多层螺旋c及其后处理技术在胃肿瘤诊断中的应用

多层螺旋c及其后处理技术在胃肿瘤诊断中的应用

多层螺旋ct（msct）是螺旋ct技术的最新技术。与简单的螺旋ct（ssct）相比，具有更快的扫描速度和更高的图像质量，因此它适合显示三维图像、模拟镜和cta。这一新技术在胃的应用迄今尚未见国内外文献报道。笔者就MSCT仿真胃镜(CTVG)及SSD、RaySum等三维成像技术在胃肿瘤诊断方面的临床应用作一前瞻性研究,旨在初步探讨其在这一领域的应用价值及影响因素,并与上胃肠道钡餐造影(GI)及胃镜结果进行比较。1数据和方法1.1病例选择及检测2000年2月～2001年3月间我院应用MSCT共进行61例胃部三维成像检查,其中35例经GI或纤维胃镜(fiberopticgastroscopy,FG)诊断为胃肿瘤的患者作为初选对象。为避免胃充盈程度标准不一造成的图像质量误差,自行制定筛选标准,以胃某一解剖分区(首先观察胃体,若胃体被病变干扰则观察胃窦)粘膜皱襞展平率占该区域粘膜皱襞总数90%以上作为充盈程度满意的标准。35例中共选出23例作为研究组。23例中,男15例,女8例,年龄36～77岁,平均56.1岁。全部病例在行CTVG检查前后1周内进行FG检查和病理活检,并且在扫描前1～3天或CTVG检查后1天内行GI检查。所有病例均经手术病理或胃镜活检证实,包括早期胃癌5例,进展期胃癌10例,淋巴瘤3例,平滑肌瘤3例,平滑肌肉瘤2例。1.2仰卧位扫描ct成像特点及数据处理使用GELightSpeedQX/i型多层螺旋CT机及其AdvantageWindows工作站,软件版本3.1。检查前禁食水6h以上,所有患者均于检查前10～15min肌肉注射盐酸山莨菪碱(654-2)20mg,以减少胃肠蠕动,使胃壁张力降低,减少重建伪影。训练患者进行屏气练习,一次屏气30s左右,目的是减少呼吸运动所致的伪影。检查前口服产气粉2～3袋(6～9g,青岛东风化工厂产,产气量约350ml/袋),待患者自觉上腹饱胀感后立即以仰卧位扫描CT定位像并观察胃膨胀程度,如不满意,补服适量产气粉后再行CT定位扫描观察至满意为止。扩张满意的胃内壁应较完整,粘膜皱襞被基本展平。主要成像参数:管电压120kV,管电流设定值180～260mA,探测器准直宽1.25mm(即扫描层厚1.25×4=5mm)及7.5mm/360°床速的组合,螺距3∶1,重叠重建率75%及标准(STD)重建方式进行扫描和重建,重建层厚2.5mm,重建间隔1.2mm。扫描范围以膈顶为基线,沿Z轴方向包括胃的全长,大约18～24cm,扫描时间16～18s。常规行仰卧位扫描,再根据病变所需显示部位选择不同扫描体位(俯卧位,左、右侧位)进行多次容积扫描。对原始扫描数据以75%的重叠重建率进行重建,再分别进行以下后处理:(1)用reformat软件获得冠状、矢状及横断面的二维多平面重建(multiplanarreconstructions,MPR)影像;(2)调节CT阈值为-350HU,并设定透明度(transparency)后用三维软件进行遮蔽表面显示法(shaded-surfacedisplay,SSD)及表面透视显示法(RaySum)重建以获得3DCT图像;(3)利用导航(navigator)软件,设定主视区CT阈值及透明度分别为-700HU和100%,获得CTVG影像并赋予伪彩色,沿贲门向胃窦方向,根据胃腔内形态和病变位置调节方向和视角,以“漫游观察(flythrough)”方式进行观察,再利用电影功能分别以正向、反向连续依次回放图像,获得具有FG效果的影像并进行观察。1.3影像学结果检测:传统法图像还是ctgs所有MPR、3DCT(包括SSD和RaySum)及CTVG影像均分别由2位胃肠组放射专业医师根据胃肿瘤各种可能表现,如肿块、溃疡、隆起、粘膜异常(展平、纠集、中断、破坏)、胃腔狭窄/变形、胃壁不规则增厚等,独立观察并作出诊断,2人事先均不知GI及FG结果,诊断结果以2人意见一致为准。