多层螺旋CT图像后处理技术对肺弥漫性粟粒样病变的诊断价值

陈步东 吕平欣 吕岩 贺伟 李成海 王东坡 李多



·论著·

多层螺旋CT图像后处理技术对肺弥漫性粟粒样病变的诊断价值

陈步东 吕平欣 吕岩 贺伟 李成海 王东坡 李多

目的 研究多层螺旋CT(MSCT)图像后处理对肺弥漫性粟粒样病变的诊断价值。 方法 回顾性分析2015年11月至2017年1月首都医科大学附属北京胸科医院收治的以肺部弥漫性粟粒样病变为主要征象的112例患者的MSCT资料。以5 mm层厚的常规CT扫描重建为1.25 mm的薄层图像，以1.25 mm层厚的薄层CT行冠状面多平面重建(MPR)和最大密度投影(MIP)，比较4种图像对肺弥漫性粟粒样病变和胸膜下透亮带的显示率。 结果 112例患者的4组CT图像中，常规CT、薄层CT、MPR和MIP判定为肺弥漫性粟粒样病变分别为101例(90.2%)、105例(93.8%)、105例(93.8%)和111例(99.1%)，MIP对肺弥漫性粟粒样病变的显示率高于常规CT(χ2=10.00，P=0.002)、薄层CT(χ2=6.00，P=0.031)和MPR(χ2=6.00，P=0.031)。常规CT、薄层CT、MPR和MIP发现胸膜下透亮带分别为65例(58.0%)、62例(55.4%)、81例(72.3%)和84例(75.0%)，MIP对胸膜下透亮带的显示率高于常规CT(χ2=19.00，P<0.01)和薄层CT(χ2=22.00，P<0.01)，MPR对胸膜下透亮带的显示率也高于常规CT(χ2=16.00，P<0.01)和薄层CT(χ2=19.00，P<0.01)。 结论 在肺弥漫性粟粒样病变的MSCT诊断中，MIP图像有助于明确判定病变是否存在，MIP和MPR重建图像有助于显示胸膜下透亮带，对肺弥漫性粟粒样病变的鉴别诊断有重要的指导意义。

肺疾病； 多发性肺结节； 体层摄影术, 螺旋计算机； 图像处理, 计算机辅助； 评价研究

肺部弥漫性粟粒样病变的诊断和鉴别诊断一直是临床工作中的难点。随着CT的广泛运用和CT技术的进步，除了对CT征象的不断发现和认识外，螺旋CT图像后处理技术对胸部疾病诊断的应用也日益广泛，本研究收集多层螺旋CT(multi-slice computed tomography，MSCT)资料完整的、以肺部弥漫性粟粒样病变为主要征象的112例患者，回顾性分析其在常规CT、薄层CT、冠状面多平面重建(multi-planar reconstruction，MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)图像上粟粒样病变的显示、分布特点及是否存在胸膜下透亮带，探讨MSCT图像后处理在肺部弥漫性粟粒样病变中的诊断价值。

资料和方法

一、临床资料

回顾性分析首都医科大学附属北京胸科医院2015年11月至2017年1月收治的112例双肺弥漫性粟粒样病变患者的MSCT资料，患者入组标准为MSCT的常规CT、薄层CT、MPR重建或MIP重建任何一组图像显示有肺弥漫性粟粒样病变者或疑似有肺弥漫性粟粒样病变者。

112例患者中，男97例，女15例，年龄16～87岁，平均年龄(65.31±18.81)岁。包括细支气管炎8例，患者均有急性或慢性支气管炎病史，通过抗炎治疗有效确诊；粟粒性肺转移瘤4例，通过临床和(或)影像学诊断，患者均有原发肿瘤病史；尘肺85例，患者均有明确的职业性粉尘接触史；急性粟粒性肺结核11例，通过抗结核药物治疗后随访，粟粒病灶消失或明显减少临床确诊；结节病4例，通过淋巴结活检确诊。

