肺结节的CT后处理技术及征象解读
_目前,CT仍是肺结节检查及诊断的主要手段。利用胸部CT图像获得高质量的后处理数据并对病变征象进行准确解读,是肺结节CT图像的重要处理方法。本文旨在分析肺结节的主要CT后处理技术及其典型征象,并解释其病理学基础。
_1肺结节的CT扫描及后处理技术简介
_1.1CT扫描
CT扫描过程包括数据采集、图像重建和图像显示,即采集透过人体组织衰减后的X线强度获得一组投影值,经计算机处理后重建图像,最后在显示器上显示图像。图像重建与计算机性能相关,随着CT技术的发展,重建算法多种多样,可提高图像的密度分辨率和空间分辨率,临床常采用高分辨率算法(边缘增强)、软组织算法(平滑)和标准算法。CT图像显示为不同明暗度的信号,即由图像采集后重建矩阵中每个像素的CT值相应转化而成。图像重组是不涉及原始扫描数据的一种图像处理方法,可无创直观观察人体的立体结构。
1.2CT值及测量方法
CT值是对CT图像信息的基本度量,以空气和水对应的X线衰减作为标度,以HU作为单位,空气和水的CT值分别为-和0HU。CT值可反映结节的密度及增强扫描时的血供。管电压和CT剂量指数对CT值的影响最大[1]。
实性结节CT值测量的技术要求:(1)图像重建采用标准算法,重建层厚宜选择2mm;(2)使用区域值(ROI),区域像素不少于最小值(一般为14个pixel),对于均匀结节采用60%面积或直径取ROI,或尽可能包括整个结节,但应避免有部分容积效应的边缘部分;(3)分区测定,对于不均匀结节,应对不同密度区域分别测定和评价,避免互相影响,注意避开钙化、坏死及空洞等。
针对持续性存在的亚实性结节,其CT值测量方法包括[2]:(1)平均密度测量法,选择结节最大层面中60%~80%的区域测3次,取平均值;(2)代表性区域密度测量,在三维正交图像上对不均匀的磨玻璃结节中的高密度区域单独测量CT峰值,ROI直径≥2mm。随着人工智能的发展,计算机辅助系统目前可自动识别结节,并计算结节体积及CT阈值,但人工勾画仍是结节分割的金标准。
1.3CT后处理技术
MSCT获得的容积扫描数据可对图像行多种后处理,包括MPR、CPR、MIP或MinIP、表面遮盖显示(shadedsurfacedisplay,SSD)和VR等[3]。MPR可从任意角度观察结节的形态及其与邻近血管和支气管的关系,解决了单一断层图像对病变观察局限的问题。CPR可将不同层面的结构重新构建在同一层面,展现弯曲结构的全貌,更好地观察结节的内部结构、边缘、邻近支气管的走行及形态。MIP常用于增强扫描动脉期肺血管的观察,对显示血管集束征或手握球征,以及观察病灶内血管穿行和供血状况有一定优势。MinIP常用于气道或空腔结构的显示,对气管肿物、气道侵犯和肺部囊性病变的显示较好。SSD和VR可展示组织器官的全貌和结节的三维立体图像,帮助医师直观立体地获得空间结构和密度信息,并加以伪彩,用于术中导航模拟定位。
_2肺结节的CT基本征象
_在肺结节影像诊断的过程中,发现不同结节的特征,与病理进行对照,有助于结节的定性诊断。本文对肺结节CT征象的基本定义参考自Fleischner协会年发布的胸部成像术语表[4]。
2.1形态及大小
肺结节指直径3cm的肺内圆形、类圆形或不规则形病灶。圆形或类圆形的形态称之为圆形肿块征,反映了肿瘤向各个方向膨胀、堆积式的生长方式;不规则形可能由于病灶生长异质性或收缩所致。
结节大小是衡量结节的重要指标之一,一般以长径表示。尽管大小本身在结节定性诊断作用微小,但仍有研究[5]表明5mm的结节中,恶性比例仅为0~1%。通过结节大小反映的结节生长速率(体积及倍增时间)是结节良恶性评判的一个重要指标[6]。在考虑持续性存在的亚实性结节时,实性成分的存在和大小是结节随访管理的主要决定因素[7]。
2.2瘤肺界面
结节与正常肺组织的分界面称为瘤肺界面,由于结节的生长方式不同,可表现为清楚光整、清楚毛糙、模糊,瘤肺界面是结节定性诊断的重要依据。一般而言,良性结节的边界清楚光整,但部分炎性结节因有渗出而边界模糊,亦有肺内转移瘤结节边界清楚光整[8]。
2.2.1分叶征
分叶征在CT图像上表现为病灶表面呈花瓣状多个弧形(图1),病理学上常由于病灶边缘细胞生长分化时间快慢不同,或病灶内部纤维组织牵拉收缩,或肺间质结构阻挡引起肿块的生长受限所致。有学者[9]以分叶部分的弦距与距长之比将其分类:≥0.4为深分叶,≈0.3为中分叶,≤0.2为浅分叶;同时将弦距≤4mm的定义为细分叶,并认为深分叶高度提示肺癌的诊断。研究[10]表明,在较小结节中细分叶与深分叶有同样的诊断意义。
2.2.2毛刺征
毛刺征指自结节边缘向周围放射、伸展的细密短线影(图2);病理基础为肿瘤细胞向周围基质中浸润性生长并牵拉周围组织,或肿瘤内不规则增生的纤维收缩所致,是诊断恶性肿瘤特异性较强的征象。虽然毛刺征高度提示结节恶性,但其也可出现在良性结节中[11]。
2.2.3尖角征
尖角征表现为结节边缘较粗大而长的线条影,近端更粗大,呈明显的尖状突起,又称桃尖征(图3),其远端常可有长线条牵引,多为纤维收缩牵拉所致,良性结节多见,主要与棘状突起鉴别。
2.2.4棘状突起
棘状突起是基底位于肿瘤表面、形态似小三角形的突起,横断面图像上一侧可有弧形的膨胀性表现(图4);病理基础是肿瘤在分叶的基础上向外先行浸润的肿瘤组织,反映了肿瘤的异质性,是肺癌的重要特异性征象。
2.2.5晕征
晕征是指结节边缘的磨玻璃密度影,边界模糊不清(图5),常见于炎症。最初在侵袭性曲霉病中有描述,后在支气管肺泡癌中也有报道,在血管肉瘤、绒癌及骨肉瘤等恶性肿瘤的肺内转移瘤中亦可出现[12]。该征象提示病变可通过肺泡孔蔓延,如出血和肺部感染。
2.3密度
密度是评价结节内部结构的重要特征,包括空泡征、空洞征、钙化征、坏死征、脂肪征、强化征及支气管-血管改变等。鉴于已有大量文献分析各个征象,笔者简单总结征象形成原因,并重点