临床胃肠道仿真内镜成像的初步研究

1、    临床胃肠道仿真内镜成像的初步研究        摘要目的探讨仿真内镜成像的临床胃肠道应用价值。方法对病理证实的8例大肠病变和1例胃癌患者(共11个病灶)进行了MRVE和内镜检查，其中1例同时进行了CTVE检查。MRVE应用HT2-FSE序列无间隔扫描，层厚23mm。CTVE应用5mm准直层厚，2.5mm重建间隔，螺距为1.0，屏气下一次扫描全结肠。用导航软件行内镜成像重建。结果9例均获得了内镜样影像，MRVE对病灶的检出率为81.8%，准确性为69.2%，2个直径0.

2、6mm以下病灶未检出；结合导航多方位影像和/或源影像可靠显示了病变部位并区分了病变与伪影，使其准确性提高到100%。CTVE准确显示了该例结肠癌病变，1个0.6mm直径息肉漏检。仿真内镜成像显示胃肠粘膜和病灶表面细节无电子内镜好(P<0.05)。结论仿真内镜成像无创性获得了胃肠道内镜样解剖像，并准确地检出了直径12mm以上肿块病变。关键词胃癌结肠，肿瘤磁共振成像像处理，计算机模拟Preliminary Clinical Study of Virtual Endoscopy for Gastrointestinal Mass LesionsYang Xiujun, Shen Jie, Mi

3、ao Jingtao, et alDepartment of Radiology, Shanghai First People's Hospital(Shanghai 200080)AbstractPurposeTo assess the clinical value of virtual endoscopy in gastrointestinal system.MethodsMR virtual endoscopy (MRVE),which scanning using heavily T2-weighted fast spin-echo pulse sequence and rec

4、onstruction by navigator software,was performed in 9 patients with 11 lesions of large intestine (n=10) or gaster (n=1) confirmed by pathology.Electron endoscopy was done before MRVE in all patients,and CT virtual endoscopy (CTVE) was also done in one case.ResultsEndoscopelike anatomic images of gas

5、ter and large intestine by MRVE were abtained successfully in all 9 patients.The sensitivity and accuracy of MRVE on identification of gastrointestinal mass lesions was 81.8% and 69.2% respectively.Its accuracy was improved up to 100% by combining four-in-one multiview images and/or source images.CT

6、VE detected the colonic carcinoma,but failed to demonstrate the polyp 6mm in diameter.The image quality of Virtual endoscopy to depict the lesion and mucosal surface details was poorer than that of endoscopy (P<0.05).ConclusionVirtual endoscopy provided noninvasive endoscopic display of the gastr

7、ointestinal system,and permitted detection of gastrointestinal mass lesions more than 12mm in diameter.Key wordsGastric carcinomaColon,neoplasmsMagnet resonance imagingImage processing,computer simulated我们利用MRI和螺旋CT成功地进行了临床磁共振仿真胃镜及仿真结肠镜和CT仿真结肠镜检查，现将初步结果报告如下，以探讨仿真内镜成像技术及其临床胃肠道应用价值。1材料与方法手术病理(7例)或内镜活检

8、(2例)证实的5例结肠癌、1例结肠癌并息肉、2例结肠息肉(其中1例2个病灶)和1例胃癌共9例，男6例，女3例，年龄2380岁，平均年龄58.8岁。9例共11个病灶，长径为0.48cm，平均3.6cm，其中1cm以下2个。患者同时行了MR仿真内镜(MR virtual endoscopy;MRVE)和电子内镜，其中1例还行了CT仿真内镜(CT virtual endoscopy;CTVE)检查。CT和MR扫描前常规肌注654-2注射液10ml(1例因心脏病未用)，病人均置仰卧位，2例加俯卧位扫描；前者经肛灌注足量空气(病人能耐受范围内)，后者灌注(结肠)或口服(胃部)10002000ml凉开水(

9、其中2例因病人自诉腹部胀痛而仅灌注约800ml)。CTVE应用螺旋CT(GE Hi-spccd)扫描，层厚5mm，重建间隔2.5mm，螺距为1.0,并将源影数据在工作站(Advantage Windows 2.0)用导航软件(Navigator)、平滑式(smoothing)白底黑影(black in white)阈值方式，阈值(threshold)-700-900、视角(aperture)15°60°作内镜成像后处理。MR采用1.5T超导MR系统(GE Signa)，用体线圈和重T2快速自旋回波序列(heavily T2-weighted fast spin-echo p

