肺部螺旋ct应用(曾庆思)

肺部多层螺旋肺部多层螺旋 CT 临床应用临床应用 广州医学院第一附属医院广州医学院第一附属医院 曾庆思曾庆思 一、胸部多层螺旋一、胸部多层螺旋 CT 检查方法检查方法 目前在医院里应用的多层螺旋 CT (MSCT)有 4 排、8 排、16 排、32 排、40 排、64 排等类型，这里的排是指每次扫描时，CT 的球管转 1 圈能同时扫描的层 数。MSCT 采用大容量的球管进行扫描，因此 MSCT 可进行连续性不间断的全身 CT 扫描，扫描时间短，一次屏气完成兴趣区域的容积扫描和采样。无间隔的容 积资料，重建出来的图像显示解剖结构无重叠，不易遗漏细小病灶。同时可进 行大范围的精细扫描，病灶上下径线能更精确测量，重组的图像分辩率大为改 善。可进行血管造影检查，心血管搏动伪影大为减少。危重病人、婴幼儿、老 年人易配合。 (一). 多层螺旋 CT 在肺部结节诊断的应用 1以病灶检出为目的 从肺尖到肺底的全肺螺旋式扫描，特别是临床高度怀疑肺内有结节可能， 或发现更多结节将改变该病人的临床处理时。建议从肺底往肺尖扫描，薄层 5mm，低毫安 50100mA，螺距1.5。 2以病灶定性为目的 (1) 螺旋式扫描： 病灶3cm 时，层厚 13 mm，螺距 11.5；病灶3cm，层厚可用 37 mm，螺距 11.5，120140KV，250300 mA。原始数据按不同要求作后处理， 包括缩小 DFOV（1825cm），标准及高分辩计算法重建，重叠重建图像。 在三维成像方面可采用多平面重建（MPR），表面容积成像（SVR），最 大密度投影（MIP）。 (2) 螺旋 CT 增强扫描： 定位扫描后，首先用 3mm 层厚螺旋平扫病灶，然后静脉注射 100ml 非 离子型碘造影剂（300mgI/ml），注射速度 23ml/s，于注射造影剂后 30s、60s、90s、120s、180s 分别扫描病灶。 （3）肺灌注扫描： 对病灶进行平扫，层厚 5mm，确定肿块中心层面后，进行增强扫描。 扫描时间为 1S/圈，数据采集时间 40S，采用大扫描野，标准重建算法， 120KV，80mA。非离子型碘造影剂（300mgI/ml）50ml,用高压注射器经前臂浅 静脉注射，速率为 4ml/S，扫描延迟时间为 5.6S。扫描数据传输到后台工作 站，用 CT 灌注软件包进行制图和分析，确定域值为-80250Hu,以病变的最 大层面作为分析计算层面，该层面的肺动脉主干或右心室选为流入动脉， 相应的降主动脉选为流出静脉。根据计算机软件计算出的血容积图，选取 该感兴趣区的最大血容积区域，在此区域分别确定病变相应的血流量 （BF），血容积（BV），平均通过时间（MTT）和表面渗透性（PS），兴 趣区域面积大于 15mm2。 3.临床应用 (1) 病灶的发现： 螺旋 CT 连续扫描一方面消除呼吸影响，另外重叠重组图像可发现常 规 CT 不易或不能发现的病灶，发现微小病灶明显增多。 (2) 显示病灶的准确位置： 通过 MSCT 连续层面及重叠重建图像显示详细的结构，周围支气管所 在肺段，多轴向重建可进一步显示病灶空间情况。 (3) 显示病灶的内部结构： MSCT 扫描为连续层面，小间隔重叠重建图像最大限度地消除部分容 积效应的影响，准确的显示病灶内部结构的细节。了解病灶密度是否均匀， 有无钙化，坏死，空洞，空泡，支气管气相（可有 4 种表现 a 正常支气管， b 扭曲，支气管组织及直径改变，c 扩张，d 截断。）。了解病灶形态、大 小、边缘，圆形或不规则形，分叶征，脐凹征，棘突征，毛刺。 (4) 显示病灶与周围支气管、血管的关系： 利用多平面重建显示周围支气管、血管与结节的关系。结节与支气管 的关系 Gaete 分为五型：型支气管到达结节边缘时被结节阻断；型结 节内含有支气管；型支气管受结节压迫推移；型局部支气管管壁光滑 狭窄；型局部支气管边缘不规则狭窄。型和型支持恶性征象。