多层螺旋CT及其图像后处理技术对气管肿瘤的诊断价值

白晓亮 刘广升　韦路峰

【摘 要】目的：探讨多层螺旋CT图像后处理技术（MPR、CTVB、VRT）对气管肿瘤的临床应用价值。方法：对经病理证实的21例气管肿瘤患者进行多层螺旋CT检查，利用容积扫描数据进行重建，并将横断面图像与MPR图像、CTVB与纤维支气管镜进行对照。结果：在显示肿瘤的形态、浸润范围及气管狭窄方面，MPR图像优于横断面图像，CTVB与纤维支气管镜所见相符，但对肿瘤表面的溃疡及出血CTVB不能显示。结论：横断面图像是诊断的基础，横断面图像结合MPR、CTVB及VRT图像可增加诊断的信息量，提高诊断的准确性。

【关键词】气管肿瘤;图像后处理;体层摄影术，X线计算机

【中图分类号】R587.1【文献标识码】B【文章编号】1005-0019（2018）03-00-01

多层螺旋CT拥有多排探测器和多个数据采集系统，提高了扫描速度，能够更好地削除伪影，提高图像的空间分辨率[1]，明显改善图像质量，利用图像后处理技术还可进行二维和三维重建，多角度多方位显示病变。本研究旨在探讨多层螺旋CT图像后处理技术对气管肿瘤的诊断价值。

一、材料与方法

1.1 一般资料搜集经螺旋CT检查并经手术和/或活检病理证实的气管肿瘤21例，年龄35—79岁，平均年龄65.3岁。其中男性13例，女性8例。所有患者在进行CT检查前均未接受过放射治疗或化学治疗。病史15天—2年。主要症状为咳嗽，早期表现为刺激性干咳（9例），痰中带血（11例），呼吸困难、喘鸣（6例），发热4例，胸痛2例。21例气管肿瘤的病理组织学包括鳞状细胞癌11例，腺样囊性癌5例，黏液表皮样癌3例，腺癌1例，腺瘤1例。

1.2 设备及扫描方法 采用SIEMENS Sensation 16螺旋CT机，扫描条件为120 kV，140 mA，层厚3mm，pitch 1.0，采用探测器组合16×0.75mm，扫描范围自下颌水平至肾上极。增强扫描对比剂采用优维显300mgI/ml 100ml，注射速率为3.0ml/s。对ROI进行层厚0.8mm横断面薄层重建。

1.3 图像后处理 对ROI进行二维和三维成像，MPR是以病变为中心进行矢状位和冠状位重建，层厚0.8mm，间隔0.6mm;cMPR是沿气管长轴的曲面重建，对ROI气管拉直后显示在二维平面上。三维CTVB成像是利用flythrough软件对气管内表面进行三维成像，成像过程中可随意调节“移动眼”的位置和视角大小，从不同方位来显示肿瘤的形态和气管的狭窄程度。VRT成像，使用容积扫描技术对气管的外表面或外形重建，可以360o旋转，从不同角度观察气管的形态及肿瘤所致的气管管腔的狭窄程度，但原始图像的层厚异常重要，减小层厚可明显减少图像的阶梯伪影，图像细腻，三维立体结构良好。

二、结果

21例气管肿瘤中，腔内结节型9例，病变表现为类圆形或不规则形软组织密度，结节向气管腔内隆起，病变基底部邻近管壁光滑、无浸润者2例，基底部邻近管壁受浸润者7例;管壁肿块型7例，病变表现为向气管腔内外同时生长的不规则肿块，管腔狭窄，病变向腔外生长者可见周围脂肪层模糊或消失，与邻近器官分界不清（图1）;管壁浸润型5例，病变沿管壁长轴呈扁平状生长，管壁增厚，表面毛糙，管腔略狭窄。

2.1 MPR图像与横断面图像对照：本组21例肿瘤，MPR图像均可显示病变的部位、形态、大小及浸润范围，cMPR图像可完整显示气管狭窄程度和范围。9例腔内结节型病变在横断面及MPR图像均表现为自管壁向管腔内隆起的结节，病变密度均匀，气管偏心性狭窄，管腔外侧缘与邻近结构间隙清晰，其中宽基底者6例（图2），窄基底者3例（图3）。在显示肿瘤浸润的上下范围时MPR图像较横断面图像更直观（图4）。7例管壁肿块型病变表现为不规则形肿块向管腔内外生长，病变呈分叶状，管腔不同程度狭窄，2例肿块以向腔外生长为主，管壁与邻近结构的脂肪间隙消失，邻近结构受压或浸润，（图1）。5例沿管壁浸润性生长的病变在横断面图像和MPR图像上仅表现为管壁的偏侧性增厚，病变与正常管壁分界不清，在冠状位和矢状位MPR图像上显示病变的上下界限优于横断面图像。横断面图像和MPR图像均可显示病变，与纤维支气管镜和术中所见进行对照，对肿瘤形态的显示，横断面图像有17例相符（占80.9%），MPR图像20例相符（占95.2%）。对病变上下界限的显示，横断面图像及MPR图像与纤维支气管镜及术中所见情况的符合率分别为71.4%和90.5%，对气管狭窄程度和范围的显示，二者的符合率分别为85.7%和100%。

