CT仿真结肠内窥镜的临床应用研究
http://www.100md.com
张镭 翟晓力 李杰 翟仁友 王亚杰 丁毅
摘要 目的：研究CT仿真结肠内窥镜(CTVC)的检查方法、镜下表现及临床应用价值。方法：用螺旋CT对31例结肠疾病患者行容积扫描，包括腺癌25例，腺瘤息肉2例，非何杰金淋巴瘤1例，腺鳞癌1例，多发憩室1例，阑尾粘液囊肿1例。除结肠憩室外，全部病例经病理证实。利用Navigator软件对容积扫描数据进行三维重建，获得仿真结肠内窥镜的影像，应用Fly through软件沿结肠管腔中轴方向推进观察。结果：CTVC可确定直径3～5 mm的憩室和直径6 mm的息肉，对肿物表面细节显示满意，可发现瘤旁子病灶并可观察正常或异常粘膜纹。发现瘤旁子病灶可确定为恶性病变。CTVC对浅表隆起性病变敏感性较差。结论：CTVC是一种有效的结肠占位性病变的检查手段，具有良好的应用前景。
关键词：体层摄影术 X线计算机 内窥镜检查 胃肠道
近几年来CT仿真结肠内窥镜(CT virtual colonoscopy, 简称 CTVC)在国外已得到临床应用[1-5]，我国仅有5例报告[6]， 仍然处于初级阶段，目前对CTVC的检查方法以及对其影像的认识尚不足。我院于1997年11月至1998年4月对31例结肠疾病患者实施CTVC检查，笔者就其操作方法、CTVC 征象及临床应用价值进行研究。
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材料与方法
一、临床资料
31例病人中，男16例，女15例，平均年龄61.1岁(范围36～91岁)。发病部位及病变种类见表1。29例经手术病理证实，8例作了新鲜标本对照，1例经尸体解剖(简称尸解)证实，4例还同时做了纤维结肠镜(FC)检查，全部病例做了气钡双对比结肠造影检查。
表1 31例结肠疾患的发病部位和病变种类
病变部位
腺癌(例数)
其他病种
例数
直肠
3①
, 百拇医药
无
0
直乙交界处②
5
腺鳞癌
1
乙状结肠
11
腺瘤息肉
1
降结肠
0
管状腺瘤
, http://www.100md.com 1
横结肠
1
无
0
肝曲结肠
2
非何杰金淋巴瘤
1
升结肠
1
多发憩室
1
回盲部
, 百拇医药
2
阑尾粘液囊肿
1
注：①2例为复发性腺癌；②指直肠-乙状结肠交界处
二、使用仪器
应用GE Hispeed CT/i螺旋CT扫描机；Sun sparc 20工作站；GE Advantage windows 2.0图像分析软件。
三、检查方法
1. 肠道准备：检查前18～24小时口服质量分数为50%的硫酸镁60 ml，并禁食至检查时，检查前10分钟肌肉注射山莨菪碱10～20 mg;检查前即刻经肛门灌注空气1 000～1 500 ml。
, 百拇医药 2. 结肠容积扫描：参数：管电压120 kV，管电流220～280 mA，准直器宽度3～5 mm, 螺距1.5～2.5，图像重建间隔1.5～3 mm，视野36 cm。扫描范围20～40 mm，扫描及屏气时间17～30秒。体位采用仰卧位，如发现病变受到肠腔内少量肠液遮盖时变换体位(俯卧位或侧卧位)重新扫描，肠液过多时延长2～4小时再行扫描。
3. 工作站图像处理及三维(3D)成像：将容积扫描图像数据传至工作站，然后应用Navigator软件获得CTVC图像，阈值采用-524～-600 HU，同时伴随生成3幅二维(2D)图像(轴面、矢状面、冠状面)，调整Navigator观察光标至所需要检查的肠管，并旋转方向光标获得所需观察方向，也可应用Fly through子程序自动沿管腔轴向行进观察以发现病变，对可疑病变进行多方向观察，包括病变近侧面、远侧面和正面等。
4. 结肠三维表面覆盖成像(shaded surface display， SSD)辅助成像：即在最小密度投影(MinIP)的基础上使用SSD技术制作三维的类似于结肠充钡的影像，作为辅助定位手段。
