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RSNA2014胸部影像学

2015-10-10吴维李茜杨阳田甜蔡诗琪夏黎明

放射学实践 2015年3期
关键词:结节肺癌评估

吴维,李茜,杨阳,田甜,蔡诗琪,夏黎明

·RSNA2014聚焦·

RSNA2014胸部影像学

吴维,李茜,杨阳,田甜,蔡诗琪,夏黎明

2014年RSNA科学报告中对肺癌筛查、肺肿瘤诊断、监测治疗,肺血管性疾病、肺部通气功能障碍性疾病等方面均作了重点阐述,而胸部CT低剂量成像及能谱CT诊断技术是技术方面讨论和研究的热点。

肺癌,肺栓塞,肺功能,能谱CT成像,CT低剂量

2014年RSNA科学报告胸部影像学方面的研究热点仍然集中在肺肿瘤、肺栓塞、肺通气功能诊断及CT新技术等方面,现综述如下。

肺肿瘤或结节病变

1.肺癌筛查

肺癌是美国男性和女性的首要原因,死亡人数超过了乳腺癌、结肠癌和前列腺癌死亡人数之和。截至目前,相关研究证实对于吸烟和有吸烟史的人群,低剂量CT(LDCT)筛查是有史以来减少此类高危人群肺癌死亡率的唯一方法,也符合成本效益原则。为了更好配合放射科医生进行CT肺癌筛查,ACR肺癌筛查委员会成立了一个工作组来制定肺部疾病放射诊断和报告系统(Lung-RADS)将肺癌CT筛查中的异常发现进行分类,并提供每个类别的治疗建议。Boiselle等发现大多数领先的学术医疗中心均有CT筛查项目,但接受筛查的患者相对较少。目前,仅有少数医学中心已经修改了CT筛查项目的选择标准以适应新的USPSTF指导方针,而不到一半的医学中心明确计划把将Lung-RADS运用整合于今后的实践中,这说明在鼓励患者接受肺癌CT筛查前,建立和推广标准化肺癌筛查流程、USPSTF实践指南和Lung-RADS是极其有必要的。

Haubenreisser等通过对配备专用锡过滤器的第三代双源CT的100kV能谱成像与常规的100kV胸部CT的图像质量和辐射剂量进行比较,发现采用锡过滤器管的100kV能谱成像的较常规胸部CT检查可减少约90%的辐射量。因此,这种CT检查方法对肺癌筛查是非常理想的。

Ginneken等分析计算机辅助检测支持技术(CAD)对快速分析肺癌筛查扫描的可行性后发现,在高效CAD系统、结节容量法和最佳阅片环境的支持下,只需1min左右就能精确地描述一例患者的肺癌CT扫描结果。

Gullo等通过对肺结节位置、密度值及阅片者经验这三个方面研究不同肺结节被检测的差异性后,发现专门的胸部CT培训可提高肺结节检测,特别是混合衰减结节(这更可能是恶性的)。即使是训练有素的放射科医师,对邻近心脏和大血管及其分支的结节检测也很难。为提高肺结节检出率,需要进行专门的培训。此外,MIP图像以及CAD对于肺结节的检出也可能会有帮助。Heuvelmans使用NELSON试验数据,研究低剂量CT肺癌筛查中对结节直径和体积的不同测量方法间的一致性后,发现采用手动和基于直径的半定量体积测量在CT肺癌筛查中会导致结节分类的重大改变。非实体肺结节的诊断检查仍存在争议,Henschke通过对非实性结节的发生率、恶性率及患者的长期生存率的大量数据研究,发现非实性结节,无论大小,应每年进行一次CT扫描来评估其生长状况,即使是在手术切除后若干年内生存率为100%,也需要一年一次进行随访。

2.肺结节或肿瘤病变检测与分析

Chung等研究呼吸门控是否能够增加双时相18FDG PETCT对肺结节良恶性诊断的准确性后,发现呼吸门控和静态PET成像上,良恶性肺结节在两个时相的最大SUV值百分比变化有显著差异。即使在肺结节大量摄取18FDG(最大SUV值大于3.0)时,这种关系仍然存在。而使用呼吸门控较静态PET显像,在两个时相上最大SUV值百分比变化的离散度更小(标准差30%相对于60%)。这也说明了即使在结节大量摄取18FDG时,双时相18FDG PET-CT技术仍然对结节良恶性的鉴别诊断有帮助。

Bazzocchi等探讨SUVmax在检出恶性孤立肺结节中的作用,并研究其潜在的预后价值后,发现SUVmax临界值2.3对孤立肺结节患者的预后分级是一个非常准确的参照标准,SUV值<2.3与>2.3的人群相比,1年及2年生存率明显增加。这项研究的临床意义在于,孤立肺结节的检测很常见,其治疗及预后评估也至关重要。在此类患者的后期治疗随访中,临床医师通常需要PET/CT扫描的指导,PET/CT显像中SUVmax值的使用在良性病变鉴别诊断中非常准确,更值得考虑用于患者的预后评估。

Lee等研究增加钆剂增强VIBE(径向容积内插屏气)序列对PET/MRI诊断原发性恶性肺结节的价值后得到结论:钆增强对于混合PET/MRI中恶性肺结节的检出没有提供额外的价值,对于肺结节的检测,PET/MR胸部成像中,T1加权梯度回波序列(VIBE)可能不需要额外的对比剂注射。Cho等研究了18F-FDG PET/CT和头颅MRI扫描对纯磨玻璃结节样肺腺癌的术前分期的价值,发现在136例肿瘤患者中,仅两例患者出现淋巴结对FDG的异常摄取,但最后病理证实为阴性,仅1例患者出现肝脏对FDG的异常摄取,但被腹部CT扫描证实为阴性。这说明18F-FDG PET-CT和脑部MRI对纯GGO肺癌的分期价值很小。纯GGO肺腺癌不需要18F-FDG PET/CT扫描,也不需要脑部MRI来辅助分期。

机器学习的研究不仅是人工智能领域的核心问题,而且已成为近年来计算机科学与技术领域中最活跃的研究分支之一。Lee等研究用机器学习方法分析肺结节的影像特征及组织结构进而进行鉴别诊断的价值,在对33例肺结节进行交叉验证后发现诊断符合率为97%,最优图像分析指标为增强后2min的结节分形维数、增强后4min的结节最小强化度以及增强后2min的结节中心偏度,从而证实利用机器学习方法分析肺结节的影像特征及组织结构对鉴别肿瘤的良恶性有帮助。

Liu等利用非实体结节的CT密度值对SUV值进行修正,发现表现为非实体结节的肺癌,其实际校正SUV值与传统实体结节的SUV值类似,并且校正SUV值与肿瘤的组织侵袭度相关。

计算扩散加权成像是目前新提出来的一种利用不同b值获得的DWI而衍生出的任意b值下计算DWI的方法。Koyama等直接和前瞻性比较此技术对肺结节/肿块的检出能力,以及根据cDWI和aDWIs鉴别良恶性病变的功能,得出结论:计算DWI是很有用的技术,将aDWI-500与cDWI-1000组合起来将在肺结节/肿块评价的临床实践中有更好的指导意义,将计算DWI与高b值添加到获得性DWI与一个相对较低的b值,可以提高肺结节/肿块的诊断能力。

非小细胞肺癌早期通常呈磨玻璃密度影(GGO),但是CT对其浸润程度的判断还没有明确的定义。Orooji等通过计算机提取GGO结节术前的CT纹理特征以期定量确定其浸润程度。计算机提取的纹理特征定量描述图像的空间分布的密度等,已证实可以区分结节的良恶性。研究中评估了计算机提取纹理特征的实用程序区分GGO无、低和完全浸润的可能性,最后证实通过CT纹理分析评估GGO的肿瘤浸润程度有一定可行性,可以用于临床上早期发现侵袭性肺结节,减少患者的经济和社会负担,提高5年生存率。更好的图像分析能力可能会减少对重复或更高分辨率CT检查的依赖。Nagatani等比较AIDR-3D技术在低剂量扫描(LDS)和超低剂量扫描(ULDS)中对磨玻璃结节的检测能力(GGND),并分析结节的特征和位置后,发现ULDS下AIDR-3D对结节的检测能力类似于LDS(除了直径小于5mm的结节),ULDS与AIDR-3D具有筛选微小结节(除了较小的没有实体部分的以外)的潜能。

Ciompi等发现在中重度吸烟者中,超过三分之一的肺结节是胸裂周围肺结节(PFNs),不需要采取后续处理,因此他们提出了一种在实性结节中自动提取PFNs的方法,并认为肺结节中PFN分类是可行的,并有可能用于CAD中。即使它们的增长率类似于恶性结节,但PFNs很少是恶性的。PFNs的自动识别可以减少不必要的CT检查次数。