二、方法

采用GE 64排LightSpeed VCT机，患者在吸气状态下常规从肺尖至横膈水平进行常规CT平扫，层厚5 mm，层距5 mm，管电压120 kV，自动管电流12～330 mAs，噪声系数12，螺距1.375︰1，显示视野33.0 cm×33.0 cm，常规CT使用标准算法重建；薄层CT图像层厚1.25 mm、间隔1.25 mm轴面重建，肺算法重建。MPR和MIP重建使用GE ADW4.6工作站重建，MPR重建层厚0.64 mm，MIP重建层厚5.8 mm。图像显示：肺窗窗宽1500 HU，窗位-500 HU；纵隔窗窗宽350 HU，窗位40 HU。

三、图像分析

由两名高年资放射科医师共同阅片，每幅图像的最后评价由两人取得一致性意见的方法获得。在每一幅CT图像上，粟粒样病变都被记录为有或疑似。粟粒样病变的分布特点分为随机分布、小叶中心分布和淋巴管周围分布3种类型；当结节表现为边界清晰、致密的间质结节，符合经血行播散、随机分布于肺间质内的表现时，记录为随机分布；当结节表现为树芽征或边缘模糊的气腔结节，符合经小气道播散、分布于呼吸性细支气管或肺腺泡内的表现时，记录为小叶中心分布；当结节表现为边界清晰、致密的间质结节，符合主要沿支气管血管束和小叶间隔分布于肺间质内的表现时，记录为淋巴管周围分布。

本组患者每一种疾病只存在一种特定的分布特点，随机分布仅出现在粟粒性转移瘤、粟粒性肺结核患者中，小叶中心分布仅出现在细支气管炎患者中，淋巴管周围分布仅出现在尘肺病、结节病患者中。

四、统计学分析

采用SPSS 17.0软件进行统计学分析，计数资料采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、肺弥漫性粟粒样病变的显示

常规CT、薄层CT、MPR重建图像显示为疑似有肺弥漫性粟粒样病变的患者分别为11、7、7例；两名阅片医师一致确认，这些疑似患者的MIP图像中，111例显示为有肺弥漫性粟粒样病变，另1例临床诊断为细支气管炎的患者，在4组图像上均被判定为疑似有小叶中心分布结节。图1～6为1例粟粒性肺结核患者，常规CT、薄层CT、MPR重建图像均显示疑似有肺弥漫性粟粒样病变，MIP图像判定为有弥漫性粟粒样病变。

图1～6 患者，男，27岁，急性粟粒性肺结核。图1、3为常规CT图像，图2、4为薄层CT图像，图5为MPR重建图像，图6为MIP重建图像。常规CT图像、薄层CT图像及MPR重建图像均判定为可疑有肺弥漫性粟粒样病变。MIP重建图像清晰显示有肺弥漫性粟粒样病变，结节分布特点判定为随机分布结节

112例患者中，常规CT、薄层CT、MPR和MIP判定为肺弥漫性粟粒样病变的患者分别为101、105、105和111例，MIP对肺弥漫性粟粒样病变的显示率高于常规CT(χ2=10.00，P=0.002)、薄层CT(χ2=6.00，P=0.031)和MPR(χ2=6.00，P=0.031)，尚未观察到MPR重建图像对肺弥漫性粟粒样病变的显示与常规CT的差异有统计学意义(χ2=4.00，P=0.125)(表1)。常规CT、MPR重建和MIP图像对不同疾病肺粟粒样病变的显示见表2～4。

二、胸膜下透亮带的显示

4种CT图像对肺弥漫性粟粒样病变胸膜下透亮带的显示有一定差异，典型图片见图7～12。常规CT、薄层CT、MPR和MIP发现胸膜下透亮带分别为65、62、81和84例，MIP对胸膜下透亮带的显示率高于常规CT(χ2=19.00，P<0.01)和薄层CT(χ2=22.00，P<0.01)，MPR对胸膜下透亮带的显示率也高于常规CT(χ2=16.00，P<0.01)和薄层CT(χ2=19.00，P<0.01)，尚未观察到常规CT与薄层CT的差异(χ2=3.00，P=0.250)、MIP和MPR重建图像对胸膜下透亮带的显示率差异有统计学意义(χ2=3.00，P=0.250)(表1)。

