摘要
多探测器计算机断层成像生成的虚拟支气管镜(VB)是一项最新技术,可以显示气管管腔和管壁以及支气管树的近端部分。动态图像的产生类似于纤维支气管镜(FB)所见。
虽然这项技术还没有达到日常临床实践,也永远不能取代FB,但在明确的临床情况下,执行VB是有用的。
在本文中,虚拟支气管镜检查的价值和局限性进行审查,以说明虚拟支气管镜在气管和支气管树病理评价的潜在作用。
虚拟支气管镜检查(VB)是一种新的计算机断层摄影(CT)为基础的成像技术,其允许气管支气管树的非侵入性评价腔内。一些研究表明,VB能准确显示管腔及气管的直径,左,右主支气管干和支气管树到支气管口和分支机构的四阶1.,2.. 隆凸的形态可以准确评估,图像看起来与纤维支气管镜(FB)非常相似。
尽管VB是一种很有前途的成像工具,但该技术目前尚未用于日常临床实践,需要更多的随机临床试验来证明其临床应用。然而,回顾其潜在的临床适应症似乎是有价值的。本文的目的是根据随机选择的一组患者的CT扫描产生的VBs来讨论和说明这些适应症。
材料和方法
由于各种原因,从经历多票行CT(MDCT)检查的患者的患者回顾性和随机选择病例。选择是基于在常规轴向图像上鉴定的气管和支气管异常的存在,并且在额外的冠状和矢状重建时。MDCT在Phillips 16 Slice CT(Philips,Best,Netherlands)上进行。技术参数是:KVP:120;MAS:150;准直:16 * 0.75;音高:0.9;旋转时间:0.42;切片厚度:1毫米,递增1毫米。根据临床问题,MDCT在没有或没有IV对比度给药的情况下进行。 A proprietary virtual endoscopic software program (Endo3D; Philips) was used to reconstruct the CT data into VB images. This software program uses a volume rendering technique. A threshold value between −400 and −600 HU was chosen to evaluate the central bronchial tree. The more distal bronchial tree was evaluated using a threshold of −750 HU.
Endo3D可以从一个解剖结构的内部生成一个透视的三维视图,例如结肠、气管或腹主动脉的内壁。这个内部视图是一步一步生成的,在端点创建一个影片。每步厚度为2mm。图像定位为12点后侧,3点左侧,6点前方,9点右侧。
每位患者的VB片与常规轴位CT图像一起研究,并在可能的情况下进行其他成像平面的重建。VB也与FB的报告进行了比较。
体积渲染和表面渲染是通常用于解释卷的两种技术。表面渲染需要从卷数据中提取的表面描述。卷渲染直接呈现卷数据,无需此类中间描述。当基于这些渲染技术的三维重建时,创建虚拟支气管镜镜像在透视计算之后被强大地扩大。需要计算机插值以增加光学分辨率,以便保持外观与尽可能平滑的表面和自然的表面。影响重建质量的主要参数仍然是使用薄片厚度3..透视失真是必要的,以便选择出表示该镜片的在真支气管镜的前端开口的投影平面。此透视失真导致的对象的更自然的外观,而且是不适合的普通成像那么好。定义直径可以在VB困难3..
基于表面或体绘制技术的重建的一个重要参数是选择适当的阈值,超过该阈值时,表面应呈现为不透明以表示粘膜。对于曲面渲染,使用特定的衰减系数定义空气-内腔界面。根据选定的衰减系数,曲面渲染会将所有结构指定为空气或墙。没有过渡区。最佳单衰减系数因患者和病理结果而异。曲面渲染对伪影和噪声非常敏感4..通过体绘制,对整个螺旋CT数据集进行分类。所有像素根据衰减值分组。这些组被重建为独立的结构(空气、墙壁和过渡区)。随着这个过渡区作为一个单独的结构的存在,体积渲染增强了粘膜的细节,并增加了图像的深度和三维浮雕4..
单个阈值不能用于气管支出树的所有片段的成像。虽然-520 Hu的值适用于中央支气管树,但可能需要对-720U的值进行评估,以评估更远侧的支气管树。阈值不正确的阈值可以产生人工内泌子质量或粘膜中的开口的人工制品5..
