论文部分内容阅读
【摘要】目的探讨多层螺旋CT容积再现（Volume rending，VR）及多平面重建（Multiple planner reconstruction，MPR）图像重组技术在肺结节良恶性胸膜凹陷征（pleural indentation，PI）中的鉴别价值。
方法根据手术病理及临床随访资料，将48例伴PI的肺结节分为良性组（18例）和恶性组（30例）。所有结节均进行多层螺旋CT扫描后行图像薄层重建，并行三维图像重组。依据肺表面VR图像中的凹陷中心及周围沟槽表现进行分类并比较。以MPR图像上显示的胸膜相关切迹征（Nodule notch due to pleural indentation，NNPI），比较两组显示率。
结果VR图像显示的PI凹陷中心表现分为：小圆/点状型、斜线型、宽带型、不规则型；周围沟槽分为深长型和短浅型。恶性PI以小圆（点）或斜线型凹陷中心伴深长沟槽多见，而良性PI以宽带状凹陷中心伴短浅沟槽多见，两者存在明显差异（P<005）。MPR所见NNPI中恶性组发生率明显高于良性组（P<001）。
结论 VR及MRP图像重组技术对肺结节良恶性PI鉴别具有指导价值。
【关键词】胸膜；肺结节；体层摄影术；X 线计算机；图像处理；计算机辅助
中图分类号：R563；R814.32文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2014.05.023【Abstract】ObjectiveTo investigate the value of volume rending （VR） and multiple planner reconstruction （MPR） techniques multislice spiral CT in differential diagnosis of benign and malignant pleural indentation （PI）.
MethodsBased on pathology and clinic followup data，48 cases of lung nodules with PI were divided into benign group（18 cases） and malignant group（30 cases）.All lung nodules got thinslice target reconstruction after undergoing multislice spiral CT，and 3D reformation were performed in all cases.Then they were classified and analyzed according to the appearance of the center of PI and surrounding furrow in VR images.Nodule notch due to pleural indentation （NNPI） was demonstrated in MPR images，and the detection rates of two groups were compared.
Results The appearance of the center of PI in VR images was classified into four types： small round/punctiform，oblique line，wideband and irregular；while surrounding furrow was classified into two types：long and deep，short and superficial.There were mainly small round or oblique line type of indentation center with long and deep surrounding furrow in malignant PI，while wideband type of center with short and superficial furrow was always found in benign PI，so the difference was statistically significant in two groups（P<005）.The occurrence of NNPI showed in MRP in the malignant group was obviously higher than that in the benign group（P<001）.
