肺部螺旋CT应用(曾庆思)

肺部多层螺旋CT临床应用

广州医学院第一附属医院曾庆思

一、胸部多层螺旋CT检查方法

目前在医院里应用的多层螺旋CT (MSCT)有4排、8排、16排、32排、40排、64排等类型，这里的排是指每次扫描时，CT的球管转1圈能同时扫描的层数。MSCT采用大容量的球管进行扫描，因此MSCT可进行连续性不间断的全身CT 扫描，扫描时间短，一次屏气完成兴趣区域的容积扫描和采样。无间隔的容积资料，重建出来的图像显示解剖结构无重叠，不易遗漏细小病灶。同时可进行大范围的精细扫描，病灶上下径线能更精确测量，重组的图像分辩率大为改善。可进行血管造影检查，心血管搏动伪影大为减少。危重病人、婴幼儿、老年人易配合。

(一). 多层螺旋CT在肺部结节诊断的应用

1．以病灶检出为目的

从肺尖到肺底的全肺螺旋式扫描，特别是临床高度怀疑肺内有结节可能，或发现更多结节将改变该病人的临床处理时。建议从肺底往肺尖扫描，薄层5mm，低毫安50~100mA，螺距〈1.5。

2．以病灶定性为目的

(1)螺旋式扫描：

病灶≤3cm时，层厚1~3 mm，螺距1~1.5；病灶>3cm，层厚可用3~7 mm，螺距1~1.5，120~140KV，250~300 mA。原始数据按不同要求作后处理，包括缩小DFOV（18~25cm），标准及高分辩计算法重建，重叠重建图像。在三维成像方面可采用多平面重建（MPR），表面容积成像（SVR），最大密度投影（MIP）。

(2)螺旋CT增强扫描：

定位扫描后，首先用3mm层厚螺旋平扫病灶，然后静脉注射100ml非离子型碘造影剂（300mgI/ml），注射速度2~3ml/s，于注射造影剂后30s、60s、90s、120s、180s分别扫描病灶。

（3）肺灌注扫描：

对病灶进行平扫，层厚5mm，确定肿块中心层面后，进行增强扫描。

扫描时间为1S/圈，数据采集时间40S，采用大扫描野，标准重建算法，120KV，

80mA。非离子型碘造影剂（300mgI/ml）50ml,用高压注射器经前臂浅静脉注射，速率为4ml/S，扫描延迟时间为5.6S。扫描数据传输到后台工作站，用CT灌注软件包进行制图和分析，确定域值为-80~250Hu,以病变的最大层面作为分析计算层面，该层面的肺动脉主干或右心室选为流入动脉，相应的降主动脉选为流出静脉。根据计算机软件计算出的血容积图，选取该感兴趣区的最大血容积区域，在此区域分别确定病变相应的血流量（BF），血容积（BV），平均通过时间（MTT）和表面渗透性（PS），兴趣区域面积大于15mm2。3.临床应用

(1)病灶的发现：

螺旋CT连续扫描一方面消除呼吸影响，另外重叠重组图像可发现常规CT不易或不能发现的病灶，发现微小病灶明显增多。

(2)显示病灶的准确位置：

通过MSCT连续层面及重叠重建图像显示详细的结构，周围支气管所在肺段，多轴向重建可进一步显示病灶空间情况。

(3)显示病灶的内部结构：

MSCT扫描为连续层面，小间隔重叠重建图像最大限度地消除部分容积效应的影响，准确的显示病灶内部结构的细节。了解病灶密度是否均匀，有无钙化，坏死，空洞，空泡，支气管气相（可有4种表现a正常支气管，b扭曲，支气管组织及直径改变，c扩张，d截断。）。了解病灶形态、大小、边缘，圆形或不规则形，分叶征，脐凹征，棘突征，毛刺。