通过 MPR、SVR 显示结节与周围血管的关系。血管供应征，血管聚拢征，周围 血管增粗征等强烈提示恶性结节。 (5) 显示病灶邻近结构受累情况： 与胸膜的关系，胸膜牵拉征，胸膜凹陷征。通过 MPR 判断病灶有无 直接侵犯胸膜、胸壁、纵隔、肺尖及横膈。 (6) 显示病灶增强情况： 通过动态增强扫描，观察肿块的增强情况。恶性结节和部分炎性结节 增强显著，增强20Hn，肺癌强化峰值出现时间在 12 分钟。结核结节和陈 旧性肉芽肿，增强20Hn，结核结节大部分10Hn。 增强的类型分为 4 型：均匀强化；中心强化；周围不均匀强化；环状 强化。前 3 种见于肺癌，后 1 种见于结核。 （7）显示病灶血流灌注情况： 有学者进行了研究发现螺旋 CT 肺灌注在肺部病变的良恶性鉴别中有 较大的帮助，对良恶性病变进行检测，血容积（BV），平均通过时间 （MTT）和表面渗透（PS）有显著性差异，尤以 BV 和 PS 的差别最大。 而 MTT 值的重叠较多，故实际应用价值不大。 若以 BV 值6ml/100g 作为恶性病变的域值，灵敏度为 100%，特异 度为 64.7%，阳性预测值为 82.9%，阴性预测值为 100% 。 若以 PS 值30ml/（m.n.100g ）作为恶性病变的域值，灵敏度为 86.2%，特异度为 88.2%，阳性预测值为 92.6%，阴性预测值为 79% 。 BV 反映了病变的血流数量，与血管的管径、数量以及是否开放有关， 恶性肿瘤因有血管生成因子的刺激，病灶血管增多，所以血容量值较良 性病变明显增高。 PS 值反映了毛细血管内皮细胞的通透性，恶性肿瘤的毛细血管往往 发育不成熟，其通透性增高，对比剂更易经毛细血管进入到组织间隙中。 所以 BV 和 PS 的改变，一定程度上反映了病变的微血管特征，在肺 部良恶性鉴别诊断中，BV 较为敏感，PS 特异性则较高，两者应相互结 合。 （8）病灶的追踪： 微小结节在鉴别诊断困难时，需要对结节进行追踪复查，应该利用 MSCT 进行追踪。这是由于小结节体积增加一倍，变化也是很小的，如 1 个直径 5mm 的结节 1 次倍增后直径仅为 6mm，2 次倍增后直径为 8mm，这 样微小的改变，有时很难由肉眼辨别。有些肺癌直径不一定出现变化，但 边缘的形态可出现变化，凹陷的一侧可能凸出，这时小结节的容积增加， 我们通过 MSCT 具有的容积重建软件对结节进行三维容积重建，了解结节 的三维形态，通过计算机处理，对结节前后 CT 扫描的三维形态进行对比 分析，能够敏感的发现结节的三维形态的改变，如结节一面凹进者，现凸 出来，代表结节生长，而此时结节直径不一定增大，通过结节的容积的增 大，从而诊断恶性结节。 (二) .多层螺旋 CT 在气管及支气管病变、诊断的应用： 目前，CT 是气管支气管系统首选的断面成像技术，在确定有无腔内、 外病变及其范围方面优于支气管镜，对气道阻塞远端的气管支气管情况能 准确判断。 3中央气道一般可用 35mm 层厚，周围性小气道用 1-2mm 层厚，螺距用 12，但要结合临床指征来决定不同的扫描方案。 4气道容积重建技术 (1) 相互重叠的横断面图像：提供气道最好的形态学细节，可以电影形式连续 显示横断面图像，是发现气管支气管微小征象的最好方法。 (2) 多平面重建（MPR）及曲面重建（CMPR）：可沿一个任意平面或曲线面进 行重建处理，从而获得冠状面、矢状面、斜矢状面或任意角度的重建图像。 曲面重建是常规 MPR 的一种引伸方法，能使复杂的三维结构有效地显示在 一个单一的展开的断面上，避免了与扫描平面不平行的结构或弯曲的结构 缩短和重叠。 (3) 最小强度投影（Min P）：是一种简单的 3D 容积重建技术，它将气管支气 管内的气柱投照到一个观察面上，对气管及中央支气管的解剖及大体病变 情况可提供一个很好的整体轮廓的显示。 (4) 表面遮盖法重建（SSD）：反映了气道的内表面，而气管支气管本身并不 显影。