MSCT三维成像技术在气道基本病变显示中的价值

张旭，朱艳艳，

侯代伦1，柳澄2

1.山东省胸科医院，山东 济南250101；2. 山东省医学影像学研究所，山东 济南 250021

MSCT三维成像技术在气道基本病变显示中的价值

张旭1，朱艳艳1，

侯代伦1，柳澄2

1.山东省胸科医院，山东 济南250101；2. 山东省医学影像学研究所，山东 济南 250021

本文从MPR技术对气管、支气管结核的显示方法，CTVE技术与纤维支气管镜诊断气管、支气管病变，HRCT对气道病变的诊断等方面概述了MSCT三维成像技术在气道基本病变显示中的应用价值。

MSCT；三维成像；气道病变；医学影像学

0 前言

近年来，随着多排螺旋CT以及三维图像重建技术的完善和普及，可在短时间完成全肺毫米级层厚的CT容积扫描，进行各种图像后处理。CT常规轴位扫描后的信息通过MPR、CPR、MIP、VR、VE等图像后处理技术，对病变支气管及其周围组织进行不同切面、不同角度和不同方式的观察，更准确地了解和掌握病变区域的细微特征；利用CT三维重建技术产生的虚拟支气管镜影像作为支气管镜检查的补充，同时可以弥补支气管镜的难以对气管进行整体观察的不足，Finkelstein等认为虚拟支气管镜对于气道阻塞性病变诊断的敏感性为100%。并且CT图像对于显示支气管腔内钙化及支气管周围钙化比纤维支气管镜更为敏感。通过虚拟支气管镜技术可以对气管、支气管管壁以及管腔的情况进行观察。

有研究认为CT虚拟支气管内镜（CTVE）图像对于亚段支气管显示效果欠佳， Maniatis等建议以-520 Hu作为观察中央气道的阈值，而以-720 Hu作为准确显示肺段支气管和亚段支气管的阈值，应用16～18 cm的观察野（FOV）进行回顾性靶重建，空间分辨率接近0.5 mm，能常规识别过去难以分辨的第5级到第8级支气管，原始数据达到各向同性对改善虚拟支气管镜图像质量有所帮助。笔者采用我院GE LightSpeed多层螺旋CT比较了MSCT重建层厚1.25 mm、重建间隔1 mm与重建层厚0.625 mm、重建间隔0.4 mm获得的图像，能够分辨的支气管从7.5 mm提高到了4.6 mm（P＜0.0001）。同时研究发现虚拟支气管镜图像对于提高经支气管镜细针抽吸和活检（TBNA）的诊断率有所帮助。

1 MPR技术对气管、支气管结核的显示方法分析

（1）在观察管腔和管壁状态方面MPR优于横断图像（图1a～d）。

敏感性：MPR后处理图像发现支气管管腔狭窄达98%，明显高于轴位图像观察到的69%；MPR后处理图像发现支气管管壁增厚达90%，明显高于轴位图像观察到的56%；

特异性：分别比较管腔和管壁，MPR后处理图像对于管腔狭窄及管壁不规整增厚诊断的阳性率明显高于常规横断图像；

（2）在观察肺门淋巴结方面无明显差异；

（3）在观察肺内病灶方面无明显差异。

图1 左主支气管管腔狭窄

2 CTVE技术与纤维支气管镜诊断气管、支气管病变的对照

2.1 在评价管腔狭窄方面

笔者选取100例接受纤维支气管镜检查的患者，有77例发现有管腔狭窄，且狭窄程度不一，阳性率77%，而接受虚拟支气管镜检查，发现管腔狭窄有73例，阳性率73%。两者阳性率比较，差异无显著性。多层螺旋CT仿真支气管镜不仅能对气管、支气管狭窄有高的显示率,而且对狭窄程度高的和纤维支气管镜不能通过的阻塞后支气管都有较好的显示。

2.2 在评价管壁增厚方面

在评价支气管管壁增厚方面，纤维支气管内镜难以直接观察支气管壁厚度，虚拟支气管镜可以通过VR后处理技术观察，既可以直接通过多平面重建MPR技术将管腔最长径显示出来，又可以用CTVE观察腔内情况，还可以在CTVE模式下将支气管沿长轴截断，对比观察支气管壁的增厚情况（图2a～d）。

