CT三维重建成像对孤立性肺结节形态特征的显示及良恶性的诊断价值研究

于春英， 杨西海， 激 扬

(西安医学院附属医院影像科， 陕西 西安 710077)

孤立性肺结节(solitary pulmonary nodule，SPN)是指肺实质内直径小于3cm的单发性类圆形实性病灶，常在X线检查或CT检查中偶然发现。大多数SPN为错构瘤、结核等良性病变，但部分病变可以为肺癌、单发转移瘤等恶性肿瘤。因SPN临床表现缺乏特征，影像学检查对判断其良恶性非常重要［1，2］。常规CT二维图像缺乏三维空间观感效果，对病变特征的显示受到了较大的局限。本研究拟利用多排CT强大的后处理功能，观察不同三维重建成像方法对SPN形态特征的显示能力，旨在提高对肺部良恶性病变的早期鉴别诊断水平。

1 资料与方法

1.1 一般资料:选取我院2009年4月至2012年5月收治的45例SPN患者，男性27例，女性18例，年龄23－83岁(平均53.5岁)，患者均无明显临床症状，结节直径在1cm－3cm之间。所有结节均经穿刺、手术病理证实。

1.2 扫描方法:采用GE LIGHT SPEED 16 CT机，扫描范围由肺尖至肺底，扫描参数:层厚 10cm，pitch=1.375，120kV，250mAs，SFOV 30cm。增强扫描采用 80 －100ml(1.5ml/kg)非离子型碘造影剂，经肘静脉注射，注射速率3.5ml/s，血管期25s扫描，实质期90s扫描。

1.3 图像处理:对原始扫描数据进行重建，层厚1.25mm，应用ADW 4.2工作站进行三维重建成像:①多平面重建(multiplanar reconstruction，MPR)，重点对冠状位和矢状位进行重建，以观察肺窗及纵隔窗;②容积再现(volume rendering，VR)，将图像采用不同模式及色彩显示，进行多方位观察;③最大强度投影法(maximum intensity projection，MIP)，采用VR显示肺结节及病灶周围血管，删除不需要的结构，对图像进行旋转和多方位观察。

1.4 评价标准:全部影像由三名不知病理结果的影像学专家共同阅片，对原始轴位图像及三维重建图像进行评价，重点观察病变的边缘形态、病灶周围血管、病灶周围支气管、内部结构及胸膜凹陷征。评分标准如下。0分:病变未显示;1分:病变可显示轮廓，但无法显示细节;2分:病变可显示部分细节，但不清晰;3分:病变细节可基本清晰显示;4分:病变细节完全清晰显示。

1.5 统计学方法:对不同三维重建成像结果与轴位结果进行比较。全部数据均采用SPSS 17.0软件包进行统计学分析，计量数据采用平均数±标准差表示，组间比较采用两样本t检验，检验水准设定为α=0.05。

2 结果

2.1 病理结果:共45例SPN。良性组14例，均为结核结节;恶性组31例，包括腺癌14例，鳞癌8例，细支气管肺泡癌6例，小细胞癌2例，转移癌1例。

2.2 不同成像方式病变显示评分及结果见表1。

表1 轴位图像及重建图像病变显示评分比较

2.3 诊断符合率:本次研究中，单纯轴位影像及联合三维重建 成像后的诊断符合率见表2。

表2 不同影像学诊断方法符合率对比

3 讨论

三维重建成像是基于高质量横断面扫描影像的技术，肺部受呼吸运动的影响，扫描成像质量欠理想，既往一般认为不适合进行三维重建成像。随着高速扫描技术的发展，特别是螺旋CT机的广泛运用，胸部CT检查的历史翻开了新的一页。高速扫描可大幅度缩短扫描时间，从而在一次屏气中即可获得病灶区域甚至整个肺野的影像，从而为三维重建成像提供了可能。三维重建成像不仅有助于孤立性肺结节的诊断，也可为术前判断提供依据，从而确定手术方案，特别是结节的空间位置及手术入路的选择，二维图像不易观察，而三维重建可从多个角度整体观察。确定结节位置，选择良好的手术入路，可简化手术操作，减少术中创伤，缩短手术时间，同时为微创治疗提供了可能［3－5］。此外，三维重建有利于发现某些来源不明，体积较小的结节，而CT二维图像在扫描间距及部位上存在较大局限性，难以观察到此类结节。笔者采用10cm层厚进行扫描，以1.25mm层厚进行实时重建，最后将获得数据输入工作站进行三维后处理。

