基于MSCT及后處理技術(shù)在氣管憩室中的應(yīng)用進(jìn)展

付紅江，張崗，梁智博，武繼業(yè)，李振山

1. 內(nèi)蒙古民族大學(xué) 呼倫貝爾臨床醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000；2. 呼倫貝爾市人民醫(yī)院 影像科，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000

引言

氣管憩室（Tracheal Diverticulum，TD）是一種累及氣管或支氣管的囊性病變，多為胸部CT偶然發(fā)現(xiàn)，少數(shù)是做支氣管鏡檢或合并其他疾病時(shí)意外發(fā)現(xiàn)[1]，通常無(wú)臨床癥狀，極少數(shù)TD患者具有臨床癥狀及并發(fā)癥[2]，盡早發(fā)現(xiàn)并診斷TD非常關(guān)鍵，而多層螺旋CT（Multi-Slice Spiral CT，MSCT）在TD診斷中發(fā)揮著巨大作用。隨著MSCT及其后處理技術(shù)投入使用，極大地提高了TD的檢出率，使得人們對(duì)TD的認(rèn)識(shí)更加深入，但目前MSCT及其后處理技術(shù)仍存在缺陷。本文主要對(duì)MSCT及其后處理技術(shù)在TD診斷、鑒別診斷、MSCT圖像質(zhì)量影響因素及手術(shù)治療及其預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值予以綜述，旨在歸納、總結(jié)目前MSCT及其后處理技術(shù)對(duì)TD的應(yīng)用現(xiàn)狀及進(jìn)展，為今后TD的診斷及治療提供有益指導(dǎo)。

1 TD概述

隨著影像技術(shù)的發(fā)展，TD的檢出率呈上升趨勢(shì)，在常規(guī)胸部CT中約為1%～3%。TD患者的平均年齡約為58歲（范圍16～93歲），男女中發(fā)病率目前仍存在一定爭(zhēng)議，可能與選取樣本量大小有關(guān)[3-4]。目前已經(jīng)證實(shí)了TD患者可能伴有慢性阻塞性肺疾?。–hronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD）這一觀點(diǎn)[5]。晚期肺病囊性纖維化患病人群中TD發(fā)病率很高[6]，與TD相關(guān)的解剖弱點(diǎn)可能是由于支氣管哮喘惡化而導(dǎo)致氣道壓力持續(xù)升高的臨界點(diǎn)[7]。TD分為先天性和后天性TD兩種類(lèi)型，證實(shí)前者主要是由氣管軟骨發(fā)育缺陷引起的，起源于膜狀氣管后壁發(fā)育過(guò)程中的內(nèi)胚層分化缺陷或胎兒生命第6周氣管軟骨發(fā)育過(guò)程中的缺陷，可以影響氣管整個(gè)解剖結(jié)構(gòu)（呼吸上皮、平滑肌和軟骨）；后者也稱(chēng)之獲得性TD，且僅包括呼吸道上皮，缺乏典型平滑肌或軟骨，主要是慢性咳嗽、COPD合并氣管壁薄弱導(dǎo)致腔內(nèi)壓力長(zhǎng)期升高引起[8]。有學(xué)者認(rèn)為獲得性TD也可能是外科手術(shù)的并發(fā)癥或氣管軟化的結(jié)果[9]，TD后天形態(tài)與氣管創(chuàng)傷、外科手術(shù)或肺部疾病有關(guān)。而多個(gè)獲得性TD是巨氣管支氣管癥的標(biāo)志，了解TD的發(fā)病機(jī)制有助于管理和預(yù)防其他并發(fā)癥的產(chǎn)生[10]。

2 MSCT中TD的影像表現(xiàn)

TD多發(fā)于胸廓入口平面氣管旁，先天性TD多位于聲帶下方4～5 cm或者隆突上方，通常位于右側(cè)氣管旁[11]，體積小于獲得性TD。而獲得性TD可以發(fā)生于任何水平，T1～T3椎體水平之間最多見(jiàn)[12]，由于氣管左后側(cè)有食道作為支撐，因此TD多位于氣管右后壁[13]，表現(xiàn)為類(lèi)圓形或不規(guī)則囊狀氣體密度影，呈單一或多發(fā)，其壁可厚亦可薄，體積大小不等，多數(shù)TD與氣管之間為線(xiàn)形開(kāi)口，少數(shù)為小缺損。

