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作者
[摘要] 目的 探索多层螺旋CT图像后处理技术对于支气管结核的诊断价值，并与支气管镜的诊断结果进行对照分析。方法 采用多层螺旋CT扫描仪，选取50例经细菌学检查并支气管镜检查证实为支气管结核的病人，行肺部CT扫描，由工作站进行容积显示（VR）、最大密度投影（MIP）、多平面重建（MPR）及虚拟支气管镜（VE），观察各段支气管的形态、走行。结果 符合支气管结核影像表现的达到98%。结论 多层螺旋CT图像后处理技术对于支气管结核的检出率与支气管镜的检出率接近，能为发现相关病变及为临床制定治疗方案提供更加充分的影像学依据。山东省胸科医院医学影像科侯代伦
[关键词]支气管结核 多层螺旋CT 三维重建
The value of post-processing images by multi-slice spiral CT reconstruction of the bronchial tuberculosis
［Abstract］Objective：To explore Multi-slice spiral CT Isotropic Scanning features of the bronchial tuberculosis，study the Clinical value. Method：Multi-slice spira CT images were performed in 50 adult bronchial tuberculosis patients confirmed by the bacteriological examination and bronchoscopy．They were performed lung spiral CT scanning. All original images were transferred to workstation for image processing．The best depictive MPR、MIP、VR 、VE images were acquired for study. To observe all the image characteristics of the bronchial branches. Results：The rates of images corresponding to the bronchial tuberculosis was 98%. Conclusion：Images of Multi-slice spiral CT could accurately demonstrate the bronchial tuberculosis，and provide scientific and objective foundation for early detection and the formulation of clinical treatment programs.
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【Key words】：bronchial tuberculosis；multi-slice spiral CT；three-dimensional reconstruction
1698年Morton[1]首次提出结核性支气管炎，病变主要发生于气管和支气管黏膜或黏膜下层，又称为支气管内膜结核（EBTB），实际上病变可以累及肌层及支气管软骨，并可侵犯气管，现称为气管-支气管结核。近年来肺结核的发病率呈上升趋势，在活动性肺结核病人中约有10%-20%可累及气管、支气管[2]，但因其临床表现缺乏特异性，痰涂片检验阳性率低，Lee等在121例证实的支气管结核病例中发现仅有17%的病例痰涂片显示抗酸杆菌阳性，导致漏诊率高[2]。
MSCT空间分辨力和时间分辨力高，对支气管病变的显示有优势，支气管大部分纵轴走行，原始图像是横断，大多只能观察支气管的短轴，不利于支气管管腔和管壁的全面观察，后处理技术可以弥补这方面的不足。通过图像后处理技术可以从任意平面上观察肺部病变，以在任意支气管长轴平行平面观察支气管形态，观察支气管内壁情况，可以看到管壁增厚、管腔变窄，密度增高，表面不光滑、阻塞及狭窄、扭曲、变形等，同时从整体上观察病灶数量、范围、淋巴结的肿大情况及肺内伴发情况，更利于支气管结核的诊断，并可为治疗提供详细的影像资料。我们的研究就是企图通过图像后处理，提高MSCT对支气管结核诊断的敏感性和特异性。
1 资料和方法
1.1 研究对象
选择来我院住院治疗，行胸部MSCT平扫及增强扫描，并经细菌学检查及支气管镜检查确诊为支气管结核的患者，共计100例，男60例，女 40例，年龄20-80岁。
1.2 成像设备及方法
使用GE LightSpeed16 CT扫描仪，螺旋扫描，矩阵512X512，管电压120kv，管电流120mAs，扫描层厚5.0mm，螺距1.375。
图像后处理方法：将原始图像传入工作站，重建层厚1.25mm，重建间隔1.25mm，将重建后图像数据加载至3D界面，对在横断图像怀疑异常的支气管进行MPR处理，⑴、冠状和矢状MPR，用于观察肺门淋巴结和肺内结核灶；⑵、通过调整MPR基线的角度，显示“靶”支气管的长轴，用于观察叶及段支气管壁和管腔的变化。然后对靶支气管进行虚拟支气管镜处理，观察支气管内壁和管腔状态。本研究只观察主支气管及各叶、段支气管。
把横断图像作为对照组，把横断图像结合后处理图像作为实验组，发现有支气管管腔狭窄、管壁增厚、肺不张、肺门淋巴结肿大、肺内结核灶的任一病例作为一例阳性病例，计算百分比，并通过SPSS统计软件对阳性率进行分析；将支气管内镜的镜下表现与CT虚拟支气管镜的表现进行对比分析，总结支气管内镜的镜下表现特点；同时在横轴位图像上手动定位肿大淋巴结，制作虚拟支气管镜支气管腔内的模拟图像以准确定位肿大淋巴结。
2 结果
2.1 胸部CT常规横断图像与后处理图像影像表现（见表1）
影像表现
支气管不规则狭窄（见图1）
管壁不规则增厚（见图2）
段、叶肺不张（见图3）
肺门淋巴结肿大
肺内结核灶
未发现病灶
对照组
69（69%）
56（56%）
53（53%）
51（51%）
88（88%）
18（18%）
实验组
98（98%）
90(90%)
55（55%）
51（51%）
90（90%）
2（2%）
将所得数据通过SPSS13.0统计软件，对两组数值阳性率比较，实验组阳性率明显高于对照组，P>0.05.