(4)显示病灶与周围支气管、血管的关系：

利用多平面重建显示周围支气管、血管与结节的关系。结节与支气管的关系Gaete分为五型：Ⅰ型支气管到达结节边缘时被结节阻断；Ⅱ型结节内含有支气管；Ⅲ型支气管受结节压迫推移；Ⅳ型局部支气管管壁光滑狭窄；Ⅴ型局部支气管边缘不规则狭窄。Ⅰ型和Ⅴ型支持恶性征象。通过MPR、SVR显示结节与周围血管的关系。血管供应征，血管聚拢征，周围血管增粗征等强烈提示恶性结节。

(5)显示病灶邻近结构受累情况：

与胸膜的关系，胸膜牵拉征，胸膜凹陷征。通过MPR判断病灶有无直

接侵犯胸膜、胸壁、纵隔、肺尖及横膈。

(6)显示病灶增强情况：

通过动态增强扫描，观察肿块的增强情况。恶性结节和部分炎性结节增强显著，增强>20Hn，肺癌强化峰值出现时间在1~2分钟。结核结节和陈旧性肉芽肿，增强<20Hn，结核结节大部分<10Hn。

增强的类型分为4型：均匀强化；中心强化；周围不均匀强化；环状强化。前3种见于肺癌，后1种见于结核。

（7）显示病灶血流灌注情况：

有学者进行了研究发现螺旋CT肺灌注在肺部病变的良恶性鉴别中有较大的帮助，对良恶性病变进行检测，血容积（BV），平均通过时间（MTT）和表面渗透（PS）有显著性差异，尤以BV和PS的差别最大。而MTT值的重叠较多，故实际应用价值不大。

若以BV值≥6ml/100g作为恶性病变的域值，灵敏度为100%，特异度为64.7%，阳性预测值为82.9%，阴性预测值为100%。

若以PS值≥30ml/（）作为恶性病变的域值，灵敏度为86.2%，特异度为88.2%，阳性预测值为92.6%，阴性预测值为79%。

BV反映了病变的血流数量，与血管的管径、数量以及是否开放有关，恶性肿瘤因有血管生成因子的刺激，病灶血管增多，所以血容量值较良性病变明显增高。

PS值反映了毛细血管内皮细胞的通透性，恶性肿瘤的毛细血管往往发育不成熟，其通透性增高，对比剂更易经毛细血管进入到组织间隙中。

所以BV和PS的改变，一定程度上反映了病变的微血管特征，在肺部良恶性鉴别诊断中，BV较为敏感，PS特异性则较高，两者应相互结合。（8）病灶的追踪：

微小结节在鉴别诊断困难时，需要对结节进行追踪复查，应该利用MSCT进行追踪。这是由于小结节体积增加一倍，变化也是很小的，如1个直径5mm的结节1次倍增后直径仅为6mm，2次倍增后直径为8mm，这样微小的改变，有时很难由肉眼辨别。有些肺癌直径不一定出现变化，但边缘的形态可出现变化，凹陷的一侧可能凸出，这时小结节的容积增加，我

们通过MSCT具有的容积重建软件对结节进行三维容积重建，了解结节的三维形态，通过计算机处理，对结节前后CT扫描的三维形态进行对比分析，能够敏感的发现结节的三维形态的改变，如结节一面凹进者，现凸出来，代表结节生长，而此时结节直径不一定增大，通过结节的容积的增大，从而诊断恶性结节。