TD的MSCT特征性表現(xiàn)包括氣管或支氣管旁有一個(gè)薄壁氣囊、鄰近與管腔有或無(wú)相通。因此，尋找TD與氣管或支氣管的交通對(duì)于診斷氣管及支氣管憩室至關(guān)重要，而MSCT不僅能夠觀察TD的位置、大小、輪廓及壁厚，一定程度上可以顯示TD與氣管及支氣管的細(xì)小通道[14]。還能夠動(dòng)態(tài)地評(píng)估TD，趙亞春等[15]、江山岳[16]和賀新華等[17]通過(guò)MSCT對(duì)TD發(fā)生、發(fā)展、消失及消失后再生等復(fù)雜過(guò)程進(jìn)行觀察，證實(shí)TD形態(tài)與結(jié)構(gòu)隨訪(fǎng)中均可發(fā)生變化,部分TD可合并感染或伴有其他疾病，關(guān)注TD變化有助于協(xié)同評(píng)估肺功能變化,對(duì)臨床具有一定指導(dǎo)價(jià)值。MSCT還能用于區(qū)分先天性和獲得性TD病變，這取決于有無(wú)軟骨和TD頸部的大小判斷。當(dāng)MSCT掃描層厚<1 mm時(shí)，才能詳細(xì)、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)TD，然而軸位MSCT圖像對(duì)TD的診斷仍存在局限。同時(shí)MSCT對(duì)細(xì)小的TD、TD與氣管之間的通道顯示比較困難，因?yàn)門(mén)D與氣管之間通道一般較為細(xì)短，走行多樣。周靜然等[18]收集56例TD患者中，MSCT軸位圖像能夠顯示TD與氣管或支氣管之間通道的只有21例，而在其后處理圖像中顯示的卻可以達(dá)到40例。不難發(fā)現(xiàn)，MSCT后處理技術(shù)在TD診斷中極為重要，這為MSCT后處理技術(shù)發(fā)展提供了推動(dòng)作用，也對(duì)圖像后處理技術(shù)提出了更高要求。

3 MSCT在TD鑒別診斷中的運(yùn)用

根據(jù)TD在MSCT中的影像表現(xiàn)及診斷依據(jù)，TD需要與縱隔氣腫、肺尖疝、食管憩室及頸部皮下氣腫等疾病進(jìn)行鑒別?？v隔氣腫和頸部皮下氣腫，常見(jiàn)于急診外傷的患者，可伴有氣胸、肋骨骨折及頸部軟組織損傷等征象，表現(xiàn)為頸部皮下組織、縱隔不規(guī)則片狀氣體密度影。由于MSCT檢查時(shí)間短、費(fèi)用相對(duì)便宜，對(duì)氣體、骨骼及軟組織外傷具有極高的軟組織分辨力，檢出率極高，如果擔(dān)心輻射太大，可以選擇低劑量CT掃描[19]。因此，MSCT是診斷縱隔氣腫和頸部皮下氣腫最重要的檢查手段，容易將兩者與TD鑒別出來(lái)。肺尖疝是指由于Sibson’s筋膜缺損或薄弱，導(dǎo)致肺組織向上突破致患者頸部呈“山峰”狀改變，基底部與肺組織相延續(xù)，通過(guò)MSCT掃描可與之鑒別。食管憩室分為幕狀和囊狀憩室，是管壁局部向外膨出的囊狀結(jié)構(gòu)，幕狀憩室的頸部開(kāi)口較大，垂直向外突出；囊狀憩室上端有細(xì)蒂頸部與食管相連，其內(nèi)可見(jiàn)狹小頸口與之貫通，表現(xiàn)為向下垂的囊狀結(jié)構(gòu)，憩室內(nèi)可有鋇劑或食物存留。由于氣管與食道位置相近，要求MSCT薄層掃描，才能夠清楚顯示憩室與食道、氣管的關(guān)系。此外，TD還要與支氣管囊腫、喉膨出及肺大泡等鑒別。通過(guò)MSCT檢查T(mén)D不難與這些疾病鑒別。同時(shí)，增強(qiáng)CT時(shí)TD囊壁無(wú)強(qiáng)化也有助于診斷及鑒別。