给临床医生一个整体的印象，但受到选择的阈值水平的影响。 (5) 仿真支气管内镜（VB 或 CTB）：通过后台工作站处理，可跟踪观察气道腔 的内部结构，犹如支气管内镜所见。 5临床应用 (1) 气管支气管肿瘤： 良、恶性肿瘤，显示壁内和壁外情况，病变表面轮廓及气道狭窄的程 度。 (2) 中央型肺癌： 肺门根部肿块，支气管受累，表现为 a、支气管进入病灶后逐渐变小； b、支气管进入病灶后突然中断；c、支气管未进入病灶内，于周围中断； d 相关支气管壁明显增厚。 (3) 结核性支气管狭窄： 支气管内膜结核，狭窄发生率为 10%。特点：多支受累，范围较长， 可见钙化或腔内阻塞物钙化，肺内有播散灶。 (4) 复发性多软骨炎 气管、支气管广泛性狭窄，气道壁增厚明显。 (5) 气管淀粉样变 气管、支气管局限性或广泛性狭窄，气管壁增厚，管壁可见多发钙化。 (6) 骨化性气管、支气管病 气管、支气管壁多发小结节钙化影突入管腔，病变重度时，管腔狭窄， 管壁增厚。 (7) 气道异物 通过 MPR，能清楚显示异物的位置，阻塞远端的情况，是肺不张还是 阻塞性肺气肿，有利于经支气管内镜取异物。 (8) 支气管扩张 囊状、柱状、混合型。双轨征、印戒征、串珠状 二、二、螺旋螺旋 CT 在肺内血管性病变诊断的应用：在肺内血管性病变诊断的应用： 通过上肢（或下肢）静脉注入碘造影剂，使肺部血管明显强化显影。MSCT 的血管造影效果较好。 1、 扫描方法： 增强的目的就是为了提高肺部血管与其他结构的对比度，而肺循环的 时间短而快，因此早期扫描极为重要。延迟扫描时间为 1218 秒，层厚 13mm，从膈面向肺尖扫描。造影剂 80100ml(300mg/ml)，注射速度 3.54.5ml/sec。显示支气管动脉扫描方法，层厚 1.0mm1.25mm,重建层厚为 1.0mm1.25mm,重建层间距 0.5mm. 2、 血管容积重建技术 (1)相互重叠的横断面图像可以提供最好的形态学细节，在工作站上以 电影形式连续显示横断面图像，是发现血管病变征象，确定病变解剖部位最 好的方法。 (2) 多平面重建(MPR)：利用多层螺旋 CT 各向同性成像的特点，进行任 意层面的断面成像，按照血管走行方向进行重建，较容易发现血管的病变。 (3)表面密度重建(SVR)：是利用全部容积数据，任意平滑度调节产生实 体的 3D 重建图像，空间层次好、解剖关系明确。 3、 临床应用： (1) 肺动脉栓塞： 是内源性或外源性栓子堵塞肺动脉 肺动脉栓塞的主要 CT 表现： a、中心性充盈缺损，b、部分充盈缺损，c、附壁充盈缺损，d、完全闭 塞，e、动脉断面细小，腔内密度减低。 (2)肺动静脉畸形： 大多数先天性，增强扫描显示圆形或迂曲状软组织影，明显强化，与主 动脉强化程度近似，与血管相连，可见增粗的供血动脉和引流静脉。 （3） 肺隔离症： 大多数位于两肺基底部，表现为密度不均匀的软组织影，边界清楚，供 血动脉不是肺动脉，而是来自主动脉分支。分叶内型和叶外型。多层螺旋 CT 快速主动脉造影扫描，能清楚显示来自于主动脉系统的血管，明确诊断。 （4）中央型肺癌侵犯肺动脉，肺静脉，上腔静脉： 准确判断肺癌与肺血管之间的关系，有无侵犯，手术切除的可能性，是 支气管肺癌合理治疗的关键。 肺癌与血管的接触面或肿瘤包绕血管的程度愈大，血管受侵犯的可能 性愈大。以下征象提示大血管受侵：主动脉或肺动脉主干周围的脂肪层 模糊，肿瘤与血管的接触面超过血管周径的 1/4 以上。 肺癌在肺门下生长可侵犯肺静脉，侵入左心房。 肺癌出现上腔静脉梗阻征时，可以是肿瘤膨胀性生长压迫上腔静脉， 也可以是肿瘤对上腔静脉的直接浸润，产生瘤栓。 （5）支气管动脉三维成像临床应用 用后台工作站处理原始图像，可用表面遮盖法重建（SSD），容积再 现（VR），多平面重建（MPR），层块式容积显示 Slab VR 等技术成像。 