CT重建及合適的窗寬窗位顯示肺移植術(shù)后吻合口狹窄

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科(廣東 廣州 510120)

陳瓊珠 藍日輝 夏亭亭 曾慶思

CT重建及合適的窗寬窗位顯示肺移植術(shù)后吻合口狹窄

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科(廣東 廣州 510120)

陳瓊珠 藍日輝 夏亭亭 曾慶思

目的用冠狀位重建及合適的窗寬窗位顯示肺移植術(shù)后吻合口狹窄。方法回顧性分析110例肺移植后不同時期患者的胸部MSCT圖像，抽取臨床確診和懷疑吻合口狹窄共37例患者的72次CT圖像，對軸位CT圖像行冠狀位重建，以及調(diào)節(jié)合適的窗寬窗位顯示吻合口狹窄的情況。比較軸位肺窗圖像與調(diào)節(jié)窗寬窗位后的冠狀位圖像兩者檢出吻合口狹窄的情況，兩種圖像分別由三位有經(jīng)驗的主治以上醫(yī)師閱片判斷有否氣道狹窄，結(jié)果用ROCFIT軟件進行ROC(受試者操作特征曲線)分析，并用Excel 2010繪制ROC曲線圖。結(jié)果冠狀位合適的窗寬窗位圖像的ROC曲線下面積大于肺窗軸位圖像的ROC曲線下面積。軸位圖像的截距(a值)為0.6916，斜率(b值)為1.0441，曲線下面積(Az)為0.6838；冠狀位圖像的a值為0.7856，b值為0.9952，Az為0.7112。兩種圖像診斷的ROC曲線及Az明顯不同，兩者有顯著差異，配對t檢驗，(P＜0.001)。結(jié)論肺移植后患者MSCT肺部檢查，冠狀位重建及合適的窗寬窗位圖像可以更敏感地發(fā)現(xiàn)吻合口狹窄，而且還能顯示狹窄段支氣管與鄰近大血管的關(guān)系，為臨床早期診斷和治療提供依據(jù)。

肺移植；狹窄；體層攝影術(shù)；X線計算機

我院2003～2016年4月共施行肺移植手術(shù)110例，復(fù)習(xí)臨床和影像數(shù)據(jù)資料，并結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)文獻，探討肺移植后吻合口狹窄的顯示方法。ROC分析已成為影像檢查和診斷方法對照研究的標準方法。本文用ROC分析的方法對CT重建圖像和橫斷圖像分別診斷吻合口狹窄進行評價，探討CT重建圖像及合適的窗寬窗位成像顯示吻合口狹窄的優(yōu)勢。

1 材料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 受者資料：我院2003年3月至2016年4月間共進行110例肺移植手術(shù)，回顧性分析受者的臨床和影像資料，男性88例，女性22例，年齡(60.6±16.5)歲(28～81歲)；原發(fā)病為慢性阻塞性肺病(COPD)55例，肺間質(zhì)纖維化(IPF)32例，職業(yè)性塵肺10例，支氣 管擴張10例，特發(fā)性肺動脈高壓3例。術(shù)前供、受者ABO血型均相符或相容。

1.1.2 肺移植術(shù)：110例受者中，接受單肺移植(SLT)者62例，接受序貫式雙肺移植(BSSLT)者48例，共有158個氣管吻合口。術(shù)中支氣管吻合均采用套入式或采用間斷吻合。