表1 不同CT特征的112例肺弥漫性粟粒样病变患者在4种图像中的显示情况

注 表中括号外数值为“例数”，括号内数值为“构成比(%)”

表2 不同疾病肺弥漫性粟粒样病变在常规CT、MPR和MIP图像中的显示情况

注 表中括号外数值为“例数”，括号内数值为“显示率(%)”

表3 不同疾病病变分布特点在常规CT、MPR和MIP图像中的显示情况

注 表中括号外为例数，括号内为“正确显示率(%)”；随机分布仅出现在粟粒性转移瘤、粟粒性肺结核患者中，小叶中心分布仅出现在细支气管炎患者中，淋巴管周围分布仅出现在尘肺病、结节病患者中

表4 不同疾病胸膜下透亮带在常规CT、MPR和MIP图像中的显示率

注 表中括号外数值为“例数”，括号内数值为“显示率(%)”

三、肺弥漫性粟粒样病变分布特点的显示

常规CT、MPR和MIP图像对肺弥漫性粟粒样病变分布特点的显示有一定差异(表3)。其中，常规CT、MPR和MIP对尘肺病淋巴管周围分布判定的差异较大，显示率分别为84.7%、90.6%和98.8%；对总体病变的显示率分别为87.5%、92.0%和98.2%。4例常规CT上分类为随机分布病变的患者，在MIP图像上被分类为淋巴管周围分布结节，8例常规CT上分类为小叶中心分布结节的患者，在MIP图像上被判为淋巴管周围分布病变(图7～12)。

图7～12 患者，男，41岁，职业性尘肺病。图7、9为常规CT图像，图8、10为薄层CT图像，图11为MPR重建图像，图12为MIP重建图像。常规CT图像和薄层CT图像显示结节为随机分布，未显示胸膜下透亮带。MPR重建图像显示有胸膜下透亮带，MIP重建图像清晰显示有胸膜下透亮带。MPR重建图像和MIP重建图像结节分布特点判定为淋巴管周围分布结节

讨 论

胸部具有良好的天然对比，含气肺组织使得X线在胸部检查中具有较低的衰减率。MSCT技术不断进步，一次常规层厚的CT扫描后，可重建薄层CT图像，后者可以用于进行MPR、MIP等图像后处理。出于对患者的保护，胸部MSCT检查辐射剂量越来越低，因此，胸部CT及图像后处理在胸部疾病诊断中的应用日益广泛。

MPR是将扫描范围内所有的轴面图像叠加起来，再对某些标线标定的重组线所指定的组织进行冠状及矢状面、任意角度斜面图像重组。与常规CT和高分辨率CT(HRCT)比较，MPR对肺磨玻璃样阴影、气腔状实变影、小结节或微结节影、细网格状影、蜂窝状影、牵张性细支气管扩张征、肺气肿影及肺大疱影的显示率差异均无统计学意义[1]。本研究也证实，与薄层CT比较，冠状面MPR对肺弥漫性粟粒样病变的显示率差异无统计学意义。但冠状面MPR对胸膜下透亮带的显示优于常规CT。胸膜下透亮带是指在胸膜下5～10 mm的区域内基本无粟粒结节，可见于表现为小叶中心分布结节的细支气管炎[2]和表现为淋巴管周围分布的职业性尘肺病[3]。

