多层螺旋CT图像后处理技术对肺内肿块穿刺术前定位的价值

随着CT机在各级医院的普及,CT引导下经皮穿刺活检术已成为肺内肿块细胞学检查的主要手段,它具有安全性高、并发症少等优点,尤其适用于肺外周型肿块的定性诊断[1]。但是传统的CT引导下的肺穿刺术前定位是在二维的横断面上进行,操作者缺少对肿块的三维立体感。近年来,多层螺旋CT技术不断更新,计算机后处理功能日益强大,本组研究利用容积再现、多平面重组、结构叠加和透明重建等图像后处理技术对肺内肿块进行肺穿刺术前定位,更精确地显示肺内肿块与相邻结构的关系,提高了肺穿的确诊率并降低了并发症的发生率,取得了良好的效果。

1资料与方法

1.1一般资料 收集2012年1月至12月178例患者,男性118例,女性60例,年龄45~81岁,平均63岁。本组患者经CT检查均发现肺内肿块,为明确诊断进行经皮肺穿刺活检术,使用传统的CT引导下肺内肿块穿刺术前定位103例,其中,肿块直径<75px 31例,直径3~125px z例,直径5~250px锶例。利用多层螺旋CT图像后处理技术对肺内肿块穿刺术前定位75例,其中肿块直径<75px33例,直径3~125px犭例,直径5~250px17例。

1.2仪器与操作方法①使用GE公司128层螺旋CT机,根据事先了解的肺内肿块位置确定扫描体位,训练患者呼吸运动,行全肺平扫,管电压140kV,管电流笏0mA,准直器们mm,螺距0.984,增强扫描使用100ml/30g碘帕醇一支,注射流率2.5ml/s,延迟笱s,重建间隔5.0mm,矩阵512×512。②行传统CT引导下肺内肿块穿刺前定位者,在常规横轴位扫描后,观察肺内肿块与其前后、左右毗邻组织的位置关系,设计穿刺路径,利用CT机本身激光定位器和金属栅栏在人体Z轴方向上确定穿刺点,并在二维的横轴位图像上测量出穿刺点至肺内肿块最近和最远距离及进针的角度和深度,对穿刺丿点消毒局麻后,采用全自动活检枪或活检针进行穿刺,常规取材2~3次,进行组织学或细胞学检查,术后再行CT扫描观察有无气胸、出血等并发症。③行多层螺旋CT后处理技术对肺内肿块穿刺前定位者,在常规横轴位扫描后,立即采用标准算法进行图像数据重建,将重建后数据传至ADW4.4工作站进行图像后处理。更清楚的显示肺内肿块内部结构特征,观察有无液化或坏死,确定肿块穿刺点,同时三维立体的显示肺内肿块前后、左右及上下毗邻组织,结合人体体表标记、金属栅栏在三维空间内确定皮肤穿刺点、穿刺路径、进针角度和深度,对穿刺点消毒局麻后,采用全自动活检枪或活检针进行穿刺,常规取材2~3次,进行组织学或细胞学检查,术后再行CT扫描观察有无气胸、出血等并发症。

1.3图像后处理技术

1.3.1容积再现(voIume rcnderi吧坨thnique,VR)VR是一种较为高级的三维显示方法,可百分百的利用成像范围内的容积数据。重建数据均进行VR重建,采用不同的色彩系列进行三维空间立体显示,对肿块的形态、大小进行立体评估,多角度观察肿块与周围组织的关系,见图1。

1.3.2多平面重组(multi—plane recc,nstmd,MPR)可从任意平面切割,多平面观察,类似于手术刀功能。可以得到冠状面、矢状面和任意角度斜矢状面、冠状面图,任意层面观察肿块的内部结构。

1.3.3结构叠加及透明重建(rayst1m)结构叠加技术将肿块、骨骼、皮肤、血管等重要解剖结构立体的在同一空间内显示出来。再使用透明重建技术,将肿块以外的组织半透明化,透过皮肤、骨骼等结构观察肺内肿块的部位、形态及大小,清楚地显示肺内肿块及邻近血管相互关系,可分辨出肿块对肺动脉的侵袭范围,见图2。

2结果

传统的CT引导下肺内肿块穿刺术前定位103例患者,89例得到了明确诊断,确诊率为86.4%(8吖103),其中,肿块直径<75px确诊率为γ。2%(23/31),肿块直径3~125px确诊率为5%(21/24),肿块直径5~250px确诊率为叨。7%(45〃8)。术后19例出现气胸,6例行胸腔闭式引流,I3例少量气胸,3例轻微咯血,均未做特殊外科处理,无一例肿瘤种植、血行播散及大血管损伤,并发症发生率为21.4%(22/103)。多层螺旋CT图像后处理技术对肺内肿块穿刺术前定位75例,68例得到了明确诊断,确诊率为6%(68/75),其中肿块直径(75px确诊率为87.9%(29/33);肿块直径3~125px确诊率为呢.0%(23/25);肿块直径5~250px确诊率为.1%(117),术后5例出现少量气胸,1例轻微咯血,均未做特殊外科处理,无一例肿瘤种植、血行播散及大血管损伤,并发症发生率为8.0%(6/T5)。见表1、2。

