3D成像联合仿真内镜技术在肺尘埃沉着病患者进行支气管镜术前的应用价值*

黄贤平,崔开旺,龚享文,刘 辉△

1.赣州市第五人民医院影像科,江西赣州 341000;2.赣州市第五人民医院呼吸与危重症医学科/赣州市呼吸病防治研究所,江西赣州 341000

肺尘埃沉着病是长期在采矿等活动中吸入矿物粉尘引起的以慢性肺部炎症和进行性肺纤维化为主要病理特征的疾病[1],是我国最常见且危害最严重的职业病。肺尘埃沉着病患者群体庞大,已成为我国严重的公共卫生问题[2]。虽然纤维支气管镜技术和术前麻醉技术不断完善,但是由于肺尘埃沉着病患者肺部长期受到粉尘刺激,导致气道狭窄甚至扭曲变形,肺尘埃沉着病患者接受支气管镜术时可能发生喉痉挛、支气管痉挛、缺氧、黏膜出血等并发症[3]。因此,对肺尘埃沉着病患者进行支气管镜术前,应当充分了解患者气道情况,准确定位病灶。随着多层螺旋CT的逐步普及,螺旋CT三维重建联合仿真内窥镜技术显示出了其广阔的应用前景[4-5]。但是目前鲜有将3D成像联合仿真内镜技术应用于肺尘埃沉着病诊断及治疗的文献报道。因此,本研究在两组肺尘埃沉着病患者进行支气管镜术前分别应用3D成像联合仿真内镜技术和常规影像学检查技术,通过比较两组支气管镜术的定位和定性准确率、接受支气管镜术时并发症的发生情况,评价3D成像联合仿真内镜技术的应用价值,现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2020年1月至2022年12月于赣州市第五人民医院住院治疗且需要进行支气管镜术的Ⅱ期肺尘埃沉着病患者60例为研究对象。(1)纳入标准:①以《职业性尘肺病的诊断标准:GBZ 70-2015》[6]为诊断标准诊断为Ⅱ期肺尘埃沉着病;②年龄18～70岁。(2)排除标准:①合并严重的并发症,如肺源性心脏病、自身免疫性疾病或慢性消耗性疾病等;②依从性较差或患有精神疾病等;③不愿意配合完成本研究。研究对象均为男性,按照随机数字表法分为对照组和研究组,各30例。对照组年龄44～68岁,平均(53.47±6.37)岁;接触粉尘时间为1.16～14.50年,平均(7.81±3.73)年;肺功能正常2例,轻度障碍21例,中度障碍7例。研究组年龄44～68岁,平均(54.62±6.58)岁;接触粉尘时间为1.33～15.58年,平均(8.57±4.21)年,肺功能正常3例,轻度障碍19例,中度障碍8例。两组患者年龄、接触粉尘时间、肺功能障碍情况比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。所有研究对象知情本研究,并签署知情同意书,本研究经赣州市第五人民医院医学伦理委员会批准(科审2019023)。

1.2方法 对照组患者进行常规CT检查,采用飞利浦Incisive 64排螺旋CT,全部进行胸部螺旋CT扫描与图像重组,扫描范围为环状软骨平面至最低侧肋膈角下缘。扫描参数:120 kV,电流量100～120 mAs,螺距1.0,准直64×0.625,旋转时间0.5 s,矩阵512×512,扫描层厚5 mm,重建层厚1 mm,重建间隔1 mm,无重叠。单纯气管病变扫描范围为环状软骨平面至气管分叉下3 cm,支气管病变根据常规轴位图像决定扫描范围。研究组接受3D成像联合仿真内镜技术检查,采用64排螺旋CT(型号:Incisive CT 64;生产厂家:荷兰飞利浦公司)进行。患者取仰卧位,吸气后屏气扫描,扫描范围为环状软骨平面至肋膈角。扫描参数:120 kV,电流量220 mAs,螺距1.0,准直64×0.625,旋转时间0.5 s,矩阵 768×768,扫描层厚1 mm,重建层厚1 mm,重建间隔1 mm,无重叠,标准算法重建。将以上轴位重建后的图像传输至星云工作站,做多平面重组:以气管为中心作矢状和冠状位多层面成像,重组层厚和层距均为0.4 mm。应用Navigator smooth功能,视屏角为30°～ 60°,观察阈值为-600～-200 Hu,在轴位和多平面重组图像上,用计算机鼠标控制光标在气管腔调整观察位置和方向,对气管、支气管进行CT仿真支气管内镜成像;也可用Flythrough功能在气管、支气管腔内自动漫游,并用电影形式以每秒15 ～ 25 帧的速度连续依次回放,得到类似于纤维支气管镜效果的图像。随后两组均进行支气管镜术检查。

1.3观察指标 由2位资深的影像科诊断医生和1位呼吸危重症科医生共同分析影像学表现并作出诊断,包括病变部位、形态、密度、沿管壁累及范围、向管壁外侵犯情况,管腔狭窄程度,并与纤维支气管镜所见及病理结果进行对照。(1)气道情况[7]:从不同角度观察肺尘埃沉着病患者的气道情况,显示气道位置、管腔大小、管壁厚薄,以及与周围结构的关系。判定气道位置扭曲的标准是气道轴线偏离中线超过2 mm,气道弯曲角度大于45°。管腔大小正常的标准是气管内径为10～12 mm;狭窄的标准是管腔直径缩小超过50%。管壁厚薄正常的标准是气管壁良好可见,平均厚度为0.5～1.0 mm;增厚的标准是气管壁局部或全面增厚超过1 mm。判定气道与周围结构的关系。不清晰的标准是二者之间存在模糊或不连续的界限;清晰的标准是二者之间结构分界明确。(2)支气管镜术的定位准确率[7]:根据肺尘埃沉着病患者的影像学检查结果确定手术部位,将支气管镜插入手术部位,观察支气管的黏膜颜色、形态及纹理、有无分泌物,如有病变,观察病变的大小、形态、位置、边缘及表面特征等,根据支气管镜镜下图像并结合临床病史,判断影像学检查结果是否准确。(3)并发症:统计肺尘埃沉着病患者进行支气管镜检查时并发症(包括黏膜出血、缺氧、气胸)的发生情况。