Sun等评估CXR上SPN钙化的视觉判断与MSCT上SPN的钙化量之间的关系,发现CXR上对钙化诊断较准确的主要是结节直径小于10mm,钙化含量超过50%以上才可以判断为良性,胸片上将非钙化结节误认为是钙化结节,将会导致误诊。在结节直径≥10mm时,钙化较难以发现,所以应仔细评估直径≥10mm的结节有无钙化。Yip等观察仅短轴(宽度)增长的肺癌发生率,并观察其细胞类型与结节一致性的分布后,发现用结节的平均直径(二维测量)评估结节生长能够更好地反映出肿块的实际体积增长,而且也是测量结节的平均水平的有效办法,可显示不对称的增长和不增加的长度。肺癌的生长并不是对称性的,只有宽度变化时生长较为明显。使用双维测量可以捕获这种不对称的增长。

Li等评估乳腺癌患者胸部计算机断层扫描(CT)扫描孤立性非钙化结节的临床意义后,发现乳腺癌患者中90%的3~5mm,67%6~10mm的孤立性非钙化结节为良性,而5%3~5mm的和17%6~10mm结节都为转移。乳腺癌患者在初次CT扫描时发现小孤立性结节不应该造成恐慌,因为在这种情况下绝大多数是良性的,而且后续CT扫描通常可以确认其良恶性。Gullo等通过对94例经组织学证实原发性非小细胞癌患者的CT图像进行分析,评价不同组织学亚型的原发性非小细胞癌在CT图像上的不同纹理特征,并通过直方图分析找到最有用的指标,并得出结论:熵、标准化SD及峰态是区分不同组织学亚型的非小细胞肺癌的最有效的纹理特点。鳞癌、腺癌(包括EGFR突变型及非EGFR突变型)具有不同的CT图像纹理特征。利用CT直方图的影像分析可以判别组织特征,并对选择治疗方式及补充其他诊断检查具有重要的临床参考价值。

Lee等通过对41例肺癌患者进行PET/MRI及PET/CT扫描,比较二者对非小细胞肺癌术前分期的准确性,发现PET/MRI可以与PET/CT相媲美,两者均可以作为非小细胞肺癌的术前分期方法。PET/MRI具有降低辐射剂量及可进行包括头部检查在内的一站式检查的优点,除此之外,PET/MRI在评价非小细胞癌分期方面并不优于PET/CT。因此,简化的PET/MRI协议在这方面可能很有必要。

Ohno等通过对66例可手术切除的NSCLC患者进行FSEDWI、EPI-DWI、PET-CT、手术治疗、病理检查以及随访,证实与EPI-DWI及PET-CT相比,FSE-DWI是一种评价NSCLS患者淋巴结分期的更敏感、准确的方法。Quaia等通过对237例怀疑肺部结节的确诊肿瘤患者进行胸部数字化断层融合检查,发现数字化断层融合技术可使近一半的患者,避免行胸部CT检查。Ahn等通过对72例进行同期放化疗的无法手术切除的NSCLC的CT纹理参数进行分析,发现CT纹理参数与进行明确的同期放化疗的NSCLC患者的无疾病进展生存期及总生存期有关,可以作为一项预后指标。

Homann等通过对进行了18F-FDG-PET/CT及胸部CT扫描的50例肺癌患者进行回顾性分析,目的是评价一个叫做“bone reading”的可以生成肋骨展开图像的专业CT软件在发现肺癌患者骨转移及18F-FDG-PET/CT中高摄入的可疑部位的意义,并与5mm及1mm的常规横轴面CT进行比较,得出结论:与传统CT相比,使用肋骨展开图像软件提高了对肺癌患者肋骨转移的发现率。它的临床意义在于转移的早期发现对肺癌的分期至关重要。肋骨展开图像软件显著提高了对位于复杂解剖区域的骨转移灶的发现率。Nakayama等通过对78例接受DW-MRI和STIR-MRI检查的肺癌患者的图像分析后发现肺癌与淋巴结的ADC值的差值对于评估淋巴结有无转移有意义。

Guo等通过对48例非小细胞肺癌患者的74个淋巴结进行能谱CT扫描,发现利用能谱曲线斜率、有效原子序数及碘浓度可以鉴别非小细胞肺癌患者的淋巴结有无转移,能谱CT对于区分良恶性淋巴结有潜在价值。

3.肺癌的监测治疗

Zindler等指出治疗局部晚期非小细胞肺癌(NSCLC)的方法需要改进。出人意料的是,RTOG0617并没有表现出受益于剂量递增,其潜在的原因目前正在调查中。在过去的几年中,放疗设备技术的改进使高剂量显影可能且可行。一些使患者从中受益的新方法正在研究中。一种方法是,在相对无纵隔结构和心脏影响的部位,仅在原发肿瘤的高FDG摄取区域靶向递增同种毒素剂量,即PET升压试验;其他方法则是应用新放射敏感剂、缺氧调节剂和质子治疗。此外,在立体定向放射治疗烧灼(SABR)的NSCLC早期,可以实现媲美手术的高局部控制率。在脊柱转移、肺转移、脑转移及肾上腺转移寡转移性非小细胞肺癌(NSCLC)取得与SABR相关的有利结果。这需要在非小细胞肺癌实施随机试验,以确信患者的确从这些新方法中获益。利用先进的放射治疗技术,非小细胞肺癌(NSCLC)的治疗将会更加个体化,患者可在肿瘤控制和放射治疗、全身治疗的毒性之间,或外科手术,或组合治疗中进行更明智的选择。

Antonia等对该院2011年-2013年接受治疗的一组64例肿瘤肺转移患者进行评估,发现结合弧形强度调控放射治疗(VMAT)的体部立体定向放射治疗(SBRT)对肿瘤的局部控制率高,患者耐受性好,但尚需要进一步随访来评估患者的总存活期和晚期毒性。体部立体定向放射治疗(SBRT)已经成为早期或临床上不能手术治疗的非小细胞肺癌(NSCLC)患者的替代治疗方法。然而,对于胸部肿瘤单肺叶切除肺转移(PPLLM),SBRT的结果尚未报道。Xiong等经研究发现,单肺叶切除肺转移(PPLLM)的体部立体定向放射治疗(SBRT)有效且耐受性良好。疾病发展的主要原因是转移到其他部位,但没有局部复发。计划靶区(PTV)体积和患侧肺V5(IpV5)可能预测急性等级≥2的辐射诱发性肺炎(RIP),这应在此类患者治疗计划中纳入考虑。文献数据表明寡转移性疾病,这种转移数量和位点被限制。不同种类的局部疗法已用于有限转移的治疗,近年来报告显示,使用立体定向消融放疗(SABR)对于局部控制的早期疗效值得期待。Navarria等评估接受SABR治疗的寡转移性非小细胞肺癌(NSCLC)患者的局部控制、毒性和总生存期后,发现对有限的患者,SABR是可行的。评估肺部肿瘤的射波刀放射治疗中经支气管(支气管镜)与经皮(CT引导下)放置基准点的技术成功性和安全性,发现与经皮放置相比,支气管基准标记放置需要重复的步骤多,有显著较高的放置失败率,而两种方法之间发生需要行胸腔闭式引流术的气胸发生率是相似的。肺部肿瘤基准放置,应优先使用经皮放置的方法。为了避免肺癌的快速增长,应在确诊后尽早开始放疗。

三维适形放疗(3D-CRT)在日本普遍应用;然而,考虑到脊髓固化的剂量限制,肺癌侵犯脊椎或淋巴结转移到双边纵隔则不能完全使用3D-CRT。Imano等为巨大Ⅲ期非小细胞肺癌(NSCLC)患者开发了结合3D-CRT和VMAT的混合容积调制弧治疗(hVMAT),并评估疗效后发现除了VMAT,hVMAT可能是巨大Ⅲ期非小细胞肺癌(NSCLC)的另一种治疗选择。

Fritz等根据Junker等对接受新辅助治疗的58例非小细胞肺癌(NSCLC)Ⅲ期患者进行回顾性分析,发现通过18F-FDG PET检测纵隔淋巴结分子学缓解与Junker等提出的回归等级有很好的相关性。两者可以预测非小细胞肺癌(NSCLC)Ⅲ期患者的(长期)治疗结果。非小细胞肺癌(NSCLC)Ⅲ期患者新辅助治疗后,通过18F-FDG PET检测到的主要肿瘤细胞的截止水平约为10%。58例患者的初步数据显示新辅助治疗的强化可能会导致更大量的完全缓解,从而增加生存率。然而,这假设必须在前瞻性试验中进行验证。这也说明18F-FDG PET/CT是一种用于处理分层的非侵入性工具。

粒子放疗包括碳离子照射对肿瘤的治疗兴趣增加,但极少研究其副作用,特别是对辐射敏感的器官如肺。Bickelhaupt等研究了小鼠肺中碳离子照射的肺毒性和有关放射治疗肿瘤组(RTOG)分数和组织病理学的计算机断层成像相关性,发现在计算机断层扫描监测均质模式下,碳离子辐射诱发致命肺毒性,显示HU增加和RTOG评分间的高度相关性。这两种方法似乎适合监测碳离子放疗引起的肺毒性。研究表明HU值和RTOG评分是照射后监测肺毒性平移方法临床前研究的宝贵工具。