在肺癌诊断及介入治疗中，国内外诸多学者已应用各种手段对肺癌的 血供来源进行了一系列研究，多数学者认为肺动脉不参与血供，但国内外 一部分学者则提出肺动脉参与肺癌血供，但总的来说支气管动脉参与肺癌 的血供是不争事实，而良性肿块很少有支气管动脉供血，因此，判断恶性 肿块的供血有否支气管参与非常重要，MSCT 扫描能显示支气管动脉。供应 肺癌的支气管动脉往往增粗，迂曲，如发现，有利于肺癌的诊断。在支气 管扩张咯血的病例中，应用 MSCT 也非常重要，往往支扩咯血的病人，也 是供应出血的支扩的支气管动脉增粗，迂曲、破裂，而且有多支支气管动 脉供应，或来自其它体动脉的分支。MSCT 大范围扫描有利于发现供应的动 脉。 三、三、肺功能的评价：肺功能的评价： 随着 MSCT 的发展,肺功能的医学影像研究也取得了显著的进展，它的应用 领域也日益扩大。在临床上，有助于某些疾病的早期诊断、指导治疗、估计严 重程度和判断预后。 1，扫描方法： （1）肺容积的测定 采用仰卧位，分别在深吸气、深呼气两个时相对全肺进行螺旋 CT 扫描,扫 描技术多采用层厚 310mm、螺距 1.01.5、重建间隔 5.5mm。MSCT 的优点是 扫描后可以对原始数据行小间隔重建，或行三维重建，并使用工作站软件精确 测量肺组织的容积变化，用自动化评估软件勾画出肺轮廓,可以自动计算各层肺 组织的面积，并得出全肺的容积。 据研究，CT-PFT（pulmonary function test， PFT）测定的其中最大吸气 末肺体积（Vin）和呼气末肺体积 (Vex)与同期肺功能测定的相应值 PFT 测定的 肺总量(TLC)、残气量(RV)存在明显相关性。提出了呼吸比的概念,即呼气末肺 体积与吸气末肺体积的比值(Vex/Vin),并认为它与 RV/TLC 的相关性较好 (r=0.59，P0.01)。 CT 的优点是直接测量肺容积,而且可以进行单侧肺容积的测定,尤其是结合 呼吸门控的使用,其客观性、可重复性均较佳。另外,结合肺密度的测定,可计算 肺部低密度区的容积及其在全肺容积中的比例，有利于精确定量检测肺气肿。 （2）平均肺密度的测定 利用肺密度定量分析软件进行。可以自动勾画肺轮廓,标记在任一指定区域 内的像素,并计算全肺像素指数(PI),由于 CT 成像是数字成像，利用其像素图进 行自动化评估软件可计算平均肺密度。肺密度反应的是通气状况、血液量、血 管外液量及肺组织的综合密度，并受胸廓上、下部呼吸运动幅度、膈肌运动、 重力效应等多因素的影响。正常人上、下肺、腹、背侧肺部的密度存在显著差 异。多家报道均表明,平均肺密度与肺通气功能无显著相关。但在健康人与通气 功能障碍者间的平均肺密度有显著差异，而且在一部分肺疾病的不同肺容积间 平均密度也有显著差异，如肺气肿病人分别与慢性支气管炎、健康人间的平均 肺密度在 90%VC、10%VC 水平有显著差异；慢性支气管炎病人与健康人间的平均 肺密度在 10%VC 水平有显著差异，而在 90%VC 水平无显著差异；慢性支气管炎 病人与健康人的平均肺密度在 10%90%VC 间的变化幅度均明显大于肺气肿病人。 在 20%VC、50%VC 水平，慢性阻塞性肺病、健康人与特发性肺纤维化病人间平均 肺密度有显著差异，而在 80%VC 水平三者间无显著差异。由此可见，平均肺密 度虽然不能作为判断肺通气功能正常与否的确切指标，但在鉴别肺通气障碍原 因方面有一定的意义。 （3） 像素指数及像素分布直方图 像素指数（PI）是指某一阈值以下的像素范围在全肺的比值。由于 CT 值受 扫描机型、扫描技术、呼吸状况等影响，肺气肿的 CT 阈值划分方法多家报道不 一致，一般多采用-900-960Hu 为肺气肿的上限值。以-900Hu 为阈值,将肺组 织划分为四个区间 A:-1024-901Hu；B:-900-801Hu；C:-800-701Hu；D: 大于-700Hu。研究表明,不同像素区间代表不同的肺实质部分。