双源螺旋CT三维重建技术在泌尿系疾病诊断中的应用进展

2020-12-17张立

影像研究与医学应用 2020年20期

张立

（亳州市人民医院安徽亳州 236800）

1 引言

排泄是人体泌尿系统的主要功能。如果人体泌尿系统受到影响，则可能是由多种因素引起。该系统的疾病类型很多，临床症状也没有明显差异，使得这类疾病的检查非常困难。目前，存在一种新型的检查技术，称为双源螺旋CT三维重建技术，该技术对于检查泌尿系统疾病具有一定的优势。为此，作者将进行以下研究。

2 双源螺旋CT三维重建技术的应用原理

泌尿系统位于腹膜后，与周围组织缺乏清晰的对比。过去，成像扫描主要基B超检查，但是检查要求很高，整个泌尿系统无法完全呈现，病变很小且容易漏诊，并且容易受到腹部疾病的影响，导致阳性率和诊断率较低。双源断层扫描同时使用两个X射线源和两个检测器，是世界上最先进的计算机断层扫描仪。减少了扫描剂量，提高扫描速度和功率，并具有3D处理功能。通过整个尿路的双源CT扫描，提高了时间准确性，采集数据的3D重建可以明显提高阳性和诊断率。3D后处理的主要方法包括容积VR，特别是透明化体积渲染（HVR），多平面重建MPR，弯曲平面重建（CPR）和最大密度投影[1-3]。

VR是一种新的3D螺旋CT视图，它是一种图像显示，可以按纬度按大小数据显示所有像素的总和。它使用几乎所有体素的CT值来重建SSD，该SSD可以同时显示表面和深层结构以及旋转，从而使图像更清晰易懂，并为观察者提供更多信息。MIP是每个光束面对的最大像素投影。它的优势在于其灰度值实际上可以反映目标器官实际组织的CT扫描值。它广泛用于管道外各个部分的脱气和胃肠道3D成像，特别适用于区分管道结构中的钙化和腔体对比度因子。在CTU中，它可用于显示整个泌尿道的状况[4-6]。

心肺复苏术是在MPR中定位冠状面和矢状面，确定其沿输尿管行进方向的位置和连接，并重组沿弯曲轨迹分布的体素，以获得从肾盂到输尿管和膀胱图像的连续性。MPR和CPR技术可以清晰地显示整个泌尿系统的整体图像，并且可以任意旋转，观察输尿管从不同角度行走，对阻塞部位具有很高的灵敏度和准确性[7-8]。当前通常用于诊断尿路结石的图像后处理方法是MIP和MPR。

MinIP是最小的投影。与MIP相反，它是由具有最小强度的像素投影形成的。它可用于在CTU平扫过程中显示扩张性肾积水和输尿管。患者一次呼吸即可完成整个泌尿系统的双源CT泌尿系统扫描，大约需要6秒钟，从而减少了运动伪影所引起的遗漏，并且结石和其他小病变的检出率明显高于该方法。传统的采集的图像主要由MIP，MPA，CPR和VR进行后处理，可以直接显示位置，范围，周围组织浸润及周围组织关系，输尿管可以从任何角度（例如冠状，矢状，倾斜等）观察周围的组织水肿，这在病变的定位和定性诊断中起着重要的作用。特别是对肾功能下降或功能异常以及输尿管衰竭引起的严重阻塞的患者具有更大的诊断价值[9-10]。

动脉期的开始时间为20～25s。静脉期的开始时间为70～75s。肾动脉和皮质髓质充分发育，输尿管壁和膀胱壁也分别发育，对比度很好。延迟时间没有统一的标准，一般时间为25～30min，但是一些严重脑积水的患者没有充盈或充盈不完全，需要患者起床并憋尿直到膀胱充满。

重建沿弯曲路径分布，以获得从肾盂到输尿管和膀胱的连续图像。当前通常用于诊断尿路结石的图像处理方法是MIP和MPR。MPR和CPR技术可以清楚地显示整个泌尿系统的整体图像，可以监视输尿管不同角度，任意旋转并且对阻塞部位具有很高的灵敏度和准确性[11-13]。

在简单的CTU扫描过程中，MinIP可用于显示肾脏和输尿管腹水。MinIP与MIP不同，它是通过以最低密度像素形成的。患者一次呼吸即可完成整个泌尿系统的双源泌尿CT检查，大约需要6秒钟，结石和其他小病变的检出率高，减少了由伪影引起的遗漏。传统采集的图像主要由VR处理，可以直接显示周围组织的位置，范围，浸润以及周围组织的关系。输尿管可以从任何角度（例如冠状，矢状，倾斜等）组织水肿监测周围区域，这在病变的部位和定性诊断中起着重要的作用[14-15]。