2.3 在评价管壁的病理改变方面（溃疡、充血等）

100例患者接受纤维支气管镜检查，有75例发现有管壁有溃疡、充血、肉芽增殖等病理改变，阳性率75%，而接受虚拟支气管镜检查，发现管腔内壁欠光整，可见坏死、增生等表现，共有62例，阳性率62%。两者阳性率比较，差异无显著性。

2.4 在评价气软骨环方面

100例患者接受纤维支气管镜检查，有19例发现有气管、支气管管壁软骨环缺失或断裂，阳性率19%，而接受虚拟支气管镜检查，发现软骨环改变的只有2例，阳性率2%。两者阳性率比较，虚拟支气管镜明显低于纤维支气管内镜检查。

图2 对比观察支气管壁的增厚情况

3 HRCT对气道病变的诊断价值

3.1 支气管扩张

支气管直径的增加是判断支气管扩张的关键。在HRCT图像上主要依靠三个证据，横断界面的直径大于伴行的肺动脉、近远端管径比例失常和肺的外带可以观察到管腔。

（1）支气管动脉比＞1的准确性已经被支气管镜检查证实[1]。也有报道在部分正常人的HRCT上，可以看到支气管动脉比＞1的例子[2]。尽管部分正常人的支气管动脉比＞1，但是仍然被认为是判断支气管扩张的可靠征象[3]。印戒征则是描述支气管动脉比＞1的术语。

（2）近远端管径比例失常已经被认为是判断支气管扩张存在的可靠征象。如果有2 cm 长度的支气管直径没有逐渐变细而是保持近端的直径，就可以认为有支气管扩张的而存在。Kang等报道，在病理证实有支气管扩张存在的47个肺叶中，79%可以看到近远端管径比例失调，60%看到支气管动脉壁增高[4]。

（3）肺外带可见管腔显示是另一个较为可靠的征象。当支气管管腔直径2 mm以上，HRCT才能显示管壁，并确认支气管。在肺外带（距胸膜1 cm的区域），正常支气管壁太薄，HRCT无法显示，故看不到管腔的存在。支扩的病人多同时伴有管壁的增厚和纤维化，HRCT能够显示，所以能看到管腔[5]。

（4）支气管扩张的分类。传统的分类方法把支气管扩张分为三类：圆柱状（cylindrical），静脉曲张样（varicose）和囊状（cystic）[6]。但此种分类主要是描述了支扩的形态，对于临床判断气道疾病的部位和分布却不那么重要。而支扩分布的判断对于临床更为重要，因为如果是多肺段分布时，外科手术就基本不考虑了。

（5）CT在判断支扩类型中的限度。CT的原始图像是横断图像，在横断图像上的“囊状”支扩不一定是真正的“囊状”，如果柱状支扩或者静脉曲张样支扩垂直走行，那么，横断图像只是显示它的短轴，看起来就很像“囊状”，见图3，MPR技术可以长轴观察支气管，对判断支扩的形态非常有帮助。还要注意假象的存在，例如当切面位于肺底时，由于左心室的搏动，常常在左肺底出现类似囊状和/或柱状支扩的假象，要注意鉴别。

图3 右肺下叶陈旧结核并肺不张，横断图像显示好像为多发囊性支扩，矢状位MPR图像真实的显示为柱状和静脉曲张样支扩。

3.2 细支气管的改变

3.2.1 细支气管的增粗

在HRCT图像上，表现为细支气管不再是逐渐变细的自然状态，而是表现为近远端一样粗细，见图4[7]。

图4 双肺野内细支气管增粗，呈树枝状

3.2.2 树芽征（tree-in-bud）

在细支气管炎的病例中，细支气管的增粗表现为分枝状或者“Y”型的细线，小叶中心的细支气管的扩张并被粘液或脓充填表现为小叶中心结节[8]，二者结合称为“树芽征”，见图5a。“树芽征”也可以是支气管播散结核的表现，见图5b，所谓的“树芽”是沿支气管播散的结核结节，这些结节呈支气管走行分布，是沿支气管播散结核的典型表现。这两种“树芽征”，在分布走行特征方面非常相似，又都表现为小的结节灶，要注意二者的不同，才能分清细支气管炎和沿支气管播散的结核。细支气管炎的“树芽”多为弥漫性分布，“芽”（小叶中心细支气管的扩张与填塞）比较小，“枝”（细支气管的增粗）比较明显。而支气管播散结核的“树芽征”多为多发的“簇”分布，“芽”（细支气管末端的结核结节）较大，“枝”多不明显（很少伴有细支气管的增粗）。