(二).多层螺旋CT在气管及支气管病变、诊断的应用：

目前，CT是气管支气管系统首选的断面成像技术，在确定有无腔内、外病变及其范围方面优于支气管镜，对气道阻塞远端的气管支气管情况能准确判断。

3．中央气道一般可用3~5mm层厚，周围性小气道用1-2mm层厚，螺距用1~2，但要结合临床指征来决定不同的扫描方案。

4．气道容积重建技术

(1) 相互重叠的横断面图像：提供气道最好的形态学细节，可以电影形式连续

显示横断面图像，是发现气管支气管微小征象的最好方法。

(2) 多平面重建（MPR）及曲面重建（CMPR）：可沿一个任意平面或曲线面进

行重建处理，从而获得冠状面、矢状面、斜矢状面或任意角度的重建图像。

曲面重建是常规MPR的一种引伸方法，能使复杂的三维结构有效地显示在一个单一的展开的断面上，避免了与扫描平面不平行的结构或弯曲的结构缩短和重叠。

(3) 最小强度投影（Min P）：是一种简单的3D容积重建技术，它将气管支气管

内的气柱投照到一个观察面上，对气管及中央支气管的解剖及大体病变情况可提供一个很好的整体轮廓的显示。

(4) 表面遮盖法重建（SSD）：反映了气道的内表面，而气管支气管本身并不显

影。给临床医生一个整体的印象，但受到选择的阈值水平的影响。

(5) 仿真支气管内镜（VB或CTB）：通过后台工作站处理，可跟踪观察气道腔的

内部结构，犹如支气管内镜所见。

5．临床应用

(1)气管支气管肿瘤：

良、恶性肿瘤，显示壁内和壁外情况，病变表面轮廓及气道狭窄的程度。

(2)中央型肺癌：

肺门根部肿块，支气管受累，表现为a、支气管进入病灶后逐渐变小；

b、支气管进入病灶后突然中断；

c、支气管未进入病灶内，于周围中断；d

相关支气管壁明显增厚。

(3)结核性支气管狭窄：

支气管内膜结核，狭窄发生率为10%。特点：多支受累，范围较长，可见钙化或腔内阻塞物钙化，肺内有播散灶。

(4)复发性多软骨炎

气管、支气管广泛性狭窄，气道壁增厚明显。

(5) 气管淀粉样变

气管、支气管局限性或广泛性狭窄，气管壁增厚，管壁可见多发钙化。

(6) 骨化性气管、支气管病

气管、支气管壁多发小结节钙化影突入管腔，病变重度时，管腔狭窄，管壁增厚。

(7) 气道异物

通过MPR，能清楚显示异物的位置，阻塞远端的情况，是肺不张还是阻塞性肺气肿，有利于经支气管内镜取异物。

(8) 支气管扩张

囊状、柱状、混合型。双轨征、印戒征、串珠状

二、螺旋CT在肺内血管性病变诊断的应用：

通过上肢（或下肢）静脉注入碘造影剂，使肺部血管明显强化显影。MSCT 的血管造影效果较好。

1、扫描方法：

增强的目的就是为了提高肺部血管与其他结构的对比度，而肺循环的时间短而快，因此早期扫描极为重要。延迟扫描时间为12~18秒，层厚1~3mm，从膈面向肺尖扫描。造影剂80~100ml(300mg/ml)，注射速度3.5~4.5ml/sec。显示支气管动脉扫描方法，层厚1.0mm~1.25mm,重建层厚为1.0mm~1.25mm,重建层间距0.5mm.

2、血管容积重建技术

(1)相互重叠的横断面图像可以提供最好的形态学细节，在工作站上以

电影形式连续显示横断面图像，是发现血管病变征象，确定病变解剖部位最好的方法。

(2)多平面重建(MPR)：利用多层螺旋CT各向同性成像的特点，进行任

意层面的断面成像，按照血管走行方向进行重建，较容易发现血管的病变。

(3)表面密度重建(SVR)：是利用全部容积数据，任意平滑度调节产生实

体的3D重建图像，空间层次好、解剖关系明确。

3、临床应用：

(1)肺动脉栓塞：

是内源性或外源性栓子堵塞肺动脉

肺动脉栓塞的主要CT表现：

a、中心性充盈缺损，

b、部分充盈缺损，

c、附壁充盈缺损，

d、完全闭塞，

e、动脉断面细小，腔内密度减低。

(2)肺动静脉畸形：

大多数先天性，增强扫描显示圆形或迂曲状软组织影，明显强化，与主动脉强化程度近似，与血管相连，可见增粗的供血动脉和引流静脉。

（3）肺隔离症：

大多数位于两肺基底部，表现为密度不均匀的软组织影，边界清楚，供血动脉不是肺动脉，而是来自主动脉分支。分叶内型和叶外型。多层螺旋CT快速主动脉造影扫描，能清楚显示来自于主动脉系统的血管，明确诊断。（4）中央型肺癌侵犯肺动脉，肺静脉，上腔静脉：