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结果
一、CTVC表现
1. 腺癌25例，23例原发癌，2例复发癌。CTVC表现为肠腔向心性不规则狭窄、狭窄后孔道呈不规则状17例，狭窄近端或远端呈多发结节13例，呈菜花状4例(图1)；侧壁菜花肿物伴肠腔偏侧性狭窄4例，侧壁大溃疡性肿物4例；瘤旁粘膜纹增粗或中断并伴子结节灶16例，其余9例未显示出粘膜纹，表现为平坦肠壁。7例新鲜标本与CTVC对比观察：CTVC可以显示全部直径4 mm以上的肿瘤表面结节及宽4 mm以上的深度的凹沟结构，但对直径4 mm以下的浅表隆起灶或浅表性小溃疡显示不清；从病变形状显示方面对比，CTVC所见与新鲜标本所见十分相似(图1，2)。CTVC与轴面、矢状面、冠状面2D影像对比：2D影像上不能显示粘膜纹，轴面像上亦未见显示瘤旁小子结节灶。
2. 腺鳞癌1例。CTVC上呈向心性肠腔不规则状狭窄，肿瘤侧端见结节，与腺癌对比无明显差别。
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3. 腺瘤性息肉2例。1例带有3 cm长蒂的头部直径3 cm大小的息肉因肠液过多CTVC仅见长蒂，头部被肠液覆盖，变换体位 扫描头部仍未显示；另1例6 mm直径息肉CTVC上呈宽基底菜花状肿物，表面见多发直径4 mm左右的小结节(图4)，与新鲜标本对照，两者十分相像，2D轴面像上未见上述细节。
4. 非何杰金恶性淋巴瘤1例。CTVC上呈偏侧性隆起性大肿块，表面见多发结节并有脐样凹沟，肠腔偏心性狭窄。与腺癌对比无明显区别。CTVC所见与尸解相同。
5. 结肠多发憩室1例。CTVC上可见直径3～5 mm的环形光滑内口，憩室底壁光滑(图5)。CTVC及SSD显示憩室数目与结肠气钡双对比造影相同。
6. 阑尾粘液囊肿1例。CTVC上可见盲肠内后侧壁隆起性包块，边界清楚，表面光整略有不平，回盲瓣开口光滑，阑尾开口未显示(图6)。
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图1 隆起型乳头状腺癌，CT仿真结肠内窥镜(CTVC)示肿物中央长条状深沟(长箭头)及表面多发结节(短箭头)
图2 同图1病例，新鲜标本示肿物中央长条状深沟(长箭头)及表面多发结节(短箭头)，与CTVC所见相同
图3 同图1病例，表面覆盖成像(SSD)结肠成像，乙状结肠可见凸向腔内的肿物形成的凹陷(长箭头)，可帮助CTVC定位
图4 腺瘤息肉，CTVC示宽基底、表面凹凸不平，直径6 mm大小(长箭头)
图5 结肠憩室，CTVC同时显示2个内口和底壁(长箭头)
图6 阑尾粘液囊肿，CTVC示盲肠隆起性肿块(长箭头)，上方回盲 瓣开口正常(短箭头)，阑尾开口未显示
二、CTVC的定位和定性诊断
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31例结肠、直肠病变单纯依靠CTVC图像及附加2D(轴、矢、冠状面)图像定位正确29例(94%)；附加SSD肠腔辅助成像全部正确(图3)。CTCV术前对26例癌的定性诊断全部正确，腺瘤1例正确，1例误诊为腺癌。
讨论
CTVC是近几年来CT诊断的一项新技术[5]。在此之前已有利用MinIP的2D或3D CT结肠造影(2D、3D colonography)，以获得类似于充钡或气钡双对比结肠造影的影像，但这些影像仍未摆脱传统放射学的观察模式，而CTVC产生了类似纤维结肠镜所见的仿真3D影像，具有一定的优越性。
CTVC的成像基础是螺旋CT扫描而获得的一系列轴面影像，其轴面影像的厚度直接影响CTVC的空间分辨率，考虑到结肠扫描常需较大扫描范围，准直器宽度以3～5 mm为宜，螺距以2左右为宜。本研究采用宽度为3 mm的准直器，CTVC已能显示直径6 mm的隆起性息肉及其表面的诸多细节，可发现3～5 mm的憩室内口。
