多層螺旋CT動脈掃描及三維重建在孤立性肺小結節診斷中的應用比較*

張振顯 楊愛蓮 吳愛軍 王生海 宋延峰 曾 茗

孤立性肺結節(solitary pulmonary nodules，SPN)是指肺內直徑≤3 cm以內的類圓形病灶，周圍常被含氣肺組織包饒，無肺不張、肺炎、衛星灶和局部淋巴結腫大等表現，包括肺內各種形態呈結節狀良性病變以及惡性病變[1-3]。多數SPN的發現是在接受常規X射線和CT檢查時，有研究顯示，超過50%的SPN會發生惡變，而通過早期肺癌手術切除后的5年生存率在90%以上，而中晚期的肺癌5年生存率低于5%，故對臨床初期檢查到的肺部結節，準確判斷其組織學特性具有十分重要的意義[4-5]。

隨著多層螺旋CT(multislice spiral CT，MSCT)在胸部檢查中的廣泛應用，使SPN的良、惡性診斷的準確性有了進一步提高[6]。本研究探討MSCT動脈掃描及三維重建在SPN診斷中的應用價值，旨在提高肺部SPN的認識，為臨床精準治療提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2011年5月至2017年9月于延安市人民醫院行MSCT增強掃描的120例SPN患者，其中男性64例，女性56例；年齡25～81歲，平均年齡(64.52±15.42)歲；結節大小0.6～3.5 cm，平均(2.2±0.6)cm；惡性腫瘤76例，結核球26例，炎性結節18例，均經醫院穿刺及手術病理證實。本研究經醫院倫理委員會批準。

1.2 納入與排除標準

(1)納入標準:①病灶符合SPN定義及肺內單發且SPN直徑＜3 mm，衛星病灶或局部淋巴結腫大；②配合CT掃描；③心腎功能正常；④CT圖像資料清晰。

(2)排除標準:①不符合SPN定義；②縱膈窗條件下不能顯示磨玻璃樣結節；③圖像資料差，不能客觀評價影像學征象。

1.3 儀器設備

采用320排640層MSCT(日本佳能公司)；Vitrea網絡工作站(日本佳能公司)。

1.4 掃描方法

采用320排640層MSCT進行平掃和增強薄層掃描，胸部掃描范圍為胸廓入口至肋膈角水平。全胸平掃后確定病灶增強掃描范圍；掃描參數為:層厚0.5 mm，每圈180層，重建間隔0.5 mm，60～100 mA，0.5 s/旋轉周期。將70～90 ml非離子對比劑碘克沙醇320 mg I/ml，使用高壓注射器經肘靜脈以速率為4 ml/s注射后測得患者的肺動脈和主動脈峰值。將掃描獲得圖像傳入Vitrea網絡工作站內行多平面重建(multi-planar reconstruction，MPR)，軟件版本4.0。MPR在結節灶上方1 m至下方1 cm，進行0.5和1.0 mm重建層厚，以冠狀面和矢狀面的肺窗和縱隔窗重組；以肺內結節中心為固定點，分別繞X軸、Y軸及Z軸轉動平面，尋找各基本征象的最佳顯示圖像和顯示病灶最大截面圖像。

1.5 觀察與評價指標

(1)MSCT增強掃描與MPR三維圖像重建技術操作和分析由2名主治醫師以上放射診斷醫師單獨進行，兩者檢測結果不一致通過協商確定，統計MSCT增強掃描與MPR三維重建技術對SPN形態特征的顯示率。

(2)邊緣形態特征主要包括分葉征、邊緣毛刺征。內部結構根據不同鈣化程度分為支氣管氣相和空泡征，同時還具有血管集束征、胸膜牽拉征等特征。

(3)SPN良、惡性的評估以分葉征、毛刺征兩項作為主要診斷征象，血管集束征、胸膜牽拉征、支氣管氣相和空泡征為次要診斷征象。具有兩項主要診斷征象或一項主要診斷征象并同時具備兩項以上(含兩項)次要診斷征象，診斷為惡性SPN；不具有以上條件的SPN診斷為良性。根據醫學統計學原理，由于三維重建失敗不能定性的SPN視為陰性。

(4)MSCT增強關于腫瘤血管的判斷標準:①病灶血管分布紊亂、管徑粗細不均或出現明確的血管診斷為惡性腫瘤血管；②血管束行走規則，分布均勻或有推移但管壁光滑；③粗細均勻的作為良性。

1.6 圖像分析

由1名放射科醫生和1名胸科醫生共同對圖像征象進行分析，并參考手術病理結果。通過對重建圖像分析，肺結節與肺內血管關系參考劉干輝等[7]的分型方法分為3型:①Ⅰ型，引向結節的血管明顯增粗或近結節表面的血管增粗，且單支或多支血管進入甚至穿過結節；②Ⅱ型，引向結節的血管未見增粗，且單支或多支血管進入甚至穿過結節；③Ⅲ型，結節周邊血管略受壓推移或未見明顯異常。

1.7 統計學方法

采用SPSS 19.0軟件進行數據分析。評估MSCT增強掃描與MPR三維重建技術對SPN診斷的靈敏度、特異度、準確率、陽性預測值及陰性預測值。胸部MSCT增強掃描與MPR三維重建技術在SPN征象顯示率采用配對x2檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 肺良惡性結節血供特點對比分析

在120例SPN患者中，病理及臨床診斷良性結節44例，惡性結節76例。MSCT結果顯示，76例惡性腫瘤患者在肺主動脈期病灶內均未見明確的腫瘤血管，主動脈期45例病灶內顯示腫瘤血管，44例良性SPN患者主動脈期17例病灶內顯示腫瘤血管。而MPR三維重建技術結果顯示，120例SPN患者均可見腫瘤血管顯示，其中惡性病變以Ⅰ型為主要表現，76例中Ⅰ型63例；Ⅱ型8例，Ⅲ型5例，而良性病變中主要以Ⅲ型為主要表現，其中44例中Ⅰ型5例；Ⅱ型9例，Ⅲ型30例。如圖1所示。