最终评判标准基于手术或FG活检的病理结果。将各种三维后处理影像分别与GI和FG进行比较,以分析其与传统方法在胃肿瘤的显示能力上的差异。根据不同重建影像的特点,将SSD和RaySum影像与GI相比较,而CTVG影像则与FG比较。为便于与GI和FG结果直接比较,将23例胃肿瘤分为早期胃癌、进展期胃癌(包括淋巴瘤)、粘膜下肿瘤3组,并对3DCT和CTVG影像作如下评分:+3,可显示病变并作出诊断,所获信息量多于相应传统技术(GI或FG);+2,可显示病变并作出诊断,但所获信息量接近于传统技术;+1,可显示病变,但所获信息量少于传统技术;0,未发现病变。采用SPSS软件,配对资料的秩和检验(Wilcoxon法)进行统计学分析对可能影响图像质量的各种技术因素,包括胃的膨胀程度,体位及呼吸运动等进行分析评价。2结果2.12胃结构检查CTVG表现:(1)管腔狭窄、平坦,粘膜消失(4例);(2)胃腔内有软组织肿块或粘膜局限性隆起(10例);(3)胃腔内或肿块内有深暗色之溃疡,周围有环堤,伴粘膜中断或杵状皱襞(7例);(4)粘膜粗大(2例)。SSD表现:(1)胃壁光整(4例),见于早期癌;(2)胃壁凹陷性改变,见于肿块型及溃疡型肿瘤(9例);(3)胃腔狭窄,见于浸润型肿瘤(5例);(4)胃壁增厚,见于粘膜下肿瘤(5例),上述形态类似GI检查之充盈像。RaySum表现:(1)胃腔内软组织肿块影及周边致密的环行影或轮廓线呈双边、多边改变,分别见于肿块型及溃疡型肿瘤(11例);(2)胃腔狭窄,见于浸润型肿瘤(5例);(3)胃腔轮廓线光滑2例,见于Ⅱc型早期胃癌;(4)胃壁不规则增厚,胃腔轮廓线增粗,见于粘膜下肿瘤(5例),上述表现类似于X线胃气钡双对比造影。MPR表现:(1)胃壁示连续、光整,厚度均匀一致4例,见于早期胃癌;(2)胃腔内软组织肿块10例;(3)胃壁明显增厚3例,见于粘膜下肿瘤;其中1例平滑肌肉瘤厚度达10mm。同时检出原发性肝癌1例,转移性肝癌4例,腹腔淋巴结广泛转移、腹水伴肝硬化各2例。2.2mtt影像与gis、fg结果对比23例患者对MSCT检查均能很好地耐受,且均获得良好的MPR、3DCT及CTVG影像,成功率为100%。综合观察各种后处理影像,23例胃肿瘤患者中检出22例,敏感性为95.7%;漏诊的1例为早期胃癌,大体分型为Ⅱb(日本内镜学会)。经对照,被检出的22例中有19例CT诊断与病理结果相符,准确性为86.4%。MSCT三维后处理影像与GI和FG显示胃肿瘤能力的比较见表1。另外,笔者发现把CTVG和MPR影像结合起来观察,可同时评价胃壁的内表面及其与腔外结构的关系,故用该方法对粘膜下肿瘤进行观察发现效果明显优于GI或FG。各种影响因素的观察结果:(1)体位:仰卧位对于所有胃前壁、胃大弯及小弯粘膜皱襞的异常改变均显示满意;3例胃底、贲门及胃后壁病变于仰卧位显示欠佳,变换俯卧位后显示满意;另2例胃底、贲门病变因胃型原因,在变换为左侧卧位后方显示满意;5例胃窦病变于右侧卧位显示最佳。(2)呼吸运动:20例呼吸控制良好,三维重建影像显示胃壁连续性完整,细节显示充分;2例呼吸控制不佳,三维重建影像显示不同程度的胃壁锯齿状变形,严重影响细节显示,经反复训练后患者呼吸控制达到满意,三维重建影像质量明显改善。3ssct的应用螺旋CT以其快速的扫描速度、连续的容积采样技术和强大的后处理能力等优点,为胃肠道等空腔脏器病变提供了一种新的检查手段,相关文献报道逐渐增多,但仅限于SSCT的应用。1998年MSCT的推出,进一步提高了螺旋CT的性能,目前这一技术尚处于初步临床应用阶段,其在胃肠道的应用尚未见文献报道。现仅就MSCT成像技术及其在胃肿瘤诊断中的应用作一初步讨论,为进一步研究积累经验。3.1扫描:msct的优点MSCT是指采用宽探测器技术,即多排探测器;扫描时采用可调节宽度的锥形X线束,根据拟采集的层厚选择锥形X线束的宽度,后者可激发不同数目的探测器,从而实现一次采集可同时获得多层图像,故又称多排探测器螺旋CT(multidetector-RowCT,MDCT)。