Wang回顾性评估非小细胞肺癌(NSCLC)晚期三维适形放疗(3D-CRT)后患者的远期预后及其相关因素,发现非小细胞肺癌晚期患者,独立的预后因素有性别、年龄、短时间响应以及3D-CRT后GTV。与化疗相比,3D-CRT可以增加生存率,与单纯放疗相比提高剂量并不能增加生存率。在胸部恶性肿瘤的治疗中越来越多地使用放射治疗(RT)。通过FDG-PET或CT,通常难以区分RT后变化和局部复发。Hiniker等进行非特征RT后FDG-PET/CT患者中3-脱氧-3-[18F]氟胸苷(FLT)-PET/CT的试验性研究,以评估FLT-PET/CT识别肿瘤复发的效用,发现附加FLT-PET/CT可以辅助FDG-PET/CT区分胸部恶性肿瘤RT后变化与疾病复发。感兴趣区和纵隔血池之间最大标准摄取值(SUVmax)的比值大于2.0,可成为胸椎RT治疗后患者诊断复发一个有用的标准。对于胸部RT治疗和后续FDG-PET/CT显像中有模棱两可结果的患者,FLT-PET/CT显像可以区分治疗后变化与局部复发。

在图像引导下放射治疗中实时产生的肿瘤和重要器官的3D容积将对精确剂量输送和精确剂量计算非常重要。Mao等开发一种算法,即在图像引导下癌症放射治疗中实时产生肿瘤和重要器官的3D容积,最后证实所提出的算法可以模拟和准确地预测实时的3D容积信息,这对于图像引导癌症放射治疗可能是有用的。立体定向放射治疗(SBRT)是医学上无法手术的肺癌Ⅰ期患者一个完善的治疗方案。一些研究表明其在局部控制和存活率的益处。Chia等报告在其院用SBRT治疗的肺癌患者的首批结果与影响该结果的因素,并得出结论:SBRT仍是医学上无法手术的肺癌Ⅰ期患者的重要治疗选择。治疗前PET-CT扫描与生存率关联显著。这可能是由于改进分期的准确性,并由此对所有计划选择SBRT的患者建议。

虽然放疗技术的发展日新月异,一些新技术因实施成本高,在巴西的应用率仍然很低,如弧形强度调控放射治疗(VMAT)。其他如SABR仍然没有覆盖全国的健康保险。Morikawa等研究使用无刚性固定系统的VMAT递送到早期非小细胞肺癌和肺寡转移性状态的初步临床结果和SABR毒性,发现使用VMAT的SABR是早期非小细胞肺癌和寡转移性肺癌患者的一种可行且耐受性良好的治疗方法。由于廉价的设置和VMAT提供的快速交付,最大化每台机器治疗的患者人数和个人费用显著降低,从而使患者自费负担SABR在现实成为可行。

呼吸过程中肺肿瘤呈现运动,使放射治疗(RT)的传送更复杂。腹部压缩板(ACP)被认为是通过控制呼吸运动来缓解这一临床难题。Rasheed等研究通过评估的心脏、肺及由4DCT呈现有无ACP的肿瘤的体积和位移的变化,量化ACP对呼吸诱导的运动的影响。发现ACP疗效与患者具体情况有关,有可能是由于先前存在的因素,如慢性阻塞性肺病严重,胸壁弹性,肺肿瘤部位,或患者舒适度的变化。肿瘤瓣的位置不能预先确定压缩效果。不论肿瘤的位置,患者应进行模拟是否使用ACP,大致评估ACP使用可行性。GTV运动对决定患者是否适合压缩最重要的。在8例GTV运动有平均显著变化(增加或减少)患者中,都经历了心脏和肺部改进的运动和容积控制。对未能从压缩获益的患者应考虑替代运动控制。明显受益的患者,ACP可提高肿瘤覆盖,同时尽量减少周围脏器毒性。为了给出明确的治疗建议,有必要进行较大规模的研究。最近的研究质疑,由四维计算机断层扫描(4DCT)定义的传统的内部目标卷(ITV)是否准确地代表了所有放疗过程中实际存在的运动。在单独4DCT过程中呼吸困难抽样的不可预测变化经常被认为低估ITV的主要原因。然而,基于有限数据的临床研究可能不代表一个完整的运动历史。Barbiere等追溯记录目标运动是否超过治疗计划ITV,利用常规每日成像提出方法。通过进行一系列类似研究,研究机构能够切实评价适当利润的选择。他们的假设是,对所有可能的目标运动,大型系列自由呼吸的CT能更好取代有局限的四维计算机断层扫描(4DCT)。在这项工作中呈现的方法可用于任何日常CT成像技术。

Moore等评价早期肺癌患者在SABR之后肺结节增强延迟期的强化方式是否能区分复发与否,发现复发结节与非复发结节的绝对衰减是差异性并不明显。但是其强化方式有差异性。复发患者在增强后可见到一个早期的峰值,然后快速减退。而无复发患者呈逐渐增强。这是类似于炎性肿块和恶性肿瘤的强化方式比较。SABR后肺结节的强化方式不同可以评估早期复发的可能性。这可以影响治疗过程及评估预后。基于FDG PET/CT在非小细胞肺癌患者中测量全身代谢性肿瘤载体(代谢性肿瘤体积或者全部病灶糖酵解)的预后指导性价值已经建立。然而,文献还未报道术后全身代谢性肿瘤载体的预后指导性价值。Zhang等研究术后FDG-PET成像评估全身代谢性肿瘤载体的预后指导作用,发现代谢性肿瘤体积及全部病灶糖酵解作为代谢性肿瘤载体测量参数在术后18F-FDG-PET/CT中是独立的预后标志物。术后PET/CT扫描对代谢性肿瘤载体的测量可以帮助临床医师评估患者的预后情况,也可以帮助临床医师制定对非小细胞肺癌患者的进一步治疗方案。

关于肺血管性疾病

1.肺栓塞

Plasencia-Martinez等采用CT评估208例肿瘤相关肺栓塞患者,对栓子负荷量及右心室功能障碍征兆作出预测性指导:其在肿瘤相关肺栓塞患者中评价栓子负荷量、右心室超负荷以及临床结果之间的关系后发现,室间隔的扁平或内翻是引起肿瘤相关肺栓塞患者早期死亡的一个独立高危因素。在患者组中对QI阻塞指数及右心室-左心室比率的辨识力很低。通过胸部CT鉴定异常的室间隔可预测肿瘤相关肺栓塞患者的短期存活率,与栓子的负荷量无关。Kubak等利用CT血管成像研究D-二聚体量与肺栓塞定位的关系,他们认为时间及空间分辨率得到改善的CT血管成像可准确地诊断急性肺栓塞。在低危患者中,D-二聚体低于临界值0.5mg/L可除外急性肺栓塞,因此不需要进行CT血管成像检查。他们研究急性肺栓塞位置与D-二聚体水平的关系,并找出D-二聚体维持高敏感性及阴性预测值的临界水平,最后发现对于所有类型急性肺栓塞,0.9mg/L的D-二聚体临界值具有100%阴性预测值和97%的敏感度。对于中央型急性肺栓塞,1.4mg/L的D-二聚体临界值具有100%阴性预测值和大于98%的敏感度。高D-二聚体水平与中央型急性肺栓塞显著相关。这项研究结果有望改变对可疑急性肺栓塞的检查方法,有助于减少不适当的CT肺血管成像检查,对于中央型急性肺栓塞患者提供了有效的考察。

Kligerman对比分析混合动力迭代重建(HIR)和滤波反投影(FVP)重建技术,对于做过CT肺动脉成像(CTPA)的患者中,基于模型的迭代重建(MBIR)是否提高肺栓塞(PE)的诊断确定性和检出率,研究发现与FBP相比,MBIR表现出明显的PE检出率增高;而且与FBP和HIR两者相比,都表现出诊断确定性的提高。在CT肺动脉成像中,MBIR技术可以安全的使用到临床实践中,而且可以提高PE检出率。

Li评估CT肺血管成像的试验推注曲线数据与右心室功能不全的常规方法对于肺栓塞患者预测死亡率有效性的差异后,发现CTPA定时推注曲线数据提示其预测效能与其他检测PE患者右心室功能不全的常规方法接近。试验推注曲线的特征和他们对于评估肺栓塞的严重程度并未得到人们的关注。因此,本研究的目的是确定在预测PE死亡率上,结合CTPA得到的试验推注参数是否有等于或者大于基于图像的解剖学参数的预测价值。

Renne致力于研究用氧增强肺MRI探究CPEPH患者在PEA术后与健康组比较局部血氧变化。最后发现,与正常对照组相比,CTEPH患者通过氧增强MRI可以发现肺部更多的异构T1值的的明显降低,这一结果反映了CTEPH的马赛克式灌注模式。但是,与正常对照组相比,CTEPH患者的氧传递功能(OTF)并无太大差别,PEA术后患者亦然;这说明了OTF反映了主要区域的换气和氧气扩散入肺泡间质,而不是PEA术后改善局部血氧。研究表明,T1映射MRI衍生的OTF主要反映肺实质中的氧气变化,而不能用于检测PEA术后的CTEPH患者的局部血氧水平。PEA是针对CTEPH患者的一种确定的治疗方法,Schoenfeld等研究通过心肺MRI的方式来评估PEA手术的成功与否,其发现PEA术后两周在下肺注意到肺血流量(PBF)的改善:甚至是调整心输出量(CO)后双肺下叶的局部肺血流量也有改善。在患者队列中,PEA术后双肺上叶的血流量增加可以在降低肺动脉压的同时等比例的增加心输出量。对广大的CTEPH患者,定量心肺MRI可以作为一种新的、非损伤性的临床检测方法。