4 MSCT后處理技術(shù)

MSCT后處理技術(shù)包括多平面重組（Multi-Planar Reformation，MPR）、 多 層 面 容 積 再 現(xiàn)（Multi-Planar Volume Rendering，MPVR）、 容 積 再 現(xiàn)（Volume Rendering，VR）、曲面重組（Curved Planar Reformation，CPR）、CT仿真內(nèi)鏡（CT Virtual Endoscopy，CTVE）、表面遮蓋顯示（Surface Shaded Display，SSD）、血管探針技術(shù)（Vessel Probe，VP）和能譜CT等技術(shù)，主要是利用容積數(shù)據(jù)進(jìn)行2D、3D和能譜圖像的后處理加工，此外還包括圖像數(shù)據(jù)的分割與融合等，其中MPR和CPR屬于2D重組技術(shù)，而MPVR、SSD、VR、CTVE及VP屬于3D重組技術(shù)。其中MPVR還整合了最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）、 最 小 密 度 投 影（Minimum Intensity Projection，Min MIP）或平均密度投影等技術(shù)，獲取圖像可以在不同角度觀察和顯示解剖結(jié)構(gòu)及病變。通過(guò)這些MSCT后處理重建技術(shù)，可以觀察TD發(fā)生位置、大小、數(shù)目、形態(tài)以及它和氣管或支氣管之間的通道等[20-21]，也可以檢出掃描內(nèi)肺部的重要病變，這極大地提高了TD檢出以及顯示TD整體形態(tài)，下面主要對(duì)Min MIP、MPR、VR及CTVE后處理技術(shù)作重點(diǎn)介紹。

4.1 MPR

MPR目前在MSCT后處理技術(shù)中運(yùn)用最為廣泛，通過(guò)MPR技術(shù)能夠獲得冠狀層面、矢狀層面和任意角度斜位層面的2D圖像，由于MPR圖像CT值屬性不變，還可以進(jìn)行CT值測(cè)量。目前MPR技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于診斷氣管、支氣管病變中，針對(duì)TD的診斷，MPR在MSCT后處理技術(shù)中檢出率最高，是對(duì)MSCT軸位圖像的重要補(bǔ)充，不僅可以將TD進(jìn)行多個(gè)平面重組，還能使憩室的通道與氣管、支氣管之間的開(kāi)口顯示在同一個(gè)平面，這樣有利于憩室與氣管之間通道的顯示[18]，從而提高了TD檢出率。通過(guò)不同平面和角度可以很好地顯示憩室內(nèi)解剖關(guān)系，以及病變部位的準(zhǔn)確定位，陳七一等[22]收集30例TD患者共60個(gè)憩室中，在MPR上所有TD能夠全部顯示，檢出率明顯高于Min MIP、VR及CTVE，與三者存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這更加證實(shí)MPR后處理在TD診斷和治療中具有更突出的優(yōu)點(diǎn)。MPR作為一種新起、無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)便的后處理技術(shù)，在TD病變的診斷、治療及隨訪(fǎng)等諸多環(huán)節(jié)中也發(fā)揮著重大作用。

4.2 Min MIP和VR

Min MIP主要用于顯示密度明顯低的含氣器官或病變，如胃腸道、支氣管及其病變等。不僅能夠顯示TD的病變形態(tài)及輪廓，一定程度上還能將TD與氣管或支氣管之間通道進(jìn)行顯示，控制好Min MIP 圖像的層厚，通過(guò)薄層Min MIP 成像可以最佳地顯示憩室與氣管、支氣管之間的聯(lián)系，目前在一些研究中已經(jīng)獲得了證實(shí)[23]，但對(duì)TD的檢出率不如MPR。

VR圖像的優(yōu)點(diǎn)是分辨力高，可以顯示血管、氣管及支氣管等解剖結(jié)構(gòu)及病變，能夠任意角度旋轉(zhuǎn)與切割，操作方便和適用范圍廣，是目前MSCT 3D圖像后處理最常技術(shù)用之一。VR可以對(duì)TD進(jìn)行多角度旋轉(zhuǎn)與切割，其優(yōu)點(diǎn)是顯示憩室內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及憩室與氣管、支氣管之間的通道[20]。江山岳[16]對(duì)90例TD進(jìn)行后處理重建中，常規(guī)MSCT軸位圖像顯示TD與氣管或支氣管之間交通僅為41例（45.56%），MPR與VR技術(shù)均可以明確72例（80.0%），MPR與VR明確兩者關(guān)系比例明顯高于常規(guī)軸位圖像（P<0.05），進(jìn)一步證實(shí)MSCT后處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及對(duì)TD檢出率具有極大的提高，為臨床針對(duì)TD的治療或者手術(shù)提供準(zhǔn)確依據(jù)。憩室與氣管、支氣管之間通道內(nèi)有時(shí)氣體量太少或者被分泌物所堵塞，會(huì)阻礙VR對(duì)通道的顯示，如果通道一端和（或）兩端開(kāi)口比較大，或者被氣體充填而被顯示，表現(xiàn)為T(mén)D與氣管、支氣管之間的蒂狀突起指向?qū)Ψ?，VR能夠間接地提示憩室來(lái)源。