2.2 CTVB与纤维支气管镜及术中所见对照：本组21例患者，在显示病变的大小形态方面，有16例CTVB所见与纤维支气管镜所见相符合，占76.2%;在显示病变的浸润范围时，有15例相符，占71.4%;在显示气管狭窄程度时CTVB与纤维支气管镜相符者16例，符合率为76.2%。本组病例中有3例病变表面有溃疡、糜烂或斑点状出血，CTVB未能显示。21例中有2例病变向腔外生长为主，向腔内隆起不明显，CTVB未能确切显示病变;3例管壁黏膜下浸润型病变，轻微隆起，管腔无明显狭窄，CTVB也未能显示。1例腔内结节型病变基底部浸润，纤维支气管镜见肿瘤边缘颜色略变淡，手术证实切缘有浸润，CTVB未能显示腫瘤边缘的浸润性改变。

2.3 VRT成像：VRT可对气管进行三维立体成像，可360o旋转，从切线位间接显示病变。本组21例病变中，有16例可显示肿瘤造成的气道狭窄变形、气管侧壁的不规则压迹或管壁毛糙、凹凸不平。1例显示气管略狭窄，但不能明确病变范围，管腔侧壁光滑。4例VRT未能显示病变。

三、讨论

气管肿瘤是指发生于环状软骨下缘至气管隆突间的肿瘤，原发性气管癌仅占胸部肿瘤的1%左右，病理分型主要为鳞癌、腺样囊性癌，前者约占气管肿瘤的50%左右，其次为黏液表皮样癌。气管腺瘤较少见，约10%发生恶变[2，3]。气管肿瘤的临床表现随病变的分期、大小和部位而异，各种肿瘤引起的临床症状无特异性，早期仅有刺激性干咳或痰中带血（丝），只有当肿瘤堵塞管腔大于75%以上或管腔直径小于1.0cm时才会出现呼吸道梗阻的症状，故早期不易发觉或未能引起重视而延误治疗，至就诊时多已较晚[4]。发生于隆突的恶性肿瘤常侵犯左和/或右主支气管而引起阻塞性肺炎或肺不张。

3.1 MPR的应用价值

MPR成像是以病变为中心进行矢状位、冠状位和曲面的二维重建，得到的是一组二维影像，它能清晰显示肿瘤向管腔内隆起的形态、病變的范围、气管的狭窄程度以及腔外受累的程度和范围[5]。对气管长轴方向上肿瘤浸润范围的显示，MPR图像较横断面图像更直观、准确，但由于气管生理弯曲的存在，只依靠MPR图像有时也会出现假阳性（图5），故MRP图像必须与横断面图像相结合。若一侧肺不张或肺叶、肺段切除后，纵隔向一侧移位，气管在左右方向上也会发生移位和曲度的改变，此时沿气管长轴的cMPR更有优势，它不受气管曲度的影响，可将弯曲移位的气管伸直显示。由于冠状位MPR图像可以直接测量肿瘤与气管隆突间的距离或直接显示肿瘤与气管隆嵴的相对位置关系，可以帮助临床医生制定治疗方案或选择手术方式。但对转移淋巴结的显示，横断面图像与MPR图像无明显差异。

3.2 CTVB的应用价值

CTVB与仿真喉镜、仿真结肠镜显示病变的原理相同，它是利用计算机软件的功能，对螺旋CT采集的数据进行后处理，重建出空腔脏器内表面的立体影像并进行彩色编码，使内腔显示逼真，类似纤维支气管镜所见[6，7]，层厚、重建间隔、螺距及阈值的选择对CTVB图像质量均有影响[8，9]。CTVB可以从头、足两侧入路（图6A，B），从不同角度、不同方位，采用不同视野来显示肿瘤的形态、浸润范围及管腔狭窄的程度（图7A，B）。纤维支气管镜只能从头侧入路来显示病变，对肿瘤远侧的浸润范围难以估计，而CTVB则可以将“移动眼”置于病变远侧来逆向显示病变远侧管腔狭窄的程度和远侧浸润的范围，弥补纤维支气管镜单一入路的不足，导航方位图可以帮助理解观察角度。其次，CTVB检查安全、无痛苦，易被老年人、儿童和咽反射敏感者所接受，且一次检查所获得的数据可以用于多种图像重建和多次成像而不增加病人痛苦。CTVB的缺点是它仅对腔内隆起的结节或肿块成像，对扁平型病变不敏感，对向腔外生长为主的病变难以显示，对病变内部的坏死、囊变、出血及病变的强化特点均不能做出判断，故不能对病变进行准确定性。CTVB不能活检以取得病理结果，但据文献报道[10]，随着计算机技术的发展，CT 3D技术有望把形态和功能成像结合起来，使“虚拟活检”成为可能，即利用仿真内镜对病变部位组织进行定位和综合定量分析，核心在于多模式数据的采集与融合，在三维成像及仿真内镜成像条件下获得病灶的血流灌注数据、病理生理等。