2.其他肺血管病变

近年来,用于双能量CT客观定量评估肺动脉血容量的软件已经得到充分发展。Koike等研究使用了Syngo软件定量测定肺动脉高压患者和肺动脉正常人的肺动脉血容量,其发现定量测定肺动脉血容量可以反映肺动脉高压患者肺灌注的降低。这一技术可能对于客观评估肺动脉高压患者肺血流量有一定作用。这一方法客观显示了肺动脉高压患者肺灌注的降低,从而有可能成为评估肺动脉高压的新的辅助诊断方法。

肺静脉狭窄是射频导管消融术治疗房颤时一种严重的并发症,发生率为1%~3%,并可引起肺实质的显著创伤。Davidson研究并描述肺静脉狭窄患者肺实质损伤的CT表现。发现80%以上的肺静脉狭窄患者存在肺实质损伤。这种改变随着时间程持续、动态变化,并逐渐恶化。消融术后肺实质损伤可存在很长时间。因而,临床医师应熟悉消融后患者的这种肺内改变以避免误诊为肺炎、肺肿瘤或肺栓塞。熟知消融操作后持续性肺实质损伤的发生率至关重要,可避免错误诊断引起的不必要治疗。

肺间质性病变

在特发性炎性肌病(IIM)患者中间质性肺疾病(ILD)是发病率和死亡率的主要原因。IIM ILD表现为各种病理和影像学异常。大多数ILD亚型均有临床和影像学的特点;因此,确立诊断通常需要依赖影像学检查。X线和肺功能测试(PFT)可能提供病变严重程度的定性依据。但是,CT评价是目前公认的可以提供肺内部变化的检查。PFT不能区分特定限制性肺疾病。Wilton等假设计算机辅助肺信息学病理学评价和评分(卡尺)软件,描绘CT实质,可以帮助预测临床结局,客观地量化程度IIM ILD和疾病监测,并进行研究分析。最后发现井径分析,包括识别和量化的基线ILD的变化,检测实质参与可能证明是对于IIM患者的一个有用的临床工具。检测和监测患者IIM ILD进展可以更好地告知免疫调节治疗的使用。吸入的超极化的129Xe肺内扩散可以分为两个时相阶段:细胞间质(屏障)和红细胞内的溶解吸收(RBC)。这导致129Xe共振几乎200ppm的频移。

Roos等在健康志愿者和特发性肺间质纤维化的主体中,研究使用超极化(HP)129Xe气体转移磁共振波谱和磁共振成像确定整体和区域肺气体交换能力。其发现气体转移光谱和成像技术使用HP129Xe可以检测整体和区域的扩散障碍。IPF患者129Xe MRI所描绘的肺纤维化的程度与疾病进展程度的相关可以为区域敏感评估气体交换和可能有用的生物标志物来评估对治疗的反应,提供无辐射检测。吸入的超极化的129Xe扩散到肺泡毛细血管膜和溶解在肺血红细胞(RBC)。因此成像的红细胞129Xe可以描绘肺气体交换。

弥漫性支气管血管周围磨玻璃样改变的CT表现,被定义为沿相对中央支气管和肺血管的弥漫性磨玻璃斑片影或弥漫实变。虽然各种疾病均有这种异常表现,但是疾病谱、频率和病理背景目前尚不清楚。Johkoh这项研究分析具有这种特征表现的疾病,并研究其病理背景机制。虽然弥漫性支气管血管周围磨玻璃样改变的疾病是罕见的,但他们似乎具有共同的临床特征,比如亚急性或急性起病、预后良好,和最终的组织机化性肺炎等常见的临床和病理结果。这表明通过使用影像学检查方法,可以定义一种新的疾病实体。

ANCA相关性血管炎(AAV)患者中肺纤维化(PF)是一种少见但治疗具有挑战性的疾病,其显微镜下表现为多血管炎(MPA)。Brun等研究描述42例AAV患者PF的成像模式和演化后发现,UIP是与AVV相关的主要模式,但在诊断时其他初始模式关联的主要模式可能会遇到,如NSIP和CPFE。因此,AAV应该是病因调查的所有患者提出NSIP、CPFE或UIP模式的一部分。UIP是PF患者呈现AAV和PF的主要模式,但在诊断时也会遇到其他模式,包括NSIP和CPFE。

在ATS-ERS-KRA-ALAT 2011IPF/UIP指南上,CT诊断标准不包括CT对应的两个病理标志:小叶的非均质性和小叶优势。Johkoh研究CT表现没有蜂窝征并呈现对应于小叶的非均质性和小叶优势的CT表现的IPF/UIP后,发现小叶磨玻璃样改变和小叶异质性在CT上见于IPF/UIP的所有患者,这个特征是可行的IPF/UIP的诊断,表明CT表现小叶磨玻璃样改变或小叶异质性是诊断IPF/UIP的线索。无直接依据证实间质性肺疾病的吸烟者在CT图像上可见肺气肿区域周围不规则网状改变。

有学者病理试验追踪了吸烟相关的间质性纤维化(SRIF)、细支气管间质性肺疾病伴纤维化或气道扩张性纤维化。为了避免与其它间质性肺疾病混淆,提出了呼吸性细支气管炎纤维化(RBF)。此病的发病率以及是否进展成更为严重的肺疾病还未知。Louise等评估RBF在吸烟人群中的发病率及病况的稳定性。此研究证实RBF在吸烟人群中7%的发病率,且该病缺乏显著的进展期。在吸烟人群的大量HRCT监测中大部分RBF病例被鉴定为间质性肺疾病。RBF作为一种良性改变,认识该病的CT表现很重要,应勿将其与弥漫性间质性纤维化混淆。

Yagihashi等通过回顾性分析538例患者的HRCT图像,目的在于通过大样本、多中心研究,探索CT图像与特发性肺间质纤维化生存率的关系。其发现在纳入IPF临床试验的患者中,可疑普通型间质性肺炎(UIP)的患者与发现不支持UIP的患者生存时间无明显差别,但是UIP患者生存时间相对较短。Rozenshtein等通过对187例在三级转诊中心就诊的ILD患者进行分析,回顾性评价了2011年美国胸腔学会关于UIP的CT分类标准的意义,其发现2011年ATS关于UIP的诊断标准具有较低的敏感性和较高的特异性。就其本身而论,如果用其对ILD患者进行组织活检分类,40%具有病理性UIP的患者可以避免组织活检,同时2%未患有UIP的患者将不会被筛选活检,2011年ATS的诊断标准适合未患有UIP的患者进行活检,但不未避免大部分患有病理性UIP患者的活检。

Restrepo等通过对156例肺间质纤维化患者进行分析,目的在于分析肺间质纤维化患者中树枝状肺骨化的流行病学、图像及人口统计学特点。最后发现弥散性肺间质纤维化患者中树枝状肺骨化的发病率低于10%,男性高发,也存在于UIP及NSIP患者的肺纤维化中。这表明树枝状肺骨化是扩散性肺纤维化的罕见并发症,可以表现为多种肺钙化形式。

弹性成像可以提供关于组织力学性质的信息。这种剪切波成像的新变体还可以快速检测乳腺肿块及肝脏的硬度。Kubale等通过对30名健康人进行剪切波成像、ARFI检测及位移图检测,分析胸膜下肺组织的再生性及弹性,目的是评价胸膜下肺实质性病变的弹性变化,以及探索其物理影响因素,其发现虽然对胸膜下空间的剪切波速的定量测量存在争议,但是对胸膜下肺实质的位移图的半定量分析可能可以成为早期肺纤维化的诊断及无创随访的有效工具。需要标准化的因素有:频率以及探头的孔径及其原理-压力及吸气量。这表明胸膜下空间的弹性成像可能可以成为发现早期胸膜下肺纤维化的有效工具。

一个UIP确定的CT诊断可以减少外科手术活检证实这个疾病的必要。这个任务是充满挑战的,特别是缺少具有间质性肺疾病研究经验的专家的非专业医学中心。Depeursinge等试图回顾性研究33名病理证实的UIP患者的CT图像,通过一个新的计算机方法对普通型间质性肺炎进行自动分类,评分来自对于CT图像的区域性容积纹理分析。他们提出一种基于区域性容积纹理分析的计算机方法对普通型间质性肺炎进行自动分类。总体来说,本研究提出的方法对于UIP的分类具有较高的敏感性,成功预测出5个患者中4个患者的UIP亚型(AUC=0.81)。这表明通过进一步的验证,这个系统可能会成为临床上识别UIP患者的有效工具,特别是可以避免不必要的外科手术活检。

Chae等通过回顾性研究55例病理上诊断为UIP或者CPFE的患者的CT图像及包括肺功能检查在内的临床资料,目的在于比较普通型肺间质性肺炎(UIP)与肺纤维化合并肺气肿(CPFE)患者的CT检查的肺纤维程度、肺功能测试、生存率的不同,结果表明CT表现为广泛的蜂窝状改变的UIP及CPFE患者预后较差。这项研究的临床意义在于量化UIP及CPFE患者CT图像上的蜂窝状改变程度对于判断预后具有重要意义。CPFE患者具有包括UIP及CPFE在内两种病理类型。

