CT混合重建技术在肺肿瘤诊断的应用
作者：郑庆生 徐志斌 钟锐 卢丽霞
单位：中山医科大学肿瘤防治中心CT室(广州，510060)
关键词：断层摄影术；X线计算机；肺肿瘤；重建算法
癌症990446
中图分类号：R730.44 文献标识码：B
文章编号：1000-467X(1999)04-0487-2
CT扫描是诊断肺肿瘤的重要手段之一。采用高分辨率的重建技术能够提高肺部病灶的分辨率，有利于肿瘤的早期发现。现在广泛采用的肺高分辨率技术常常是提高了肺组织的分辨率，却降低了纵隔软组织的分辨率。混合重建技术是最近发展的一项新的CT重建技术，它可使上述两种组织均能同时在CT图像上清晰显示。本文收集210例患者应用这种混合重建技术作CT胸部扫描，着重探讨如何提高肺组织图像的分辨率及其在肺肿瘤诊断的价值。
, http://www.100md.com
1 材料与方法
本组210例，其中女性62例，男性148例，年龄7～76岁，经病理证实为肺癌69例。全部病例均作CT螺旋扫描，采用我院CT-TWINflash双螺旋CT机进行扫描，扫描条件：120KV，266mAs,Pitch=0.7，层厚8.8～11mm，层距8～10mm，矩阵512×512，自肺底至肺尖作双螺旋增强扫描，选用标准类型及混合重建技术(S3过滤算法)。扫描及重建结束后，再用常规重建技术(C过滤算法)作层厚层距与混合重建相同的原始数据重建。因此每例都分别有两组图像，即采用混合算法重建的图像和常规算法重建的图像，再由4名放射科医师对两组图像进行分析。
2 结果
210例经混合重建技术和常规重建技术重建的图像，在肺结构和病灶显示的比较见表1和表2，69例肺癌病灶显示清晰度的比较见表3。
表1 210例肺结构和病灶在混合重建与常规重建显示的比较 组织结构与病灶
, 百拇医药
混合重建(例)
常规重建(例)
百分比(%)
胸膜外脂肪间隙
210
0
0
1cm以下肺大泡
38
2
5
肺裂
89
, 百拇医药
12
13
纵隔软组织
210
210
100
病灶内小泡征
88
17
19
病灶内钙化
21
11
, 百拇医药
52
注：表中百分比相对应于混合重建显示的例数。表2 肺支气管和血管在混合重建与常规重建显示的比较 器官
混合重建(级)
常规重建(级)
支气管分支
7～8
4～5
血管分支
18～20
12～14
表3 69例肺癌病灶在混合重建与常规重建显示的比较 显示情况
, 百拇医药
混合重建
常规重建
例
%
例
%
未显示
0/69
0
0/69
0
显示不良
0/69
, 百拇医药 0
23/69
33
显示一般
5/69
7
30/69
44
显示良好
64/69
93
16/69
23
, 百拇医药
表1和表2的结果表明，混和重建比常规重建的图像能显示更多的肺部解剖结构和病灶细节。尤其是胸膜外脂肪间隙，常规重建不能显示(图1)，而肺裂和细小肺大泡在常规重建中也难以显示(图2)，病灶内小泡征在混合重建中能显示清晰(图3)，两种重建方式却能清晰显示肺门、纵隔血管软组织及胸壁结构(图4)。表3表明肺癌病灶在混合重建的图像的清晰度明显优于常规重建，尤其是肺癌病灶侵犯胸膜及小肺癌结节的显示(图5，图6)。
, 百拇医药
图1 正常肺组织两种重建方法对比。上图为混合重建，肺纹理清晰，可以清楚地见到肺表面与胸壁间一圈线状的胸膜外脂肪间隙。下图为常规重建，肺纹理模糊。
图2 正常肺CT图像。上图为混合重建，能清晰显示左上肺斜裂。下图为常规重建，肺裂难以显示。
图3 左上肺周围型肺癌两种重建方法对比。上图为混合重建，可清淅显示左上肺病灶内小泡征。下图为常规重建，病灶显示模糊。
图4 两种重建方法显示胸部软组织对比。上图为混合重建，下图为常规重建，两种方法都能清晰地显示纵隔和胸壁的软组织。
图5 左肺周围型肺癌两种重建方法对比。上图为混合重建，可以清晰显示小结节病灶。下图为常规重建，病灶显示模糊。
图6 右肺上叶周围型肺癌两种重建方法对比。上图为混合重建，可以清晰显示病灶以及胸膜受侵所致的胸膜凹陷征。下图为常规重建，病灶显示模糊。
, http://www.100md.com
3 讨论
混合重建技术是CT重建的一种新技术，它是高分辨率算法和软组织算法的混合体，其基本原理是选择不同CT值范围的2～3类组织，给予这些组织所能匹配的高空间分辨率，然后进行混合运算重建。在本CT机上，此过程是在一个名为Masterlook的软件程序里进行的，各类组织的分辨率可由操作者任意调节确定。