圖1 增強掃描MPR三維圖像

表1 MSCT動脈掃描與三維重建技術對SPN征象的顯示率比較

2.2 MSCT動脈掃描及三維重建技術對SPN診斷效能的比較分析

MPR三維重建技術腫瘤血管顯示率明顯高于MSCT動脈掃描，其差異具有統計學意義(x2=13.199，P＜0.05)；三維重建技術在SPN形態特征顯示率均高于MSCT動脈掃描，見表1。

2.3 MSCT動脈掃描及MPR三維重建對SPN診斷結果比較

MSCT動脈掃描及應用計算機輔助技術診斷結果對照顯示，對SPN診斷準確率、靈敏度、特異度、陽性預測值及陰性預測值分別為62.50%、64.47%、59.09%、73.13%及49.06%，三維重建技術評估良、惡性的準確率、靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為85.0%、85.53%、84.09%、90.28%和77.08%，均高于MSCT動脈掃描。

3 討論

SPN是多種良、惡性病變的共同表現，早期SPN影像學定性診斷對SPN預后具有十分重要的意義，成為臨床放射學研究的重點之一[8]。目前，增強掃描的診斷價值正逐步受到國內外學者的重視，多期動態增強檢查越來越普遍，但是由于機器設備、掃描條件和方法的差異，并且良、惡性結節的表現也有很大的重疊，相關的報道不盡一致[9]。MSCT具有多時相掃描、掃描時間短、分辨率高、操作簡便、放射劑量小等優點，即使是呼吸功能較差但不存在對比劑過敏癥狀的患者也能完成檢查[10]。

有研究顯示，腫瘤是血管生成依賴性疾病，肺癌的血管生成與其生長、進展和預后密切相關，不同病變的SPN在不同的增強時相的強化程度應該有差異，臨床可以通過獲得這些信息來作為鑒別或判斷病灶的依據[11]。本研究通過MSCT對SPN進行增強肺動脈期、主動脈期掃描，結果發現，76例惡性腫瘤患者在肺主動脈期病灶內均未見明確的腫瘤血管，主動脈期45例病灶內顯示腫瘤血管，44例良性SPN患者主動脈期17例病灶內顯示腫瘤血管。MPR三維重建技術結果顯示，120例SPN患者均可見腫瘤血管顯示，76例惡性病變以Ⅰ型為主要表現，其中Ⅰ型63例；Ⅱ型8例，Ⅲ型5例，而44例良性病變中主要以Ⅲ型為主要表現，其中Ⅰ型5例、Ⅱ型9例、Ⅲ型30例。MPR三維重建技術腫瘤血管顯示率明顯高于MSCT動脈掃描，表明大多數肺癌在MSCT肺動脈期強化不明顯，這與肺癌由支氣管動脈供血的理論一致。盡管MSCT增強掃描不能顯示部分病灶與支氣管動脈的直接關系，但CT掃描獲得圖像通過自身軟件進行后期處理，并通過三維重建等技術仍能將大部分病灶內的血管情況顯示清晰。陳瑜鳳等[12]研究發現，近肺門的病灶其支氣管供血動脈的顯示概率較高，而遠肺門側的病灶不能直接顯示病灶與支氣管動脈的關系，體現出MSCT增強掃描腫瘤血管的顯示不足。

三維重建技術包括多平面(MPR)、容積再現(VR)、表面遮蓋顯示(SSD)、最大密度投影(MIP)和最小密度投影(MiniMIP)，三維重建技術的應用能夠為SPN的判斷和鑒別診斷提供重要的依據[13]。本研究選取MPR的角度對孤立性肺結節的三維重建，通過在橫斷層面上按需要任意確定一個剖面的位置，計算機將一系列橫斷層面重組，獲得該剖面斷層層面的二維重組圖像，包括冠狀層面、矢狀層面和任意角度斜位層面的二維圖像。雖然三維成像結果不是很完整，卻十分符合臨床醫生觀察習慣，且重建算法簡單，重建圖像快捷易于實現[14]。

本研究結果顯示，三維重建技術在SPN形態特征顯示率均高于MSCT動脈掃描，表明MSCT的掃描優于橫斷面薄層掃描主要表現之一是征象顯示率高。孫瓊芳等[15]研究中發現，利用320排640層MSCT對SPN行MPR，分葉征、棘突征、毛刺征和支氣管血管集束征在MPR的顯示率明顯高于橫斷面薄層掃描，差異具有顯著的統計學意義。同時，MPR還較好地顯示組織或器官內復雜的解剖關系，利于病變的定位，如在對于某些SPN結節中的血管集束征的顯示中，MPR可以平行血管走向重建圖像，清晰顯示血管束進人病灶內部或在病灶邊緣繞行，降低了橫斷面掃描的假陽性率[16-17]。本研究中還發現，三維重建技術在SPN形態特征顯示率均高于MSCT動脈掃描，且MPR三維重建技術評估其良性的準確率、靈敏度、特異度、陽性預測值及陰性預測值均明顯高于MSCT動脈掃描，表明MPR三維重建技術能夠提高對SPN良、惡性的診斷準確率，有利于提高臨床SPN診斷價值。

MPR三維重建技術相對于MSCT動脈掃描具有明顯優勢，能夠通過多層面、多方位顯示肺結節的征象，促進醫生更加清楚了解結節與支氣管、血管以及胸膜等的關系，有利于惡性結節早期臨床診斷。