Morana等将50例囊性纤维化患者入组:26例肺急性加重。为获得比较数据,另一组24例,匹配年龄和肺功能但没有肺急性加重,MRI扫描序列包括屏气Breath hold HASTE,BLADE和EPI序列,通过对囊性纤维化患者加重期MRI形态和功能(DWI)成像的信息的分析,发现MRI可以用来随诊进展期囊性纤维化患者。应用DWI可以用来区分肺可逆性改变和不可逆性改变,并能加强对进展期囊性纤维化患者的管理。

Yoon等从2006年开始对致命的加湿器消毒剂吸入引起的小孩肺损伤进行研究和观察,研究的目的是报告疾病病理及相关的影像学检查,并比较幸存者和非幸存者之间的CT发现。将47例因加湿器消毒剂吸入相关急性肺损伤住院患儿[平均年龄(27.4±12.4)个月]分为两组:幸存者(n=25)和非幸存者(n=22)。CT发现包括小叶中心的毛玻璃样阴影(cGGO)的存在及其程度并对每组进行风险评估。25例患者进行了病理相关分析。最后发现独特的CT特征是从早期实变到cGGO的慢性改变。在幸存者中病变最终变成了微弱的小叶中心型结节影,这与组织病理学改变相符。早期广泛实变预示疾病的预后不良。本系列的患者表现为一种化学物质引起的吸入性损伤。放射学在化学性肺炎的管理和疾病的预后中扮演着关键角色。

肺通气功能障碍

Silva等通过每个肺叶容积和体表特性等形态学指标定量分析每个肺叶的作用,他们的研究提供了绝对和相对肺叶肺容积和作用等肺非均质性的规范数据。调查结果提示在整个肺的发展变化中下肺叶发挥更大的作用,这也揭示了健康肺叶中各叶之间存在生理异质性。这些数据提供肺容积和肺非均质性,各叶作用的参考值,并且可以用这些参数来进行定量评估。

当原发性肺癌患者有如肺气肿或间质性肺炎等影响肺功能评估的疾病时,传统的管片计数法可能错误评估肺功能。Yabuuchi等研究的目的在于比较分部分计数的方法和使用吸气/呼气的多层螺旋CT数据,以评估原发性肺癌肺叶切除术后的肺容量和术后肺功能的预测能力。他们认为从吸气/呼气的多层螺旋CT数据对于预测原发性肺癌肺叶切除术后的肺功能有作用。使用肺体积测量精准预测术后肺功能准确预测可能有助于边缘性术前肺功能异常的原发性肺癌患者。

19-Fluorine气体MRI提供肺通气功能的动态评估。Charles等研究基于生物标志物展现肺功能的影像学在临床试验和临床检查中的应用。19F增强MRI动态评价肺功能,为评价通气的非均质性和肺部疾病“慢快速填充”的空间分布描述提供直接和相对廉价的手段。简化的数据为肺的功能状态和基于生物标志物的肺通气的完整性评估提出了很多渠道。傅里叶分解肺磁共振成像(FDMRI)开发了无呼吸障碍1H-MRI,不再需要担忧通换气影响图像质量。目前已在猪模型中对比了FDMRI、SPECT-CT及3He MRI技术,但还未在COPD患者中试验。Capaldi等采用FDMRI、3He MRI、CT以及肺功能实验来评估吸烟者。他们假设使用FDMRI测量的通气缺陷与3He MRI通气缺陷、疱性气肿密切相关。在吸烟者中,FDMRI通气缺陷与3He MRI通气缺陷相关。由RA950测量的肺气肿与VDP显著相关。对于疱性气肿的患者,肺灌注/排空的时间与使用无呼吸障碍FDMRI及呼吸控制3He MRI扫描中的通气缺陷程度相关。在13例吸烟者中,部分伴有疱性气肿,FDMRI通气缺陷与3He MRI通气缺陷、疱性气肿密切相关。

Silva等使用量化CT调研功能稳定型肺移植受体肺组织细胞及气道的改变,他们的研究表明在定量化CT上,功能稳定型肺移植受体表现出一致性的纵向组织损失,合并增加的气体潴留。而这些改变却不能被目前最为参照标准的肺功能测试检测出。定量CT分析参数可识别稳定型肺移植受体的潜伏期肺实质改变。因而,量化CT可用于预测移植术后的长期效果。

Shine等采用HRCT后处理,探索是否哮喘患者的气道形态学改变存在不同,包括不同的气管管腔程度以及呼气末的管腔萎缩程度,该研究得出结论与正常对照相比,严重哮喘组第3级和第4级气道管壁增殖程度明显增加。所有组中,管壁面积及厚度百分率从气腔中心至末端均呈现平稳地递增。与正常对照相比,哮喘患者每一级支气管分支均有所不同,哮喘患者1~4级管壁增殖程度增加,远端气道减低。然而在正常对照组中这一参数呈持续增加。研究表明哮喘患者的气道呈现异常程度的萎缩。这种气道顺应性的改变可导致患者FEV1的受限,可能促发次级小叶气道潴留。Suwatanapongched等使用量化CT计算方法,测量急性哮喘发作期呼气气体潴留的频率及程度,用于评估CT评分与支气管壁厚度(BWT)、呼气支气管萎陷(BCexp)、临床特征之间的关系,研究得出结论:大于60岁的患者急性哮喘发作期,BMI小于28kg/m2,伴下肺严重损伤,常常伴随着呼气气体潴留。总的呼气气体潴留量与呼气支气管萎陷无关。这表明小气道在急性哮喘发作期的重要作用。因此,针对改善小气道的新药物及治疗手法有利于急性哮喘患者。Shine等评估高分辨力CT图像对于哮喘患者气道管腔变化的显示以及BMI与她们各自的临床指证是否具有相关性,他们发现deltalumen与肺功能和BMI具有确定的关联。在女性的非重度哮喘组BMI与deltalumen的相关性最大。对于女性非重度哮喘患者而言,控制体重可能会对她们的肺功能起到重要的作用。这一群体如果体重增加的话,可能会引起更加严重的气道塌陷。女性哮喘在她们的deltalumen上表现为BMI依赖性改变:重度哮喘研究计划(SARP)队列数据显示女性在体重增加时出现支气管塌陷的危险性比男性更大。小叶中心性结节(CN)和肺气肿(CLE)是吸烟相关肺损伤的早期CT特征。然而,这些病灶的视觉检测非常依赖观察者的主观性。

Zhao等研究旨在介绍一种简单且自动的CN和CLE检测量化方法,该方法通过设置一组对CLE和CN判断直观且准确的视觉特征来实现。研究表明这项视觉特征设置方法具有高度敏感性及特异性,可在CT阅片时自动分类出正常、CN以及CLE部位,简化了CT阅片时对CN及CLE的检测,并有望实现对CN及CLE的自动量化分析。

COPD可能与过度呼气引起的小气道塌陷有关。然而,气道改变、CT测量结果以及肺功能之间的关联至今不清。Estrella等针对COPD患者及正常对照组,旨在评价肺功能试验(PET)与肺气肿、气道及气管塌陷的CT测量结果之间的相关性,该研究表明COPD患者ES、Pi10、AT与PET的关联明显与正常对照不同。COPD患者的TCo也明显异于正常人,但与PET无显著相关性。从CT图像上获得的气肿、气管塌陷以及气道形态改变可用于鉴别COPD患者与正常人。COPD疾病可明显降低部分社会群体的生活质量。CT图像分析工具实现了对COPD的临床表型的认识,并可以提出量化信息为预后评估提供指导性价值。吸气末及呼气末CT扫描可提供对肺气肿及小气道疾病的量化信息。先前有研究采用一种CT密度阈值的分析方法来评估肺结构(Galbán Nat Med.2012)。对比之下,疾病概率测量(DPM)是另一种新方法,它采用体素与体素间肺密度的连续评估来获取肺气肿与气道疾病的范围。Kirby等研究旨在使用这套基于阈值测量衍生的新方法来比较COPD患者与患COPD的高危人群,分析发现DPM与基于阈值的测量方法均与功能评估有关,但DPM可以鉴别出早期或轻微的COPD人群。DPM对轻微COPD患者的表型也及其敏感,因此可用于指导临床早期治疗以阻止病情的进一步发展。

Kobayashi等探讨是否可结合双能量CT肺通气/灌注成像,通过比较低衰减区和临床症状的严重程度来评估慢阻肺患者。他们的研究发现双能量肺通气/灌注成像使用氙通气CT以及肺灌注血流成像可提供肺形态结构及功能信息。这种方法具有高度空间分离度可以直观地监测COPD患者的血管/通气比例失衡。肺血管灌注比肺气肿改变较早出现减低,所以这种方法对血管/通气比例失衡的评估可用于对COPD患者的预后估量。此外,还需要进一步的研究及长期的观察来评估这些方面。基于其空间、时间上的高分辨率,双能量肺通气/灌注成像有望成为评估COPD的新方法。结合双能量氙通气CT以及肺灌注血流成像可以直观地观察COPD患者的血管/通气比例失衡,有望成为评估COPD的新方法。