2 结 果

2.1两组气道情况比较 研究组气道与周围结构关系清晰患者比例明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组气道位置正常、管腔大小正常、管壁厚薄正常患者比例比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组气道情况比较[n(%)]

2.2两组支气管镜检查定位准确率比较 研究组支气管镜检查定位准确率高于对照组,差异有统计学意义(χ2=4.812,P=0.028)。见表2。

表2 两组支气管镜检查定位情况比较[n(%)]

2.3两组并发症发生情况比较 研究组并发症总发生率低于对照组,差异有统计学意义(χ2=5.455,P=0.020)。见表3。

表3 两组并发症发生情况比较[n(%)]

2.4典型影像学表现 患者1,男,57岁,进行常规CT检查,结果显示患者横断位双肺弥漫大小不等结节影,分布不均,部分融合呈团状(图1A、B);二维冠状位显示双肺支气管扭曲变形(图1C)。患者2,男,62岁,进行3D成像联合仿真内镜检查,结果显示患者气管腔不规则狭窄,并向右侧偏移,双肺各叶段支气管均有不同程度扭曲、狭窄(图1D)。

注:A为普通二维扫描横断位,两肺上叶肺门团状融合灶;B为普通二维扫描横断位,两肺下叶肺门团状融合灶;C为二维冠状位;D为三维重建(Minp),气管、各叶段支气管均有不同程度扭曲变窄;A、B、C为患者1影像学检查结果;D为患者2影像学检查结果。

3 讨 论

肺尘埃沉着病潜伏期长,早期临床症状和体征不明确,往往会被患者忽略;同时,部分工人因担心被诊断为肺尘埃沉着病后无法继续从事工作,即使出现症状也不进行检查,导致很多肺尘埃沉着病患者无法被及时发现[8]。纤维支气管镜在肺尘埃沉着病的诊断和治疗过程中得到了广泛应用,发挥着巨大的作用。例如,经支气管肺活检技术应用于肺尘埃沉着病的诊断[9],经支气管镜对肺尘埃沉着病患者进行大容量肺灌洗[10-11]。肺尘埃沉着病患者在粉尘的长期刺激下发生广泛性肺纤维化,肺组织结构发生改变,可导致细支气管扭曲狭窄,引起排痰不良和异物清除功能障碍[12]。常规的影像学检查往往不能很好地显示肺尘埃沉着病患者的气道情况,因此患者在进行支气管镜术中可能发生喉痉挛、喉头水肿、缺氧窒息、气胸等并发症。

3D成像具有扫描时间短、扫描层薄、运动伪影少的技术优势[13-14],且依据不同间隔采用容积扫描的方法能够避免层面遗漏,能清楚呈现出空腔脏器的空间结构关系和三维立体形态,因此其被广泛应用于各种疾病的诊断和治疗中[15-16]。仿真内窥镜成像技术通过图像化处理螺旋CT连续扫描获得的容积数据,以及空腔器官内表面的重建立体图像,类似纤维内窥镜所见[17-18]。从技术的角度来看,如果可以获得足够的信息,仿真内窥镜成像技术能够观察人体内任何空腔结构。3D成像联合仿真内镜技术已在肺部多种疾病中应用,均取得良好的效果。胡龙非等[4]的研究表明,3D成像及仿真内窥镜技术能准确显示气管、支气管病变的位置、大小、形态及阻塞程度。多排螺旋CT也被广泛应用于肺尘埃沉着病患者的临床诊断中,且研究表明其具有较高的灵敏度、诊断符合率,还能正确地诊断出患者的分期和并发症,为制订治疗方案提供参考依据[19-20]。

本研究结果证实,采用3D成像联合仿真内镜技术的研究组中气道与周围结构关系清晰患者比例高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);两组气道位置正常、管腔大小正常、管壁厚薄正常患者比例比较,差异无统计学意义(P>0.05)。由于3D成像联合仿真内镜技术可以重建立体图像,能够直观、全方位、无死角地观察气道与周围情况,而普通CT检查结果是二维画面,显示的气道与周围结构关系不够直观,故在显示肺尘埃沉着病患者气道与周围结构关系方面,3D成像联合仿真内镜技术比常规CT检查更清晰。支气管镜术的定位准确是评价手术质量的重要指标。本研究结果显示,研究组术前进行3D成像联合仿真内镜检查,其进行支气管检查时的定位准确率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。段爱梅等[21]的研究表明,三维立体成像较传统二维CT成像在脊柱侧弯术前评估的诊断准确率明显升高。此外,支气管镜术的定位准确与否是影响患者预后情况的重要因素,定位准确可以减少患者的创伤、缩短手术时间,进而减少并发症的发生。本研究结果也显示,研究组的并发症总发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。因此,3D成像联合仿真内镜技术有助于提高手术质量,减少并发症发生风险,改善患者的预后。

综上所述,相比于常规影像学检查,三维重建联合仿真内镜技术在肺尘埃沉着病患者进行支气管镜术前具有较高的应用价值。而且,未来图像处理技术仍处于高速发展状态,可以预期该技术的应用范围会越来越广。