作者阅读VB的经验是基于过去6个月进行的>400 VB,大部分是在实验设置中进行的,尽管CT扫描是目前研究VB的基础,是在临床设置中进行的。最近,这项技术被引入到日常临床实践中,并在一些特定的病例中使用,如。评估肺移植受者和不能接受FB的患者的支气管缝合。
用VB检查中央支气管树所需时间约为15分钟。由于虚拟支气管镜成像是使用诊断CT数据进行的,因此患者无需支付额外费用。
支气管狭窄的评估
霍普et al。6.之前研究了冠状面和矢状面重建和VB是否可以提高轴位CT图像显示气管和支气管狭窄的准确性。这些作者发现,轴位扫描的准确率为96%,而冠状面和矢状面重建的准确率分别为96和96.5%。当使用VB时,准确率提高到98%(图1)⇓).他们还表明,无论是腔内病理还是外部印象导致的气管支气管狭窄程度,VB和FB之间都有很好的相关性。这些相关性也优于在轴向切片或重新格式化图像上分级的气管支气管狭窄6..这是由Burke确认的et al。7.表明VB在评估固定气道病变的宽度和长度时是准确的。当研究狭窄的形状和轮廓时,FB和VB之间的相关性非常好,而狭窄与管腔的比率在10%以内(sd=8)。然而,当基于动态气道病变,如真实声带不动,无名动脉压迫和喉气管瘤,VB不能发现气道阻塞的原因7..
支气管癌
CT通常用于发现、分期和随访原发性肺肿瘤。在大多数情况下,仅使用轴位CT片进行评估,尽管随着更新和更快的计算机的引入,额外的二维和三维重建经常被用来改善这些肿瘤的诊断、描述和分期。芬克尔斯坦et al。8.检查了VB的潜在作用,发现VB检测阻塞性病变的敏感性为100%(图2)⇓和3⇓),对腔内非阻塞性病变的敏感性为83%,而对粘膜异常的敏感性为0%。VB的特异性为100%。
在大多数情况下,VB能够描绘直接的肿瘤体征,如肿瘤肿块、壁不规则或软骨缺失。间接征象,如狭窄或梗阻、压迫或肿胀,通常可以可视化。然而,粘膜浸润、血管扩张和坏死通常被忽略3..
Rapp-Bernhardtet al。9鉴定肿瘤腔内通过VB和狭窄的等级,计算并与来自FB获得的测量结果,轴向CT切片,多平面重建和最小强度投影重建比较。当VB和FB进行比较没有发现显著差异。然而,轴向CT切片,多平面重建和最小强度投影显示出与过度或狭窄的低估较差的结果9.
这些初步评估表明,VB可能是识别和分级支气管梗阻和腔内病变的一种有希望的无创方式。然而,VB目前无法检测细微的粘膜病变,因此,这种方法不适合识别呼吸道癌前病变8..
此外,支气管树中非常粘稠的分泌物或凝固的血液可以模拟狭窄或闭塞,只有与轴向CT图像仔细比较才能区分1..然而,由计算机算法生成的气道过度平滑会产生假阴性10.VB对FB的一个重要优点是,轴向和在执行时,可用重新格式化图像。组合来自这些图像的信息不仅可以理解肿瘤的腔内增殖,而且还可以理解肿瘤的肿瘤,而且还具有质量的额外延伸及其与支气管树的关系。VB的另一个优点是,支气管树是不能用FB传递的阻塞的远端,可以进行评估7.,11–13.这样就可以估计狭窄的长度,当然,当纤维支气管镜无法通过狭窄时,这是不可能的。VB还可以通过“反曲虚拟支气管镜”查看腔内肿块或狭窄的远端边界。7.,11–13.与此相反,以FB,VB是能够以可视化的支气管树向下到第四或第五代支气管。最后,VB可以为FB提供了一个路线图和指导支气管活检和支气管治疗1..