2.2 虚拟支气管镜表现与纤维支气管内镜检查结果对照（见表2）
镜下表现
管腔狭窄（图1、3）
管壁增厚（图2）
管壁病理改变（溃疡、充血等）（图3）
气管软骨环
纤维支气管内镜
77（77%）
0
75（75%）
19（19%）
虚拟支气管镜
73（73%）
36（36%）
62（62%）
2（2%）
虚拟支气管镜对于管腔狭窄、管壁的溃疡等表现的诊断结果与纤维支气管内镜无显著差异；纤维支气管镜难以观察支气管壁的均匀性增厚，虚拟支气管镜则可以观察；纤维支气管内镜对于气管软骨环的病变诊断明显优于虚拟支气管内镜。
2.3 支气管镜检查情况（见表3）
支气管镜表现
支气管黏膜充血水肿（见图1d）
支气管粘膜溃疡、坏死（见图2d）
肉芽增殖（见图4d）
瘢痕狭窄（见图3d）
管壁软骨环缺失或断裂
例数（%）
71（71%）
65（65%）
57（57%）
49（49%）
19（19%）
支气管镜表现主要为支气管黏膜充血、水肿，黏膜和/或黏膜下层干酪坏死、小溃疡或小结节，管腔不等程度狭窄，结核性肉芽组织增生，管壁增厚，瘢痕狭窄，官腔闭塞，少数可见气管、支气管管壁软骨环缺损或断裂，镜检过程中取组织进行病理检查，确诊气管、支气管结核。
3 讨论
3.1 关于支气管结核的诊断：
3.1.1实验室检查
支气管结核（EBTB）指发生在气管、支气管黏膜、黏膜下层及外膜（软骨和纤维组织）的结核病，属肺外结核，研究发现约有10%-40%的活动性肺结核患者并发EBTB[3],肺结核合并EBTB患者中痰菌阳性者约有60%-70%，痰菌阴性者约有25%-30%，其余部分为单纯性EBTB患者，即肺内未发现明显活动性结核病灶的EBTB，约占全部EBTB的5%-10%。因此患者痰中结核菌阳性对支气管结核的诊断无重要意义，肺内无明显结核病变，而痰菌多次阳性者，如果有支气管结核的临床症状及影像表现，对支气管结核的诊断有帮助。
3.1.2纤维支气管内镜对于支气管结核的诊断作用及缺陷
纤维支气管镜可以直观显示病变支气管开口的狭窄、阻塞，能明确发现黏膜充血、水肿其干酪样坏死，溃疡和肉芽组织形成，并能在检查同时进行灌洗、刷检，取组织活检及取痰液进行培养[5、6]，但同时也存在一定缺陷，由于支气管镜大小限制，对于远侧叶、段支气管开口及管腔情况观察较差，对于狭窄或阻塞的气管长度及狭窄后段支气管情况难以观察,并且无法从整体上观察支气管情况，也无法发现肺内播散病灶。最近研发的超细支气管镜外径较小，可观察肺外围支气管，但其抽吸能力相应降低，气道周围少量血及分泌物也会明显降低其可视性，而周围气道在抽吸时易于塌陷，使这一问题变得更加复杂。
3.1.3影像学检查
常规X线胸片对于支气管结核的诊断缺乏特异性征象，尤其对于单纯支气管病变患者难以诊断，反复咳嗽、咳痰或伴有咯血而胸部X线显示正常的患者应建议行CT或者支气管镜进一步检查，排除本病。从表1中可以发现，常规CT横断位扫描，对于EBTB的检出率只有82%，存在一定的漏诊可能。
3.2 MSCT图像后处理技术对于支气管结核诊断的优势
近年来，随着多排螺旋CT以及三维图像重建技术的完善和普及，短时间完成全肺毫米级层厚的CT容积扫描，进行各种图像后处理，CT常规轴位扫描后的信息通过MPR、CPR、MIP、VR、VE等图像后处理技术，对病变支气管及其周围组织进行不同切面、不同角度和不同方式的观察，更准确的了解和掌握病变区域的细微特征；利用CT三维重建技术产生的虚拟支气管镜影像作为支气管镜检查的补充，同时可以弥补支气管镜的难以对气管进行整体观察的不足，Finkelstein等认为虚拟支气管镜对于气道阻塞性病变诊断的敏感性为100%[7]。并且CT图像对于显示支气管腔内钙化及支气管周围钙化比纤维支气管镜更为敏感。通过虚拟支气管镜技术可以对气管、支气管管壁以及管腔的情况进行观察，其精细程度可满足EBTB的诊断要求。
