陳步東 呂平欣 呂巖 賀偉 李成海 王東坡 李多

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·論著·

多層螺旋CT圖像后處理技術(shù)對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變的診斷價(jià)值

陳步東 呂平欣 呂巖 賀偉 李成海 王東坡 李多

目的 研究多層螺旋CT(MSCT)圖像后處理對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變的診斷價(jià)值。 方法 回顧性分析2015年11月至2017年1月首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院收治的以肺部彌漫性粟粒樣病變?yōu)橹饕飨蟮?12例患者的MSCT資料。以5 mm層厚的常規(guī)CT掃描重建為1.25 mm的薄層圖像，以1.25 mm層厚的薄層CT行冠狀面多平面重建(MPR)和最大密度投影(MIP)，比較4種圖像對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變和胸膜下透亮帶的顯示率。 結(jié)果 112例患者的4組CT圖像中，常規(guī)CT、薄層CT、MPR和MIP判定為肺彌漫性粟粒樣病變分別為101例(90.2%)、105例(93.8%)、105例(93.8%)和111例(99.1%)，MIP對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變的顯示率高于常規(guī)CT(χ2=10.00，P=0.002)、薄層CT(χ2=6.00，P=0.031)和MPR(χ2=6.00，P=0.031)。常規(guī)CT、薄層CT、MPR和MIP發(fā)現(xiàn)胸膜下透亮帶分別為65例(58.0%)、62例(55.4%)、81例(72.3%)和84例(75.0%)，MIP對(duì)胸膜下透亮帶的顯示率高于常規(guī)CT(χ2=19.00，P<0.01)和薄層CT(χ2=22.00，P<0.01)，MPR對(duì)胸膜下透亮帶的顯示率也高于常規(guī)CT(χ2=16.00，P<0.01)和薄層CT(χ2=19.00，P<0.01)。 結(jié)論 在肺彌漫性粟粒樣病變的MSCT診斷中，MIP圖像有助于明確判定病變是否存在，MIP和MPR重建圖像有助于顯示胸膜下透亮帶，對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變的鑒別診斷有重要的指導(dǎo)意義。

肺疾病； 多發(fā)性肺結(jié)節(jié)； 體層攝影術(shù), 螺旋計(jì)算機(jī)； 圖像處理, 計(jì)算機(jī)輔助； 評(píng)價(jià)研究

肺部彌漫性粟粒樣病變的診斷和鑒別診斷一直是臨床工作中的難點(diǎn)。隨著CT的廣泛運(yùn)用和CT技術(shù)的進(jìn)步，除了對(duì)CT征象的不斷發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)外，螺旋CT圖像后處理技術(shù)對(duì)胸部疾病診斷的應(yīng)用也日益廣泛，本研究收集多層螺旋CT(multi-slice computed tomography，MSCT)資料完整的、以肺部彌漫性粟粒樣病變?yōu)橹饕飨蟮?12例患者，回顧性分析其在常規(guī)CT、薄層CT、冠狀面多平面重建(multi-planar reconstruction，MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)圖像上粟粒樣病變的顯示、分布特點(diǎn)及是否存在胸膜下透亮帶，探討MSCT圖像后處理在肺部彌漫性粟粒樣病變中的診斷價(jià)值。

資料和方法

一、臨床資料

回顧性分析首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院2015年11月至2017年1月收治的112例雙肺彌漫性粟粒樣病變患者的MSCT資料，患者入組標(biāo)準(zhǔn)為MSCT的常規(guī)CT、薄層CT、MPR重建或MIP重建任何一組圖像顯示有肺彌漫性粟粒樣病變者或疑似有肺彌漫性粟粒樣病變者。

112例患者中，男97例，女15例，年齡16～87歲，平均年齡(65.31±18.81)歲。包括細(xì)支氣管炎8例，患者均有急性或慢性支氣管炎病史，通過抗炎治療有效確診；粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤4例，通過臨床和(或)影像學(xué)診斷，患者均有原發(fā)腫瘤病史；塵肺85例，患者均有明確的職業(yè)性粉塵接觸史；急性粟粒性肺結(jié)核11例，通過抗結(jié)核藥物治療后隨訪，粟粒病灶消失或明顯減少臨床確診；結(jié)節(jié)病4例，通過淋巴結(jié)活檢確診。

