見圖1)
管壁不規則增厚(見圖2)
段、葉肺不張(見圖3)
肺門淋巴結腫大
肺內結核灶
未發現病灶
對照組
69(69%)
56(56%)
53(53%)
51(51%)
88(88%)
18(18%)
實驗組
98(98%)
90(90%)
55(55%)
51(51%)
90(90%)
2(2%)
將所得資料通過SPSS13.0統計軟體,對兩組數值陽性率比較,實驗組陽性率明顯高於對照組,P>0.05.
2.2 虛擬支氣管鏡表現與纖維支氣管內鏡檢查結果對照(見表2)
鏡下表現
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
纖維支氣管內鏡
77(77%)
0
75(75%)
19(19%)
虛擬支氣管鏡
73(73%)
36(36%)
62(62%)
2(2%)
虛擬支氣管鏡對於管腔狹窄、管壁的潰瘍等表現的診斷結果與纖維支氣管內鏡無顯著差異;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;纖維支氣管內鏡對於氣管軟骨環的病變診斷明顯優於虛擬支氣管內鏡。
2.3 支氣管鏡檢查情況(見表3)
支氣管鏡表現
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)
管壁軟骨環缺失或斷裂
例數(%)
71(71%)
65(65%)
57(57%)
49(49%)
19(19%)
支氣管鏡表現主要為支氣管黏膜充血、水腫,黏膜和/或黏膜下層乾酪壞死、小潰瘍或小結節,管腔不等程度狹窄,結核性肉芽組織增生,管壁增厚,瘢痕狹窄,官腔閉塞,少數可見氣管、支氣管管壁軟骨環缺損或斷裂,鏡檢過程中取組織進行病理檢查,確診氣管、支氣管結核。
3 討論
3.1 關於支氣管結核的診斷:
3.1.1實驗室檢查
支氣管結核(EBTB)指發生在氣管、支氣管黏膜、黏膜下層及外膜(軟骨和纖維組織)的結核病,屬肺外結核,研究發現約有10%-40%的活動性肺結核患者併發EBTB[3],肺結核合併EBTB患者中痰菌陽性者約有60%-70%,痰菌陰性者約有25%-30%,其餘部分為單純性EBTB患者,即肺內未發現明顯活動性結核病灶的EBTB,約佔全部EBTB的5%-10%。因此患者痰中結核菌陽性對支氣管結核的診斷無重要意義,肺內無明顯結核病變,而痰菌多次陽性者,如果有支氣管結核的臨床症狀及影像表現,對支氣管結核的診斷有幫助。
3.1.2纖維支氣管內鏡對於支氣管結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,能明確發現黏膜充血、水腫其乾酪樣壞死,潰瘍和肉芽組織形成,並能在檢查同時進行灌洗、刷檢,取組織活檢及取痰液進行培養[5、6],但同時也存在一定缺陷,由於支氣管鏡大小限制,對於遠側葉、段支氣管開口及管腔情況觀察較差,對於狹窄或阻塞的氣管長度及狹窄後段支氣管情況難以觀察,並且無法從整體上觀察支氣管情況,也無法發現肺內播散病灶。最近研發的超細支氣管鏡外徑較小,可觀察肺外圍支氣管,但其抽吸能力相應降低,氣道周圍少量血及分泌物也會明顯降低其可視性,而周圍氣道在抽吸時易於塌陷,使這一問題變得更加複雜。
3.1.3影像學檢查
常規X線胸片對於支氣管結核的診斷缺乏特異性徵象,尤其對於單純支氣管病變患者難以診斷,反覆咳嗽、咳痰或伴有咯血而胸部X線顯示正常的患者應建議行CT或者支氣管鏡進一步檢查,排除本病。從表1中可以發現,常規CT橫斷位掃描,對於EBTB的檢出率只有82%,存在一定的漏診可能。
3.2 MSCT影象後處理技術對於支氣管結核診斷的優勢
近年來,隨著多排螺旋CT以及三維影象重建技術的完善和普及,短時間完成全肺毫米級層厚的CT容積掃描,進行各種影象後處理,CT常規軸位掃描後的資訊通過MPR、CPR、MIP、VR、VE等影象後處理技術,對病變支氣管及其周圍組織進行不同切面、不同角度和不同方式的觀察,更準確的瞭解和掌握病變區域的細微特徵;利用CT三維重建技術產生的虛擬支氣管鏡影像作為支氣管鏡檢查的補充,同時可以彌補支氣管鏡的難以對氣管進行整體觀察的不足,Finkelstein等認為虛擬支氣管鏡對於氣道阻塞性病變診斷的敏感性為100%[7]。並且CT影象對於顯示支氣管腔內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可以對氣管、支氣管管壁以及管腔的情況進行觀察,其精細程度可滿足EBTB的診斷要求。
