多层螺旋CT动脉扫描及三维重建在孤立性肺小结节诊断中的应用比较*

张振显 杨爱莲 吴爱军 王生海 宋延峰 曾 茗

孤立性肺结节(solitary pulmonary nodules，SPN)是指肺内直径≤3 cm以内的类圆形病灶，周围常被含气肺组织包饶，无肺不张、肺炎、卫星灶和局部淋巴结肿大等表现，包括肺内各种形态呈结节状良性病变以及恶性病变[1-3]。多数SPN的发现是在接受常规X射线和CT检查时，有研究显示，超过50%的SPN会发生恶变，而通过早期肺癌手术切除后的5年生存率在90%以上，而中晚期的肺癌5年生存率低于5%，故对临床初期检查到的肺部结节，准确判断其组织学特性具有十分重要的意义[4-5]。

随着多层螺旋CT(multislice spiral CT，MSCT)在胸部检查中的广泛应用，使SPN的良、恶性诊断的准确性有了进一步提高[6]。本研究探讨MSCT动脉扫描及三维重建在SPN诊断中的应用价值，旨在提高肺部SPN的认识，为临床精准治疗提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2011年5月至2017年9月于延安市人民医院行MSCT增强扫描的120例SPN患者，其中男性64例，女性56例；年龄25～81岁，平均年龄(64.52±15.42)岁；结节大小0.6～3.5 cm，平均(2.2±0.6)cm；恶性肿瘤76例，结核球26例，炎性结节18例，均经医院穿刺及手术病理证实。本研究经医院伦理委员会批准。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准:①病灶符合SPN定义及肺内单发且SPN直径＜3 mm，卫星病灶或局部淋巴结肿大；②配合CT扫描；③心肾功能正常；④CT图像资料清晰。

(2)排除标准:①不符合SPN定义；②纵膈窗条件下不能显示磨玻璃样结节；③图像资料差，不能客观评价影像学征象。

1.3 仪器设备

采用320排640层MSCT(日本佳能公司)；Vitrea网络工作站(日本佳能公司)。

1.4 扫描方法

采用320排640层MSCT进行平扫和增强薄层扫描，胸部扫描范围为胸廓入口至肋膈角水平。全胸平扫后确定病灶增强扫描范围；扫描参数为:层厚0.5 mm，每圈180层，重建间隔0.5 mm，60～100 mA，0.5 s/旋转周期。将70～90 ml非离子对比剂碘克沙醇320 mg I/ml，使用高压注射器经肘静脉以速率为4 ml/s注射后测得患者的肺动脉和主动脉峰值。将扫描获得图像传入Vitrea网络工作站内行多平面重建(multi-planar reconstruction，MPR)，软件版本4.0。MPR在结节灶上方1 m至下方1 cm，进行0.5和1.0 mm重建层厚，以冠状面和矢状面的肺窗和纵隔窗重组；以肺内结节中心为固定点，分别绕X轴、Y轴及Z轴转动平面，寻找各基本征象的最佳显示图像和显示病灶最大截面图像。

1.5 观察与评价指标

(1)MSCT增强扫描与MPR三维图像重建技术操作和分析由2名主治医师以上放射诊断医师单独进行，两者检测结果不一致通过协商确定，统计MSCT增强扫描与MPR三维重建技术对SPN形态特征的显示率。

(2)边缘形态特征主要包括分叶征、边缘毛刺征。内部结构根据不同钙化程度分为支气管气相和空泡征，同时还具有血管集束征、胸膜牵拉征等特征。

(3)SPN良、恶性的评估以分叶征、毛刺征两项作为主要诊断征象，血管集束征、胸膜牵拉征、支气管气相和空泡征为次要诊断征象。具有两项主要诊断征象或一项主要诊断征象并同时具备两项以上(含两项)次要诊断征象，诊断为恶性SPN；不具有以上条件的SPN诊断为良性。根据医学统计学原理，由于三维重建失败不能定性的SPN视为阴性。

(4)MSCT增强关于肿瘤血管的判断标准:①病灶血管分布紊乱、管径粗细不均或出现明确的血管诊断为恶性肿瘤血管；②血管束行走规则，分布均匀或有推移但管壁光滑；③粗细均匀的作为良性。

1.6 图像分析

由1名放射科医生和1名胸科医生共同对图像征象进行分析，并参考手术病理结果。通过对重建图像分析，肺结节与肺内血管关系参考刘干辉等[7]的分型方法分为3型:①Ⅰ型，引向结节的血管明显增粗或近结节表面的血管增粗，且单支或多支血管进入甚至穿过结节；②Ⅱ型，引向结节的血管未见增粗，且单支或多支血管进入甚至穿过结节；③Ⅲ型，结节周边血管略受压推移或未见明显异常。

1.7 统计学方法

采用SPSS 19.0软件进行数据分析。评估MSCT增强扫描与MPR三维重建技术对SPN诊断的灵敏度、特异度、准确率、阳性预测值及阴性预测值。胸部MSCT增强扫描与MPR三维重建技术在SPN征象显示率采用配对x2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 肺良恶性结节血供特点对比分析

在120例SPN患者中，病理及临床诊断良性结节44例，恶性结节76例。MSCT结果显示，76例恶性肿瘤患者在肺主动脉期病灶内均未见明确的肿瘤血管，主动脉期45例病灶内显示肿瘤血管，44例良性SPN患者主动脉期17例病灶内显示肿瘤血管。而MPR三维重建技术结果显示，120例SPN患者均可见肿瘤血管显示，其中恶性病变以Ⅰ型为主要表现，76例中Ⅰ型63例；Ⅱ型8例，Ⅲ型5例，而良性病变中主要以Ⅲ型为主要表现，其中44例中Ⅰ型5例；Ⅱ型9例，Ⅲ型30例。如图1所示。