准确判断肺癌与肺血管之间的关系，有无侵犯，手术切除的可能性，是支气管肺癌合理治疗的关键。

肺癌与血管的接触面或肿瘤包绕血管的程度愈大，血管受侵犯的可能性愈大。以下征象提示大血管受侵：①主动脉或肺动脉主干周围的脂肪层模糊，②肿瘤与血管的接触面超过血管周径的1/4以上。

肺癌在肺门下生长可侵犯肺静脉，侵入左心房。

肺癌出现上腔静脉梗阻征时，可以是肿瘤膨胀性生长压迫上腔静脉，也可以是肿瘤对上腔静脉的直接浸润，产生瘤栓。

（5）支气管动脉三维成像临床应用

用后台工作站处理原始图像，可用表面遮盖法重建（SSD），容积再现（VR），多平面重建（MPR），层块式容积显示Slab VR等技术成像。

在肺癌诊断及介入治疗中，国内外诸多学者已应用各种手段对肺癌的血供来源进行了一系列研究，多数学者认为肺动脉不参与血供，但国内外一部分学者则提出肺动脉参与肺癌血供，但总的来说支气管动脉参与肺癌的血供是不争事实，而良性肿块很少有支气管动脉供血，因此，判断恶性肿块的供血有否支气管参与非常重要，MSCT扫描能显示支气管动脉。供应肺癌的支气管动脉往往增粗，迂曲，如发现，有利于肺癌的诊断。在支气管扩张咯血的病例中，应用MSCT也非常重要，往往支扩咯血的病人，也是供应出血的支扩的支气管动脉增粗，迂曲、破裂，而且有多支支气管动脉供应，或来自其它体动脉的分支。MSCT大范围扫描有利于发现供应的动脉。

三、肺功能的评价：

随着MSCT的发展,肺功能的医学影像研究也取得了显著的进展，它的应用领域也日益扩大。在临床上，有助于某些疾病的早期诊断、指导治疗、估计严重程度和判断预后。

1，扫描方法：

（1）肺容积的测定

采用仰卧位，分别在深吸气、深呼气两个时相对全肺进行螺旋CT扫描,扫描技术多采用层厚3～10mm、螺距1.0～1.5、重建间隔5.5mm。MSCT的优点是扫描后可以对原始数据行小间隔重建，或行三维重建，并使用工作站软件精确测量肺组织的容积变化，用自动化评估软件勾画出肺轮廓,可以自动计算各层肺组织的面积，并得出全肺的容积。

据研究，CT-PFT（pulmonary function test， PFT）测定的其中最大吸气末肺体积（Vin）和呼气末肺体积 (Vex)与同期肺功能测定的相应值PFT测定的肺总量(TLC)、残气量(RV)存在明显相关性。提出了呼吸比的概念,即呼气末肺体积与吸气末肺体积的比值(Vex/Vin),并认为它与RV/TLC的相关性较好(r=0.59，P<0.01)。