Matin等探测超极性氙MRI成像、定量CT与肺功能测试以及一项慢阻肺疾病呼吸障碍检测之间的关系。这项研究关联到非离子化功能成像技术-氙MRI成像与定量CT衍生的度量方法(包括Pi10与临床结果),为氙MRI成像与定量CT对慢阻肺患者肺结构与功能的综合性评估提供了依据。氙MRI成像全肺平均弥散系数与结构定量CT衍生的肺一氧化碳传递率测量的相关性可能对慢阻肺患者新治疗方案的调查、操作以及试验有所贡献。

Hwang等为了评估COPD过程中结合氮增强通气(V)和碘增强灌流(Q),用双能CT(DECT)进行区域V和Q的评价,研究结论是局部V,Q,V/Q,VQ均值的可视化和定量评估在将V和Q的DECT图像与CPOD导致的PFT想结合时是可行的。疾病模式在传统的CT影像评估可能不能代表区域V,Q和VQ不匹配。传统的CT图像可能不能代表区域V,Q和VQ不匹配。局部结构的异常发现,通气和灌注状态可以同时与联合氮增强通风和碘增强灌注DECT进行评估。

肺部疾病的介入治疗

Grosse等量化比较经过或未经支气管栓塞肺减容术(LVR)经处理的肺叶体积和密度的变化。所使用测试为6m步行测试[MWT]和肺功能测试(PFT)。研究结果表明具体化减容术加上重大体积膨胀的侧裂片作为一个单一的处理叶相关临床改进的反应。初步研究结果表明使用LVR线圈的患者经处理和未经处理的肺叶体积和密度的变化之间的相互作用。普遍认为肺气肿患者肺活检期间时气胸相关并发症的风险增加,虽这方面还缺乏数据以确定是否这是真实,以及如果是这样风险升高的程度。这使得难以准确地评估风险和严重肺气肿患者执行这些程序的效益。

Hinshaw等研究的目的是确定是否有肺气肿和数量和气胸相关的并发症,在CT引导下经皮肺穿刺活检的过程中遇到的严重程度之间的关联。他们发现中度至重度肺气肿时经皮肺穿刺活检与气胸相关并发症显著增加率相关联。更具体地说,中度至重度肺气肿是伴气胸相关的并发症,需要干预~2.5倍和~3倍胸口管安置,并且入院率增加。对这些患者来说,理解这些风险的严重性将完善决策过程和知情同意。这客观说明肺活检患者发生肺气肿的概率增加,并从而促进改进的决策过程和患者的知情同意。

Tai等评价TTNLB过程中肺出血的发生率,并探讨预测严重肺出血的因素,研究表明严重肺出血在女性、共轴技术、高龄、小肺内损伤等因素中更易发生,而在胸膜下损伤情况中少见。在TTNLB中,可疑肺动脉高压患者并不是导致肺出血的高危因素。在TTNLB中肺出血比较常见,但很少需要介入治疗。在可疑肺动脉高压患者中TTNLB可以安全实施。

Anzidei等对比常规人工操作技术来评估机器人系统操作CT介导下肺组织活检术的临床表现后,发现对比常规人工操作技术,机器人辅助CT介导下肺活检术可以安全实施,且诊断率高,减少了操作时间及辐射剂量。机器人辅助操作在病灶定位的精确性、活检样本的正确诊断率、并发症的发生率等方面与常规活检相似。对比之下,机器人的使用可以显著减低操作持续时间以及辐射剂量。

Su等描述及完善肺小结节的定位方法以利于指导临床胸腔镜切除术,研究表明采用CT介导的微线圈置入技术在术前对肺小结节定位可以有效、安全地指导胸腔镜切除肺内病灶手术的顺利实施。微线圈定位是一种精细、安全的置入技术,利于临床胸腔镜切除术准确、轻松地实施。Wang等评估CT介导的核心微创活检术对肺气腔实变患者的诊断价值,研究表明在大面积肺气腔实变患者中,CT介导的核心微创活检很安全,且正确诊断率高。CT介导的核心微创活检术是适用于大面积气腔实变患者的一种诊断方法。

Kim等描述在31例病例中初次使用C臂中心线束CT(CBCT)虚拟导航介导的经皮经胸腔定位技术对肺小结节定位的经验,他们发现CBCT虚拟导航介导经皮造影剂标记法可以精确、有效、安全地完成术前定位过程,指导高精确度的手术切除,并可以安全诊断微小或模糊的肺结节。CBCT虚拟导航介导的经皮经胸腔定位技术对肺小结节的定位可精确、有效地指导胸部手术。Kim等采用经皮经胸腔微创活检术(PTNB)取得病理结果鉴别良性病变与非特异性良性病变,该研究表明使用PTNB诊断非特异性良性病变、或CT诊断肺肿瘤附加PTNB诊断炎性肉芽肿可以有效地区分非特异性良性病变,减少恶性肿瘤的误诊率。CT诊断附加PTNB病理报告可以精确区分非特异性病变中的真、假阴性病灶。

Nour-Eldin等评估CT介导肺结节标志物指导胸腔镜切除的可行性及安全性,该研究表明CT介导的肺内小结节定位方法具有安全性及准确性,可指导外科胸腔镜切除术。这项技术可以帮助识别肺内小结节、并指导胸腔镜切除术。

Quan等依次选取90名患者,随机分为超低剂量组(120kV、10mA)低剂量组(120kV、50mA)、标准剂量组(120kV、auto-mA)进行肺穿刺,目的是探索超低剂量CT引导下肺穿刺中降低CT辐射剂量的价值。研究发现在超低剂量CT引导下的经皮肺穿刺中,CT辐射剂量大大减少,而与低剂量组及标准剂量组相比,穿刺的成功率及并发症的发生率却无明显差别。Quan等本依次选取120例患者,随机分为低剂量扫描组、标准剂量扫描组、动态增强扫描组及非动态增强扫描4组,进行在CT灌注成像引导下的经皮肺活检,目的是探索其应用低剂量扫描及适应统计迭代重建技术的价值,他们发现低剂量灌注CT引导下的肺活检可以提高组织切片检查的阳性率并提高肺癌分类分期的准确率,同时降低并发症的发生率。与标准剂量扫描组相比,采用低剂量CT扫描引导下的经皮肺活检,辐射剂量明显降低。

Parvizi等通过对32名肺肿瘤患者在微波消融术前后进行灌注CT扫描,目的在于评价在进行微波消融肺肿瘤后,灌注CT参数的变化。通过实用直观的灌注图像及灌注CT参数来证实治疗的充分性及预测局部肿瘤的进展,研究发现血容量是在评价微波消融术的充分性及预测局部肿瘤的进展上,最可靠的定量灌注CT参数。直观的灌注图像可有助于在此过程中识别需要进一步治疗的区域。微波消融治疗过程中缺失磨玻璃样改变阻碍了对其治疗充分性的评价,而治疗后即刻灌注CT扫描将会成为评价微波消融效果的有效工具。

Kha等依次选取64例肺部肿瘤切除的患者,对其中19例进行微弹簧圈定位及胸膜标记,45例进行微弹簧圈定位,目的在于评价胸腔镜病损切除术前,采用CT引导下的经皮微弹簧圈肺部肿瘤定位技术的安全性及有效性,并对此项新的定位技术与现行的胸膜定位技术进行比较,研究表明CT引导下的肺部肿瘤术前微弹簧圈定位技术取代胸膜标记定位,可以降低手术时间,减低辐射剂量,同时对操作时间、病损完整切除率及并发症的发生率没有影响。肺部肿瘤术前微弹簧圈定位技术取代胸膜标记定位是安全有效的,既可以降低手术时间,又减低辐射剂量。目前,各种小型研究评价了实质内血斑治疗在肺组织活检中作用,但是对这项技术的实际效用仍存在争议。

Hinshaw等通过回顾分析2006年8月-2013年9月间所有进行了CT引导下肺组织活检的病例,目的在于证实自体的实质内血斑治疗是否可以降低CT引导下进行肺活检患者气胸相关并发症的发生率。该研究表明自体的实质内血斑治疗可以降低CT引导下进行肺活检患者并发气胸的概率,并避免发生气胸后的介入治疗。但在我们的研究中这一有效有段并未有效的降低胸腔引流管的放置率及住院率,这可能是由于对于很多患者来说,成功的实质内血斑治疗降低了住院率。尽管由于自体实质内血斑治疗在已发表的研究中结果的不一致性,其效果存在争议。但是在我们大规模研究中发现,自体的实质内血斑治疗可以降低CT引导下进行肺活检患者并发气胸的概率,并避免发生气胸后的介入治疗。

Choe等依次分析了253例进行超声引导下的锁骨上淋巴结组织活检的患者,目的在于评价超声引导下的锁骨上淋巴结活检对于发现肺癌患者的转移及EGFR基因突变的意义,该研究表明超声引导下的锁骨上淋巴结活检是一种在组织学上证实肺癌转移及评价基因突变情况的可靠安全的办法。锁骨上淋巴结的转移更倾向于发生在腺癌、较大肿瘤、更高SUV水平及更高TNM分期的病例中。在锁骨上淋巴结肿大的进展期肺癌患者中,超声引导下的活检可能可以代替有创性的经皮或者支气管镜活检。