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CTVC的腺癌征象包括：(1)肠腔向心性不规则狭窄，肿物近侧或远侧面有大小不等结节、肿块或菜花；(2)偏侧壁菜花或偏侧伴有大溃疡的隆起性病变；(3) 本组64%(16/25)的腺癌出现粘膜增厚、中断并伴有成串的或分散的子结节病灶。子结节病灶是较为肯定的恶性征象，对鉴别良恶性病变有很大帮助。但值得注意的是良性腺瘤性息肉有时仍表现为菜花状肿物，只是体积较小(6 mm)。但有36%(9/25)的腺癌CTVC不能显示肠壁粘膜纹，这可能与肠腔充气过度有关。本组所见1例非何金淋巴瘤和1例腺鳞癌的CTVC所见与癌类似，缺乏特异性。
CTVC与CT轴面影像比较：CTVC以明暗方式表现三维结构，隆起越高越明亮，凹陷越深越暗淡，其本质是表现物体形态而不具备显示组织密度的能力，而CT轴面影像具有极高的密度分辨率。在显示本组阑尾粘液囊肿时，CTVC显示盲肠隆起性病变，虽表现病变表面较规整，但难以界定腔内或腔外病变，这时轴面CT图像对此有很大帮助。但是CTVC可以显示出更多的良恶性病变的表面及周围细节，对鉴别良恶性有利。对于肿瘤形态CTVC显示完整而全面，CTVC见到的子结节灶及正常或异常的粘膜纹在CT轴面图像上均难以显示。CTVC和轴面CT对浅表隆起或浅表凹陷病变均不敏感。
, 百拇医药
CTVC与FC比较：CTVC克服了FC由于肠腔狭窄而难以到达病变近侧的缺点，可更全面了解病变情况，CTVC对病变采取多角度观察较FC更灵活，CTVC不受入路限制，可任意到达所需观察的部位。CTVC不能区别病变粘膜色泽，对粘膜水肿及浅表隆起和凹陷均不如FC敏感。对发现5 mm以上病变两者有同等效力，对病变细节的显示十分相似。
CTVC与气钡结肠造影比较：CTVC对肿瘤两侧面显示更加满意。本组病例提示，CTVC可以完整显示憩室内口，CTVC图像参考辅助2D轴面、矢状面和冠状面图像定位正确率达94%，参考SSD结肠辅助成像定位正确率可达100%。CTVC在肿瘤定位方面没有气钡结肠造影简明。
总之，CTVC是一种非侵入性、舒适、痛苦少、安全的检查方法，研究已表明在结肠病变的全面观察方面及病变细节显示方面较之普通CT、FC、气钡结肠造影有其优越之处。已能满意显示4～6 mm结肠病变。还特别适合不能耐受FC、气钡结肠造影者，有良好的应用前景。
, 百拇医药
作者单位：100020 北京,首都医科大学附属北京红十字朝阳医院放射科(张镭、翟晓力、翟仁友、王亚杰、丁毅)，外科 (李杰)
参考文献
1 Hara AK, Johnson CD, Reed JE, et al. Colorectal ployp detection with CT colography: two-versus three-dimensional techniques. Radiology, 1996, 200:49-54.
2 Royster AP, Fenlon HM, Clarke PD, et al. CT colonoscopy of colorectal neoplasms: two-dimensional and three-dimensional virtual-reality techniques with colonoscopic correlation. AJR, 1997, 169:1237-1242.
, 百拇医药
3 Jolesz FA, Lorensen WE, Shinmoto H, et al. Interactive virtual endoscopy. AJR, 1997, 169:1229-1235.
4 Rubin GD, Beaulieu CF, Argiro V, et al. Perspective volume Rendering of CT and MR images: applications for endoscopic imaging. Radiology, 1996, 199:321-330.