Zerhouni于1985年首次提出肺部的扫描采用高/极高分辨率算法重建[1]。这项技术被称之为高分辨CT(High-resolutionCT,HRCT),其主要作用在于优化地显示肺的微细结构和肺内的微小病变[2]。也是目前最详细显示正常肺解剖和病理改变细节的一种影像学手段。本研究的混合重建技术包含有HRCT的高分辨率重建算法，提供了较常规重建更好的空间分辨率，210例都能显示常规重建不能显示的胸膜外脂肪间隙和难以显示的肺裂结构。胸膜外脂肪间隙的显示对肺癌的分期是致关重要的，此间隙的变窄、移位和消失，反映肺内病灶对胸膜和胸壁的侵犯程度，从而直接影响肺癌的分期；显示肺裂结构，有利于病灶的肺叶/段定位，对手术定位很有指导意义。此外，高分辨率重建算法提高了肺内病灶细节的显示能力，本组69例肺癌病灶显示良好率达93%，大大高于常规重建的显示率。69例肺癌病例都能详细地观察病灶的边缘特征，病灶内有无小泡征，有无钙化，局部的小支气管及小动、静脉分支的改变等，在手术前对病灶的定性做出了较准确的预测。本组肺癌病例中有24例侵犯胸膜或胸壁，在混合重建中均得到显示，并与手术的所见相符。除此之外，混合重建技术还解决了以往高分辨率CT所存在的问题，即高分辨率重建算法在提高肺细节分辨率的同时，却降低了纵隔软组织分辨率，往往需要再作一次软组织分辨率的扫描或重建来补偿，混合重建技术兼顾了两种组织的分辨率，使软组织结构也能清晰地显示，因此也可以观察到肺癌对纵隔、肺门及胸壁的侵犯和肺门、纵隔淋巴结转移的情况，从本组研究表1里可以看出这一结果。因此，混合重建技术既对肺癌的诊断、分期和治疗提供更准确的信息，又避免了2次扫描或重建图像所造成经济和时间的浪费。
参考文献
1 Zerhouni EA, Stitik FP, Siegelman SS, et al. CT of the pulmonary nodule： A cooper ative study[J]. Radiology, 1986, 160：319.
2 潘纪戍，陈起航，刘甫庚编著。肺部高分辨率CT[M].第一版.北京：中国纺织出版社，1995：1.
收稿日期：1999-02-02；修回日期：1999-04-12, http://www.100md.com
单位：中山医科大学肿瘤防治中心CT室(广州，510060)
关键词：断层摄影术；X线计算机；肺肿瘤；重建算法
癌症990446
中图分类号：R730.44 文献标识码：B
文章编号：1000-467X(1999)04-0487-2
CT扫描是诊断肺肿瘤的重要手段之一。采用高分辨率的重建技术能够提高肺部病灶的分辨率，有利于肿瘤的早期发现。现在广泛采用的肺高分辨率技术常常是提高了肺组织的分辨率，却降低了纵隔软组织的分辨率。混合重建技术是最近发展的一项新的CT重建技术，它可使上述两种组织均能同时在CT图像上清晰显示。本文收集210例患者应用这种混合重建技术作CT胸部扫描，着重探讨如何提高肺组织图像的分辨率及其在肺肿瘤诊断的价值。
, http://www.100md.com
1 材料与方法
本组210例，其中女性62例，男性148例，年龄7～76岁，经病理证实为肺癌69例。全部病例均作CT螺旋扫描，采用我院CT-TWINflash双螺旋CT机进行扫描，扫描条件：120KV，266mAs,Pitch=0.7，层厚8.8～11mm，层距8～10mm，矩阵512×512，自肺底至肺尖作双螺旋增强扫描，选用标准类型及混合重建技术(S3过滤算法)。扫描及重建结束后，再用常规重建技术(C过滤算法)作层厚层距与混合重建相同的原始数据重建。因此每例都分别有两组图像，即采用混合算法重建的图像和常规算法重建的图像，再由4名放射科医师对两组图像进行分析。
2 结果
210例经混合重建技术和常规重建技术重建的图像，在肺结构和病灶显示的比较见表1和表2，69例肺癌病灶显示清晰度的比较见表3。
表1 210例肺结构和病灶在混合重建与常规重建显示的比较 组织结构与病灶
, 百拇医药
混合重建(例)
常规重建(例)
百分比(%)
胸膜外脂肪间隙
210
0
0
1cm以下肺大泡
38
2
5
肺裂
89
, 百拇医药
12
13
纵隔软组织
210
210
100
病灶内小泡征
88
17
19
病灶内钙化
21
11
, 百拇医药
52
注：表中百分比相对应于混合重建显示的例数。表2 肺支气管和血管在混合重建与常规重建显示的比较 器官
混合重建(级)