4.3 CTVE

CTVE圖像具有很好的軟組織對(duì)比度、三維成像能力等優(yōu)點(diǎn)，與纖維內(nèi)鏡類(lèi)似所見(jiàn)，通過(guò)CTVE技術(shù)能夠重建出空腔、器官或病變內(nèi)表面的直觀立體視覺(jué)效果的圖像，主要用于發(fā)現(xiàn)并診斷氣管、支氣管、胃腸道和主動(dòng)脈等管道竇腔的病變。CTVE不僅可以仿真體積較大的TD內(nèi)部表現(xiàn)，還能顯示不少氣管或支氣管內(nèi)部凹陷或者小孔。周靜然等[18]研究的56例TD中，在使用CTVE技術(shù)后，顯示氣管和（或）支氣管內(nèi)表面局部小孔或凹陷者高達(dá)35例；賀新華等[17]在78例TD患者檢出和隨訪(fǎng)中，32例TD可以顯示其開(kāi)口，這些研究證實(shí)CTVE在TD檢出中的重要性。CTVE技術(shù)操作簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)，具有敏感度、特異度、準(zhǔn)確度比較高的特點(diǎn)，而且容易被患者接受，尤其適用于不能耐受內(nèi)鏡檢查的老年人及小兒患者，具有良好的臨床診斷價(jià)值，在臨床上推廣使用極為必要。

總之，MSCT及其后處理技術(shù)作為診斷TD最為重要的方法，在進(jìn)行薄層掃描和軸位圖像觀察下，能夠?qū)D及其與氣管、支氣管之間進(jìn)行最大程度地顯示，但缺乏立體感，對(duì)TD顯示仍有限制，而MSCT后處理重建技術(shù)可作為重要補(bǔ)充。尤其是MPR，使用最廣、操作簡(jiǎn)便，MPR對(duì)TD的檢出率最高，Min MIP和VR次之，CTVE最低。其中，MPR與VR在顯示TD與氣管或支氣管之間通道時(shí)，二者對(duì)其顯示率沒(méi)有明顯差異，而CTVE在顯示氣管或支氣管內(nèi)部凹陷或者小孔有很大幫助，能輔助診斷TD。其他后處理重建技術(shù)運(yùn)用較少，在TD檢出率方面報(bào)道很少。

5 MSCT發(fā)展及存在的缺陷

20世紀(jì)70年代，世界上首臺(tái)CT設(shè)備正式誕生，經(jīng)過(guò)了將近50年發(fā)展，由當(dāng)初掃描時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)采集有限、圖像質(zhì)量差到如今掃描時(shí)間短、影像質(zhì)量高、診斷準(zhǔn)確率高，CT診斷檢查技術(shù)得到了巨大發(fā)展[24]。尤其是MSCT問(wèn)世，更是對(duì)傳統(tǒng)影像技術(shù)的重大革新，MSCT是指安裝有多排探測(cè)器的螺旋CT設(shè)備，具有X線(xiàn)利用率高、定位更準(zhǔn)確、掃描速度快、無(wú)創(chuàng)、準(zhǔn)確率高及分辨率高等優(yōu)勢(shì)[25]，是診斷大多數(shù)疾病的最重要手段，尤其是TD的診斷，為臨床診治提供更加準(zhǔn)確的依據(jù)。