ConclusionVR and MPR techniques play important roles in guiding the differential diagnosis of PI.
【Key words】pleura；pulmonary nodules；tomography；Xray computed；image processing；computerassisted
胸膜凹陷征（Pleural indentation，PI）作为周围型肺癌的一个重要形态学征象，一直受到影像科和临床医师的关注，对其形态学表现、瘤内病理基础、形成机制等方面均有深入研究[1～6]。大量文献报道PI最常见于周围型腺癌，但许多肺内周围良性结节亦可见此征象，两者存在重叠性[4]。随着螺旋CT的发展普及，三维图像重组技术在影像诊断中的价值日益得到重视。本文旨在通过分析PI在多层螺旋CT（MDCT）肺容积再现（Volume rending，VR）图像上的不同表现，以及多平面重建（Multiple planner reconstruction，MPR）对胸膜相关切迹征（Nodule notch due to pleural indentation，NNPI）[7]在良、恶性肺结节中显示的不同比例，指导鉴别诊断。 1资料与方法
1.1临床资料收集2012年4月至2014年6月在本院行MDCT胸部检查且伴有PI的肺结节患者48例，其中周围型肺癌30例（手术证实28例，临床证实2例），良性结节18例（手术证实8例，临床随访证实10例）。男性29例，女性19例，年龄33～81岁，平均55.5岁。18例患者出现咳嗽、咯血、胸痛等胸部症状，30例因体检或偶然原因发现肺内结节或肿块而就诊。
1.2检查方法
采用机型为Siemens sensation 16（23例）、GE Optima 64（25例）。扫描方案为平扫27例，直接增强或平扫+增强21例，图像重建层厚及重建间隔均为 5 mm；增强扫描对比剂300 mgI/ml（Utravist，Schering，Germany）经高压注射器（MCT plus，medrad pittsburgs）于肘前静脉内注射，总剂量为80 ml，注射速率为2.5 ml/s，延迟时间40 s。
1.3图像后处理及图像分析
根据肺结节的位置、大小、胸膜面改变的范围缩小图像重建DFOV至120～200 mm，sensation 16机型层厚1 mm、间隔0.5 mm、B41f纵隔重建算法；Optima机型层厚0.625 mm、间隔0.625 mm、chest重建算法。所有薄层图像资料均传送至GE Advantage 3工作站，以Volumeview软件中肺模式重组VR图像，显示PI凹陷中心及邻近沟槽的最佳图像。依据凹陷中心及周围沟槽形态进行分型并比较良、恶性PI的不同形态。周围型肺癌的邻近脏层胸膜向瘤体内凹陷，使肿块局部形态发生改变，形成肺癌肿块与PI相连处弧度变浅且出现切迹，称为NNPI[7]。采用MPR图像重组技术（层厚1～3 mm）显示凹陷中心面与肿块间连接关系，比较良、恶性肺结节中此征象的发生率。所有图像均由两位具有胸部影像诊断经验的放射科医生单独阅片并记录。
1.4统计学方法
采用SPSS 12.0统计软件进行卡方检验，比较两组PI在VR及MPR上的不同表现，以P<005为差异有统计学意义。
2结果
2.1病理结果
30例周围型肺癌者病理类型为腺癌16例，细支气管肺泡癌9例，鳞癌3例，1例因发现脑转移而未手术，1例因高龄亦未手术，临床随访病灶明显增大证实。18例良性结节者包括结核球8例，真菌感染3例，炎性假瘤3例，错构瘤1例，临床抗炎治疗后明显吸收好转3例。
2.2VR图像表现
依据VR图像上PI的中心形态分为：（1）小圆/点状型：凹陷中心显示不明确或以点状凹陷为主要表现（图1 A，B）；（2）斜线型：凹陷中心以线条状为主，可伴有局部增宽改变或由斜线连接两个小的凹陷中心（图1 C）；（3）宽带型：基底部宽大，呈一个面（图1 D）；（4）不规则型：不属于以上任何类型，凹陷中心无具体形状（图1 E）。良、恶性PI在VR图像显示凹陷中心形态比较。差异有统计学意义（χ2=105142，v=3，P= 00147）。见表1。根据凹陷的沟槽长短分为：（1）长深型：沟槽深，最长沟槽长度超过3 cm（图1 F）；（2）短浅型：沟槽浅，最长沟槽长度小于3 cm（图1 G）。两组比较差异有统计学意义（χ2=100000，P=00016），两者在VR图像上的表现差异显著。见表2。由此可见，恶性肺结节在VR上主要表现为小圆/点状型或斜线型凹陷中心伴长条状沟槽，而良性肺结节凹陷中心主要表现为宽基底形，而沟槽较粗短。