CT的优点是直接测量肺容积,而且可以进行单侧肺容积的测定,尤其是结合

呼吸门控的使用,其客观性、可重复性均较佳。另外,结合肺密度的测定,可计算肺部低密度区的容积及其在全肺容积中的比例，有利于精确定量检测肺气肿。

（2）平均肺密度的测定

利用肺密度定量分析软件进行。可以自动勾画肺轮廓,标记在任一指定区域内的像素,并计算全肺像素指数(PI),由于CT成像是数字成像，利用其像素图进行自动化评估软件可计算平均肺密度。肺密度反应的是通气状况、血液量、血管外液量及肺组织的综合密度，并受胸廓上、下部呼吸运动幅度、膈肌运动、重力效应等多因素的影响。正常人上、下肺、腹、背侧肺部的密度存在显著差异。多家报道均表明,平均肺密度与肺通气功能无显著相关。但在健康人与通气功能障碍者间的平均肺密度有显著差异，而且在一部分肺疾病的不同肺容积间平均密度也有显著差异，如肺气肿病人分别与慢性支气管炎、健康人间的平均肺密度在90%VC、10%VC水平有显著差异；慢性支气管炎病人与健康人间的平均肺密度在10%VC水平有显著差异，而在90%VC水平无显著差异；慢性支气管炎病人与健康人的平均肺密度在10%～90%VC间的变化幅度均明显大于肺气肿病人。在20%VC、50%VC水平，慢性阻塞性肺病、健康人与特发性肺纤维化病人间平均肺密度有显著差异，而在80%VC水平三者间无显著差异。由此可见，平均肺密度虽然不能作为判断肺通气功能正常与否的确切指标，但在鉴别肺通气障碍原因方面有一定的意义。

（3）像素指数及像素分布直方图

像素指数（PI）是指某一阈值以下的像素范围在全肺的比值。由于CT值受扫描机型、扫描技术、呼吸状况等影响，肺气肿的CT阈值划分方法多家报道不一致，一般多采用-900～-960Hu为肺气肿的上限值。以-900Hu为阈值,将肺组织划分为四个区间A:-1024～-901Hu；B:-900～-801Hu；C:-800～-701Hu；D:大于-700Hu。研究表明,不同像素区间代表不同的肺实质部分。A区间：代表呼气受阻部分的肺实质；B区间：代表正常通气的肺实质部分；C区间：代表吸气减少的肺实质部分。研究还发现，正常人的像素分布直方图显示其像素分布呈正态分布，波峰在-900～-800Hu，若曲线左移，提示阻塞性通气障碍；如曲线右移且伴有波峰降低、波幅增宽，提示限制性通气障碍。利用像素指数、像素分布直方图结合疾病的形态学表现可大致定性评估肺通气功能。正常人肺CT值的范围（深

吸气后屏气）为－770～875HU，平均为817HU，而肺气肿患者更多像素的CT值为－900～－1000HU，一般认为-900HU或－910HU为诊断肺气肿的阈值，而重症肺气肿的阈值为－960HU。

（4）动态肺密度测定

MSCT进行动态肺密度测定。在平静呼吸状态下，对一固定层面进行连续扫描，整个检查过程在2～3个呼吸周期内完成，所得图像可采用电影形式记录，经专门软件处理后可显示出肺密度动态曲线。行全肺动态密度测定时，一般选定3个层面，分别是通过主动脉弓、隆突水平、隆突下5cm，代表全肺上、中、下肺野。行局部肺动态密度测量时扫描层面必须通过病灶，分析时行两侧相应部位对照。Suga等报道，仰卧位时,正常人肺密度动态曲线为一平滑的正弦曲线，背、腹侧两条曲线间有一明显的梯度。背侧曲线比腹侧的低，它的最大变化幅度也比腹侧大。两条曲线中呼气相的变化幅度较吸气相大，而且全肺各区域肺密度变化同步。阻塞性通气障碍者，肺密度动态曲线平坦、不规则，各区域变化不同步,甚至出现反向运动；背、腹两条曲线间梯度减小，肺密度变化最大幅度在吸气相与呼气相差别不明显。肺密度动态变化曲线在限制性通气障碍者与正常人无显著差异，但限制通气障碍者的平均肺密度，无论是在吸气相还是呼气相均明显高于正常人和阻塞性通气障碍者的相应指标。

肺密度动态曲线的研究，不仅可以精确地测定局部肺通气功能,更重要的是可以发现轻度阻塞性病变，而且可以区别局限性空气潴留和代偿性肺气肿，早期肺癌、弥漫性早期病变等多种疾病的诊断、治疗、预后的判断都有着十分重要的作用。此外，在基础研究中，它是研究呼吸机制很有用的工具。