1.1.3 術(shù)后影像檢查：術(shù)后所有受者進行臨床和影像長期隨訪。監(jiān)測受者的肺功能，并根據(jù)臨床需要及時行胸部CT和纖維支氣管鏡檢查。術(shù)后3天～13年受者定期或不定期進行多次行胸部CT復(fù)查，回顧性分析其中臨床確診為吻合口狹窄的病例15例，懷疑吻合口狹窄的病例22例，期間這些病例共進行CT掃描72次，確診病人掃描35次，懷疑病例掃描37次，均有軸位圖像和三維重建冠狀位圖像，對所有冠狀位圖像，為清晰顯示吻合口與鄰近血管的關(guān)系，手動調(diào)節(jié)圖像，增加窗寬窗位至能同時顯示縱隔大血管和大氣道情況，將平掃軸位肺窗圖像與重建后的冠狀位圖像隨機分成兩組，圖像由主治以上醫(yī)師分別閱片，判斷是否顯示吻合口狹窄，狹窄標準的判斷(見表1)。所得結(jié)果用ROC曲線進行分析。

1.2 方法

1.2.1 胸部CT掃描：37例病人72次掃描在出現(xiàn)癥狀7天內(nèi)均用TOSHIBA AQUILLION 16排或SIEMENS SMONTA128排螺旋CT檢查。掃描參數(shù)120kV，40mAs，準直寬0.6mm～1.0mm，螺距1.5，層厚2mm.

1.2.2 胸部CT圖像處理：72次掃描的軸位肺窗圖像為“第一組圖像”，這些軸位圖像均作冠狀位三維重建，并手動調(diào)節(jié)窗寬窗位(窗寬范圍1000～2000，窗位-100～-300HU)使能同時顯示吻合口及鄰近的大血管結(jié)構(gòu)，形成新的另一組圖像，簡稱“第二組圖像”。

1.2.3 診斷為吻合口狹窄的影像學(xué)標準：(1)吻合口管徑變窄，狹窄率大于氣道近端管徑的50%或以上；(2)吻合口附近管腔內(nèi)有結(jié)節(jié)或肉芽等組織阻塞管腔，超過管徑的50%。診斷為臨床疑似狹窄的影像學(xué)標準：吻合口狹窄程度不及相應(yīng)氣道管徑的50%。

1.2.4 實驗的設(shè)計：為最大限度減少主觀經(jīng)驗和閱片方法的影響，由三位經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)師在事前不知道最后診斷結(jié)果的情況下閱讀兩組CT圖像并提供申請單上的臨床資料。全部37例72次掃描被編為1～72號，每個病例都有兩種圖像：軸位肺窗圖像和冠狀位合適的窗寬窗位圖像。每個病例的兩種圖像隨機調(diào)出其中一種，各占一半。記錄三位醫(yī)師閱片的編號順序和每例的圖像種類。相隔一周后，每位醫(yī)師按上次閱讀編號順序相反的方法閱讀另一種圖像。

1.2.5 ROC數(shù)據(jù)獲取和統(tǒng)計方法：在回答是否有氣道狹窄時，答案分為肯定是，可能是，不清楚，可能不是和肯定不是5級。參照診斷標準，為減少主觀因素的影響，每一級對應(yīng)為如下的影像所見，如表1所示。閱片結(jié)果采用ROCFIT軟件進行ROC分析，并繪制ROC曲線圖。

2 結(jié) 果

37例72次掃描圖像經(jīng)三位放射科醫(yī)師分析CT圖像后的結(jié)果(見表2)，ROC原始數(shù)據(jù)(見表3)，ROC曲線(見圖1)。第一組圖像曲線的a值(截距)為0.6916，b值(斜率)為1.0441，Az為0.6838；第二組圖像的a值為0.7856，b值為0.9952，Az為0.7112。兩種圖像的曲線下面積Az不同，冠狀位重建圖像及合適的窗寬窗位在顯示肺移植術(shù)后吻合口狹窄上較軸位肺窗圖像為優(yōu)。