3讨论
肿瘤相关结缔组织增生反应常见，易引起肿瘤相邻组织的牵拉凹陷，如：乳腺癌所致的乳头回缩，食管癌及肠癌的管腔狭窄，在肺癌中则表现为PI。已有研究表明：PI的产生主要与肿瘤内成纤维化过程、肿瘤胸壁间距及肺癌的病理学类型有关，其中又以前两者为主要因素[2，8]。殷文义等[9]还从生物力学的角度研究认为PI是由于肺内存在肿瘤组织，在胸腔跨肺压的作用下，引起肺组织边界的弹性变形不均，靠近癌变组织的边界变形和整体边界变形程度比较小，在多次吸、呼气后，就会在弹性变形小的地方出现凹陷。以往对PI的表述多停留在横断位连续图像的观察，将其分为完整PI及不完整PI[10，11]。但由于单纯横断位图像缺乏整体观，对PI的认识仍不直观。为解决这一问题，有学者发展了三维完整PI的概念，发现通过表面遮盖图像重组技术，可较横断位更易发现完整PI[6]，进而提高肺肿块/结节的定性诊断能力。
VR是一种真正的三维成像方法，使用了所有图像数据，并产生具有深度的三维立体图像，主要用于显示复杂的解剖结构。本研究将VR中观察到的PI改变以凹陷中心及周围沟槽形态不同分为良性组和恶性组，在良、恶性病变中表现存在差异。恶性肿瘤所致PI多以凹陷中心窄小，呈小圆/点状型或斜线型而沟槽深长（最长>3 cm）为特点，而良性病变的PI多以凹陷中心宽大，呈宽带型或不规则型，且沟槽短浅（最长<3 cm）为表现，且两种PI在VR图像上的表现差异有统计学意义（P<005）。造成这种差别的主要原因是病灶内病理基础及形成机制不同。吴华伟及肖湘生等[2，3]发现在PI的肺癌间质中存在大量成纤维母细胞增生及胶原纤维，而腺癌组织中也见这些病理改变，故腺癌形成PI最多见。良性或炎性局灶性病变易致邻近脏层胸膜面渗出、粘连、增厚及牵拉受限，此外胸膜面受力不均，故形成了VR上所见的宽大或不规则形凹陷，凹陷中心浅且范围较大。但在恶性病变VR图像上亦见宽基底凹陷中心的PI表现，此类病灶与胸膜间距小，肿块较大，或与在胸膜面形成疤痕组织有关[6]。文献报道形成PI的瘤壁间距多≤2 cm[5]，本研究PI形成的结节胸壁间距为0.2～3 cm，平均为0.83 cm。良性PI中，我们发现结核球因邻近肺组织内常伴有散在卫星灶，故在VR图像除有向肿瘤方向凹陷的胸膜外，邻近胸膜亦见多发较浅、范围小的不规则凹陷。由此可见，良、恶性PI在VR的不同表现，对肺局灶性病变的鉴别诊断具有临床意义。
PI的线状影邻近病灶侧与病灶边缘的关系在CT横断位上分为3种：①与病灶突出最明显的尖端即棘突相连；②与病灶切迹相连，或与稍偏于病灶突起的边缘相连；③同时伴有以上2种情况[1，12]。NNPI是指胸膜线影进入结节内部，于结节表面形成切迹改变，即以上所提第2种连接方式[1，12]。此征的形成与肺外周支架系统（包括肺泡间隔、小叶间隔和胸膜幕状短纤维）密切相关，当瘤体内成纤维化形成的收缩力通过肺支架系统牵拉外周胸膜时，相应方向的肺支架纤维牵拉脏层胸膜发生位移、集中及凹陷，阻挡了同方向瘤肺界面上肿瘤组织的生长，类似于脐凹征，形成切迹表现[13]。Meta分析发现此征对恶性PI特异度为96%，阳性预测值为97%[14]。而良性PI多由胸膜面及邻近肺组织内纤维增生粘连所致，一般不引起瘤肺界面的改变[2，12]。本研究发现恶性PI患者NNPI发生率明显高于良性组，且差异有统计学意义。而良性病变中该征象可见于结核球[14]。
MPR技术重组CT图像操作简便快捷，临床应用广泛。本研究选择薄层MPR图像观察NNPI是基于其能以任意角度重建，故能以凹陷中心层面显示胸膜凹入线与病灶相连的情况，避免了横断位因扫描层面与凹陷中心不平行时显示不全的现象。有报道MPR对NNPI显示较横断位敏感度更高，减少了因角度因素对NNPI的漏检[7]。
综上所述，VR及MPR图像重组技术被运用于观察PI形态各具优势。VR从肺表面观察胸膜改变，属于大体观；而MPR显示的NNPI征是从病灶与凹陷中心相连的内部情况观察，属于剖面观。良、恶性PI在两者中的不同表现，对肺结节的CT鉴别诊断具有指导价值。
参考文献
[1] 杨姗，张志勇.胸膜凹陷征的研究进展[J].实用放射学杂志，2005，21（12）：13241327.
