肺结节影像检查技术

2021-01-31沈蕾蕾叶晓丹

中国中西医结合影像学杂志 2021年1期

沈蕾蕾，叶晓丹

（上海市胸科医院放射科，上海 200030）

随着肺癌筛查的开展，肺内结节的检出率也随之升高。传统的数字X 线摄影对胸部病变的筛查、诊断及随访仍有重要价值，但已无法满足对肺结节的细节观察。随着影像检查技术的开展，各种参数的CT 检查、多序列的MRI 检查及PET-CT 检查能为肺结节的发现、鉴别诊断和处理提供更多支持。

1 肺结节概述

1.1 定义肺内结节可多发，也可单发。孤立性肺结节定义为直径＜3 cm 的肺内圆形、类圆形或不规则形异常密度影，边界清或不清，周围完全被含气肺组织包绕［1］。

1.2 分类 ①根据大小可分为结节、小结节、微小结节和粟粒结节。结节直径1～＜3 cm，小节结直径0.5～＜1 cm，微小结节直径0.3～＜0.5 cm，粟粒结节直径＜0.3 cm。②根据密度可分为实性结节和亚实性结节［2］。实性结节一般为软组织成分，亦可包含脂肪、钙化及坏死等多种密度。亚实性结节包含磨玻璃密度，即为CT 值轻度增加的区域，表现为絮状或云雾状，其中可见正常的肺实质、气管及血管等结构。影像学上根据亚实性结节在纵隔窗是否有软组织成分，将其分为2 类：纯磨玻璃密度结节（pure groundglass nodule，pGGN）和混合磨玻璃密度结节（mixed ground glass nodule，mGGN）。pGGN 不包含实性成分，而mGGN 既有磨玻璃密度部分，也有实性部分。

2 影像技术

2.1 MSCT MSCT 成像参数通常包括螺距、管电压、管电流及扫描野。螺距为球管旋转1 周扫描床移动的距离与准直器宽度的比值。管电压和管电流分别决定X 线的硬度和光子数量，增大管电压（kV）可增加X 线的穿透力，相同kV 下扫描，在满足影像质量的前提下应尽可能减小CT 剂量指数（CT dose index，CTDI），增大管电流（mAs）可使辐射剂量增加。扫描野又称有效视野，通过缩小扫描野对病灶进行靶扫描，对病灶细节显示更佳。

2.1.1 平扫 MSCT 通过提高空间和对比度分辨力、减少重合失调伪影，提高检测肺结节的敏感度和特异度，并对亚实性肺结节提供更准确的细节特征，现已广泛应用于临床。常规平扫采用120 kV，250 mAs可基本满足临床需求。管电压和CTDI 对CT 值影响较大［3］，因此，监测病灶强化程度时，需注意保持多次检查的扫描参数一致。

高分辨率CT（high resolution computer tomography，HRCT）通过薄层扫描及高分辨算法重建获得容积扫描数据，可行MPR、CPR、MIP 或MinIP、表面遮盖（surface shaded display，SSD）和VR 等后处理［4］。靶扫描采用小视野，可更精确地显示结节边界，通常以病灶为中心，向周围扩大3 cm（图1a～1c）；重建矩阵512×512，层厚1 mm，层距1 mm［5］。为更加清晰显示肺内亚实性结节，可采用超高分辨率靶扫描，扫描参数：120 kV，300 mA，准直0.625 mm×64，螺距0.64，扫描时间1～3 s，重建层厚0.8～1 mm，重建层距0.4～0.5 mm，滤过函数F，视野180 mm×180 mm，图像扫描及重建矩阵均为1 024×1 024（图2）。胸部CT 检查常规采用仰卧位，位于背侧胸膜下的病灶可能因重力所致的坠积效应影响观察；李鲁等［6］提出了生理通气G 方案，即患者取侧、斜侧或俯卧位时，使病灶尽量位于扫描肺野高处（通过呼吸生理使得病灶及其周围背景尽可能充气），扫描定位像时视角90°。

随着肺癌筛查的开展，受检者接受辐射的剂量增多。低剂量CT（low-dose computed tomography，LDCT）应运而生，主要通过降低管电流来降低辐射剂量，通常采用120 kV，40～100 mAs（智能D-right）。然而，LDCT 的图像噪声水平提高，图像质量下降，进而影响诊断，采用迭代重建算法可有效降低图像噪声，使图像在满足筛查需求的同时降低辐射剂量［7］。研究［8］表明，在当前胸部LDCT 检查中，对于结节内实性成分的存在和大小，在观察者之间和观察者内部可达成中度共识，不会对结节的临床策略产生差异。

图1 男，40 岁，胸部CT 示右肺下叶胸膜下实性小结节影图1a 薄层1 mm 层厚扫描，可清晰显示结节图1b 靶扫描，结节边缘细节清晰显示图1c 薄层1 mm 层厚扫描，抗感染治疗后结节吸收图1d～1f 分别为MRI T1WI、T2WI-SPIR、T1WI 增强扫描图像。结节T1WI 呈等信号，T2WI 呈稍高信号，增强扫描明显强化图2 女，45 岁，胸部CT 示右肺下叶胸膜下磨玻璃密度结节影。术后病理：原位癌图2a 常规5 mm 层厚扫描，可见磨玻璃病灶，但边界及内部结构显示不清图2b 薄层1 mm 层厚扫描，结节边界及内部结构可显示图2c 超高分辨率靶扫描，结节边界及内部结构清晰可见