儿童肺部疾病

新生儿肺成像困难的主要原因是肺体积小和呼吸运动的影响。虽然CT是目前临床诊断性肺部成像的金标准,但它不是NICU内纵向评价大部分新生儿肺异常的常规手段。Walkup等使用其机构独有的NICU MRI扫描仪调查对其新生儿ICU(支气管肺的发育不良,先天性膈疝(CDH))内患儿行肺MRI的可行性,因为医生对他们的的生理和放射特征知之甚少。研究发现在新生儿ICU内进行基于自由呼吸的肺部MRI是可行的而且能提供具有诊断质量的图形,能发现多种肺部异常(包括支气管肺的发育不良,先天性膈疝(CDH))并对其进行纵向评估。MRI图像具有诊断质量,以临床放射研究者的角度分析,其完全可以和CT相比较,而且不需要镇静剂。这表明NICU肺部MRI为评估新生儿病理提供有诊断质量的图像,并且丰富了医生关于正常及异常肺部发育的知识。

在严重的先天性膈疝(CDH)体外膜氧合(ECMO)治疗是必需的。肺功能测量对两岁孩子至关重要但受限的。MRI可以测量肺灌注,被认为是减少CDH后同侧反应。Weidner等在这项研究中,调查相比较没有ECMO的孩子,孩子2岁后ECMO治疗后是否表现出MR灌注信号减少(更严重的肺发育不全的指征)。其对38例儿童进行了DCE-MRI扫描(24.3±1.8月;15例ECMO-therapy,23例没有ECMO-therapy)CDH修复后使用3DTWIST序列(时间分辨率1.5s;立体像素大小2mm×2mm×2mmCubed)。对顶端,中间和基底肺6圆柱感兴趣的区域的肺血流量(PBF),肺血容量(PBV)和平均运输时间进行计算。此外,对侧与同侧肺的所有参数进行比率计算。最后发现新生儿ECMO-requirement后的两岁孩子同侧肺灌注值明显减少,和没有ECMO-requirement孩子相比。对侧肺灌注值没有显著的不同。MR灌注测量因此对反映肺发育不全的严重程度和后续的调查有利。MR灌注值反映CDH后肺发育不全的严重程度,ECMO-therapy后孩子表现更多的减少值。因此,后续MR灌注测量是被推荐的。

Karavaeva等评估高分辨率三维对比增强MR血管成像(CEMRA)评价儿科怀疑血管环患者的血管和近端三维气道解剖的可行性,其连续为42名临床怀疑血管环儿科患者进行高空间分辨率钆对比剂3.0T(31例)或1.5T(15例)CEMRA扫描,最后发现高分辨率CE MRA在儿科怀疑血管环患者带来确信的血管解剖学和相关三维气管支气管解剖学评估。CEMRA补充3D可视化的血管和气道解剖可以使合适的患者人群的补充CT成像不再必要。这表明高分辨率CEMRA可以评估怀疑气管支气管的压迫儿童的三维血管和相关的3D气道解剖,无需CT扫描和辐射暴露。Bridoux等评估优化时间分辨率对小儿胸部CT成像的影响。93例不到4岁的儿童在双源CT系统接受了胸部CT进行非心脏CT血管成像检查。选择对运动高度敏感的解剖结构来分析优化TR的影响。最后发现优化的TR提高了标准儿科胸部CT图像的质量,到75ms的优化还可提高。

其他肺部及纵隔疾病

Jeong等将肺结节病的CT评分系统与心肺运动试验相比较,用来评估二者之间哪一个评分系统可以为基本的严重程度和运动过程中气体交换的损害程度提供更可靠的信息。研究发现,CT的阳性发现,尤其是毛玻璃线状阴影,可以解释心肺运动参数的一个大量的方差。这说明基于CT的评分系统是一种有效的评价结节病严重程度的方法。虽然目前的CT评分系统仍具有相当的复杂性和主观性,基于CT的评分系统仍是评价结节病严重程度的有效方法。Periostin(PN)是一种基质蛋白,最初在成骨细胞中识别出。Periostin(PN)被认为能促进各种类型肿瘤生长,除了恶性细胞的迁移和的上皮-间质转化。Iwamoto等研究使用Periostin(PN)确定患者治疗效果的预测非常有用的CT特征,旨在把薄层CT特点与基于免疫组织化学染色的小浸润型肺腺癌组织评估相比较。这项研究的结果表明,Periostin(PN)的高度表达可能是手术后复发的显著预测因子。此外,术前薄层CT表现(磨玻璃影百分比值,GGA score)也可以预测术后复发的可能性。手术切除之前的磨玻璃影百分比值(GGA score),病理Periostin(PN)的表达评估,都可能预测小浸润型腺癌患者的未来肿瘤复发。

Coolen等通过对76例临床或影像学上(包括CT、PET、EBUS、EUS)高度怀疑纵膈肿瘤的患者进行无创的MRI检查,从而判断肿瘤的良恶性,并从影像学水平评价术前肿瘤可切除性。最后发现,在图像难以分辨的纵隔区域,包括磁共振扩散加权成像及磁共振动态增强扫描在内的无创性的影像技术可能会对肿瘤的特征及术前可切除性评价提供更多的信息。通过对纵隔肿瘤的体积及性质进行ADC评价,并结合可视的磁共振动态增强扫描似乎有助于提高对纵隔肿瘤的认识。磁共振扩散加权成像及磁共振动态增强扫描可以有助于术前对肿瘤可切除性的无创性的评价,并提高对肿瘤特征的认识。

Priola等通过对88例anti-AchR抗体阳性的广义重症肌无力患者进行MRI扫描,目的是通过表观扩散系数(ADC)对评价广义重症肌无力患者扩散加权磁共振成像(DWI)在区别淋巴样增生、正常胸腺及胸腺瘤中的价值,以此为患者选择合适的手术方式。其发现DW-MRI是广义重症肌无力患者检查的有效工具。ADC值可以用来区分淋巴样增生、正常胸腺及胸腺瘤,以此选择合适患者进行手术(淋巴样增生及胸腺瘤)以及药物治疗(正常胸腺),因为对于重症肌无力患者,淋巴样增生胸腺切除术后可以带来可接受的完全缓解率,而正常胸腺组织却没有。

胸腺肿瘤(TT)是罕见且知之甚少的肿瘤。胸腺肿瘤(TT)往往无症状,直到晚期,才出现明显发病率和治疗相关的并发症。结果取决于TT的临床分期和组织学类型。Thomas等具体目的是通过NCI-指定癌症中心十年期间评估,描述胸腺肿瘤(TT)患者(pts)的临床疗效。其采用回顾性设计,收集十年期间三级医疗机构收治的胸腺肿瘤患者的临床过程。采用标准疗法治疗患者,生存率(无病和总体)与历史报告相似。除了长期随访,这些数据表明应进行额外的研究来更好地表征胸腺肿瘤(TT)的相关成因。未来的研究应评估可能适合于针对性干预措施的肿瘤基因异常,能改善DFS和OS,尤其是胸腺肿瘤(TT)的攻击性变异。

技术方面的研究进展

1.能谱CT的应用

Zhang等通过对14例良性胸腔积液患者及15例恶性胸腔积液患者进行能谱CT扫描,目的在于探索能谱CT在判别胸腔积液良、恶性中的价值。其发现能谱CT可以提供高、低不同能量水平的的CT值,以及单次扫描的有效原子值,这都有助于鉴别胸腔积液良、恶性。Sajja等通过对37例胸腔积液样本(包括13例血性、24例非血性胸腔积液)进行数字化X线摄影,目的是试图利用多能谱数字化X线成像技术区分血性及非血性胸腔积液。其在他们的研究中,通过对37例胸腔积液样本进行扫描,发现了基于多能谱数字化X线信号的新标准。此标准可以合理区分血性及非血性胸腔积液,但本研究尚需进一步临床可行性评价。

Guo等认为能谱CT成像在最佳信噪比条件下,对于特定类型的肺癌可以扩大肺不张和肿块间的差异,而且单能谱CT成像在区分肿块和肺不张的效果更佳。并且他们的研究还证明能谱成像是鉴别肺腺癌和肺结核的有效途径,提示他在复杂肺小结节的诊断上具有潜在的应用可能。Liu等认为与传统CT相比,能谱CT成像可以提供更多参数(包括能谱曲线斜率和NIC),在区分肺癌和炎性病变上具有相对较高的敏感性和特异性。

最近开发的能量分辨光子计数探测器可以根据高阻材料在能量范围内的吸收特性将其有效的分离。更重要的是,把包含不同材料的对比剂(CA)根据入射的X线波谱中分离出来成为可能了。Lewis研究使用具有小像素光子计数探测器的研究原型CT评估三种不用对比度药物的特征和最佳组合。他们发现使用带有能量分辨光子计数探测器的CT分离三种同时给药的造影剂具有可行性。光谱CT有可能在能量检测箱对应于平均X射线能量62.5keV和73keV时胸部影像的造影剂最佳配对是碘和钨。使用光子计数计数根据药不同的代动力学分离造影剂有可能在将来的增强CT中具有更加有益的应用。