MSCT在使用中也暴露出諸多缺點(diǎn)：① 輻射劑量遠(yuǎn)高于普通X放射線(xiàn)，一直困擾著大多數(shù)患者，同時(shí)多數(shù)患者胸部檢查方式以胸片為主，這極大地限制了TD的檢出，因此對(duì)低劑量CT的更大范圍推廣使用提出了訴求；② 現(xiàn)有MSCT技術(shù)對(duì)細(xì)小的TD診斷仍然有限，檢出率有待提高；③ 目前MSCT后處理技術(shù)沒(méi)有充分挖掘，一些后處理技術(shù)開(kāi)展很少，有望進(jìn)一步開(kāi)展研究，同時(shí)為MSCT后處理重建技術(shù)在其他疾病中使用作先期準(zhǔn)備； ④ 目前影像技術(shù)及診斷與臨床醫(yī)生沒(méi)有達(dá)成共識(shí)，缺乏溝通協(xié)調(diào)，進(jìn)一步地整合臨床科室與影像技術(shù)及診斷迫在眉睫。

6 影響MSCT圖像質(zhì)量因素

由于TD極容易被忽視或誤診，為了提高TD的檢出，除了影像醫(yī)師在診斷中要特別謹(jǐn)慎之外，嚴(yán)格控制圖像質(zhì)量也很重要。MSCT檢查時(shí)，其中偽影、掃描中組織和掃描噪聲、部分容積效應(yīng)及相機(jī)曝光參數(shù)等因素對(duì)圖像質(zhì)量影響較大，今后的工作中需要采取有力控制的措施。

首先，減少偽影的干擾，患者隨身金屬物品、呼吸運(yùn)動(dòng)、患者體位不正及掃描儀參數(shù)不合理設(shè)置等均會(huì)導(dǎo)致偽影，需要正確設(shè)置掃描參數(shù)及規(guī)范掃描，最大限度降低患者呼吸運(yùn)動(dòng)偽影。其次，降低容積效應(yīng)，TD容易受到胸廓及周?chē)M織影響，而不能準(zhǔn)確顯示病變的形態(tài)及位置，與容積效應(yīng)和密度及相機(jī)曝光參數(shù)有關(guān)，需要根據(jù) CT相機(jī)數(shù)目和膠片型號(hào)準(zhǔn)確設(shè)置參數(shù)，將曝光參數(shù)調(diào)至最佳，酌情改變掃描野，或者提高照射量，盡量減少掃面層厚度，預(yù)防容積效應(yīng)產(chǎn)生。最后，組織噪聲和掃描設(shè)備噪聲對(duì)成像質(zhì)量也有影響，二者可以限制 CT設(shè)備空間分辨程度，從而引起噪聲，需要引起重視?？傊?，圖像質(zhì)量是疾病檢出的重要保障，降低圖像質(zhì)量對(duì)疾病的干擾，影像科醫(yī)師可以對(duì)疾病做出最佳的診斷，降低誤診和漏診，提高疾病的檢出率。

7 總結(jié)與展望

近年來(lái)，TD診斷方法包括胸片、支氣管造影、術(shù)中病理、支氣管鏡檢以及MSCT。而胸片受本身圖像重疊影響，TD顯示率極低；支氣管造影、術(shù)中病理及纖維支氣管鏡檢屬于侵入性操作，并不是診斷TD的首選方法。而MSCT屬于無(wú)創(chuàng)檢查，適用范圍廣，對(duì)TD檢出率高，MSCT及其強(qiáng)大后處理重建技術(shù)幾乎可以替代支氣管造影、支氣管鏡檢查，成為診斷TD最可靠、實(shí)用的檢查方法，在TD的分類(lèi)、診斷、鑒別診斷及手術(shù)治療術(shù)前、術(shù)后評(píng)估及復(fù)發(fā)中已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可[26-29]，值得大范圍推廣使用。

綜上所述，MSCT及其后處理技術(shù)是診斷TD最常用、最可靠的檢查手段，具有其掃描速度快、準(zhǔn)確率高、分辨率高、定位更準(zhǔn)確、適用更廣泛及無(wú)創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)。盡管存在一定的缺陷，仍然不可替代。對(duì)于MSCT及其后處理技術(shù)在TD中使用的最終目的，是為了進(jìn)一步提高TD的檢出率及伴隨疾病或并發(fā)癥的評(píng)估，使臨床醫(yī)生對(duì)TD產(chǎn)生更深刻的認(rèn)識(shí)和關(guān)注度。先期對(duì)TD的進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)，在進(jìn)行治療時(shí)，保證治療方案的最優(yōu)化，最大限度地降低患者痛苦及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。