图5 a 泛细支气管炎的“树芽征”

图5 b 成“簇”分布的支气管播散结核

3.3 支气管壁增厚管腔狭窄

随着多层CT的发展，我们现在不必重新扫描，就可以获得全肺的毫米获亚毫米层厚的HRCT图像，三维采样和各向同性图像，使得我们可以用MPR技术，获得任何段获亚段支气管的长轴图像。对于支气管壁的病理改变观察的越来越详细。不同的病理改变，会导致不同形态的支气管壁的增粗。所以说HRCT的应用，对小气道病变的诊断带来了革命性的进展[9]。

支气管的慢性感染导致的支气管壁的增厚多为均为均质增厚，或伴有管腔狭窄，或伴有支气管的扩张。闭塞型支气管炎的支气管壁增厚常伴有阻塞性改变导致的“马塞克”征，见图6[10]。

图6 闭塞性支气管炎：支气管管壁均质增厚，管腔狭窄并继发不均质阻塞性肺气肿（马塞克征）

肺支气管型黄曲霉菌感染导致的支气管壁增厚，多为不均质增厚，伴支气管管腔的不规则狭窄，见图7。此时，临床症状和实验室检查非常重要，鼻炎、哮喘、白色稀薄痰、嗜酸性细胞增多对诊断有重要价值，当然纤维支气管镜的阳性发现是金标准。

图7 肺支气管型黄曲霉菌病，表现为上舌段与下叶基底段支气管壁不规则增厚，管腔不规则狭窄

支气管结核可以导致支气管管壁的增厚，表现为节段性或弥漫性管壁增厚，管腔狭窄；也可以表现为结节状管壁增厚。与黄曲霉菌病一样，临床症状、体征实验室检查具有重要意义。受累支气管周围或远处有结核病灶可以帮助判断支气管结核的存在。

3.4 支气管截断

支气管远端突然截断并有软组织密度病灶存在常常是肺癌的可靠征象。这在段支气管的观察中已经得到认可。MSCT的发展是我们可以从多个角度显示亚段甚至在下一级支气管，这些支气管的截断仍然对肺癌的诊断有着重要参考价值。

总之，MSCT空间分辨力和时间分辨力高，对支气管病变的显示有优势，支气管大部分纵轴走行，原始图像是横断，大多只能观察支气管的短轴，不利于支气管管腔和管壁的全面观察，后处理技术可以弥补这方面的不足。通过图像后处理技术可以从任意平面上观察肺部病变，以在任意支气管长轴平行平面观察支气管形态，观察支气管内壁情况，可以看到管壁增厚、管腔变窄，密度增高，表面不光滑、阻塞及狭窄、扭曲、变形等，同时从整体上观察病灶数量、范围、淋巴结的肿大情况及肺内伴发情况，可为治疗提供详细的影像资料。

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Application Value of MSCT Three-Dimensional Imaging in Airway Diseases

ZHANG Xu1, ZHU Yan-yan1,
HOU Dai-lun1, LIU Cheng2
1.Shandong Chest Hospital, Jinan Shandong 250101, China; 2. Shandong Medical Imaging Research Institute, Jinan Shandong 250021, China

This paper demonstrates the application value of MSCT three-dimensional imaging in airway diseases from aspects of MPR display in tracheobronchial tuberculosis, CTVE technology and diagnostic bronchoscopy in diagnosing tracheobronchial lesions, HRCT in diagnosing airway diseases, etc.

MSCT; three-dimensional imaging; airway diseases; diagnostic imaging

R197.39

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.07.003

1674-1633(2014)07-0011-04

2013-12-07

2014-03-01

柳澄，主任医师，博士生导师。

作者邮箱：cjr．liucheng@vip．163．com