多層螺旋CT圖像后處理技術對肺彌漫性粟粒樣病變的診斷價值

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圖像后處理技術對肺彌漫性粟粒樣病變的診斷價值

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)圖像后處理對肺彌漫性粟粒樣病變的診斷價值。 方法 回顧性分析2015年11月至2017年1月首都醫科大學附屬北京胸科醫院收治的以肺部彌漫性粟粒樣病變為主要征象的112例患者的MSCT資料。以5 mm層厚的常規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種圖像對肺彌漫性粟粒樣病變和胸膜下透亮帶的顯示率。 結果 112例患者的4組CT圖像中，常規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對肺彌漫性粟粒樣病變的顯示率高于常規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CT、薄層CT、MPR和MIP發現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對胸膜下透亮帶的顯示率高于常規CT(χ2=19.00，P<0.01)和薄層CT(χ2=22.00，P<0.01)，MPR對胸膜下透亮帶的顯示率也高于常規CT(χ2=16.00，P<0.01)和薄層CT(χ2=19.00，P<0.01)。 結論 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，對肺彌漫性粟粒樣病變的鑒別診斷有重要的指導意義。

肺疾病； 多發性肺結節； 體層攝影術, 螺旋計算機； 圖像處理, 計算機輔助； 評價研究

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。隨著CT的廣泛運用和CT技術的進步，除了對CT征象的不斷發現和認識外，螺旋CT圖像后處理技術對胸部疾病診斷的應用也日益廣泛，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為主要征象的112例患者，回顧性分析其在常規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值。

資料和方法

一、臨床資料

回顧性分析首都醫科大學附屬北京胸科醫院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，患者入組標準為MSCT的常規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；粟粒性肺轉移瘤4例，通過臨床和(或)影像學診斷，患者均有原發腫瘤病史；塵肺85例，患者均有明確的職業性粉塵接觸史；急性粟粒性肺結核11例，通過抗結核藥物治療后隨訪，粟粒病灶消失或明顯減少臨床確診；結節病4例，通過淋巴結活檢確診。

二、方法

采用GE 64排LightSpeed VCT機，患者在吸氣狀態下常規從肺尖至橫膈水平進行常規CT平掃，層厚5 mm，層距5 mm，管電壓120 kV，自動管電流12～330 mAs，噪聲系數12，螺距1.375︰1，顯示視野33.0 cm×33.0 cm，常規CT使用標準算法重建；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師共同閱片，每幅圖像的最后評價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分為隨機分布、小葉中心分布和淋巴管周圍分布3種類型；當結節表現為邊界清晰、致密的間質結節，符合經血行播散、隨機分布于肺間質內的表現時，記錄為隨機分布；當結節表現為樹芽征或邊緣模糊的氣腔結節，符合經小氣道播散、分布于呼吸性細支氣管或肺腺泡內的表現時，記錄為小葉中心分布；當結節表現為邊界清晰、致密的間質結節，符合主要沿支氣管血管束和小葉間隔分布于肺間質內的表現時，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，隨機分布僅出現在粟粒性轉移瘤、粟粒性肺結核患者中，小葉中心分布僅出現在細支氣管炎患者中，淋巴管周圍分布僅出現在塵肺病、結節病患者中。

四、統計學分析

采用SPSS 17.0軟件進行統計學分析，計數資料采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、肺彌漫性粟粒樣病變的顯示

常規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；兩名閱片醫師一致確認，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節。圖1～6為1例粟粒性肺結核患者，常規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，急性粟粒性肺結核。圖1、3為常規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，結節分布特點判定為隨機分布結節

112例患者中，常規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對肺彌漫性粟粒樣病變的顯示率高于常規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重建圖像對肺彌漫性粟粒樣病變的顯示與常規CT的差異有統計學意義(χ2=4.00，P=0.125)(表1)。常規CT、MPR重建和MIP圖像對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CT、薄層CT、MPR和MIP發現胸膜下透亮帶分別為65、62、81和84例，MIP對胸膜下透亮帶的顯示率高于常規CT(χ2=19.00，P<0.01)和薄層CT(χ2=22.00，P<0.01)，MPR對胸膜下透亮帶的顯示率也高于常規CT(χ2=16.00，P<0.01)和薄層CT(χ2=19.00，P<0.01)，尚未觀察到常規CT與薄層CT的差異(χ2=3.00，P=0.250)、MIP和MPR重建圖像對胸膜下透亮帶的顯示率差異有統計學意義(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 表中括號外數值為“例數”，括號內數值為“構成比(%)”