有研究认为[8,9]CT虚拟支气管内镜图像对于亚段支气管显示效果欠佳， Maniatis[10]等建议以-520Hu作为观察中央气道的阈值，而以-720Hu作为准确显示肺段支气管和亚段支气管的阈值，应用16-18cm的观察野（FOV）进行回顾性靶重建，空间分辨率接近0.5mm，能常规识别过去难以分辨的第5级到第8级支气管，原始数据达到各向同性对改善虚拟支气管镜图像质量有所帮助；比较MSCT重建层厚1.5mm、重建间隔0.75mm与重建层厚0.75mm、重建间隔0.4mm获得的图像，能够分辨的支气管从7.5mm提高到了4.6mm（P<0.0001）[11]。同时研究发现虚拟支气管镜图像对于提高经支气管镜细针抽吸和活检（TBNA）的诊断率有所帮助[12]。
3.3、MPR技术对气管、支气管结核的价值。
a.在观察管腔和管壁状态方面MPR优于横断图像
敏感性：MPR后处理图像发现支气管管腔狭窄达98%，明显高于轴位图像观察到的69%；MPR后处理图像发现支气管管壁增厚达90%，明显高于轴位图像观察到的56%；
特异性：分别比较管腔和管壁，MPR后处理图像对于管腔狭窄及管壁不规整增厚诊断的阳性率明显高于常规横断图像；
b.在观察肺门淋巴结方面无明显差异；
c.在观察肺内病灶方面无明显差异；
4、虚拟支气管镜与纤维支气管镜的对照
a.、在评价察管腔狭窄方面
100例患者接受纤维支气管镜检查，有77例发现有管腔狭窄，且狭窄程度不一，阳性率77%，而接受虚拟支气管镜检查，发现管腔狭窄有73例，阳性率73%。两者阳性率比较，差异无显著性。多层螺旋CT仿真支气管镜不仅能对气管、支气管狭窄有高的显示率,而且对狭窄程度高的和纤维支气管镜不能通过的阻塞后支气管都有较好的显示。
b. 在评价管壁增厚方面
在评价支气管管壁增厚方面，纤维支气管内镜难以直接观察支气管壁厚度，虚拟支气管镜可以通过VR后处理技术观察，既可以直接通过多平面重建MPR技术将管腔最长径显示出来，又可以用CTVE观察腔内情况，还可以在CTVE模式下将支气管沿长轴截断，对比观察支气管壁的增厚情况（图5）。
c. 在评价管壁的病理改变方面：（溃疡、充血等）
100例患者接受纤维支气管镜检查，有75例发现有管壁有溃疡、充血、肉芽增殖等病理改变，阳性率75%，而接受虚拟支气管镜检查，发现管腔内壁欠光整，可见坏死、增生等表现，共有62例，阳性率62%。两者阳性率比较，差异无显著性。
d. 在评价气软骨环方面
100例患者接受纤维支气管镜检查，有19例发现有气管、支气管管壁软骨环缺失或断裂，阳性率19%，而接受虚拟支气管镜检查，发现软骨环改变的只有2例，阳性率2%。两者阳性率比较，虚拟支气管镜明显低于纤维支气管内镜检查。
5.研究支气管结核及其影像表现的临床意义
临床研究发现，活动性EBTB和合并支气管狭窄的非活动性EBTB治疗的主要矛盾、转归和预后存在明显差异，治疗过程中应区别对待，对已确诊的EBTB患者，病变段支气管的三维CT图像能准确计算病变累及范围，准确掌握气道狭窄的程度，或者狭窄远端有无再狭窄或支气管扩张，多层螺旋CT后处理技术可以明显提高对支气管结核的诊断率，操作方便，患者无痛检查，将后处理图像结合EBTB的支气管镜分期，制定CT分期，从而为支气管镜检查及制定腔内介入治疗方案提供重要参考，根据不同分期的肺内及支气管、气管表现制定临床治疗方案。
4 结论
综上所述，依据多层螺旋CT图像后处理技术，经多平面重建及多种成像方式显示，与支气管镜检查相结合，取长补短，最大限度的确定病变特征，使诊断更准确，并为临床治疗提供有利的帮助。
图1左主支气管管腔狭窄
a．轴位横断图像；b.MPR冠状位图像；c.MPR矢状位图像；d.纤维支气管内镜图像；e.虚拟支气管镜图像；f.VR透明化图像显示支气管狭窄
图2左肺下叶内前基底段支气管管壁不规则增厚，管腔狭窄
a．轴位横断图像；b.MPR斜冠状位图像；c.MPR矢状位图像；d.纤维支气管内镜图像；e.虚拟支气管镜图像；f.VR图像
图3左肺下叶背段支气管狭窄，亚段支气管闭塞，肺叶部分不张
a. 轴位横断图像； b. MPR冠状位图像； c. MPR矢状位图像； d.纤维支气管内镜图像；e.虚拟支气管镜图像；f.VR图像
