CT后處理技術與X線評估氣胸及液氣胸患者肺壓縮比結果比較

孟慶良，趙建娜，張曉明，梁文嬌

中國人民解放軍聯勤保障部隊第982醫院，河北唐山063000

氣胸、液氣胸是臨床中的常見病，治療方案選擇主要取決于肺壓縮的程度及患者臨床癥狀的輕重。因此，在氣胸、液氣胸臨床診療中，準確評估肺組織的壓縮程度具有重要意義。以往臨床主要通過X線胸片來診斷氣胸并進行少量及大量分度，其評估結果誤差較大。胸部CT檢查在顯示微少量氣胸方面明顯優于X線平片，可在MSCT圖像上測量不同平面的各種徑線，從而預計肺壓縮比，但因測算公式過于復雜、主觀因素大、誤差率高，臨床一直未廣泛采用。近年來，MSCT后處理技術飛速發展，有助于簡單準確地測量出胸腔內氣體、液體及同側胸腔體積，精確計算出被壓縮肺體積比，更加有效指導臨床,從而選擇最佳治療方案。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2016年1月～2018年6月在我院先后行常規X線胸片及胸部CT掃描的氣胸及液氣胸首診患者885例為研究對象，其中男568例、女217例，年齡5～87(46.0±3.7)歲。氣胸284例、液氣胸601例；右側者567例，左側者318例。納入標準：①單側氣胸、液氣胸；②為首次診斷，未經干預；③無其他病變引起的肺部炎癥及肺不張。排除標準：①存在明顯胸膜黏連；②存在肺氣腫及較大肺大泡；③外傷后胸廓明顯變形及肺挫裂傷與胸腔積液分解不清。

1.2 X線胸片拍攝

1.2.1 拍攝方法 采用飛利浦DR，患者取站位，后前位拍攝，范圍包括肺尖至膈肌雙側整個肺野，于深吸氣后屏氣曝光。參數：管電壓102 kV，電荷總量8.17 mAs，曝光時間11.92 ms，管球距離1.5 m。

1.2.2 X線胸片估算氣胸及液氣胸肺壓縮比及其標準 由于氣胸容量近似肺直徑立方與單側胸腔直徑立方的比率，即(單側胸腔直徑3-肺直徑3)/單側胸腔直徑3，當側胸壁至肺邊緣的距離約為1 cm時，氣胸約占該側胸腔容量的25%左右，2 cm時約占50%。故以側胸壁與肺邊緣距離≥2 cm為大量氣胸(≥50%)，<2 cm為小量氣胸(<50%)。如從肺尖氣胸線至胸腔頂部估計氣胸大小，距離≥3 cm為大量氣胸(≥50%)，<3 cm為小量氣胸(<50%)[1]。計算患者例數。

1.3 胸部CT掃描

1.3.1 胸部CT掃描方法 患者取仰臥位、雙臂上舉，頭先進，于平靜呼吸下吸氣末屏氣掃描，掃描范圍自肺尖至肺底。使用飛利浦64排CT，掃描參數：管電壓120 kV，電流290 mA，矩陣512×512，重建層厚0.625 mm。重建算法使用標準法和高分辨法，肺窗為(窗寬1 500 HU，窗位-650 HU)，縱隔窗為(窗寬350 HU，窗位50 HU)。

1.3.2 CT圖像測量、肺壓縮比計算及其標準 將患者薄層重建CT圖像上傳至GE AW 4.5工作站，由兩名均有5年以上工作經驗的CT診斷醫師分別利用Tissue Segmentation功能，在Volume模式下，將胸腔內氣體氣體、液體分別逐層染色填充，在Tissue Management窗進一步處理，用不同顏色顯示游離氣體、液體，顯示出具體的氣體體積(G)、液體體積(E)，在Lung Density下快速精確測得同側胸腔體積(L)，氣胸患者利用公式G/L，液氣胸患者利用公式G+E/L，計算肺壓縮比(如圖1a-2f)。當兩名醫師測量及計算結果不統一、差異>5%時，進行討論，最后協商決定最后結果。氣胸的分度：≤25%為Ⅰ度，>25%～50%為Ⅱ度，≥50%為Ⅲ[1]。在本研究中，為了與X線分割法進行比較，以50%為分界線，<50%(將Ⅰ度及Ⅱ度進行合并)為少量氣胸，≥50%為大量氣胸，計算患者例數。見圖1、2。

注：1a為原始圖像，1b為胸腔內游離氣體染色后圖像，1c為胸腔內氣體體積G=1 375.4 mL，1d為Lung Density下快速測量雙側胸腔體積，圖中顯示右側胸腔體積L=4 274.8 mL，則右側氣胸壓縮比=1 375.4/4 274.8=32.2%。

圖1 1例氣胸患者胸部CT重建圖像

1.4 統計學方法 應用SPSS19.0統計軟件。對X線法和CT法所算得的肺壓縮百分比分度差異進行t檢驗，相關性分析采用線性相關分析。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 X線與CT計算肺壓縮體積 在X線平片上評估肺壓縮的體積，少量者676例，大量者209例。CT法評估少量者630例，大量者255例(其中肺壓縮比≤25%者135例、>25%～50%者495例)。

2.2 X線法與CT法對氣胸量的評價效果比較 CT后處理對小量、大量氣胸患者測得的肺壓縮比均高于X線(P<0.001)。X線法、CT法對小量氣胸患者肺壓縮比的相關性為0.908(P=0.000 7),對大量氣胸的相關性為0.922(P=0.000 3)。