3讨论

3.1传统的CT引导下肺内肿块穿刺术前定位的临床价值自1976年Haaga和Alndi报道CT引导下穿刺活检术以来,经皮肺穿刺活检术已发展成为对肺内肿块(尤其是外周型肿块)定性诊断相对安全有效的方法,被临床上广泛采用[2]。传统的CT引导下肺内肿块穿刺术前定位是在获取层厚在3~5mm,层间距5mm的横轴位图像,通过逐层追踪和抽象的叠加来确定穿刺层面,在电脑二维横轴位图像上测量出相关距离和角度,再利用CT激光线在患者体表的投影标记进针点。有文献报道这种定位方法会导致约20%的穿刺活检出现不确定性结果[3]。此外,经皮肺穿刺术虽然是一种微创的活检技术,但仍然对被检者有一定的损伤,并发症主要有气胸、肺出血、胸膜反应、大血管损伤、空气栓塞、感染、肿瘤播散和种植等,并发症的发生率与肿块的部位、大小、深度、穿刺针的粗细、进针的角度、取材的次数、肺部基础疾病及操作者的熟练程度等有关[4-5]。最常见的并发症是气胸、肺出血、胸膜反应等,其发生率为。本组研究中在传统的CT引导下经皮穿刺确诊率为86.4%,并发症发生率为21.4%,与相关文献报道相符。

3.2多层螺旋CT图像后处理技术对肺内肿块穿刺术前定位的临床价值多层螺旋CT自1998年推出以来发展迅速,强大的图像后处理功能,更加稳固其在临床应用中的地位。本组研究中采用MPR、VR、结构叠加及透明重建等图像后处理技术,清楚地显示了肺内肿块的部位、形态、大小及与周围组织的立体关系(图2),对肺穿刺术前的定位较传统定位方式更有价值。MPR可从任意平面切割,获得肿块冠状面、矢状面和任意角度斜矢状面、冠状面图,可以更加全面地了解肿块的形态、位置及毗邻关系,弥补了传统定位仅有横轴位图像的不足,同时对肿块内部特性的显示更加清楚,利于穿刺部位和深度的选择,减少了因穿刺到坏死、液化组织导致穿刺取材失败情况的发生。相关文献[79]报道,MPR对肺内肿块穿刺术前定位的价值是肯定的。VR能够利用不同的色彩系列对肿块实现三维立体显示与评估,旋转多角度观察肿块与周围组织的关系,再结合组织叠加和透明重建技术,透过皮肤、骨骼等结构观察肺内肿块的部位、形态及大小,清楚地显示肺内肿块及邻近血管相互关系,更有利于穿刺路径的确定,尤其适用于被邻近肋骨或肩胛骨遮挡的病灶,有效的避开骨骼的遮挡及肋下缘血管神经。结合MPR确定的肿块穿刺点,可在三维立体显示下测量穿刺点到肋骨、皮肤的最短距离,调整进针深度;可直接在立体图像上利用肋间隙、皮肤标记(如乳头、腋中线等)定位穿刺进针点;在不能常规垂直进针时,可以从不同的平面测量穿刺针与皮肤的夹角,调整进针角度;亦可利用软件体积计算功能,可测量出肺内肿块的体积,这些都是传统CT引导穿刺术前定位所做不到的。张振显等[10]运用容积再现进行肺穿刺术前定位的研究,得出能进一步提高肺穿刺的准确率及降低并发症的结论。本组研究中在多层螺旋CT图像后处理技术引导下经皮肺穿刺确诊率为20.6%,并发症发生率为8.0%,与传统的CT引导下经皮肺穿刺相比,其确诊率提高了4.9%,并发症发生率下降了60.6%,与张振显等[11]研究结果一致。

3.3多层螺旋CT图像后处理技术对不同大小的肺内肿块穿刺术前定位的优越性比较CT引导下肺内肿块穿刺成功与否在一定程度上与肿块大小相关[11]。分析本组研究结果,不论是传统的CT引导下肺穿术前定位,还是多层螺旋CT图像后处理技术肺穿术前定位,肿块直径越小,穿刺确诊率越低。比较两种方法对不同大小肿块的穿刺确诊率,不论肿块大小,后者的穿刺确诊率都是高于前者的,尤其是对直径<75px肿块的穿刺确诊率提高最多。分析原因可能与肺内肿块越小,CT对肿块的显示与定位越难,如若扫描厚度较大,对小肿块更易产生容积效应,此外较小的肿块也易受被检者自主呼吸影响,诸多因素都导致在穿刺小肿块时取材困难,这就需要更加准确的定位、进针角度及深度。多层螺旋CT图像后处理技术能够三维立体显示肺内肿块,多角度观察,能够更加清楚地显示肺内肿块部位、形态、大小、内部结构及与周围组织关系[12],从一定程度上克服了前面所提的不利因素的影响,因此,多层螺旋CT图像后处理技术在肺穿术前定位方面是具有优越性的,对直径越小的肿块其优越性越明。

3.4多层螺旋CT图像后处理技术对近肺门肿块的穿刺术前定位的优势近肺门肿块在影像上也比较常见,因其毗邻心脏大血管,解剖结构复杂,行肺穿刺活检的风险相对较大,临床上开展并不广泛。王挺等在对108例中央型病变的患者进行CT引导下穿刺活检时总并发症发生率高达56.5%。在术前明确近肺门肿块的范围、血运丰富程度以及与周围大血管的毗邻关系,将对穿刺起着很重要的指导意义。增强扫描后,MPR、VR能够清楚地显示重建出近肺门肿块及邻近血管相互关系,多角度、立体观察,可分辨出肿块对肺动脉的侵袭范围(图I),在三维立体评估中选择最佳的穿刺路径,将有效提高穿刺的成功率和减少并发症的发生率,为进一步推广穿刺活检术在近肺门肿块定性诊断中的应用提供了依据。综上所述,多层螺旋CT图像后处理技术能够更精确的定位肺内肿块,在肺内小肿块和近肺门肿块的显示方面较传统的CT定位技术更具有优越性,在三维立体评估中确定最佳的穿刺路径,从而提高了肺穿的确诊率和减少并发症的发生率,值得在临床上进一步研究与推广。