Otrakji等研究评估双能量常规胸部CT对于成年患者可以提供所需的诊断信息和图像质量。其发现,与单能CT相比,双能技术的常规胸部CT对于大多数的成年患者可以以较低的辐射剂量给出最佳的诊断信息和诊断质量。100keV的图像即有助于降噪和减少伪影。成人患者的双能常规胸部CT需要增加高千伏(100keV)图像来获得最佳诊断信息。

Bao等定量研究食管管壁的血流动力学以及用光谱成像CT通过测量有效碘含量(eIC)观察由肝硬化导致的食管下段改变。这一研究结果表明,食管管壁的有效碘含量可以表示食管的血液灌注,这对于定量评价肝硬化患者食管血流量和食管静脉曲张十分有意义。食管静脉曲张是肝硬化患者重要的并发症。对肝硬化基本病理生理学变化的一个更好的定量评价,有助于指导其治疗。光谱成像CT可能成为一个新的定量工具。

Ohana通过对50例患者进行双能CT肺血管造影,目的是确定对肺实质进行能谱CT成像的最优能量水平。其发现在能谱CT中利用50~55keV的单色光谱重建可以获得肺实质成像的最佳图像质量。在双能CT进肺实质胸部扫描时,最好使用50~55keV的单色光谱重建。

2.其他技术研究

Sher等使用最新的能谱探测器CT(SDCT)回顾性的对常规胸部CT进行肺动脉增强,看所获得的图像是否对于肺血管有诊断评估作用,其发现使用SDCT对常规胸部CT进行最优单能重建,可以使肺动脉显影和信噪比得到明显增强,达到可媲美肺血管造影的衰减水平。SDCT可以获得与常规或者低剂量血管成像类似的肺血管图像。Otrakji等在控制静脉注射碘对比剂剂量的情况下比较常规对比增强CT(DECT)扫描延时分别在35和100s血管增强效果,发现与35s扫描延时相比,100s扫描延时的DECT增强更为合适,伪影更少、物质分解图像质量更佳。肺血管增强并未因为用于更长扫描延时的分次推注对比剂技术而显示更佳。固定延迟分次推注对比剂的DECT可以使肺部病变有足够的时间得以增强,这可以使这些损伤的诊断特征更加突出,而不需要依赖于血管增强。

Miyata等比较使用2个不同的重建算法在6种辐射水平下得到的12组图像中,模拟磨玻璃结节(GGND)上胸部数字断层融合技术(CDT)的可探测性,并分析结节尺寸的影响及GGND上其CT衰减值(CTAV)。其发现CDT表明即使在最低辐射水平(0.08mSv)下,更少直径8mm及以上的减毒结节有足够GGND,同时为迭代重建算法(IRA)亚毫Sv辐射水平下更多直径10mm减毒结节改进GGN的DS。Padole等基于(SafeCT)、自适应统计(ASIR)模型和基于迭代重建技术(MBIR)(IRT),评估小于1mGy CTDIvol的胸部CT图像重建的图像质量,发现临床上最显着的肺部病变可以用MBIR与SafeCT、ASIR进行0.8mGy CTDIvol检测。然而,任何重建方法都没有把握在0.2~0.8mGy评估纵隔结构。肺结节>4mm可以通过在CTDIvol低至0.2mGyIRT评估,但是使用CTDIvol小于0.8mGy的IRT评估<4mm肺结节时容易漏诊。

Otrakji等评估对比剂增强常规胸部双重能量CT扫描(DECT-RC)与单能量CT肺血管造影术(SECT-PA)是否可获得良好的血管成像以及辅助诊断信息。其发现DECT-RC能够获得高质量的肺血管成像以及诊断肺内病灶的辅助信息,它将有可能取代SECT-PA。DECT-RC能提供与SECT-PA相似甚至更好的诊断信息,且不用遭受大量辐射。

Otrakji等通过对52名成人进行胸部增强CT扫描,目的是评价SS-DECT在使用单能75keV图像及迭代重建算法时减少单、双臂置于胸侧时扫描产生伪影的效果。其结论是当单、或者双臂放于胸侧时,传统的单能的DECT图像(包括60和100kev)以及SECT都大幅度的被削弱了。单能75kev图像及70%ASIR重建可以提高诊断质量,在不影响血管增强的情况下降低伪影。对于不能在胸部CT扫描时配合屏住呼吸的患者,无伪影的胸部图像很难做到,May等通过对21例患者进行第二代大螺距双源CT扫描,目的是探索在双源CT上设计呼吸门控的可行性,他们发现通过呼吸门控控制大螺距CT的胸部扫描是可行的,可以降低自由呼吸患者的运动伪影。

He等比较有能谱CT而来的虚拟非增强CT与传统非增强CT在肺病患者中的CT数准确性和图片质量。其对30个病理确定的肺病患者进行传统非增强CT和相应能谱增强CT的动脉相和静脉相。在肺病患者中,和真非对比CT相比,又能谱CT产生的虚拟非增强CT能提供病变的准确CT数和能接受的图片质量。VNCT或许能替代TNCT改善工作流程减少放射剂量。对于可疑主动脉钝伤的患者,运动伪影会降低正确诊断率。

Liang等对胸部钝伤患者进行增强高螺距双重源CT扫描,评估了一种全新的交替短暂分辨率优化算法(TRO)。高螺距双重源CT TRO算法胸部重建显著改善了胸部钝伤中主动脉的运动伪影,但SNR与CNR有轻微降低。高螺距双重源CT TRO算法胸部重建显著改善了胸部钝伤中主动脉的运动伪影,便于对主动脉进行精确的评估。

Bunch等分别使用高螺距双重源及单源设备进行CT肺血管成像(CTPA),对比常规心脏扫描中的搏动和呼吸运动伪影,其发现高螺距双重源CTPA可以有效地降低来自升主动脉、心脏以及膈肌的运动伪影,提高对肺栓塞、心脏及大血管病变引起胸痛等疾病诊断的可信度。随着旋转时间、覆盖范围以及螺距的提高,现代CT系统极有可能在CTPA扫描中实现无运动伪影成像。

Thomas等采用双重源高螺距(UHP)、单源(SS)、双重源双重能量(DE)三中不同的CTPA成像方式来比较冠状动脉运动程度及其诊断的可信度,其研究发现对SS CTPA,UHP-120kV CTPA显著减低了冠状动脉的运动伪影,实现了对冠状动脉的精确评估,两者SNR无明显差异。UHP-100kV比SS减低了77.2%的曝光量,但同时平均SNR减低了18.8%。UHP CTPA设备可用于评估冠状动脉病变,且适用于胸痛的肺栓塞可疑患者。David等在胸部CT血管增强扫描中比较对比度周期技术对扫描持续时间的影响。其发现在CTA中使用延迟对比剂增强技术比使用快速注射技术获得的扫描时间要快大概3min,且不会影响血管增强。这要求技术人员掌握必须的步骤。3min相当于一次CT扫描平均时间的10%。选择快速注射或固定延迟技术可缩短紧急ED患者的CTA扫描时间,大大节约了检查时间,也适用于病情不稳定的患者。

Saade等采用一项减低对比剂注射率的计算方案结合患者特异性对比度计算方式来探讨其对计算机体层成像肺血管造影术(CTPA)的价值,其发现采用这项减低对比剂注射率技术结合患者特异性对比度计算方式,只需低剂量的对比剂便可得到显著改善的肺血管成像。这项技术配合对比剂注射周期及血管动力学可显著提高血管造影术的质量,并可在CTPA评估肺栓塞中降低对比剂的使用量。Otrakji等评估对比剂增强常规胸部双能量CT扫描(DECT-RC)与单能量CT肺血管成像(SECT-PA)是否可获得良好的血管成像以及辅助诊断信息,其发现DECT-RC能够获得高质量的肺血管成像以及诊断肺内病灶的辅助信息,它将有可能取代SECT-PA。DECT-RC能提供与SECT-PA相似甚至更好的诊断信息,且不用遭受大量辐射。

Raju通过对52名临床证实的患者进行低剂量胸部CT检查,并通过不同水平的的混杂自适应迭代算法重建数据,目的是探索不同水平的自适应迭代算法重建对吸烟相关性肺疾病的定性及定量分析的影响,其发现自适应迭代算法重建的应用改变了吸烟相关性肺疾病的定性及定量分析结果。高水平的自适应迭代算法重建可能会过高估计呼吸性细支气管炎的程度。定量分析证实,随着自适应迭代算法重建水平的增高,会减轻肺气肿程度,增加气道厚度,降低辨别末梢支气管的能力。尽管包括自适应迭代算法(ASIR)在内的迭代重建算法作为减少辐射剂量的方法广泛在临床使用,但是在应用其在对吸烟相关性肺疾病的进行定性及定量分析时需慎重。

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430030 武汉,华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科

吴维(1987-),女,湖北黄梅人,硕士,住院医师,主要从事胸部影像学诊断和研究工作。

夏黎明,E-mail:cjr.xialiming@vip.163.com

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