MIP由原始图像中密度最大的像素计算，每幅图像中密度最大的像素投影于与密度最大像素的空间位置相同的相应空间中，形成由密度最大的像素形成的三维图像[4-6]。常规螺旋CT及薄层CT对肺微小结节的显示有一定的局限性。在薄层CT上，当结节与血管直径相近时，结节与血管断面区别有困难。常规CT(层厚5 mm)的容积效应使粟粒样结节变得模糊不清，结节密度较低时，对结节的判定存在困难[7-13]。MIP图像能同时显示较长的小叶中心动脉和粟粒结节[14]，本研究进一步证实，MIP图像对肺弥漫性粟粒样病变的显示、结节分布特点及胸膜下透亮带的显示都优于常规CT和MPR。MIP显示有胸膜下透亮带的患者例数最多，共计84例，临床证实主要为职业性尘肺病患者(78例)和细支气管炎患者(5例)。胸膜下透亮带对肺弥漫性粟粒样病变的鉴别诊断具有重要意义。职业性尘肺病患者是粉尘颗粒经气道进入肺泡后，被巨噬细胞吞噬并运转至肺间质内形成尘肺结节，结节于呼吸性细支气管周围产生，距胸膜5～10 mm形成胸膜下透亮带。细支气管炎主要累及终末细支气管和呼吸性细支气管，距胸膜5～10 mm，所以也可形成胸膜下透亮带。急性粟粒性肺结核和粟粒性转移瘤均经肺小动脉及毛细血管播散，在肺间质内形成粟粒结节，典型的血行播散结节主要位于胸膜下及肺周围[15]，无胸膜下透亮带。

MPR、MIP结合常规CT和薄层CT，在提高对肺弥漫性粟粒样病变的显示的基础上，能更好地确定结节的分布特点，并很好地显示有无胸膜下透亮带，有助于肺弥漫性粟粒样病变的诊断和鉴别诊断。

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(本文编辑：郭萌)

Diagnostic value of MSCT image post-processing for diffuse miliary lesions of the lung

CHENBu-dong,LYÜPing-xin,LYÜYan,HEWei,LICheng-hai,WANGDong-po,LIDuo.

DepartmentofMedicalImaging,BeijingChestHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing101149,China

CHENBu-dong,Email:budongchen@ccmu.edu.cn

Objective To study the diagnostic value of image post-processing of MSCT for diffuse miliary lesions of the lung. Methods Retrospective analysis of 112 cases of MSCT admitted in Beijing Chest Hospital showed diffuse pulmonary miliary lesions, during November 2015 to January 2017. The thick thin layer image of 1.25 mm was reconstructed based on the conventional layer image of 5 mm and multi-planar reconstruction (MPR) and maximum intensity projection (MIP) were reconstructed in coronal plane based on the thick thin slice image of 1.25 mm. The display rates of diffuse miliary lesions in lungs and subpleural hyperlucent zone were compared with four kinds of CT imaging. Results One hundred and twelve cases of images with or suspected diffuse miliary lesions of the lung were showed in the 4 groups CT images. Conventional CT, thin slice CT, MPR reconstructed images, MIP reconstruction images showed 101 cases (90.2%), 105 cases (93.8%), 105 cases (93.8%), 111 cases (99.1%) with diffuse miliary lesions of the lung. There was significant difference between the MIP reconstruction images and the conventional CT for showing diffuse miliary lesions (χ2=10.00,P=0.002). There was significant difference between the MIP reconstructed images and the reconstructed images of thin slice CT (χ2=6.00,P=0.031). There was significant difference between the MIP reconstructed images and MPR reconstructed images (χ2=6.00,P=0.031); 4 groups of images showed the subpleural translucent area. MPR and MIP images showed 81 cases (72.3%) and 84 cases (75.0%) with the subpleural translucent area respectively. The conventional CT and thin slice CT showed 65 cases (58.0%) and 62 cases (55.4%) respectively. There was significant difference between MPR or MIP reconstruction images and the conventional CT or thin slice CT (χ2=19.00, 22.00, 16.00, 19.00,P<0.01 for each). Conclusion For the diagnosis of diffuse pulmonary miliary lesions, MIP images is helpful to determine whether lesions exist. MIP and MPR reconstruction images can help to show the subpleural translucent area and have important value in the differential diagnosis of diffuse pulmonary miliary lesions.

Lung diseases; Multiple pulmonary nodules; Tomography, spiral computed; Image processing, computer-assisted; Evaluation studies

10.3969/j.issn.1000-6621.2017.06.004

101149 首都医科大学附属北京胸科医院医学影像科

陈步东，Email：budongchen@ccmu.edu.cn

2017-04-10)