MPR，亦即多平面重建，它的原理是采用重建方法获取某些层面的切割图像，并通过三维构型得到相对位置，信息不充分，图像效果差，常存在阶梯状伪影，且最终不能达到完整的三维成像。虽然通过延长扫描时间、加大扫描剂量等方式可以在一定程度上提高信息量，减少伪影，但对患者的健康和仪器的寿命均存在较大损害，因此当前此方法已不作为首选。总之，MPR并不是真正意义上的三维重建成像。但是，该成像方法操作简单，实现快速，获得的影像较符合临床医生的观察习惯。从本文结果可以看出，MPR与轴位图像相比，对边缘形态、内部结构等细节的显示无明显优势(P＞0.05)，临床医生可根据具体需要，目的明确地选择冠状位、矢状位摄片作为诊断依据。

VR的原理是将容积资料加以充分利用，通过功能转换软件调整三维重建图像的明亮度、灰阶等，可任意显示高密度或低密度病灶及结构，可清晰显示不同结构的空间位置关系。本次研究显示，VR在显示边缘形态、内部结构及胸膜凹陷征方面明显优于轴位成像(P＜0.05)，但在病灶周围结构的显示方面与普通轴位成像无显著差异(P＞0.05)。张自力［6］等采用多层螺旋CT及VR重建获得了孤立性肺结节血管改变的清晰图像，提示VR重建方法可能在肿瘤血管的显示方面具有更多的潜力。结合MPR可能提升恶性肿瘤的早期诊断率。

MIP，亦即最大密度投影，其原理是剔除邻近支气管、纤维结缔组织等结构，仅显示结节内强化部分，即最大密度影像。该成像方法可看作是将肺结节从肺内取出单独观察，优点是对灶周强化血管的显示相当好。本次研究显示，MIP对孤立性肺结节边缘形态及灶周血管的显示质量显著优于轴位成像(P＜0.05)。MIP的缺点在于剔除了密度较低的结构，因此对结节的内部结构及灶周支气管完全无法显示，亦无法观察胸膜凹陷征。此外，该方法对不同血管的显示存在差异，且区分上尚存在一些需要进一步研究的问题［7］。

总之，MPR对孤立性肺结节病灶的显示能力与轴位成像相似，而VR在显示边缘形态、内部结构及胸膜凹陷征方面具有优势，而MIP在显示病灶边缘形态及灶周支气管方面具有优势。在实际应用中，影像科医师可根据具体需要灵活选择，达到肺癌的早诊早治，提升整体医疗质量。

［1］赵绍宏，聂永康，蔡祖龙，等.16层以上螺旋CT对诊断孤立性肺结节的合理应用分析［J］.中华放射学杂志，2010，44(1):8 －11.

［2］李惠民，于红.多层CT显示肺结节细分叶征及其对孤立性肺结节的诊断价值［J］.诊断学理论与实践，2010，9(2):152 －154.

［3］Way，TW，Chan，HP，Goodsitt，MM，et al.Effect of CT scanning parameters on volumetric measurements of pulmonary nodules by 3D active contour segmentation:a phantom study［J］.Physics in Medicine and Biology，2008，53(5):1295 －1312.

［4］Jiantao Pu，Jun Tan.Automated segmentation of pulmonary nodule depicted on CT images［J］.//Medical imaging.Part two of two parts，Computer－ aided diagnosis，2011，79632Z:1 －79632Z:7.

［5］Baodong LIU，Xiuyi ZHI，Lei LIU.Evaluation of three － dimensional reconstruction CT in percutaneous radiofrequency ablation(RFA)of the unresectable lung tumor with a clustered electrode［J］.Chinese Journal of Lung Cancer，2009，12(7).

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［7］肖云华，吕富荣，吕发金，等.多层螺旋CT最大密度投影与高仟伏胸片检出肺部小阴影的比较［J］.中华劳动卫生职业病杂志，2010，28(4):298 －299.