10、ulse sequence,H T2-FSE),二维冠状面扫描，主要参数TR1500024000ms，TE198256ms，层厚2.53.0mm，间隔0.0mm，矩阵256×192，视野(FOV)3440cm，激励次数1，回波链长度1622；另加化学位移脂肪抑制、流动补偿、可变带宽、可延长动力学范围、呼吸触发等技术，扫描时间为4分4分37秒；尔后亦将其源影像在该工作站用导航软件、平滑式黑底白影(white in black)阈值方式、阈值700900、视角15°60°作内镜成像后处理。另外，同时均作表面阴影显示(SSD)、最大强度投影(MIP)和多平面重建(MPR

11、)及内镜成像等后处理。同时行常规CT或钡餐或钡灌肠检查各1例。像质量分优良、好和差三等级；内腔和病变显示好，表面细节清晰为优良，细节显示欠佳为好，内腔和病变显示欠佳为差。用2检验作统计分析。2结果所有病例均获得了有效的MRVE像，并能以任意角度、方位内镜样显示胃和大肠内腔解剖和病变，2例结肠镜无法通过者也获得了很好显示，且准确显示了长径1.2cm及以上所有9个病变，仅漏检0.4cm与0.6cm直径2个病灶，但其单独无法鉴别亦呈软组织肿块样改变的空气伪影。所有病例均见程度不同的残留胃肠腔内气体伪影，其中3例伪影尤著，并见4个呈局限性类结节样假阳性病灶。2例前壁为主病变以俯卧位扫描显示为佳。MRV

12、E对病人的敏感性为100%，对病变的敏感性81.8%(9/11)，准确性为69.2%(9/13)。结合导航多方位影像或/和其他后处理影像，则准确显示了病灶大小、部位与节段，并可靠区分了全部病变和伪影，使其准确性提高至100%。对比结肠镜，MRVE显示内腔粘膜和病变表面细节较差(P<0.05)。1例结肠CTVE(1)较其MRVE更准确地显示了结肠癌病变，并类似结肠镜所见，其清晰显示了不规则肿块和管腔狭窄，但也漏显了1个结肠镜所示的0.6cm直径息肉，且显示内腔和病变表面细节较MRVE为佳，也无结肠镜好，更无法显示结肠镜下清晰所见的粘膜下血管。其源影像所作的SSD重建像，比钡灌肠更好地显示了

13、全结肠三维解剖及其关系和狭窄改变，但无法准确地显示腔内病变(而后者清晰显示了充缺、粘膜破坏和腔内不规则龛影)，此时再利用剪辑(cut)技术剖开部分肠壁则清晰显示了结肠内腔及其不规则肿块与肠腔狭窄。在MRVE上，结肠息肉均呈境界清楚的结节改变，其中1个表面光整而另一个表面凸凹不平但伴有长蒂(2)，类似结肠镜所见；其源影像所作MPR像准确显示了呈充缺改变的病灶及节段，而MIP像仅隐约显示；结肠癌和胃癌均呈不规则肿块和程度不同的管腔狭窄改变，其源影像(3)及其所作的MPR、MIP和SSD重建像尤其前两者也较好地显示了不规则充缺、狭窄改变，类似钡餐所见，且MIP、SSD像可任意旋转观察其解剖，优于钡餐

14、检查。本组未出现并发症。Fig 1CT virtual colonoscopy image clearly shows the irregular annular constricting colon mass.Fig 2MR virtual colonoscopy image shows a long-base nodule with smoothing margin just liked the finding by colonoscopyFig 3Source image of MR virtual colonoscopy shows accurately the size,site a