解剖畸形和变异
VB也可用于某些病例,以研究先天性或后天性解剖畸形,如。气管或支气管憩室(图5)⇓)和气管支气管。这些通常是偶然发现的,在大多数情况下不需要治疗。当需要详细的畸形研究时,可以进行VB,并可以取代更具侵入性的FB。如果在CT检查中描述了畸形,则不需要对患者进行额外的辐射,因为VB图像可以从现有的CT数据中计算出来。
儿童气管和支气管的评价
柔韧支气管镜检查的适应症是有限的,特别是在非常年幼的儿童,因为它的侵入性和不可避免的全身麻醉。除了通常对儿童的辐射可以保持在最低限度外,VB比FB的侵入性更小,因为简单的镇静通常就足以进行CT扫描。然而,儿童VB的适应症应该单独明确定义。由于气道直径较小,新生儿VB的图像质量确实比成人低14.此外,由于呼吸运动或黏液堵塞造成的人工制品可模仿病理。呼吸运动经常是一个问题,这与一个事实有关,即通常不可能在一次屏气期间进行检查。幸运的是,新的多探测器CT技术允许非常短的采集时间,此外,减少辐射暴露15.儿童VB的一个潜在指征是排除支气管异常,如狭窄(图6)⇓和7⇓)或异常的支气管,如参见胸片复发性浸润的原因。基什内尔et al。16在73%的病例中,VB可以避免额外的诊断性支气管镜检查。
经支气管活检指导
通过FB盲淋巴结跨晶活组织检查没有高灵敏度。在程序中可见的病变,成功率为94%17,但只有50%的淋巴结和肿瘤不可见15.当黏膜显示正常时,双光取样只能近似。这就是为什么假阳性活检非常罕见,但假阴性却很多的原因17.该延迟暂停在化疗开始时诱导延迟,因为需要更多的侵入性分期手术18.从VB与轴向CT图像和冠状或矢状重建组合信息可以是确定用于支气管活检的最佳位置有帮助的,尤其是对损伤不影响粘膜也不歪曲气道18,19.VB还可以帮助支气管镜医师确定最佳路径,使仪器进入视野之外的病变12,20.,21.研究表明,VB显著提高了气管前、肺门肿大淋巴结和小(<1.5 cm)淋巴结经支气管活检的成功率18.然而,对于隆突下和主动脉肺窗淋巴结的采样,这种增加并不显著18. 新的软件程序使气道壁半透明,用透视图显示支气管外结构,很有希望,有助于识别气管和支气管树附近的淋巴结。在辅助针吸的软件上也正在进行研究工作,VB不再是被动引导,而是主动引导经支气管活检。
术前和术后评估
术后评价
VB在术前分期期间不仅有用,而且还可以作为后续成像工具在术后评估的患者的术语评估,治疗支气管树在评估中,评估支架的位置和渗透率(图9.⇓)11,12,24.
评价肺移植、肺叶切除术和全肺切除术后的外科缝合是可能的。麦克亚当斯et al。11提示VB诊断肺移植受者支气管吻合口狭窄的准确性略高于轴位CT。
研究应用和教育工具
除了临床适应症之外,VB还可以用于教育和研究应用,以教导和学习气管支气管的解剖学,因为它出现在支气管镜检查中。这个“飞行模拟器”不仅有助于训练脉印家学习如何执行FB,而且可以帮助他们,当在纤维的过程之前解释,以更快,更有效地执行此侵入性程序3.,25,26.
结论
VB是用于气管支气管树的非侵入性评估的新颖技术。在与真正的支气管镜检查比较,VB拥有的是可以直观地区无法进入到支气管镜一种非侵入性程序的优势。初步评估指示VB可以是用于识别支气管阻塞及腔内的病变,以及用于评估气管支气管树以外狭窄有希望的和非侵袭性方式。
然而,VB目前还不能检测细微的粘膜病变2.,8.. 此外,患者暴露于辐射中,尽管VB是准确的11,12,23,27,它不是100%。出现假阳性和假阴性。虚拟支气管镜的可行性还取决于CT硬件和软件的可用性和使用情况,以及观察者的经验28.
虚拟支气管镜永远不会取代实际的支气管镜检查,但在某些情况下,它可以辅助和指导纤维支气管镜检查,有时还可以提供额外的信息。可以预期,在不久的将来,这项技术将每天使用3..
- 收到了2003年9月2日。
- 认可的2004年1月27日。
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