2、CT肺功能的临床应用

（1）肺气肿：

正常人深吸气末全肺平均CT值应在－900HU以上，深呼气末的CT值在－850HU以上。在肺野后部或下叶换气功能较强的区域内，吸气末和呼气末的CT 值差别在150HU以上。肺气肿时因空气和血液的比值明显增大，使肺破坏区的CT值减低到-900HU～-1000HU 范围内。通过CT机的“像素增亮”或“密度蒙片（Density Mask）”等后处理软件，计算出每一层面上吸气末和呼气末CT值小于－900HU 区域的面积或体积，从而得到“设定”肺气肿内的百分比，并根据

其范围大小作为其严重程度的判断指标，研究表明此结果与病理分级密切相关。同时经过测量同一区域（正常和肺气肿区）吸气末和呼气末CT值的差异，可间接判断该区域肺泡弹力回位能力和小气道狭窄所致的活瓣性阻塞的程度，从而成为一种检测局部肺功能的有效方法，其结果与临床上常用的全肺功能的一秒钟呼

气量（FEV

1）和其与肺活量的比值（FEV

1

／FVC）以及一氧化碳弥散功能（DLCO）

等密切相关而且相互补充。

CT在显示肺气肿形态分布的同时，还可测定单侧肺体积及局部肺体积，精确提供手术“靶区”，这是常规肺功能检查（PFT）无法比拟的，对外科手术具有重要意义。目前CT功能成像对肺气肿的定量诊断、形态和功能并重的评价，及对病情和预后的评估，已成为当前研究的热点。与常规PFT相比，CT肺功能成像（CT－PFT）具有以下优点：① PFT通过测定气流量间接反映肺体积，而CT对直观显示的肺组织进行客观的测量，应更接近实际值；②一些严重的肺气肿患者不能完成PFT，而CT检查可以同时得到形态和功能双方面评估；③CT-PFT在常规CT检查的基础上进行功能成像，具有形态、功能兼顾，定位、定量兼得的优点。而PFT不能对病变定位，不能反映病变形态；④ PFT测定的肺体积是两肺的总和，不能对单侧肺进行评价，而CT-PFT可对单侧肺进行分析，甚至对肺段水平。由此可见，CT不仅可以评价肺气肿患者的肺功能情况，而且能够显示肺气肿形态上的分布，后者是常规肺功能检查所不能取代的。

（2）弥漫性肺间质性病变: 目前CT对弥漫性肺间质性病变的肺功能研究尚处于起步阶段，主要研究形态学特征和肺功能之间的关系。多家报道均表明对肺间质性病变HRCT的形态学特征及其分布可采用一定的标记方法，如磨玻璃影为-1分、界面征为-2分、小叶间隔不规则增厚为-3分、蜂窝影为-4分等，结合累及肺段数目如1～3个肺段者为-1分，4～9个肺段者为-2分，9个以上肺段者为-3分。结果显示，肺间质性病变HRCT的形态学特征总计分及其各单项计分均与FVC、DLCO显著相关。另外，HRCT的磨玻璃影表现不仅与肺功能相关，而且其存在范围及程度的变化可较好地反映预后。若以磨玻璃影表现为主，少有其他肺间质性病变表现者，则预后佳。若磨玻璃影表现存在而肺功能测试显示肺功能正常，则属于可逆性阶段，应予以积极治疗。

（3）其它：随着研究的深入，不仅在肺气肿和弥漫性肺间质性疾病方面，

CT肺功能评价的应用在其它肺部疾病方面，如肺减容手术前后肺功能评价，肺癌手术前后肺功能及手术风险评估，支气管哮喘、支气管炎、胸部外伤等疾病方面亦具有很高临床应用价值。

MSCT对肺功能的研究，是利用其高分辨率、快速成像和具备较强的后处理软件的优势。CT肺功能定量检查操作简单、结果客观，若与常规肺功能检查结合，优势互补，可大大提高肺气肿的诊断准确性，达到结构和功能的统一。在临床上，对肺部慢性病变的诊断、治疗方案的选择、预后的评估及随访均有日益重要的作用。在基础研究中，对局部肺通气功能、肺部的弥散功能、肺部的通气机制、呼吸运动以及一些胸部病变的生理机制方面都具有现实或潜在的优势，故无论是基础研究方面和临床应用方面都有着十分广阔的应用前景。