3 討 論

3.1 吻合口狹窄的顯示方法吻合口狹窄是肺移植術(shù)后最常見的并發(fā)癥之一[1]，發(fā)生率為1.6%～32%[2-4]，我院本組病例狹窄率約9.5%(15/158)。狹窄主要有6種基本類型：單純狹窄、肉芽增生、軟化、感染、 裂開、吻合口瘺[5]，早期診斷尤其重要，能顯著改善預(yù)后。纖維支氣管鏡檢查是診斷的“金標準”，能明確狹窄的長度和遠端的通暢情況。我院15例患者均經(jīng)纖維支氣管鏡檢查明確診斷。以往顯示吻合口狹窄的主要無創(chuàng)方法是CT軸位肺窗圖像，但存在的主要缺點是不能對狹窄段很好的整體顯示，對于部分肉芽增生所致狹窄顯示不佳，而且狹窄段氣道與縱隔大血管解剖關(guān)系不清楚，需要縱隔窗補充觀察。螺旋CT冠狀位重建肺窗圖像能解決大部分狹窄段的整體顯示問題，但對狹窄段氣道周圍的情況不能顯示，臨床醫(yī)生缺乏對狹窄段氣道與周圍組織關(guān)系的判斷，因此在冠狀位重建的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)后的窗寬窗位圖像，能很好地解決這些問題。圖像的窗寬窗位調(diào)節(jié)主要是為了能同時顯示氣道管壁、管腔和周圍大血管的情況，使這些結(jié)構(gòu)能較好地在同一層面顯示，既能達到診斷目的同時又使臨床醫(yī)生對狹窄段氣道和周圍的解剖結(jié)構(gòu)有一個清晰的立體感覺(見圖2-7)。Garg K等報道螺旋CT三維重建可以準確判斷吻合口狹窄的發(fā)生以及程度，準確率可達94%，而CT平掃準確率僅為91%[6-7]。本研究利用ROC曲線的原理和分析方法比較兩組圖像對檢出吻合口狹窄的敏感性和特異性，因此能較客觀地評價這兩種檢查方法。

表1 五級分法對應(yīng)的影像表現(xiàn)

3.2 ROC曲線的基本原理和分析方法ROC分析源于20世紀50年代的雷達信號探測理論，近三十年來廣泛應(yīng)用于放射學(xué)和臨床化學(xué)，是國際上公認的應(yīng)用最廣泛的評價兩種或以上影像診斷系統(tǒng)的標準方法[8]。

敏感性表示真陽性(TPF)，特異性表示真陰性(TNF)，計算方法為：敏感性＝[真陽性/(真陽性＋假陰性)]×100%。特異性＝[真陰性/(假陽性＋真陰性)]×100%。

ROC原理的實質(zhì)是在敏感性和特異性的基礎(chǔ)上將單一的臨界值改為多個臨界值，分別計算不同臨界值的敏感性和特異性并標記反映敏感性和特異性的曲線。曲線圖代表了敏感性和特異性的相互關(guān)系，橫坐標為假陽性(1-特異性)，縱坐標為真陽性(敏感性)，ROC曲線上每一個操作點代表了特定臨界值下敏感性和特異性的組合[8]。當臨界值在頻數(shù)分布圖最高端時，所有受試者被認為陰性，真陽性和假陽性均為0，特異性為1，此臨界值的敏感性(真陽性)和假陽性(1-特異性)標記在ROC曲線的左下角，降低臨界值時，真陽性和假陽性都會升高，當臨界值在頻數(shù)分布圖最低端時，所有受試者被認為陽性，真陽性和假陽性均為1，特異性為0，此臨界值的敏感性(真陽性)和假陽性(1-特異性)標記在ROC曲線的右上角，當敏感性和特異性均為1時，標記在曲線的左上角，ROC曲線最完美，曲線下Az＝1。Az值越大，代表影像診斷系統(tǒng)越好。ROC曲線的數(shù)據(jù)采集目前多用五級臨界值分法，即1級為肯定陰性，2級為可能陰性，3級為不清楚，4級為可能陽性，5級為肯定陽性。本診斷試驗取三位醫(yī)師觀察結(jié)果的平均值，以獲得更準確結(jié)果。目前國外醫(yī)學(xué)影像學(xué)論文多采用敏感性和特異性來評價影像診斷系統(tǒng)。