3.3 VRT的应用价值

VRT是将每个层面容积资料中所有的体积元加以利用，图像信息损失少，能够维持原始数据的空间关系，它可以调节组织间的对比度，得到真实的三维立体图像[11，12]。VRT图像可以360O旋转，在病变的切线位上间接显示肿瘤的部位、大小、形态及肿瘤所造成的气管狭窄和变形（图8）。在VRT图像上，腔内结节型病变表现为气道有不规则压迹，管腔局部凹陷和狭窄。对病变的大小和形态判断准确，显示病变与气管隆嵴间的距离直观、立体。对管壁型肿块，VRT图像仅能显示肿瘤向腔内隆起部分所造成的气管狭窄，它对管壁浸润型病变和黏膜下早期癌不敏感，故肿瘤沿气管长轴浸润生长时，VRT图像所显示病变的范围小于MPR图像所示的范围及术中所见肿瘤真实的浸润范围。VRT图像不能显示肿瘤的密度及强化特征，不能显示邻近结构的受累及纵隔淋巴结的转移，也不能活检而得到病理学结果。

综上所述，在气管肿瘤的诊断中，横断面图像结合MPR图像可以准确判断肿瘤的部位、大小、形态、强化特点及纵隔、颈部淋巴结转移的情况，MPR图像是对横断面图像的重要补充。CTVB图像和VRT图像则可以分别从腔内、外对肿瘤进行直接和间接成像，显示气管三维立体结构良好，它们是对纤维支气管镜的重要补充。因此，合理使用多层螺旋CT图像后处理技术可提供更多的诊断信息，与横断面图像相结合对病变进行准确定位和定性诊断[13]，对肿瘤的浸润范围和淋巴结转移精确评估，提高诊断准确率，为临床治疗提供参考。

参考文献

徐亮，田家凯，李传福，等. 多层螺旋CT重建技术对咽喉部疾病的诊断价值[J]，中华肿瘤防治杂志，2007，14（1）：60—63。

朱晓华主编。 胸部少见征象分析[M]。北京：人民卫生出版社，2007，142-145。

蔡祖龙，高元桂主编。胸部CT MRI诊断学[M]。北京：人民军医出版社，2005，156—160。

朱巧洪，曾庆思，吴玉宝。原发性气管肿瘤的多层螺旋CT诊断[J]。中国医学影像学杂志，2006，14（2）：97—100。

Boiselle PM， Reynolds KF， Ernst A. Multiplanar and three-dimensional imaging of the central airways with multidetector CT. AJR，2002，179：301。

屈艺华，余永忠，陈春林，等。螺旋CT仿真内镜成像在喉部的临床应用[J]。中华现代影像杂志，2006，（3）：131-132

黄忠雄，余永忠，周海军。喉部螺旋CT仿真内镜成像的临床应用[J]。中医药导报，2005，11（4）：71—73

Rubin GD，Beanlien CF，Argiro V，et al. Perspective volume rendering of CT and MRI：Applications for Endoscopic Imaging[J].Radiology，1996，199（2）：321-330。

胡卫东，王静波，王丹丹，等。CT仿真内窥镜在喉部的临床应用[J]。医学影像学杂志，2003，13（3）：152-153。

周莉，汪丽娅，龚洪翰，等。16层螺旋CT三维重建及仿真内镜在喉部的应用探讨[J]。江西医学院报，2003，43：7—9。

周康荣 主编。螺旋CT[M]。 上海：上海医科大学出版社，1998：26。

Lawler PL， Fishman EK. Multi-detector row CT of thoracic disease with emphasis on 3D volume rendering and CT angiography. Radiographics， 2001，21： 1257—1273。

Boiselle PM， Reynolds KF， Ernst A. Multi-planar and three-dimensional imaging of the central airways with multi-detector CT. AJR，2002，179：301—308。