[2] 吴华伟，肖湘生，刘士远.周围型肺癌胸膜凹陷征形成的瘤内基础及相关影响因素[J].中华放射学杂志，2001，35（10）：731735.
方法根据手术病理及临床随访资料，将48例伴PI的肺结节分为良性组（18例）和恶性组（30例）。所有结节均进行多层螺旋CT扫描后行图像薄层重建，并行三维图像重组。依据肺表面VR图像中的凹陷中心及周围沟槽表现进行分类并比较。以MPR图像上显示的胸膜相关切迹征（Nodule notch due to pleural indentation，NNPI），比较两组显示率。
结果VR图像显示的PI凹陷中心表现分为：小圆/点状型、斜线型、宽带型、不规则型；周围沟槽分为深长型和短浅型。恶性PI以小圆（点）或斜线型凹陷中心伴深长沟槽多见，而良性PI以宽带状凹陷中心伴短浅沟槽多见，两者存在明显差异（P<005）。MPR所见NNPI中恶性组发生率明显高于良性组（P<001）。
结论 VR及MRP图像重组技术对肺结节良恶性PI鉴别具有指导价值。
【关键词】胸膜；肺结节；体层摄影术；X 线计算机；图像处理；计算机辅助
中图分类号：R563；R814.32文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2014.05.023【Abstract】ObjectiveTo investigate the value of volume rending （VR） and multiple planner reconstruction （MPR） techniques multislice spiral CT in differential diagnosis of benign and malignant pleural indentation （PI）.
MethodsBased on pathology and clinic followup data，48 cases of lung nodules with PI were divided into benign group（18 cases） and malignant group（30 cases）.All lung nodules got thinslice target reconstruction after undergoing multislice spiral CT，and 3D reformation were performed in all cases.Then they were classified and analyzed according to the appearance of the center of PI and surrounding furrow in VR images.Nodule notch due to pleural indentation （NNPI） was demonstrated in MPR images，and the detection rates of two groups were compared.
Results The appearance of the center of PI in VR images was classified into four types： small round/punctiform，oblique line，wideband and irregular；while surrounding furrow was classified into two types：long and deep，short and superficial.There were mainly small round or oblique line type of indentation center with long and deep surrounding furrow in malignant PI，while wideband type of center with short and superficial furrow was always found in benign PI，so the difference was statistically significant in two groups（P<005）.The occurrence of NNPI showed in MRP in the malignant group was obviously higher than that in the benign group（P<001）.