A 区间：代表呼 气受阻部分的肺实质；B 区间：代表正常通气的肺实质部分；C 区间：代表吸气 减少的肺实质部分。研究还发现，正常人的像素分布直方图显示其像素分布呈 正态分布，波峰在-900-800Hu，若曲线左移，提示阻塞性通气障碍；如曲线 右移且伴有波峰降低、波幅增宽，提示限制性通气障碍。利用像素指数、像素 分布直方图结合疾病的形态学表现可大致定性评估肺通气功能。正常人肺 CT 值 的范围（深吸气后屏气）为770875HU，平均为 817HU，而肺气肿患者更多 像素的 CT 值为9001000HU，一般认为-900HU 或910HU 为诊断肺气肿的 阈值，而重症肺气肿的阈值为960HU。 （4）动态肺密度测定 MSCT 进行动态肺密度测定。在平静呼吸状态下，对一固定层面进行连续扫 描，整个检查过程在 23 个呼吸周期内完成，所得图像可采用电影形式记录， 经专门软件处理后可显示出肺密度动态曲线。行全肺动态密度测定时，一般选 定 3 个层面，分别是通过主动脉弓、隆突水平、隆突下 5cm，代表全肺上、中、 下肺野。行局部肺动态密度测量时扫描层面必须通过病灶，分析时行两侧相应 部位对照。Suga 等报道，仰卧位时,正常人肺密度动态曲线为一平滑的正弦曲 线，背、腹侧两条曲线间有一明显的梯度。背侧曲线比腹侧的低，它的最大变 化幅度也比腹侧大。两条曲线中呼气相的变化幅度较吸气相大，而且全肺各区 域肺密度变化同步。阻塞性通气障碍者，肺密度动态曲线平坦、不规则，各区 域变化不同步,甚至出现反向运动；背、腹两条曲线间梯度减小，肺密度变化最 大幅度在吸气相与呼气相差别不明显。肺密度动态变化曲线在限制性通气障碍 者与正常人无显著差异，但限制通气障碍者的平均肺密度，无论是在吸气相还 是呼气相均明显高于正常人和阻塞性通气障碍者的相应指标。 肺密度动态曲线的研究，不仅可以精确地测定局部肺通气功能,更重要的是 可以发现轻度阻塞性病变，而且可以区别局限性空气潴留和代偿性肺气肿，早 期肺癌、弥漫性早期病变等多种疾病的诊断、治疗、预后的判断都有着十分重 要的作用。此外，在基础研究中，它是研究呼吸机制很有用的工具。 2、 CT 肺功能的临床应用 （1）肺气肿： 正常人深吸气末全肺平均 CT 值应在900HU 以上，深呼气末的 CT 值在 850HU 以上。在肺野后部或下叶换气功能较强的区域内，吸气末和呼气末的 CT 值差别在 150HU 以上。肺气肿时因空气和血液的比值明显增大，使肺破坏区 的 CT 值减低到-900HU-1000HU 范围内。通过 CT 机的“像素增亮”或 “密度 蒙片（Density Mask）”等后处理软件，计算出每一层面上吸气末和呼气末 CT 值小于900HU 区域的面积或体积，从而得到“设定”肺气肿内的百分比，并 根据其范围大小作为其严重程度的判断指标，研究表明此结果与病理分级密切 相关。同时经过测量同一区域（正常和肺气肿区）吸气末和呼气末 CT 值的差异， 可间接判断该区域肺泡弹力回位能力和小气道狭窄所致的活瓣性阻塞的程度， 从而成为一种检测局部肺功能的有效方法，其结果与临床上常用的全肺功能的 一秒钟呼气量（FEV1） 和其与肺活量的比值 （FEV1 FVC）以及一氧化碳弥 散功能（DLCO）等密切相关而且相互补充。 CT 在显示肺气肿形态分布的同时，还可测定单侧肺体积及局部肺体积， 精确提供手术“靶区”，这是常规肺功能检查（PFT）无法比拟的，对外科手 术具有重要意义。目前 CT 功能成像对肺气肿的定量诊断、形态和功能并重的 评价，及对病情和预后的评估，已成为当前研究的热点。与常规 PFT 相比，CT 肺功能成像（CTPFT）具有以下优点： PFT 通过测定气流量间接反映肺体 积，而 CT 对直观显示的肺组织进行客观的测量，应更接近实际值； 一些严 重的肺气肿患者不能完成 PFT，而 CT 检查可以同时得到形态和功能双方面评 估； CT-PFT 在常规 CT 检查的