注：2a為原始圖像，2b為胸腔內游離氣體染色后圖像，2c為胸腔內積液染色后圖像，2d為胸腔內氣體體積G=789.5cc，2e為胸腔內積液體積175.7 mL，2f為Lung Density下快速測量雙側胸腔體積，圖中顯示右側胸腔體積L=2 835.1 mL，則右側液氣胸壓縮比=(789.5+175.7)/2 835.1×100%=34.0%

圖2 1例液氣胸患者胸部CT重建圖像

3 討論

胸膜腔為左右各一的密閉的潛在腔隙，由臟層胸膜和壁層胸膜構成，任何原因導致的胸膜破損使空氣進入胸膜腔則稱其為氣胸，同時伴有出血或滲出為液氣胸[2]。臨床上常見的原因有自發性、外傷性、醫源性及腫瘤所致的氣胸等。由于胸廓的形態不規則，使得兩側的胸膜腔形態不一，且存在個體差異，要想用具體的數學計算方法來獲得精確的肺體積，則需要通過大量的測量和計算，工作量大，不符合實際臨床工作需要。發生氣胸或液氣胸時，由于氣體及液體的理化特性不同，隨著患者檢查時體位的不同，游離氣體向上移動，液體向下移動，導致常規測量存在誤差，給臨床工作帶來不便及誤導。

發生氣胸、液氣胸時，精確的肺壓縮比是臨床選擇保守治療、胸腔閉式引流或者開放手術的重要依據之一[3]。如何簡單、準確地測定肺壓縮比是臨床工作中尚待解決的問題。臨床目前多采用X線胸片對氣胸進行分度，它是目前診斷氣胸最經濟、可靠的方法。氣胸在胸片上大多可以看到外凸的氣胸線，為胸腔內游離氣體與被壓縮肺組織的交界線，線外為無肺紋理的透光區，內為被壓縮的肺組織。以往常規的臨床測量方法主要通過X線胸片粗略估測氣胸時肺壓縮百分比，薛城敬[4]及魏仁國等[5]介紹了多種X線胸片測量氣胸壓縮比的方法，測量方法各異，主要有目測法、面積法[6]、切割法[7]、三線法[8,9]等，評定原理各不相同，測量結果相差較大。X線胸片的各種方法均是大致估算，尤其是臨近分界值，常因個人測量習慣及經驗不同，存在較大分歧。

近年來，臨床工作中試圖用各種方法在胸部CT上對氣胸進行定量分析，夏文騫等[10]通過手工勾畫每一個斷層的氣體或氣液體，進行體積累加計算得出肺壓縮比，但操作繁瑣、工作量大。陳永權等[11]、梁樹生等[12]、鄧承等[13]通過對游離氣胸時不同平面各種徑線的測量得到肺壓縮比的線性回歸方程，其本質與X線胸片測量氣胸徑線原理類似。由于胸膜腔的形態不規則，患者體位變化及液氣胸的理化性質的不同及是否存在胸膜黏連等，不能反映出肺的三維立體形態，且以上各種測量方法不僅公式復雜，且只針對單純氣胸患者，不適用于液氣胸的肺壓縮比的測量，尤其是有胸廓畸形、肺不張等病變的患者，故臨床適用面窄，難以得到推廣。

MSCT具備良好的空間及密度分辨率，并具有進行三維立體結構測量的優勢[14]。不同的器官組織、病變的影像之間無相互重疊，可以任意斷面成像，提供受檢者任意切面組織、器官和病灶等的詳細解剖細節，使患者可以得到相應的治療[15]。在進行胸部CT檢查的同時，不僅可以簡單、準確測量出氣胸、液氣胸的體積，在精確計算出肺壓縮比，還可以詳細了解患者的肺部詳細情況，如是否存在肺挫裂傷等病變，可以了解是單純氣胸還是發生了液氣胸，是單側還是雙側，是自發性氣胸還是同時合并了肺部的其它疾患，在不增加患者經濟負擔的前提下給臨床提供了更加詳細、準確的影像資料，幫助臨床選擇最佳的治療方案，對臨床診斷與治療均起到積極的作用。尤其也適用于液氣胸患者，且不受胸廓畸形等因素的限制。同時，從法醫學的角度來講，當今社會各種原因引起的氣胸、液氣胸相關的傷情鑒定越來越多，能夠簡單、準確得出精確的肺壓縮比已成為法醫鑒定界的迫切需求[16]。MSCT的Tissue Segmentation及Lung Density技術恰恰能夠解決這一難題，其操作方法簡便，不存在人為的經驗差別，且計算公式簡便。MSCT后處理技術是通過對游離氣體、積液體積、同側胸腔體積的準確測量得出數值，人為因素造成的誤差基本可以排除，故可以得出精確的肺壓縮比值，無論是微量氣胸還是大量氣胸，為臨床工作中的及時治療、治療方案的選擇提供了準確的依據。

綜上所述，MSCT后處理技術能夠簡單、準確地測量出氣胸、液氣胸時胸腔內氣體、液體及同側胸腔體積，為精確計算氣胸、液氣胸中計算肺壓縮比率提供了簡單、準確的方法，明顯優于傳統的X線胸片，能夠更好地為臨床治療方案的選擇和法醫學的相關傷情鑒定提供可靠的依據。