二、方法

采用GE 64排LightSpeed VCT機(jī)，患者在吸氣狀態(tài)下常規(guī)從肺尖至橫膈水平進(jìn)行常規(guī)CT平掃，層厚5 mm，層距5 mm，管電壓120 kV，自動(dòng)管電流12～330 mAs，噪聲系數(shù)12，螺距1.375︰1，顯示視野33.0 cm×33.0 cm，常規(guī)CT使用標(biāo)準(zhǔn)算法重建；薄層CT圖像層厚1.25 mm、間隔1.25 mm軸面重建，肺算法重建。MPR和MIP重建使用GE ADW4.6工作站重建，MPR重建層厚0.64 mm，MIP重建層厚5.8 mm。圖像顯示：肺窗窗寬1500 HU，窗位-500 HU；縱隔窗窗寬350 HU，窗位40 HU。

三、圖像分析

由兩名高年資放射科醫(yī)師共同閱片，每幅圖像的最后評(píng)價(jià)由兩人取得一致性意見的方法獲得。在每一幅CT圖像上，粟粒樣病變都被記錄為有或疑似。粟粒樣病變的分布特點(diǎn)分為隨機(jī)分布、小葉中心分布和淋巴管周圍分布3種類型；當(dāng)結(jié)節(jié)表現(xiàn)為邊界清晰、致密的間質(zhì)結(jié)節(jié)，符合經(jīng)血行播散、隨機(jī)分布于肺間質(zhì)內(nèi)的表現(xiàn)時(shí)，記錄為隨機(jī)分布；當(dāng)結(jié)節(jié)表現(xiàn)為樹芽征或邊緣模糊的氣腔結(jié)節(jié)，符合經(jīng)小氣道播散、分布于呼吸性細(xì)支氣管或肺腺泡內(nèi)的表現(xiàn)時(shí)，記錄為小葉中心分布；當(dāng)結(jié)節(jié)表現(xiàn)為邊界清晰、致密的間質(zhì)結(jié)節(jié)，符合主要沿支氣管血管束和小葉間隔分布于肺間質(zhì)內(nèi)的表現(xiàn)時(shí)，記錄為淋巴管周圍分布。

本組患者每一種疾病只存在一種特定的分布特點(diǎn)，隨機(jī)分布僅出現(xiàn)在粟粒性轉(zhuǎn)移瘤、粟粒性肺結(jié)核患者中，小葉中心分布僅出現(xiàn)在細(xì)支氣管炎患者中，淋巴管周圍分布僅出現(xiàn)在塵肺病、結(jié)節(jié)病患者中。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、肺彌漫性粟粒樣病變的顯示

常規(guī)CT、薄層CT、MPR重建圖像顯示為疑似有肺彌漫性粟粒樣病變的患者分別為11、7、7例；兩名閱片醫(yī)師一致確認(rèn)，這些疑似患者的MIP圖像中，111例顯示為有肺彌漫性粟粒樣病變，另1例臨床診斷為細(xì)支氣管炎的患者，在4組圖像上均被判定為疑似有小葉中心分布結(jié)節(jié)。圖1～6為1例粟粒性肺結(jié)核患者，常規(guī)CT、薄層CT、MPR重建圖像均顯示疑似有肺彌漫性粟粒樣病變，MIP圖像判定為有彌漫性粟粒樣病變。

圖1～6 患者，男，27歲，急性粟粒性肺結(jié)核。圖1、3為常規(guī)CT圖像，圖2、4為薄層CT圖像，圖5為MPR重建圖像，圖6為MIP重建圖像。常規(guī)CT圖像、薄層CT圖像及MPR重建圖像均判定為可疑有肺彌漫性粟粒樣病變。MIP重建圖像清晰顯示有肺彌漫性粟粒樣病變，結(jié)節(jié)分布特點(diǎn)判定為隨機(jī)分布結(jié)節(jié)