ConclusionVR and MPR techniques play important roles in guiding the differential diagnosis of PI.
【Key words】pleura；pulmonary nodules；tomography；Xray computed；image processing；computerassisted
胸膜凹陷征（Pleural indentation，PI）作为周围型肺癌的一个重要形态学征象，一直受到影像科和临床医师的关注，对其形态学表现、瘤内病理基础、形成机制等方面均有深入研究[1～6]。大量文献报道PI最常见于周围型腺癌，但许多肺内周围良性结节亦可见此征象，两者存在重叠性[4]。随着螺旋CT的发展普及，三维图像重组技术在影像诊断中的价值日益得到重视。本文旨在通过分析PI在多层螺旋CT（MDCT）肺容积再现（Volume rending，VR）图像上的不同表现，以及多平面重建（Multiple planner reconstruction，MPR）对胸膜相关切迹征（Nodule notch due to pleural indentation，NNPI）[7]在良、恶性肺结节中显示的不同比例，指导鉴别诊断。 1资料与方法
1.1临床资料收集2012年4月至2014年6月在本院行MDCT胸部检查且伴有PI的肺结节患者48例，其中周围型肺癌30例（手术证实28例，临床证实2例），良性结节18例（手术证实8例，临床随访证实10例）。男性29例，女性19例，年龄33～81岁，平均55.5岁。18例患者出现咳嗽、咯血、胸痛等胸部症状，30例因体检或偶然原因发现肺内结节或肿块而就诊。
1.2检查方法
采用机型为Siemens sensation 16（23例）、GE Optima 64（25例）。扫描方案为平扫27例，直接增强或平扫+增强21例，图像重建层厚及重建间隔均为 5 mm；增强扫描对比剂300 mgI/ml（Utravist，Schering，Germany）经高压注射器（MCT plus，medrad pittsburgs）于肘前静脉内注射，总剂量为80 ml，注射速率为2.5 ml/s，延迟时间40 s。
1.3图像后处理及图像分析
根据肺结节的位置、大小、胸膜面改变的范围缩小图像重建DFOV至120～200 mm，sensation 16机型层厚1 mm、间隔0.5 mm、B41f纵隔重建算法；Optima机型层厚0.625 mm、间隔0.625 mm、chest重建算法。所有薄层图像资料均传送至GE Advantage 3工作站，以Volumeview软件中肺模式重组VR图像，显示PI凹陷中心及邻近沟槽的最佳图像。依据凹陷中心及周围沟槽形态进行分型并比较良、恶性PI的不同形态。周围型肺癌的邻近脏层胸膜向瘤体内凹陷，使肿块局部形态发生改变，形成肺癌肿块与PI相连处弧度变浅且出现切迹，称为NNPI[7]。采用MPR图像重组技术（层厚1～3 mm）显示凹陷中心面与肿块间连接关系，比较良、恶性肺结节中此征象的发生率。所有图像均由两位具有胸部影像诊断经验的放射科医生单独阅片并记录。
1.4统计学方法
采用SPSS 12.0统计软件进行卡方检验，比较两组PI在VR及MPR上的不同表现，以P<005为差异有统计学意义。
2结果
2.1病理结果
30例周围型肺癌者病理类型为腺癌16例，细支气管肺泡癌9例，鳞癌3例，1例因发现脑转移而未手术，1例因高龄亦未手术，临床随访病灶明显增大证实。18例良性结节者包括结核球8例，真菌感染3例，炎性假瘤3例，错构瘤1例，临床抗炎治疗后明显吸收好转3例。
2.2VR图像表现
依据VR图像上PI的中心形态分为：（1）小圆/点状型：凹陷中心显示不明确或以点状凹陷为主要表现（图1 A，B）；（2）斜线型：凹陷中心以线条状为主，可伴有局部增宽改变或由斜线连接两个小的凹陷中心（图1 C）；（3）宽带型：基底部宽大，呈一个面（图1 D）；（4）不规则型：不属于以上任何类型，凹陷中心无具体形状（图1 E）。良、恶性PI在VR图像显示凹陷中心形态比较。差异有统计学意义（χ2=105142，v=3，P= 00147）。见表1。根据凹陷的沟槽长短分为：（1）长深型：沟槽深，最长沟槽长度超过3 cm（图1 F）；（2）短浅型：沟槽浅，最长沟槽长度小于3 cm（图1 G）。两组比较差异有统计学意义（χ2=100000，P=00016），两者在VR图像上的表现差异显著。见表2。由此可见，恶性肺结节在VR上主要表现为小圆/点状型或斜线型凹陷中心伴长条状沟槽，而良性肺结节凹陷中心主要表现为宽基底形，而沟槽较粗短。