图1 增强扫描MPR三维图像

表1 MSCT动脉扫描与三维重建技术对SPN征象的显示率比较

2.2 MSCT动脉扫描及三维重建技术对SPN诊断效能的比较分析

MPR三维重建技术肿瘤血管显示率明显高于MSCT动脉扫描，其差异具有统计学意义(x2=13.199，P＜0.05)；三维重建技术在SPN形态特征显示率均高于MSCT动脉扫描，见表1。

2.3 MSCT动脉扫描及MPR三维重建对SPN诊断结果比较

MSCT动脉扫描及应用计算机辅助技术诊断结果对照显示，对SPN诊断准确率、灵敏度、特异度、阳性预测值及阴性预测值分别为62.50%、64.47%、59.09%、73.13%及49.06%，三维重建技术评估良、恶性的准确率、灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为85.0%、85.53%、84.09%、90.28%和77.08%，均高于MSCT动脉扫描。

3 讨论

SPN是多种良、恶性病变的共同表现，早期SPN影像学定性诊断对SPN预后具有十分重要的意义，成为临床放射学研究的重点之一[8]。目前，增强扫描的诊断价值正逐步受到国内外学者的重视，多期动态增强检查越来越普遍，但是由于机器设备、扫描条件和方法的差异，并且良、恶性结节的表现也有很大的重叠，相关的报道不尽一致[9]。MSCT具有多时相扫描、扫描时间短、分辨率高、操作简便、放射剂量小等优点，即使是呼吸功能较差但不存在对比剂过敏症状的患者也能完成检查[10]。

有研究显示，肿瘤是血管生成依赖性疾病，肺癌的血管生成与其生长、进展和预后密切相关，不同病变的SPN在不同的增强时相的强化程度应该有差异，临床可以通过获得这些信息来作为鉴别或判断病灶的依据[11]。本研究通过MSCT对SPN进行增强肺动脉期、主动脉期扫描，结果发现，76例恶性肿瘤患者在肺主动脉期病灶内均未见明确的肿瘤血管，主动脉期45例病灶内显示肿瘤血管，44例良性SPN患者主动脉期17例病灶内显示肿瘤血管。MPR三维重建技术结果显示，120例SPN患者均可见肿瘤血管显示，76例恶性病变以Ⅰ型为主要表现，其中Ⅰ型63例；Ⅱ型8例，Ⅲ型5例，而44例良性病变中主要以Ⅲ型为主要表现，其中Ⅰ型5例、Ⅱ型9例、Ⅲ型30例。MPR三维重建技术肿瘤血管显示率明显高于MSCT动脉扫描，表明大多数肺癌在MSCT肺动脉期强化不明显，这与肺癌由支气管动脉供血的理论一致。尽管MSCT增强扫描不能显示部分病灶与支气管动脉的直接关系，但CT扫描获得图像通过自身软件进行后期处理，并通过三维重建等技术仍能将大部分病灶内的血管情况显示清晰。陈瑜凤等[12]研究发现，近肺门的病灶其支气管供血动脉的显示概率较高，而远肺门侧的病灶不能直接显示病灶与支气管动脉的关系，体现出MSCT增强扫描肿瘤血管的显示不足。

三维重建技术包括多平面(MPR)、容积再现(VR)、表面遮盖显示(SSD)、最大密度投影(MIP)和最小密度投影(MiniMIP)，三维重建技术的应用能够为SPN的判断和鉴别诊断提供重要的依据[13]。本研究选取MPR的角度对孤立性肺结节的三维重建，通过在横断层面上按需要任意确定一个剖面的位置，计算机将一系列横断层面重组，获得该剖面断层层面的二维重组图像，包括冠状层面、矢状层面和任意角度斜位层面的二维图像。虽然三维成像结果不是很完整，却十分符合临床医生观察习惯，且重建算法简单，重建图像快捷易于实现[14]。

本研究结果显示，三维重建技术在SPN形态特征显示率均高于MSCT动脉扫描，表明MSCT的扫描优于横断面薄层扫描主要表现之一是征象显示率高。孙琼芳等[15]研究中发现，利用320排640层MSCT对SPN行MPR，分叶征、棘突征、毛刺征和支气管血管集束征在MPR的显示率明显高于横断面薄层扫描，差异具有显著的统计学意义。同时，MPR还较好地显示组织或器官内复杂的解剖关系，利于病变的定位，如在对于某些SPN结节中的血管集束征的显示中，MPR可以平行血管走向重建图像，清晰显示血管束进人病灶内部或在病灶边缘绕行，降低了横断面扫描的假阳性率[16-17]。本研究中还发现，三维重建技术在SPN形态特征显示率均高于MSCT动脉扫描，且MPR三维重建技术评估其良性的准确率、灵敏度、特异度、阳性预测值及阴性预测值均明显高于MSCT动脉扫描，表明MPR三维重建技术能够提高对SPN良、恶性的诊断准确率，有利于提高临床SPN诊断价值。

MPR三维重建技术相对于MSCT动脉扫描具有明显优势，能够通过多层面、多方位显示肺结节的征象，促进医生更加清楚了解结节与支气管、血管以及胸膜等的关系，有利于恶性结节早期临床诊断。