其与SSCT相比,主要具有以下优势:(1)扫描速度快,覆盖范围大。MSCT允许一次扫描进行4个层面图像的采集,在同样的X线准直宽度下,进床速度为SSCT的4倍,所以在同一容积扫描中,MSCT明显减少了扫描时间,亦相应减少了患者屏息时间。本组病例扫描范围18～24cm,采用HQ模式平均扫描时间只需11.7s;患者只需一次屏气即可完成。据相关文献报道,SSCT进行相同范围检查需30～40s。同时,在同一扫描时间内,MSCT可获得沿Z轴方向更大范围的图像信息,这对于需要较大扫描范围的检查,如腹部CTA,尤其有帮助。(2)图像质量高。SSCT由于受到扫描时间的限制,层厚选择相对较厚,MSCT可在不增加扫描时间的条件下实现更薄层厚的扫描。在同样的扫描区域和同样的扫描时间条件下,MSCT可获厚度仅为SSCT的1/4而数量为其4倍的图像,故MSCT在Z轴方向的分辨率明显高于SSCT,图像质量明显提高。(3)扫描方式改进和提高。MSCT螺距的定义为每旋转360°床的进动距离与Z轴方向上探测器准直宽的大小之比。这使螺距的选择范围更大,LightSpeedQX/i提供了两种扫描方式:HQ和HS。HS模式(高速扫描模式)螺距为6∶1,大大提高了扫描速度和扫描范围,而图像质量仍较好,相当于相同条件下螺距为2∶1的SSCT图像;HQ模式(高分辨率扫描模式)螺距为3∶1,为MSCT的最佳螺距,可获得高质量的图像,相当于螺距为1∶1的SSCT图像质量。最薄层厚可达1.25mm,适于观察微小病变。3.2ctgs影像的特点本组病例分别采用MPR技术获得二维重建影像,采用SSD、RaySum和CTVG技术获得三维重建影像以显示胃肿瘤。SSD技术设定阈值为-350HU,所有此阈值之外的象素均被去除,剩余的影像即为胃壁内、外表面,可显示胃的整体观,类似单对比GI。而且该技术是在扩张的胃腔内形成气体与软组织的对比,密度差优于单对比GI形成的钡剂与软组织的对比,故SSD影像可使正常或异常结构的边缘变得清晰;缺点是会造成某些细小结构的丢失。RaySum技术是容积再现(volumerendering)技术的一种,其影像中每一个象素均反映相应X线束穿过的所有体素之和。经RaySum技术处理后可得到透明影像,类似双对比GI的效果。因此RaySum影像可克服SSD影像对病变的遮盖;可同时反映胃壁内在和外在的病理状态,可观察到胃粘膜皱襞纠集、受压、隆起等改变。CTVG亦基于容积再现技术,通过调节CT阈值及透明度并将观察点置于胃腔内而产生类似FG的影像,因此可更直观地发现及从任意方向观察病变。CTVG克服了FG受观察野限制的缺点,可更准确地测量胃肿瘤的大小和体积。本研究也反映了三维重建影像的一些不足:(1)对平坦型和小的肿瘤(<3mm)显示困难;(2)不能观察肿瘤的色泽;(3)不能取活检。MPR影像可从多方位(横断、冠状、矢状)进行观察,虽对胃粘膜皱襞改变显示困难,但对于进展期胃癌、淋巴瘤和粘膜下肿瘤可直观显示胃壁增厚程度,肿瘤的腔外部分以及腔内、外部分的关系,对邻近结构的侵犯等三维重建影像不易显示的信息,是对后者的有益补充。在本研究中通过把CTVG和MPR影像结合起来观察,取得了良好的效果。3.3ctgp与fg的结合CTVG是一种无创、安全、无痛苦的检查方法,表1证实,CTVG、SSD、RaySum的结果接近GI、FG的表现。本组临床应用表明,CTVG对胃部病变检出可看出其与FG结果相同,而且对病变的准确率也接近FG,因此CTVG在胃部疾病中可获得FG的效果,且CTVG对病变形态、大小的观察也与手术标本相似。因此,CTVG对诸多胃部疾病定位准确,定性有一定帮助,尤其对肿瘤性病变准确进行分型可取得满意结果。和MPR图像结合不仅可显示胃腔内情况,同时也可观察到胃腔外的改变,这又是传统GI、FG检查不能做到的。CTVG较FG在测量胃部病灶的直径、体积方面更准确,且可避免FG带给患者的不适感。虽然CTVG可加人工伪彩,但存在不可辨别色