图4左肺下叶支气管管腔内结节样突起
a．轴位横断图像；b.MPR斜冠状位图像；c.MPR斜矢状位图像；d.纤维支气管内镜图像；e.虚拟支气管镜图像；f.VR图像
图5：图5a.MPR图像长轴位显示增厚的支气管与空洞相连；图5b.VR图像显示空洞内壁光滑，与其相连通的支气管粗细不均；图5c.CTVE显示支气管内壁不规整，可见结节样突起；图5d.在CTVE基础上进行横断面剖析，显示支气管壁增厚，并可见局限增厚。
参考文献：
[1]姜红妮,瞿介明,何礼贤. 气管-支气管结核诊断及治疗进展[J]. 中国防痨杂志, 2000,(01).
[2]Kim Y, Lee K S, Yoon J H, et al. Tuberculosis of the Tachea and Min Binchi: CT Fndings in 17 Patients[ J].AJR,1997,168:1051.
[3]黄明刚，齐敏，雷晓燕，等.支气管内膜结核的纤维支气管镜与影像学对照研究[J].实用放射学杂志，2005,21（7）：698-701.
[4]于红, 李惠民, 沈策, 等. 气管支气管结核的多层CT诊断. 中国医学计算机成像杂志, 2004,10(2):92.
[5]中华医学会结核病学分会.肺结核诊断和治疗镜指南[J].中华结核和呼吸杂志, 2001,24(2):70-74.
[6]刘黎,王汉香,张凤琴.经纤维支气管镜治疗各型支气管内膜结核的疗效观察. 中华结核和呼吸杂志,2002,25:62.
[7] Finkelstein SE, Summers RM, Nguyen DM, Stewart JH, Tretler JA, Schrump DS. Virtual bronchoscopy for evaluation of malignant tumors of the thorax. J Thorac Cardiovasc Surg. 2002;123(5):967C972.
[8]Summers RM, Feng DH, Holland SM, et al. Virtual bronchoscopy: segmentation method for real-time display. Radiology 1996;200:857-862.
[9]Lacasse Y, Martel S, Hebert A, et al. Accuracy of virtual bronchoscopy to detect endobronchial lesions. Ann Thorac Surg 2004;77:1774-1780.
[10]Maniatis PN, Triantopoulou CC, Tsalafoutas IA, et al. Threshold selection in virtual bronchoscopy: phantom study and clinical implications. Acta Radiol. 2004 Apr;45(2):176-83.
[11]Khan MF, et al. Virtual endoscopy of the tracheo-bronchial system: submillimeter collimation with the 16-row multidetector scanner. Eur Radiol 2004;14:1400-1405.
[12]William E.Higgins1, James P.Helferty1,Kongkuo Lu,et al. 3D CT-Video Fusion for Image-Guided Bronchoscopy. Comput Med Imaging Graph. 2008 April ; 32(3): 159C173.
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