3讨论
肿瘤相关结缔组织增生反应常见，易引起肿瘤相邻组织的牵拉凹陷，如：乳腺癌所致的乳头回缩，食管癌及肠癌的管腔狭窄，在肺癌中则表现为PI。已有研究表明：PI的产生主要与肿瘤内成纤维化过程、肿瘤胸壁间距及肺癌的病理学类型有关，其中又以前两者为主要因素[2，8]。殷文义等[9]还从生物力学的角度研究认为PI是由于肺内存在肿瘤组织，在胸腔跨肺压的作用下，引起肺组织边界的弹性变形不均，靠近癌变组织的边界变形和整体边界变形程度比较小，在多次吸、呼气后，就会在弹性变形小的地方出现凹陷。以往对PI的表述多停留在横断位连续图像的观察，将其分为完整PI及不完整PI[10，11]。但由于单纯横断位图像缺乏整体观，对PI的认识仍不直观。为解决这一问题，有学者发展了三维完整PI的概念，发现通过表面遮盖图像重组技术，可较横断位更易发现完整PI[6]，进而提高肺肿块/结节的定性诊断能力。
VR是一种真正的三维成像方法，使用了所有图像数据，并产生具有深度的三维立体图像，主要用于显示复杂的解剖结构。本研究将VR中观察到的PI改变以凹陷中心及周围沟槽形态不同分为良性组和恶性组，在良、恶性病变中表现存在差异。恶性肿瘤所致PI多以凹陷中心窄小，呈小圆/点状型或斜线型而沟槽深长（最长>3 cm）为特点，而良性病变的PI多以凹陷中心宽大，呈宽带型或不规则型，且沟槽短浅（最长<3 cm）为表现，且两种PI在VR图像上的表现差异有统计学意义（P<005）。造成这种差别的主要原因是病灶内病理基础及形成机制不同。吴华伟及肖湘生等[2，3]发现在PI的肺癌间质中存在大量成纤维母细胞增生及胶原纤维，而腺癌组织中也见这些病理改变，故腺癌形成PI最多见。良性或炎性局灶性病变易致邻近脏层胸膜面渗出、粘连、增厚及牵拉受限，此外胸膜面受力不均，故形成了VR上所见的宽大或不规则形凹陷，凹陷中心浅且范围较大。但在恶性病变VR图像上亦见宽基底凹陷中心的PI表现，此类病灶与胸膜间距小，肿块较大，或与在胸膜面形成疤痕组织有关[6]。文献报道形成PI的瘤壁间距多≤2 cm[5]，本研究PI形成的结节胸壁间距为0.2～3 cm，平均为0.83 cm。良性PI中，我们发现结核球因邻近肺组织内常伴有散在卫星灶，故在VR图像除有向肿瘤方向凹陷的胸膜外，邻近胸膜亦见多发较浅、范围小的不规则凹陷。由此可见，良、恶性PI在VR的不同表现，对肺局灶性病变的鉴别诊断具有临床意义。
PI的线状影邻近病灶侧与病灶边缘的关系在CT横断位上分为3种：①与病灶突出最明显的尖端即棘突相连；②与病灶切迹相连，或与稍偏于病灶突起的边缘相连；③同时伴有以上2种情况[1，12]。NNPI是指胸膜线影进入结节内部，于结节表面形成切迹改变，即以上所提第2种连接方式[1，12]。此征的形成与肺外周支架系统（包括肺泡间隔、小叶间隔和胸膜幕状短纤维）密切相关，当瘤体内成纤维化形成的收缩力通过肺支架系统牵拉外周胸膜时，相应方向的肺支架纤维牵拉脏层胸膜发生位移、集中及凹陷，阻挡了同方向瘤肺界面上肿瘤组织的生长，类似于脐凹征，形成切迹表现[13]。Meta分析发现此征对恶性PI特异度为96%，阳性预测值为97%[14]。而良性PI多由胸膜面及邻近肺组织内纤维增生粘连所致，一般不引起瘤肺界面的改变[2，12]。本研究发现恶性PI患者NNPI发生率明显高于良性组，且差异有统计学意义。而良性病变中该征象可见于结核球[14]。
MPR技术重组CT图像操作简便快捷，临床应用广泛。本研究选择薄层MPR图像观察NNPI是基于其能以任意角度重建，故能以凹陷中心层面显示胸膜凹入线与病灶相连的情况，避免了横断位因扫描层面与凹陷中心不平行时显示不全的现象。有报道MPR对NNPI显示较横断位敏感度更高，减少了因角度因素对NNPI的漏检[7]。
综上所述，VR及MPR图像重组技术被运用于观察PI形态各具优势。VR从肺表面观察胸膜改变，属于大体观；而MPR显示的NNPI征是从病灶与凹陷中心相连的内部情况观察，属于剖面观。良、恶性PI在两者中的不同表现，对肺结节的CT鉴别诊断具有指导价值。
参考文献
[1] 杨姗，张志勇.胸膜凹陷征的研究进展[J].实用放射学杂志，2005，21（12）：13241327.
[2] 吴华伟，肖湘生，刘士远.周围型肺癌胸膜凹陷征形成的瘤内基础及相关影响因素[J].中华放射学杂志，2001，35（10）：731735.