5 Vining DJ, Gelfand DW, Bechtold RE, et al. Technical feasibility of colon imaging with helical CT and virtual reality. AJR, 1994, 162(Suppl):104.
6 李子平， 许达生， 孟悛非,等.CT仿真内窥镜成像技 术临床应用的初步探讨.中华放射学杂志，1998， 32:104-107., 百拇医药
摘要 目的：研究CT仿真结肠内窥镜(CTVC)的检查方法、镜下表现及临床应用价值。方法：用螺旋CT对31例结肠疾病患者行容积扫描，包括腺癌25例，腺瘤息肉2例，非何杰金淋巴瘤1例，腺鳞癌1例，多发憩室1例，阑尾粘液囊肿1例。除结肠憩室外，全部病例经病理证实。利用Navigator软件对容积扫描数据进行三维重建，获得仿真结肠内窥镜的影像，应用Fly through软件沿结肠管腔中轴方向推进观察。结果：CTVC可确定直径3～5 mm的憩室和直径6 mm的息肉，对肿物表面细节显示满意，可发现瘤旁子病灶并可观察正常或异常粘膜纹。发现瘤旁子病灶可确定为恶性病变。CTVC对浅表隆起性病变敏感性较差。结论：CTVC是一种有效的结肠占位性病变的检查手段，具有良好的应用前景。
关键词：体层摄影术 X线计算机 内窥镜检查 胃肠道
近几年来CT仿真结肠内窥镜(CT virtual colonoscopy, 简称 CTVC)在国外已得到临床应用[1-5]，我国仅有5例报告[6]， 仍然处于初级阶段，目前对CTVC的检查方法以及对其影像的认识尚不足。我院于1997年11月至1998年4月对31例结肠疾病患者实施CTVC检查，笔者就其操作方法、CTVC 征象及临床应用价值进行研究。
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材料与方法
一、临床资料
31例病人中，男16例，女15例，平均年龄61.1岁(范围36～91岁)。发病部位及病变种类见表1。29例经手术病理证实，8例作了新鲜标本对照，1例经尸体解剖(简称尸解)证实，4例还同时做了纤维结肠镜(FC)检查，全部病例做了气钡双对比结肠造影检查。
表1 31例结肠疾患的发病部位和病变种类
病变部位
腺癌(例数)
其他病种
例数
直肠
3①
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无
0
直乙交界处②
5
腺鳞癌
1
乙状结肠
11
腺瘤息肉
1
降结肠
0
管状腺瘤
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横结肠
1
无
0
肝曲结肠
2
非何杰金淋巴瘤
1
升结肠
1
多发憩室
1
回盲部
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2
阑尾粘液囊肿
1
注：①2例为复发性腺癌；②指直肠-乙状结肠交界处
二、使用仪器
应用GE Hispeed CT/i螺旋CT扫描机；Sun sparc 20工作站；GE Advantage windows 2.0图像分析软件。
三、检查方法
1. 肠道准备：检查前18～24小时口服质量分数为50%的硫酸镁60 ml，并禁食至检查时，检查前10分钟肌肉注射山莨菪碱10～20 mg;检查前即刻经肛门灌注空气1 000～1 500 ml。
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3. 工作站图像处理及三维(3D)成像：将容积扫描图像数据传至工作站，然后应用Navigator软件获得CTVC图像，阈值采用-524～-600 HU，同时伴随生成3幅二维(2D)图像(轴面、矢状面、冠状面)，调整Navigator观察光标至所需要检查的肠管，并旋转方向光标获得所需观察方向，也可应用Fly through子程序自动沿管腔轴向行进观察以发现病变，对可疑病变进行多方向观察，包括病变近侧面、远侧面和正面等。
4. 结肠三维表面覆盖成像(shaded surface display， SSD)辅助成像：即在最小密度投影(MinIP)的基础上使用SSD技术制作三维的类似于结肠充钡的影像，作为辅助定位手段。
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结果