表2 37例臨床診斷或臨床疑似肺移植術(shù)后吻合口狹窄患者的72次不同CT圖像經(jīng)3位放射科醫(yī)師閱片結(jié)果

表3 ROC曲線的原始數(shù)據(jù)

利用ROCFIT軟件繪制ROC曲線，可計算曲線的a值(斜率)、b 值(截距)、曲線下面積Az，將五個臨界值的真陽性和對應(yīng)假陽性數(shù)值用插值法生成26對真陽性和假陽性數(shù)值，以便在Excel軟件上繪制圓滑的ROC曲線，對應(yīng)點越多，曲線越圓滑。

CT重建圖像還可用于顯示其他氣道病變和血管性病變，例如各種原因?qū)е碌臍夤?、支氣管狹窄、腫瘤性病變，對于肺移植術(shù)后患者，還可以復(fù)查其大血管吻合口的情況，重建的圖像經(jīng)過調(diào)節(jié)合適的窗寬和窗位能較直觀地顯示氣道狹窄或大血管狹窄與周圍組織的解剖關(guān)系，因此應(yīng)常規(guī)應(yīng)用于肺移植術(shù)后患者的復(fù)查中。

圖1 軸位肺窗和冠狀位處理圖像顯示肺移植術(shù)后吻合口狹窄的ROC曲線。圖2-3 男，76歲，雙肺移植術(shù)后50天，咳嗽，氣促1周，CT冠狀位合適窗寬窗位圖像顯示右側(cè)吻合口狹窄(白色箭頭)，右上及右中間段支氣管同時狹窄，軸位圖像不能同時顯示。圖4-5 男，52歲，雙肺移植術(shù)后4月，氣促，乏力5天，軸位肺窗圖像及冠狀位合適窗寬窗位圖像均能顯示右側(cè)吻合口狹窄，后者還能顯示狹窄段位于奇靜脈下方，右肺動脈遠端旁。圖6-7 男，30歲，右肺移植術(shù)后8月后，氣促3天，CT冠狀位合適窗寬窗位圖像顯示右側(cè)吻合口狹窄60%(白色箭頭)，軸位圖像吻合口狹窄不明顯。

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(本文編輯:王海麗)

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(本文編輯:郭吉敏)

【收稿日期】2016-12-05

Indication of Airway Stenosis After Lung Transplantation by MSCT Reconstruction Based on Fitted Window Width and Window Level

CHEN Qiong-zhu, LAN Ri-hui, XIA Ting-ting, et al．, The First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510120, Guangdong Province, China

ObjectiveTo discuss the indication of airway stenosis in a consecutive series of bronchial anastomosis after lung transplantation in our hospital．MethodsWe performed a retrospective imaged study on 110 cases of lung transplants in our hospital from January 2003 to April 2016． Sixty-two cases were subjected to single lung transplants, and fortyeight to bilateral sequential single Iung transpIantation． There were totally l58 bronchial anastomoses． 72 MSCT imaging which confirmed or suspected anastomosis stenosis were selected to further handle from 37 cases． Changed the axial to coronal section, then adjusted the window width and window level were fitted to show the airway stenosis．Compared the ability of distinguish airway stenosis between this two kinds of images, three experience physician readed this two groups imaging using ROC analysis． ROC curved was made by Excel 2010． All recipients received long-term MSCT follow-up．Fibrobronchoscopic examinations were done when necessary．ResultsROC analysis indicated that there were significant difference (P＜0．001) between coronal and axial imaging groups with a=0．7856, b=0．9952, Az=0．7112 on the former and a=0．6916, b=1．0441, Az=0．6838 on the latter．ConclusionReconstruction Coronal imaging can more effectively show airway stenosis after lung transplantation than the axial ones．

Lung Transplantation; Airway Stenosis; Tomography; X-ray Computer

R816.41

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2017.01.012

2016-12-13

藍日輝