扫描技术参数和重建参数决定了高质量三维CT图像的采集。其中层的选择，重构间隔，间距影响其质量。从理论上讲，层厚度越薄，生成的3D图像越清晰，但是层厚度越薄在一定程度上限制了扫描时间，并且管的磨损也越大。对于狭窄的目标结构或横向行进的结构，应尝试选择适当的层厚度。对于较大的目标区域，例如总尿路和沿人体纵轴排列的结构，例如输尿管。为了增加扫描的覆盖范围或减少管负载，应增加扫描层的厚度，但不能显着增加重建间隔宽度，间距主要影响图像的噪声比[7-9]。图像噪声小则间距小，为了设置管电压和管电流，在图像重建过程中，应选择尽可能最小的条件以提高空间精度。重建间隔必须小于层厚度以使数据重叠。

3 双源螺旋CT三维重建技术的优势

如今，CTU已取代IVU成为了解尿路状况的标准。MIP可用于消除腹部器官和骨骼肌的影响，通过整个尿路的双源CT扫描，能获得连续而完整的尿路图像，可以通过旋转感兴趣的区域并缩放来进行扫描，且图片比IVU清晰。它可以显示输尿管行进方法，以确定上尿路肿瘤的大小，长度，位置和阻塞，淋巴结中是否存在恶性肿瘤以及周围区域是否被穿透。它显示了显示下输尿管的图像和膀胱的入口，即精确的结构，形状以及与总泌尿道及其部分周围组织的关系。这能在手术前的初步触发和预测性评估，为3D图像的直观诊断提供了直观的诊断的方法，很大程度上满足了不同的临床需求[16-18]。因此，可以从不同的角度观察泌尿解剖学，3D形态，空间关系等。非手术检查方法的特点是诊断灵敏度高和准确性高。简而言之，CTU与其他诊断方法相比，它使用3D重建技术来克服无法监测病变的内部结构和周围结构的缺陷，是一种新型的非侵入性成像扫描方法，高分辨率图像的特征使其对泌尿系统的小病变更加敏感。因此，CTU在诊断上尿路肿瘤方面有很好的应用。

4 双源螺旋CT三维重建技术的的适用症

4.1 肾结石

双源螺旋CT扫描具有扫描层均匀，图像分辨率高，扫描速度快，一次扫描即可获得多相图像的优点。在检查之前，可以进行腹部压迫和肠道准备，并且可以仔细探查患者的病变。不仅可以准确地将结石与肿瘤区分开，而且可以根据CT判断结石的性质，容易被患者接受。双源螺旋CT三维重建技术可以清晰直观地探查患者的肾脏结构，肾结石的位置，数量和大小。同时，它可以清楚地探查患者肾脏血管的详细分布。可以为肾结石患者提供手术制定有效的计划，结石提取准确，有效减少结石残留。

4.2 输尿管疾病

在输尿管疾病的诊断中，双源螺旋CT三维重建技术具有独特的优势。根据收集到的数据，可以对其进行处理以用于后续成像，以获得高质量的三维图像和平面重建。图像可以在任何方向上旋转，而曲面通过弯曲的尿路重建后，可以在平面上直观地显示出来，并且可以清晰直观地显示整个尿路。

4.3 肾脏肿瘤

患者呼吸运动引起的伪影不会影响到双源螺旋CT检查。为患者注射造影剂可以准确地检测出小的增强区域。增强扫描之后的平面接近增强之前的平面，并且可以准确地获取和比较更多的平面成像。接近真实的病变效果，使不同级别病变的密度值相近，从而可以有效地检测出肾脏肿瘤[19]。

4.4 膀胱疾病

膀胱癌发生率是泌尿系统疾病的首位，是泌尿系统常见的临床恶性肿瘤。对于膀胱疾病，双源螺旋CT三维重建技术的应用价值主要体现在膀胱肿瘤的诊断中[20]。双源螺旋CT扫描的运用及其三维图像的增强扫描不仅可以清晰直观地显示肿瘤的大小，数量和位置，而且还可以对肿瘤占据的周围膀胱组织，范围，肌肉层和骨盆器官等清晰显示，大大提高了诊断的准确性[12]。