断层融合技术即"数字连续断层融合技术(Digital Tomo synthesis, 简称DTS) "是近年来出现的新的断层摄影技术, 为数字合成X射线体层成像。可以在一次低剂量曝光后获取扫描容积内物体的多个角度的投影数据, 通过计算机重建得出任意层面任意数目的图像^[1]。并可以连续播放, 清楚显示被检部位内部结构和周围组织关系。使每一层感兴趣层面都能清晰直观地显示。具有操作简便, 空间分辨力高, 图像显示直观、逼真等优点。现总结我院应用断层融合技术在呼吸系统病例共64例, 探讨其临床应用。

1 材料和方法 1.1 临床资料

收集我院2008年4月~2010年10月病例64例, 男性51例, 女性13例, 平均年龄57岁。包括原发性肺癌34例; 肺转移瘤4例; 肺结核12例; 肺炎6例; 支气管扩张3例; 真菌感染2例; 支气管异物2例; 炎性假瘤1例。其中34例为肺结节性病变:良性结节12例, 分别为炎性结节3例, 炎性假瘤1例, 结核球8例。恶性结节22例, 分别为周围型肺癌15例、中心型肺癌3例, 肺转移癌4例。全部经DR、CT、断层融合检查和临床证实。

1.2 检查方法

采用岛津sonialvision SafireⅡ平板X射线机及自带图像后处理工作站。DR为本机所照标准胸部正侧位片, 断层融合常规位置为冠、矢状位, 与普通投照体位相同, 必要时加扫任意斜位, 检查参数:kV:60~120, mAS:0.8~2.5, angle:8°~40°, Pitch:0.5~5mm, 图像矩阵1024 × 1024, 曝光采集时间:2.5~5s, 进行低剂量脉冲曝光, 获得扫描范围内容积数据传至工作站进行重建处理。CT扫描:采用西门子欢悦双排CT扫描机, 胸部扫描层厚8mm, 层距8mm, pitch:1.5, 必要时加做肺部高分辨扫描, 由经验丰富的放射科医生对所得图像进行分析、观察。

2 结果 2.1 断层融合图像的空间分辨力

与DR相当, 高于CT横断图像, 密度分辨率低于CT图像。相对于DR平片的重叠影像, 断层融合图像能提供更多、更精细的图像信息。在冠状、矢状位上, 肺血管走形及气管、段支气管显示清晰、逼真, 直观(图 1)。对于肺门区的肿块, 可清楚地显示肿块向气管腔内的侵犯程度、支气管壁的不规则增厚、狭窄、闭塞(图 2)及肺不张。

2.2 34例肺部结节影像特征的检出情况(表 1)

良性结节表现为边缘光滑, 部分可见浅分叶及长毛刺。炎性结节病灶周围可见浸润模糊影及支气管气象(图 3), 邻近胸膜则有明显胸膜反应, 结核球可见内部粗颗粒状钙化。恶性结节边缘多呈分叶状、并可见毛刺征、血管集束征及胸膜凹陷征, 结节内部可见空泡和含气之气管征(图 4、5、6)。

3 讨论 3.1 断层融合的成像原理

检查过程中, X射线球管沿着床的长轴朝某一方向移动, 平板探测器与其平行, 向其相反方向移动。在移动过程中曝光并取样, 一系列的多角度投影数据被快速采集。然后计算机自动使用像素偏移-叠加程序完成重建, 显示任意深度的目的层(焦点平面), 位于焦点平面上下所有其他组织结构所产生的模糊图像经过一系列的图像处理技术, 减少其对目的层面的干扰, 从而使目的层影像清晰地显示。

3.2 断层融合在呼吸系统的应用价值

虽然CT已应用于临床多年, 且扫描技术发展迅速, 但胸片显示解剖结构和病变全面直观, 仍是诊断胸部疾病的先导, 无论在过去还是现在都起着不可替代的作用^[2]。而断层融合通过连续多层面、多方位重建, 去除周围组织重叠影响, 达到三维观察效果, 空间分辨力相当于平片, 而密度分辨率高于平片。

断层融合是在数字化透视的基础上, 寻求最佳角度和位置显示病变或解剖结构进行断层, 其图像直接显示的是被检部位的冠状、矢状或任意斜面, CT常规扫描是横断面, 较早的CT受层厚和层间距的限制, 重建的图像往往不甚满意。目前的多螺旋CT可以实现容积扫描, 能够获得各向同性的图像, 但同时也大大增加了病人的被照射量, CT扫描每次病人的被照射量约10~25mGy, 断层融合扫描每次病人的被照射量约1~3mGy, 远远低于同部位CT扫描。断层融合重建层厚最小可达0.5mm, 重建后的图像在工作站上连续播放, 动态三维显示被检部位, 肺血管分布和走形连续、自然, 与病变的关系清晰、逼真。

原发性肺癌绝大多数起源于支气管粘膜层, 而良性病变多发生于肺实质和间质, 因此确定病灶与支气管间的解剖关系可为肿瘤的定性诊断提供依据。断层融合图像可以显示段及以上支气管、气管, 并且在同一平面显示气管至段支气管走行, 对于观察气管形态以及病变与气管、支气管的关系直观明确。特别是肺门区的肿块结节, 可清楚地显示肿块向气管腔内的侵犯程度、气管壁的不规则增厚、狭窄、闭塞及肺不张, 为进一步支气管镜的检查和手术方案的制定提供指导和依据。

由于断层融合多方位成像, 空间分辨力高, 显示病变边缘信息多于横断面CT图像, 本组结节血管集束的检出例数高于CT。血管集束指结节周围的血管到达或穿过瘤体, 向结节集中的血管若为静脉, 恶性可能性大, 在CT上区分肺动、静脉主要根据它们的走形方向, 与支气管伴行的是肺动脉, 不与支气管伴行特别是位于边缘者为肺静脉^[3]。但有时单纯从图像上尚不能区分该血管是动脉还是静脉^[4]。由于高空间分辨力的优势, 断层融合连续动态图像对于区分肺动脉和肺静脉明显优于CT, 为结节的定性提供更多信息。对于胸膜凹陷征的检出, 由于凹入中心与扫描层面平行时才能显示典型的胸膜凹陷征象, 断层融合对于叶间胸膜、胸膜顶、膈胸膜的牵拉凹陷检出率高于横断CT, 对于侧胸壁胸膜的牵拉凹陷的检出率低于CT。由于平板探测器动态特性的限制, 采样率受到影响, 断层融合图像密度分辨力及对比度不及CT, 对细小的空泡和针尖样钙化的检出低于CT, 本组有一例空泡征和两例病灶内的点状钙化断层融合未能检出。对于纵隔的显示也不及CT。

综上所述, 断层融合可以任意方向直接断层, 通过重建可以得到感兴趣区域内任意层面的图像, 影像信息量大, 图像层次丰富, 空间分辨力高。较好地显示肺部病变纵向形态、特征以及与支气管、血管的关系, 发现更多具有诊断价值的细节信息和影像特征, 为病变定性提供更多诊断依据, 对于临床治疗及手术方法有重要的指导意义。在肺部小结节的显示也有很大临床价值^[5]。由于其低剂量和方便易行, 尤其在青少年的X射线检查中, 尽可能降低射线的伤害, 为胸部联合影像检查诊断中重要的检查方法。

目前在胸部疾病综合影像学检查中, CT仍占据主导地位, 但随着断层融合设备的普及、技术的不断完善和研究的不断深入, 断层融合技术也会越来越发挥其重要的作用。