有研究認為[8,9]CT虛擬支氣管內鏡影象對於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作為準確顯示肺段支氣管和亞段支氣管的閾值,應用16-18cm的觀察野(FOV)進行回顧性靶重建,空間解析度接近0.5mm,能常規識別過去難以分辨的第5級到第8級支氣管,原始資料達到各向同性對改善虛擬支氣管鏡影象質量有所幫助;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獲得的影象,能夠分辨的支氣管從7.5mm提高到了4.6mm(P<0.0001)[11]。同時研究發現虛擬支氣管鏡影象對於提高經支氣管鏡細針抽吸和活檢(TBNA)的診斷率有所幫助[12]。
3.3、MPR技術對氣管、支氣管結核的價值。
a.在觀察管腔和管壁狀態方面MPR優於橫斷影象
敏感性:MPR後處理影象發現支氣管管腔狹窄達98%,明顯高於軸點陣圖像觀察到的69%;MPR後處理影象發現支氣管管壁增厚達90%,明顯高於軸點陣圖像觀察到的56%;
特異性:分別比較管腔和管壁,MPR後處理影象對於管腔狹窄及管壁不規整增厚診斷的陽性率明顯高於常規橫斷影象;
b.在觀察肺門淋巴結方面無明顯差異;
c.在觀察肺內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照
a.、在評價察管腔狹窄方面
100例患者接受纖維支氣管鏡檢查,有77例發現有管腔狹窄,且狹窄程度不一,陽性率77%,而接受虛擬支氣管鏡檢查,發現管腔狹窄有73例,陽性率73%。兩者陽性率比較,差異無顯著性。多層螺旋CT模擬支氣管鏡不僅能對氣管、支氣管狹窄有高的顯示率,而且對狹窄程度高的和纖維支氣管鏡不能通過的阻塞後支氣管都有較好的顯示。
b. 在評價管壁增厚方面
在評價支氣管管壁增厚方面,纖維支氣管內鏡難以直接觀察支氣管壁厚度,虛擬支氣管鏡可以通過VR後處理技術觀察,既可以直接通過多平面重建MPR技術將管腔最長徑顯示出來,又可以用CTVE觀察腔內情況,還可以在CTVE模式下將支氣管沿長軸截斷,對比觀察支氣管壁的增厚情況(圖5)。
c. 在評價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例發現有管壁有潰瘍、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,發現管腔內壁欠光整,可見壞死、增生等表現,共有62例,陽性率62%。兩者陽性率比較,差異無顯著性。
d. 在評價氣軟骨環方面
100例患者接受纖維支氣管鏡檢查,有19例發現有氣管、支氣管管壁軟骨環缺失或斷裂,陽性率19%,而接受虛擬支氣管鏡檢查,發現軟骨環改變的只有2例,陽性率2%。兩者陽性率比較,虛擬支氣管鏡明顯低於纖維支氣管內鏡檢查。
5.研究支氣管結核及其影像表現的臨床意義
臨床研究發現,活動性EBTB和合並支氣管狹窄的非活動性EBTB治療的主要矛盾、轉歸和預後存在明顯差異,治療過程中應區別對待,對已確診的EBTB患者,病變段支氣管的三維CT影象能準確計算病變累及範圍,準確掌握氣道狹窄的程度,或者狹窄遠端有無再狹窄或支氣管擴張,多層螺旋CT後處理技術可以明顯提高對支氣管結核的診斷率,操作方便,患者無痛檢查,將後處理影象結合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介入治療方案提供重要參考,根據不同分期的肺內及支氣管、氣管表現制定臨床治療方案。
4 結論
綜上所述,依據多層螺旋CT影象後處理技術,經多平面重建及多種成像方式顯示,與支氣管鏡檢查相結合,取長補短,最大限度的確定病變特徵,使診斷更準確,併為臨床治療提供有利的幫助。
圖1左主支氣管管腔狹窄
a.軸位橫斷影象;b.MPR冠狀點陣圖像;c.MPR矢狀點陣圖像;d.纖維支氣管內鏡影象;e.虛擬支氣管鏡影象;f.VR透明化影象顯示支氣管狹窄
圖2左肺下葉內前基底段支氣管管壁不規則增厚,管腔狹窄
a.軸位橫斷影象;b.MPR斜冠狀點陣圖像;c.MPR矢狀點陣圖像;d.纖維支氣管內鏡影象;e.虛擬支氣管鏡影象;f.VR影象
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. 軸位橫斷影象; b. MPR冠狀點陣圖像; c. MPR矢狀點陣圖像; d.纖維支氣管內鏡影象;e.虛擬支氣管鏡影象;f.VR影象
圖4左肺下葉支氣管管腔內結節樣突起
a.軸位橫斷影象;b.MPR斜冠狀點陣圖像;c.MPR斜矢狀點陣圖像;d.纖維支氣管內鏡影象;e.虛擬支氣管鏡影象;f.VR影象
圖5:圖5a.MPR影象長軸位顯示增厚的支氣管與空洞相連;圖5b.VR影象顯示空洞內壁光滑,與其相連通的支氣管粗細不均;圖5c.CTVE顯示支氣管內壁不規整,可見結節樣突起;圖5d.在CTVE基礎上進行橫斷面剖析,顯示支氣管壁增厚,並可見侷限增厚。
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