15、nd morphology of the lesion with stricture of gastric antrum3讨论常规胃肠道CT和MRI能较好地显示腔外结构和病变，并有效地提供了淋巴结和远处转移信息，其优势在于对肿瘤分期而非评价病变本身，其显示胃肠道缺乏连续性和立体感，更无法准确评价粘膜和肿块轮廓、管腔形态及肿块与管腔的关系。内镜较好地显示了腔内病变及其与粘膜和管腔的关系，却也存在着有创、视野局限和无法评价腔外解剖与病变的缺陷。仿真内镜成像不但无创性获得了有效胃肠道内镜样解剖像和诊断信息，而且其源影像及其所作的其他后处理影像很好地显示了腔内外结构；有效源影像多种后处理技术结合能一次

16、扫描同时获得甚至优于内镜、X线钡剂造影和常规CT或MRI诊断信息的效果，有利于指导临床决策进一步的诊疗措施。一般文献认为，临床MRVE能可靠检出直径5mm以上结肠肿块，而我们所作的实验性结肠MRVE则准确检出了所有直径312mm结节病变，实验性CTVE也有效检出了直径3mm以上结肠肿块性病变，均优于临床研究。本组资料表明：仿真内镜漏检了结肠镜显示的直径6mm及以下结节病变，这可能与呼吸、胃肠蠕动产生运动伪影、胃肠道准备欠佳、扫描和重建参数选择限制及医生经验等有关；但同时也表明其能成功内镜样展现胃肠道的任何部位与转角处，并能从狭窄、梗阻处两端观察管腔解剖与病变。结合导航多方位影像、源影像或/和其

17、他后处理影像，可靠地显示了病变部位和大小，并有效区分了不对称结肠袋、粘膜皱襞和伪影，提高了准确性。最近初步研究结果表明，仿真内镜较好地显示了胃肠粘膜和肿瘤形态、溃疡形成、管腔侵犯狭窄等，对胃肠道肿瘤、息肉、憩室和炎症包括克隆氏病均有一定的诊断价值。也有作者利用3cm长腔内线圈直接行磁共振内镜成像对16例食管癌和直肠癌(各8例)进行了准确诊断和分期。但这与我们利用工作站特殊软件对CT或MRI源影像进行仿真内镜成像重建以获得内镜样三维或动态三维解剖学像的技术是有显著区别的，仿真内镜成像是一项无创性后处理技术。与所有胃肠道检查一样，仿真胃肠镜检查也需良好的清洁胃肠道准备，而且CT或MR扫描前宜常规应

18、用肌松药，其目的主要在于：舒张胃肠道平滑肌，降低肌张力；减少胃肠道痉挛和运动伪影。为了减少伪影和假性结果，一般多主张仰、俯位扫描相结合综合分析。仿真影像学的问世意味着放射学开始涉足内镜诊断学领域，而传统放射科医生对内镜解剖像颇感生疏。故此，放射科医生尽快掌握人体正常内镜解剖与常见病、多发病内镜像特点，并熟悉常规和仿真内镜像关系，及时更新知识以迎接新的挑战十分必要。国外已在这方面做了一定的工作，有作者对比探讨了常规和仿真结肠镜的结肠正常解剖与结肠癌、结肠息肉及憩室像特点，发现仿真结肠镜能准确显示息肉全貌，其呈边缘清晰、钝圆，口部光滑等改变；结肠癌则呈较大腔内无蒂息肉样肿块、环状或霉菌样生长改变；

19、但由于部分容积效应，肿瘤表面小结节和溃疡可能被粉饰太平，且扁平病变更难检出；而憩室特征性表现为其颈管口呈边缘锐利黑环状改变。与胃镜和结肠镜比较，仿真内镜的特点有二：为非创伤性检查方法，能从梗阻点(段)两端以任意角度观察腔内解剖和病变，且能一次扫描获得多种后处理影像，而MIP、SSD和外镜成像可得到类似X线钡餐和钡灌肠检查效果。无法显示粘膜与病变的真实颜色和粘膜下血管，难以显示扁平病变且无法获得接触质感和活检与内镜手术。鉴于此，我们认为，胃肠道仿真内镜的临床应用价值尚需多中心进一步深入研究方能得到客观、科学的结论。作者单位：杨秀军 缪竞陶 何之彦 周怡和上海市第一人民医院放射科 200080沈洁 陶勇浩内镜室参考文献1Lee DH,Ko YT.Gastric lesions:evaluation with three-dimensional images using hclical CT.AJR,1997,169:787-7892Lu