一、CTVC表现
1. 腺癌25例，23例原发癌，2例复发癌。CTVC表现为肠腔向心性不规则狭窄、狭窄后孔道呈不规则状17例，狭窄近端或远端呈多发结节13例，呈菜花状4例(图1)；侧壁菜花肿物伴肠腔偏侧性狭窄4例，侧壁大溃疡性肿物4例；瘤旁粘膜纹增粗或中断并伴子结节灶16例，其余9例未显示出粘膜纹，表现为平坦肠壁。7例新鲜标本与CTVC对比观察：CTVC可以显示全部直径4 mm以上的肿瘤表面结节及宽4 mm以上的深度的凹沟结构，但对直径4 mm以下的浅表隆起灶或浅表性小溃疡显示不清；从病变形状显示方面对比，CTVC所见与新鲜标本所见十分相似(图1，2)。CTVC与轴面、矢状面、冠状面2D影像对比：2D影像上不能显示粘膜纹，轴面像上亦未见显示瘤旁小子结节灶。
2. 腺鳞癌1例。CTVC上呈向心性肠腔不规则状狭窄，肿瘤侧端见结节，与腺癌对比无明显差别。
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3. 腺瘤性息肉2例。1例带有3 cm长蒂的头部直径3 cm大小的息肉因肠液过多CTVC仅见长蒂，头部被肠液覆盖，变换体位 扫描头部仍未显示；另1例6 mm直径息肉CTVC上呈宽基底菜花状肿物，表面见多发直径4 mm左右的小结节(图4)，与新鲜标本对照，两者十分相像，2D轴面像上未见上述细节。
4. 非何杰金恶性淋巴瘤1例。CTVC上呈偏侧性隆起性大肿块，表面见多发结节并有脐样凹沟，肠腔偏心性狭窄。与腺癌对比无明显区别。CTVC所见与尸解相同。
5. 结肠多发憩室1例。CTVC上可见直径3～5 mm的环形光滑内口，憩室底壁光滑(图5)。CTVC及SSD显示憩室数目与结肠气钡双对比造影相同。
6. 阑尾粘液囊肿1例。CTVC上可见盲肠内后侧壁隆起性包块，边界清楚，表面光整略有不平，回盲瓣开口光滑，阑尾开口未显示(图6)。
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图1 隆起型乳头状腺癌，CT仿真结肠内窥镜(CTVC)示肿物中央长条状深沟(长箭头)及表面多发结节(短箭头)
图2 同图1病例，新鲜标本示肿物中央长条状深沟(长箭头)及表面多发结节(短箭头)，与CTVC所见相同
图3 同图1病例，表面覆盖成像(SSD)结肠成像，乙状结肠可见凸向腔内的肿物形成的凹陷(长箭头)，可帮助CTVC定位
图4 腺瘤息肉，CTVC示宽基底、表面凹凸不平，直径6 mm大小(长箭头)
图5 结肠憩室，CTVC同时显示2个内口和底壁(长箭头)
图6 阑尾粘液囊肿，CTVC示盲肠隆起性肿块(长箭头)，上方回盲 瓣开口正常(短箭头)，阑尾开口未显示
二、CTVC的定位和定性诊断
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31例结肠、直肠病变单纯依靠CTVC图像及附加2D(轴、矢、冠状面)图像定位正确29例(94%)；附加SSD肠腔辅助成像全部正确(图3)。CTCV术前对26例癌的定性诊断全部正确，腺瘤1例正确，1例误诊为腺癌。
讨论
CTVC是近几年来CT诊断的一项新技术[5]。在此之前已有利用MinIP的2D或3D CT结肠造影(2D、3D colonography)，以获得类似于充钡或气钡双对比结肠造影的影像，但这些影像仍未摆脱传统放射学的观察模式，而CTVC产生了类似纤维结肠镜所见的仿真3D影像，具有一定的优越性。
CTVC的成像基础是螺旋CT扫描而获得的一系列轴面影像，其轴面影像的厚度直接影响CTVC的空间分辨率，考虑到结肠扫描常需较大扫描范围，准直器宽度以3～5 mm为宜，螺距以2左右为宜。本研究采用宽度为3 mm的准直器，CTVC已能显示直径6 mm的隆起性息肉及其表面的诸多细节，可发现3～5 mm的憩室内口。
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CTVC的腺癌征象包括：(1)肠腔向心性不规则狭窄，肿物近侧或远侧面有大小不等结节、肿块或菜花；(2)偏侧壁菜花或偏侧伴有大溃疡的隆起性病变；(3) 本组64%(16/25)的腺癌出现粘膜增厚、中断并伴有成串的或分散的子结节病灶。子结节病灶是较为肯定的恶性征象，对鉴别良恶性病变有很大帮助。但值得注意的是良性腺瘤性息肉有时仍表现为菜花状肿物，只是体积较小(6 mm)。但有36%(9/25)的腺癌CTVC不能显示肠壁粘膜纹，这可能与肠腔充气过度有关。本组所见1例非何金淋巴瘤和1例腺鳞癌的CTVC所见与癌类似，缺乏特异性。