表2 不同疾病肺彌漫性粟粒樣病變在常規CT、MPR和MIP圖像中的顯示情況

注 表中括號外數值為“例數”，括號內數值為“顯示率(%)”

表3 不同疾病病變分布特點在常規CT、MPR和MIP圖像中的顯示情況

注 表中括號外為例數，括號內為“正確顯示率(%)”；隨機分布僅出現在粟粒性轉移瘤、粟粒性肺結核患者中，小葉中心分布僅出現在細支氣管炎患者中，淋巴管周圍分布僅出現在塵肺病、結節病患者中

表4 不同疾病胸膜下透亮帶在常規CT、MPR和MIP圖像中的顯示率

注 表中括號外數值為“例數”，括號內數值為“顯示率(%)”

三、肺彌漫性粟粒樣病變分布特點的顯示

常規CT、MPR和MIP圖像對肺彌漫性粟粒樣病變分布特點的顯示有一定差異(表3)。其中，常規CT、MPR和MIP對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%；對總體病變的顯示率分別為87.5%、92.0%和98.2%。4例常規CT上分類為隨機分布病變的患者，在MIP圖像上被分類為淋巴管周圍分布結節，8例常規CT上分類為小葉中心分布結節的患者，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，職業性塵肺病。圖7、9為常規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CT圖像和薄層CT圖像顯示結節為隨機分布，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重建圖像結節分布特點判定為淋巴管周圍分布結節

討 論

胸部具有良好的天然對比，含氣肺組織使得X線在胸部檢查中具有較低的衰減率。MSCT技術不斷進步，一次常規層厚的CT掃描后，可重建薄層CT圖像，后者可以用于進行MPR、MIP等圖像后處理。出于對患者的保護，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用日益廣泛。

MPR是將掃描范圍內所有的軸面圖像疊加起來，再對某些標線標定的重組線所指定的組織進行冠狀及矢狀面、任意角度斜面圖像重組。與常規CT和高分辨率CT(HRCT)比較，MPR對肺磨玻璃樣陰影、氣腔狀實變影、小結節或微結節影、細網格狀影、蜂窩狀影、牽張性細支氣管擴張征、肺氣腫影及肺大皰影的顯示率差異均無統計學意義[1]。本研究也證實，與薄層CT比較，冠狀面MPR對肺彌漫性粟粒樣病變的顯示率差異無統計學意義。但冠狀面MPR對胸膜下透亮帶的顯示優于常規CT。胸膜下透亮帶是指在胸膜下5～10 mm的區域內基本無粟粒結節，可見于表現為小葉中心分布結節的細支氣管炎[2]和表現為淋巴管周圍分布的職業性塵肺病[3]。

MIP由原始圖像中密度最大的像素計算，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空間中，形成由密度最大的像素形成的三維圖像[4-6]。常規螺旋CT及薄層CT對肺微小結節的顯示有一定的局限性。在薄層CT上，當結節與血管直徑相近時，結節與血管斷面區別有困難。常規CT(層厚5 mm)的容積效應使粟粒樣結節變得模糊不清，結節密度較低時，對結節的判定存在困難[7-13]。MIP圖像能同時顯示較長的小葉中心動脈和粟粒結節[14]，本研究進一步證實，MIP圖像對肺彌漫性粟粒樣病變的顯示、結節分布特點及胸膜下透亮帶的顯示都優于常規CT和MPR。MIP顯示有胸膜下透亮帶的患者例數最多，共計84例，臨床證實主要為職業性塵肺病患者(78例)和細支氣管炎患者(5例)。胸膜下透亮帶對肺彌漫性粟粒樣病變的鑒別診斷具有重要意義。職業性塵肺病患者是粉塵顆粒經氣道進入肺泡后，被巨噬細胞吞噬并運轉至肺間質內形成塵肺結節，結節于呼吸性細支氣管周圍產生，距胸膜5～10 mm形成胸膜下透亮帶。細支氣管炎主要累及終末細支氣管和呼吸性細支氣管，距胸膜5～10 mm，所以也可形成胸膜下透亮帶。急性粟粒性肺結核和粟粒性轉移瘤均經肺小動脈及毛細血管播散，在肺間質內形成粟粒結節，典型的血行播散結節主要位于胸膜下及肺周圍[15]，無胸膜下透亮帶。

MPR、MIP結合常規CT和薄層CT，在提高對肺彌漫性粟粒樣病變的顯示的基礎上，能更好地確定結節的分布特點，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 首都醫科大學附屬北京胸科醫院醫學影像科

陳步東，Email：budongchen@ccmu.edu.cn

2017-04-10)