112例患者中，常規(guī)CT、薄層CT、MPR和MIP判定為肺彌漫性粟粒樣病變的患者分別為101、105、105和111例，MIP對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變的顯示率高于常規(guī)CT(χ2=10.00，P=0.002)、薄層CT(χ2=6.00，P=0.031)和MPR(χ2=6.00，P=0.031)，尚未觀察到MPR重建圖像對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變的顯示與常規(guī)CT的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=4.00，P=0.125)(表1)。常規(guī)CT、MPR重建和MIP圖像對(duì)不同疾病肺粟粒樣病變的顯示見表2～4。

二、胸膜下透亮帶的顯示

4種CT圖像對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變胸膜下透亮帶的顯示有一定差異，典型圖片見圖7～12。常規(guī)CT、薄層CT、MPR和MIP發(fā)現(xiàn)胸膜下透亮帶分別為65、62、81和84例，MIP對(duì)胸膜下透亮帶的顯示率高于常規(guī)CT(χ2=19.00，P<0.01)和薄層CT(χ2=22.00，P<0.01)，MPR對(duì)胸膜下透亮帶的顯示率也高于常規(guī)CT(χ2=16.00，P<0.01)和薄層CT(χ2=19.00，P<0.01)，尚未觀察到常規(guī)CT與薄層CT的差異(χ2=3.00，P=0.250)、MIP和MPR重建圖像對(duì)胸膜下透亮帶的顯示率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=3.00，P=0.250)(表1)。

表1 不同CT特征的112例肺彌漫性粟粒樣病變患者在4種圖像中的顯示情況

注 表中括號(hào)外數(shù)值為“例數(shù)”，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為“構(gòu)成比(%)”

表2 不同疾病肺彌漫性粟粒樣病變?cè)诔Ｒ?guī)CT、MPR和MIP圖像中的顯示情況

注 表中括號(hào)外數(shù)值為“例數(shù)”，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為“顯示率(%)”

表3 不同疾病病變分布特點(diǎn)在常規(guī)CT、MPR和MIP圖像中的顯示情況

注 表中括號(hào)外為例數(shù)，括號(hào)內(nèi)為“正確顯示率(%)”；隨機(jī)分布僅出現(xiàn)在粟粒性轉(zhuǎn)移瘤、粟粒性肺結(jié)核患者中，小葉中心分布僅出現(xiàn)在細(xì)支氣管炎患者中，淋巴管周圍分布僅出現(xiàn)在塵肺病、結(jié)節(jié)病患者中

表4 不同疾病胸膜下透亮帶在常規(guī)CT、MPR和MIP圖像中的顯示率

注 表中括號(hào)外數(shù)值為“例數(shù)”，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為“顯示率(%)”

三、肺彌漫性粟粒樣病變分布特點(diǎn)的顯示

常規(guī)CT、MPR和MIP圖像對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變分布特點(diǎn)的顯示有一定差異(表3)。其中，常規(guī)CT、MPR和MIP對(duì)塵肺病淋巴管周圍分布判定的差異較大，顯示率分別為84.7%、90.6%和98.8%；對(duì)總體病變的顯示率分別為87.5%、92.0%和98.2%。4例常規(guī)CT上分類為隨機(jī)分布病變的患者，在MIP圖像上被分類為淋巴管周圍分布結(jié)節(jié)，8例常規(guī)CT上分類為小葉中心分布結(jié)節(jié)的患者，在MIP圖像上被判為淋巴管周圍分布病變(圖7～12)。

圖7～12 患者，男，41歲，職業(yè)性塵肺病。圖7、9為常規(guī)CT圖像，圖8、10為薄層CT圖像，圖11為MPR重建圖像，圖12為MIP重建圖像。常規(guī)CT圖像和薄層CT圖像顯示結(jié)節(jié)為隨機(jī)分布，未顯示胸膜下透亮帶。MPR重建圖像顯示有胸膜下透亮帶，MIP重建圖像清晰顯示有胸膜下透亮帶。MPR重建圖像和MIP重建圖像結(jié)節(jié)分布特點(diǎn)判定為淋巴管周圍分布結(jié)節(jié)

討 論

胸部具有良好的天然對(duì)比，含氣肺組織使得X線在胸部檢查中具有較低的衰減率。MSCT技術(shù)不斷進(jìn)步，一次常規(guī)層厚的CT掃描后，可重建薄層CT圖像，后者可以用于進(jìn)行MPR、MIP等圖像后處理。出于對(duì)患者的保護(hù)，胸部MSCT檢查輻射劑量越來越低，因此，胸部CT及圖像后處理在胸部疾病診斷中的應(yīng)用日益廣泛。

