肺壓縮容積影像學測量方法

魏仁國(綜述)，譚利華(審校)

(湖南省湘西自治州人民醫院影像中心，湖南吉首416000)

氣胸包括自發性氣胸與外傷性氣胸兩類。氣胸治療方式的選擇除與氣胸的類型、原因有關外，還與氣胸量或肺組織被壓縮的程度有直接關系。氣胸量是臨床決定是否進行閉式引流或者開放手術的重要依據之一［1，2］，也是法醫臨床司法鑒定中重傷確定的重要依據［3］。目前臨床上測量氣胸后肺組織的壓縮程度或者氣胸容積有多種方法，現綜述氣胸后肺組織壓縮程度或氣胸量(容積)的測量方法，并對各種方法的優缺點進行描述。

1 目測法

目測法有兩種，都是根據站立位后前位胸片上氣胸所占胸廓徑線在全胸廓徑線的比率來推測氣胸的大約程度。

一種方法是氣胸寬度測量法。這一方法將胸腔與肺都看成一近似立方體。因此，胸腔容積約等于胸腔寬度的立方。氣胸占胸腔容量=(單側胸腔直徑3－肺直徑3)/單側胸腔直徑3。根據這一原理推算出單側胸腔外側邊緣至氣胸內緣肺邊緣的距離為1 cm時，氣胸約占單側胸腔容量的25%;距離為2 cm時，氣胸約占單側胸腔容量的50%。一般將單側氣胸量＞50%的氣胸診斷為大量氣胸［3］。另一種方法是根據氣胸帶占該側肺野的比例來估計肺壓縮率，即氣胸帶占肺野外1/4帶，肺被壓縮約35%;氣胸占肺野外1/3帶時，肺被壓縮約50%，氣胸占肺野外1/2帶時，肺被壓縮約75%［4］。

這兩種目測法簡便易行，能滿足臨床診治的基本需要，在日常工作中仍很常用。但是，該種方法粗糙，結果誤差大，未考慮胸腔與肺系不規則容積這一事實;不同的觀察者對結果的判斷亦有差異。王成林［5］將目測法的結果與CT實測值相比發現，目測法結果誤差高達46．2%。

2 面積法與體積法

2．1 面積法 面積法由 Kircher等［6］于1954年提出。具體方法是在胸片上將肺野及胸腔輪廓轉化成規則的矩形，即在肺萎縮后的肺尖部、肺底、肺外緣中點及在胸骨中線處分別劃出該側胸腔、萎縮肺組織邊緣相應的水平線和垂直線，四條線相交形成矩形，測量矩形的長度a和高度b，兩者相乘分別得出患側胸廓面積與患側萎縮肺的面積。肺被壓縮的比率=(患側胸廓面積－患側肺的面積)/患側胸廓面積×100%(圖1)［7］。這種方法操作并不簡單，結果也不夠準確。Collins等［8］的研究結果，也證實了面積法的不準確性。王文元等［9］認為，這種方法僅涉及二維信息，沒能考慮到肺組織、胸廓的三維立體形態及包裹性氣胸或液氣胸對結果的影響，準確性不高。吳小芹等［10］將面積法與CT測量結果比較，發現兩者誤差達10%～15%。目前面積法已被其他方法取代。

2．2 體積法 體積法應用割補法［7］，從肺尖、膈頂作水平線，肺門及肺野(胸壁)外緣作垂直線，將略似圓錐形的胸腔轉化成橢圓形或圓柱形，一側胸腔(或肺組織)看成圓柱體的一半，測得該側胸腔(R)和壓縮后肺組織的水平距離(r)作為圓錐體的半徑，垂直距離H(h)作為圓柱體的高，根據圓柱體體積的計算公式，分別算出同側胸腔的體積(πR2H/2)，萎縮肺組織的體積(πr2h/2)，則肺萎縮程度=(πR2H/2－πr2h/2)/πR2H/2 =(R2H － r2h)/R2H × 100%(圖2)［7］。吳小芹等［10］分析這種方法測得的結果與CT實測值比較大致接近，誤差約5%。但是這種方法操作及計算均較復雜，測量畫線點無法統一，不同的操作人員實測結果也不一致，對于不規則形態或者包裹性氣胸不適用，同樣，這種方法也沒有考慮到患者胸廓因素的影響，故其精確性仍未得到公認。

圖1 面積法

圖2 體積法

3 平均胸膜間距離法(Rhea法)

根據Barnhard等［11］描述的原理，將肺及胸腔看成一個五面的橢圓形圓錐體，分別測量肺尖部、壓縮肺上半部分及壓縮肺下半部分臟、壁層胸膜間的距離，求出三處距離的平均值，然后在制定好的平均距離值與肺壓縮比例值對照表中直接讀出百分比數值即可。1982年Rhea等［12］運用此法測量氣胸，認為是一種簡單易行的方法，其準確性也較高。2006年Kelly等［13］研究發現，該方法對于測算少量氣胸時，其誤差是可以接受的，但對于測量較大量的氣胸，其結果會明顯低估氣胸的容積。