CTVC与CT轴面影像比较：CTVC以明暗方式表现三维结构，隆起越高越明亮，凹陷越深越暗淡，其本质是表现物体形态而不具备显示组织密度的能力，而CT轴面影像具有极高的密度分辨率。在显示本组阑尾粘液囊肿时，CTVC显示盲肠隆起性病变，虽表现病变表面较规整，但难以界定腔内或腔外病变，这时轴面CT图像对此有很大帮助。但是CTVC可以显示出更多的良恶性病变的表面及周围细节，对鉴别良恶性有利。对于肿瘤形态CTVC显示完整而全面，CTVC见到的子结节灶及正常或异常的粘膜纹在CT轴面图像上均难以显示。CTVC和轴面CT对浅表隆起或浅表凹陷病变均不敏感。
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CTVC与FC比较：CTVC克服了FC由于肠腔狭窄而难以到达病变近侧的缺点，可更全面了解病变情况，CTVC对病变采取多角度观察较FC更灵活，CTVC不受入路限制，可任意到达所需观察的部位。CTVC不能区别病变粘膜色泽，对粘膜水肿及浅表隆起和凹陷均不如FC敏感。对发现5 mm以上病变两者有同等效力，对病变细节的显示十分相似。
CTVC与气钡结肠造影比较：CTVC对肿瘤两侧面显示更加满意。本组病例提示，CTVC可以完整显示憩室内口，CTVC图像参考辅助2D轴面、矢状面和冠状面图像定位正确率达94%，参考SSD结肠辅助成像定位正确率可达100%。CTVC在肿瘤定位方面没有气钡结肠造影简明。
总之，CTVC是一种非侵入性、舒适、痛苦少、安全的检查方法，研究已表明在结肠病变的全面观察方面及病变细节显示方面较之普通CT、FC、气钡结肠造影有其优越之处。已能满意显示4～6 mm结肠病变。还特别适合不能耐受FC、气钡结肠造影者，有良好的应用前景。
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作者单位：100020 北京,首都医科大学附属北京红十字朝阳医院放射科(张镭、翟晓力、翟仁友、王亚杰、丁毅)，外科 (李杰)
参考文献
1 Hara AK, Johnson CD, Reed JE, et al. Colorectal ployp detection with CT colography: two-versus three-dimensional techniques. Radiology, 1996, 200:49-54.
2 Royster AP, Fenlon HM, Clarke PD, et al. CT colonoscopy of colorectal neoplasms: two-dimensional and three-dimensional virtual-reality techniques with colonoscopic correlation. AJR, 1997, 169:1237-1242.
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3 Jolesz FA, Lorensen WE, Shinmoto H, et al. Interactive virtual endoscopy. AJR, 1997, 169:1229-1235.
4 Rubin GD, Beaulieu CF, Argiro V, et al. Perspective volume Rendering of CT and MR images: applications for endoscopic imaging. Radiology, 1996, 199:321-330.
5 Vining DJ, Gelfand DW, Bechtold RE, et al. Technical feasibility of colon imaging with helical CT and virtual reality. AJR, 1994, 162(Suppl):104.
6 李子平， 许达生， 孟悛非,等.CT仿真内窥镜成像技 术临床应用的初步探讨.中华放射学杂志，1998， 32:104-107., 百拇医药