MPR是將掃描范圍內(nèi)所有的軸面圖像疊加起來，再對(duì)某些標(biāo)線標(biāo)定的重組線所指定的組織進(jìn)行冠狀及矢狀面、任意角度斜面圖像重組。與常規(guī)CT和高分辨率CT(HRCT)比較，MPR對(duì)肺磨玻璃樣陰影、氣腔狀實(shí)變影、小結(jié)節(jié)或微結(jié)節(jié)影、細(xì)網(wǎng)格狀影、蜂窩狀影、牽張性細(xì)支氣管擴(kuò)張征、肺氣腫影及肺大皰影的顯示率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[1]。本研究也證實(shí)，與薄層CT比較，冠狀面MPR對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變的顯示率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但冠狀面MPR對(duì)胸膜下透亮帶的顯示優(yōu)于常規(guī)CT。胸膜下透亮帶是指在胸膜下5～10 mm的區(qū)域內(nèi)基本無粟粒結(jié)節(jié)，可見于表現(xiàn)為小葉中心分布結(jié)節(jié)的細(xì)支氣管炎[2]和表現(xiàn)為淋巴管周圍分布的職業(yè)性塵肺病[3]。

MIP由原始圖像中密度最大的像素計(jì)算，每幅圖像中密度最大的像素投影于與密度最大像素的空間位置相同的相應(yīng)空間中，形成由密度最大的像素形成的三維圖像[4-6]。常規(guī)螺旋CT及薄層CT對(duì)肺微小結(jié)節(jié)的顯示有一定的局限性。在薄層CT上，當(dāng)結(jié)節(jié)與血管直徑相近時(shí)，結(jié)節(jié)與血管斷面區(qū)別有困難。常規(guī)CT(層厚5 mm)的容積效應(yīng)使粟粒樣結(jié)節(jié)變得模糊不清，結(jié)節(jié)密度較低時(shí)，對(duì)結(jié)節(jié)的判定存在困難[7-13]。MIP圖像能同時(shí)顯示較長的小葉中心動(dòng)脈和粟粒結(jié)節(jié)[14]，本研究進(jìn)一步證實(shí)，MIP圖像對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變的顯示、結(jié)節(jié)分布特點(diǎn)及胸膜下透亮帶的顯示都優(yōu)于常規(guī)CT和MPR。MIP顯示有胸膜下透亮帶的患者例數(shù)最多，共計(jì)84例，臨床證實(shí)主要為職業(yè)性塵肺病患者(78例)和細(xì)支氣管炎患者(5例)。胸膜下透亮帶對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變的鑒別診斷具有重要意義。職業(yè)性塵肺病患者是粉塵顆粒經(jīng)氣道進(jìn)入肺泡后，被巨噬細(xì)胞吞噬并運(yùn)轉(zhuǎn)至肺間質(zhì)內(nèi)形成塵肺結(jié)節(jié)，結(jié)節(jié)于呼吸性細(xì)支氣管周圍產(chǎn)生，距胸膜5～10 mm形成胸膜下透亮帶。細(xì)支氣管炎主要累及終末細(xì)支氣管和呼吸性細(xì)支氣管，距胸膜5～10 mm，所以也可形成胸膜下透亮帶。急性粟粒性肺結(jié)核和粟粒性轉(zhuǎn)移瘤均經(jīng)肺小動(dòng)脈及毛細(xì)血管播散，在肺間質(zhì)內(nèi)形成粟粒結(jié)節(jié)，典型的血行播散結(jié)節(jié)主要位于胸膜下及肺周圍[15]，無胸膜下透亮帶。

MPR、MIP結(jié)合常規(guī)CT和薄層CT，在提高對(duì)肺彌漫性粟粒樣病變的顯示的基礎(chǔ)上，能更好地確定結(jié)節(jié)的分布特點(diǎn)，并很好地顯示有無胸膜下透亮帶，有助于肺彌漫性粟粒樣病變的診斷和鑒別診斷。

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(本文編輯：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 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科

陳步東，Email：budongchen@ccmu.edu.cn

2017-04-10)