4 三線法

1995年，Collins等［8］利用螺旋CT測量的氣胸容積作為參照標準，在同一患者的胸片上設定的3個固定點臟壁層胸膜間距離之和與CT實測體積值行相關回歸方程分析，得出一計算公式，即肺萎縮程度Y=4．2+［4．7 ×(A+B+C)］。其中 A 表示氣胸后肺尖部臟壁層胸膜間的垂直距離，B表示萎縮肺上半部分中點處臟壁層胸膜間的距離;C表示萎縮肺下半部分中點處臟壁層胸膜間的距離(圖3)［8］，4．2表示回歸方程截距，4．7表示回歸方程常數。2006年Kelly等［13］對其準確性作了進一步的驗證和肯定，認為Collins法是一種很好的在胸片上測量氣胸后肺萎縮程度的方法，尤其是當較大量的氣胸時更為準確有效。

圖3 三線的測量

使用三線法時要注意以下幾點:①后前位直立胸片;②球管與膠片之間的距離為1．8288 m(盡量減少圖像的變異);③深吸氣后攝片。Druda等［14］研究認為，在吸氣相和呼氣相胸片上測量自發性氣胸的比例時其結果是有差別的，呼氣相比吸氣相平均要大9%。Seow等［15］認為，雖然直立位呼氣相和吸氣相胸片發現氣胸的敏感性相同，但是患者首次檢查有無氣胸應以吸氣相胸片為首選。

王蕾等［7］也根據這一原理求出了國人胸片上三線法氣胸肺萎縮程度的計算公式，即 Y=2．20+［3．65×(A+B+C)］。與 Collins法不同的是國人胸片球管與膠片距離是1．5 m，參照的氣胸體積實測值不是來源于CT，而是用胸片上的體積法代替CT實測值。目前尚無人對王蕾的方法進行驗證或提出質疑。

三線法都是在胸部平片上進行測算，并且只要測量三個固定點之間的距離之和，操作起來簡便快捷，其準確性也較面積法精確，與體積法更接近，并且具有臨床可操作性。但是三線法測算時不同的醫師對三個固定點的選擇及線段的長短測量均會產生誤差，對于不規則形態或者液氣胸、包裹性氣胸等不適用，并且同樣沒有考慮胸廓畸形等因素對結果的影響，所以仍存在不足之處。

5 CT測量法

以上所述的五種方法都是希望在胸部平片上發現一種簡單實用的方法。隨著螺旋CT的普及，電腦軟件的不斷開發和應用，以CT圖片為基礎的測量氣胸的準確性已經得到了公認。早在1993年，Engdahl等［16］就利用人工肺氣胸模型研究和證實了CT掃描后電腦測量容積的準確性，在模型研究組顯示人工氣胸計算的容積與CT掃描后計算的容積一致性高(r=0．99);在患者研究組中用兩種X線計算方法得出的結果與CT掃描后計算結果相比一致性差(r=0．71)，提出要謹慎使用X線平片來計算氣胸后肺組織被壓縮的程度。

2008 年，Cai等［17］利用多層螺旋 CT(multidetector row computed tomography，MDCT)機上的軟件系統，開發和證實了一種自動化計算機測量容積系統。在Cai的研究中，使用兩種研究對象，一是用三只實驗豬制造人工氣胸后進行測量研究;二是用68例外傷后氣胸患者作為研究對象。MDCT計算機容積自動測量系統測量氣胸的容積分五個步驟:顯示雙側胸膜腔區域→探查氣胸區→分區和標記氣胸帶→刪除假陽性區域→測量并報告氣胸容積，并用3D法顯示。用豬作實驗時，把豬處死后雙側胸膜腔均植入一根16F導管，并將導管固定在體表的軟組織上，然后從導管人工注入氣體制造人工氣胸，每次注射量為25 mL，等量不斷遞增，直到總量達600 mL為止。每次注射后都進行MDCT掃描，掃描后的圖像進行兩種方法的測量，一種是由放射科醫師利用計算機工作站的容積測量法手工測算出每次的氣胸總量，另一種方法是用計算機容積自動測量系統測量氣胸的容積。將每次體外注入氣體量的容積和放射科醫師測量的容積結果分別作為體外的參照標準和體內的參照標準，并分別與計算機容積自動測量系統測量氣胸容積的結果相比較，其相關系數分別是0．997和0．999;在外傷患者試驗組，首先進行MDCT掃描，然后分別由放射科醫師測算出每例的氣胸總量和用計算機容積自動測量系統測量氣胸的容積，將兩者的結果進行對比分析，其相關系數為0．999。2011年，Cai［18］將同一方法應用于兒童氣胸容積測量，手動法與自動法比較，相關系數亦達0．99。這充分說明其設計的氣胸容積自動測量程序具有很高的準確性。另外，CT計算機工作站上手動測量每例患者的氣胸容積所需時間為30～60 min，而計算機自動測量程序測量每例所需時間僅需2～5 min，大大提高了效率，完全適用于急癥患者。這種方法的主要局限性是必須用MDCT機進行掃描和相應的計算機軟件。在一些沒有條件的醫院無法推廣應用。

總之，目前對氣胸的測量方法很多，螺旋CT測量氣胸的容積的準確性已得到肯定，但是在后前位胸片上測量氣胸后肺組織的壓縮程度仍然沒有一種簡便、實用、準確有效的方法。隨著臨床醫師對氣胸治療方法的選擇更加精確，法醫臨床“人體損傷程度鑒定標準若干條文的理解與適用”［3］的推廣應用，氣胸容積的測量可能會更加受到關注。

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