常规重建(级)
支气管分支
7～8
4～5
血管分支
18～20
12～14
表3 69例肺癌病灶在混合重建与常规重建显示的比较 显示情况
, 百拇医药
混合重建
常规重建
例
%
例
%
未显示
0/69
0
0/69
0
显示不良
0/69
, 百拇医药 0
23/69
33
显示一般
5/69
7
30/69
44
显示良好
64/69
93
16/69
23
, 百拇医药
表1和表2的结果表明，混和重建比常规重建的图像能显示更多的肺部解剖结构和病灶细节。尤其是胸膜外脂肪间隙，常规重建不能显示(图1)，而肺裂和细小肺大泡在常规重建中也难以显示(图2)，病灶内小泡征在混合重建中能显示清晰(图3)，两种重建方式却能清晰显示肺门、纵隔血管软组织及胸壁结构(图4)。表3表明肺癌病灶在混合重建的图像的清晰度明显优于常规重建，尤其是肺癌病灶侵犯胸膜及小肺癌结节的显示(图5，图6)。
, 百拇医药
图1 正常肺组织两种重建方法对比。上图为混合重建，肺纹理清晰，可以清楚地见到肺表面与胸壁间一圈线状的胸膜外脂肪间隙。下图为常规重建，肺纹理模糊。
图2 正常肺CT图像。上图为混合重建，能清晰显示左上肺斜裂。下图为常规重建，肺裂难以显示。
图3 左上肺周围型肺癌两种重建方法对比。上图为混合重建，可清淅显示左上肺病灶内小泡征。下图为常规重建，病灶显示模糊。
图4 两种重建方法显示胸部软组织对比。上图为混合重建，下图为常规重建，两种方法都能清晰地显示纵隔和胸壁的软组织。
图5 左肺周围型肺癌两种重建方法对比。上图为混合重建，可以清晰显示小结节病灶。下图为常规重建，病灶显示模糊。
图6 右肺上叶周围型肺癌两种重建方法对比。上图为混合重建，可以清晰显示病灶以及胸膜受侵所致的胸膜凹陷征。下图为常规重建，病灶显示模糊。
, http://www.100md.com
3 讨论
混合重建技术是CT重建的一种新技术，它是高分辨率算法和软组织算法的混合体，其基本原理是选择不同CT值范围的2～3类组织，给予这些组织所能匹配的高空间分辨率，然后进行混合运算重建。在本CT机上，此过程是在一个名为Masterlook的软件程序里进行的，各类组织的分辨率可由操作者任意调节确定。
Zerhouni于1985年首次提出肺部的扫描采用高/极高分辨率算法重建[1]。这项技术被称之为高分辨CT(High-resolutionCT,HRCT),其主要作用在于优化地显示肺的微细结构和肺内的微小病变[2]。也是目前最详细显示正常肺解剖和病理改变细节的一种影像学手段。本研究的混合重建技术包含有HRCT的高分辨率重建算法，提供了较常规重建更好的空间分辨率，210例都能显示常规重建不能显示的胸膜外脂肪间隙和难以显示的肺裂结构。胸膜外脂肪间隙的显示对肺癌的分期是致关重要的，此间隙的变窄、移位和消失，反映肺内病灶对胸膜和胸壁的侵犯程度，从而直接影响肺癌的分期；显示肺裂结构，有利于病灶的肺叶/段定位，对手术定位很有指导意义。此外，高分辨率重建算法提高了肺内病灶细节的显示能力，本组69例肺癌病灶显示良好率达93%，大大高于常规重建的显示率。69例肺癌病例都能详细地观察病灶的边缘特征，病灶内有无小泡征，有无钙化，局部的小支气管及小动、静脉分支的改变等，在手术前对病灶的定性做出了较准确的预测。本组肺癌病例中有24例侵犯胸膜或胸壁，在混合重建中均得到显示，并与手术的所见相符。除此之外，混合重建技术还解决了以往高分辨率CT所存在的问题，即高分辨率重建算法在提高肺细节分辨率的同时，却降低了纵隔软组织分辨率，往往需要再作一次软组织分辨率的扫描或重建来补偿，混合重建技术兼顾了两种组织的分辨率，使软组织结构也能清晰地显示，因此也可以观察到肺癌对纵隔、肺门及胸壁的侵犯和肺门、纵隔淋巴结转移的情况，从本组研究表1里可以看出这一结果。因此，混合重建技术既对肺癌的诊断、分期和治疗提供更准确的信息，又避免了2次扫描或重建图像所造成经济和时间的浪费。
参考文献
1 Zerhouni EA, Stitik FP, Siegelman SS, et al. CT of the pulmonary nodule： A cooper ative study[J]. Radiology, 1986, 160：319.
2 潘纪戍，陈起航，刘甫庚编著。肺部高分辨率CT[M].第一版.北京：中国纺织出版社，1995：1.
收稿日期：1999-02-02；修回日期：1999-04-12, http://www.100md.com