2.1.2 增强扫描 CT 增强扫描是通过静脉注射水溶性有机碘对比剂后进行扫描，以观察病灶的动脉血供或组织灌注的显影技术。

常规增强扫描是在注入对比剂后，按普通扫描方法进行扫描，可显示含实性成分结节的血供情况，观察结节内部的血管走行，有助于结节的诊断。日常临床工作中通常在开始注入对比剂后25、75 s 行增强扫描，获得动脉期和静脉期图像，初步判断病灶的动脉血供和组织灌注。

动态增强扫描是在开始注入对比剂后连续多次对结节进行扫描，以获得结节的强化模式、强化峰值及动态增强扫描曲线等信息（图3）。国内一项研究［9］表明，肺癌以不均匀强化或周边强化为主，强化的实体部分厚薄不一，周边强化区的内缘不规则；结核球以不强化或内缘规则的薄壁周边强化为主；炎性结节以不均匀强化为主。国外亦有多中心研究［10］表明，恶性结节CT 值可增加20 HU 以上，而CT 值增加少于15 HU 的结节良性可能性较大。

CTPI 成像是在注入对比剂后连续快速扫描（通常间隔1 s）及延迟扫描，以获取灌注值、血容量、平均通过时间、表面通透性及对比剂廓清率等多个参数。强化净增值受心输出量等影响，而灌注成像参数很大程度上不受对比剂、心输出量及患者体质量的影响，更能反映病变本质［11］。

2.2 MRI 检查 MRI 检查由于肺内氢质子含量少、多个空气-组织界面导致的敏感性伪影，以及呼吸和心血管运动伪影等客观因素，目前不作为肺结节检出的首选方式。但随着硬件及序列设计的优化，其在结节诊断方面仍取得了重大进展（图1d～1f）。

肺部常用序列有T1加权三维梯度回波容积内插屏气呼吸检查（T1-VIBE）、T1加权反相位（T1-out-ofphase）、T1加权梯度回波（T1-GRE）、T2-FSE、T2加权快速自旋回波脂肪抑制序列（T2-SPIR）、T2-STIR、2D-半傅里叶采集单次激发自旋回波序列（T2-HASTE）、超短时回波时间（UTE）、DWI 等。1.5 T 和3.0 T MRI 上各种序列的结节检出率或敏感度在45.5%～96.0%，自旋回波序列的检出率或敏感度优于梯度回波序列，目前研究［12］普遍认为MRI 对直径≥8 mm 的结节的检出率达100%。研究［13］报道采用放射状K 空间填充的自由呼吸容积内插序列（radial VIBE）对直径≥6 mm 的结节检出率可达100%。

MRI 定量分析包括动态增强扫描、DWI 和MRS等序列，分别评估病灶的血流灌注、水分子扩散及肺结节的代谢，为结节的诊断提供更多定量信息。MRI动态增强扫描一般采用2D SE、turbo SE 序列或各种类型的2D 或3D GRE 序列，通过注入对比剂后各多次采集、选择ROI 测量并勾画TIC，计算出最大相对强化率和强化斜率，评估结节的强化模式或血液供应。研究［14］表明，恶性及感染性结节的MRI 动态指数明显高于良性结节，但仅将结节分为两类，对于恶性和感染性结节的进一步鉴别仍需其他检查。DWI 通过ADC 值或病变与脊髓比率之间的信号强度比率评估组织内水分子的扩散，已成为结节检测和/或评估的新方法，如DWI 在肺腺癌亚型分类中的应用［15］。在3.0 T 多b 值DWI 的研究中，b 值为900 s/mm2时的ADC 值诊断效能较高，恶性结节的ADC 值显著低于良性结节［16］。MRS 可显示结节内的代谢情况，但该方面的研究较少。研究［17］表明，肺恶性结节相对于良性结节具有更高的胆碱峰、胆碱峰/肌酸峰比值，可出现异常的乳酸峰等。

2.3 PET-CT 用氟18 标记的氟脱氧葡萄糖（18FFDG）PET 进行功能成像可评估葡萄糖代谢的情况（图4）。受检者检查前需空腹6 h 以上，且血糖控制在正常水平（＜7.8 mmol/L），静脉注射18F-FDG 0.10～0.15 mCi/kg 体质量，休息45～60 min 后开始全身扫描。采用TrueX+TOF 法重建图像，获得横断面、矢状面及冠状面的PET 图像、CT 图像及PET-CT 融合图像。标准化摄取值（SUV）阈值2.5 已被用于区分良恶性结节，但仍需注意感染性结节的假阳性结果［18］。PET-CT 既可测量结节的代谢情况，又可清晰显示结节形态和边界，在结节检测和评估方面均有优势，在一项将PET-CT 和MSCT 评估孤立性肺结节的研究中，PET-CT 比MSCT 更敏感（96% vs.81%）、更准确（93% vs.85%）［19］。但使用CT 进行PET 图像的衰减校正会引入伪影和定量误差，并可能导致对结果的误解，如获取患者不同呼吸周期的图像可能会导致屏气期间获得的CT 衰减数据与安静潮气呼吸期间获得的PET 数据之间不匹配［20］。另外，PET 的空间分辨力也很有限，在评估亚实性结节及直径小于10 mm 的实性结节时，可能导致假阴性结果［21］。

图3 男，63 岁，反复咳嗽，咳痰3 个月余。胸部CT 示右上肺中央型肺癌伴远端阻塞性肺炎，术后病理：右肺浸润性鳞状细胞癌Ⅱ级图3a 病灶中心层面平扫纵隔窗影像，CT 值为48.30 HU图3b～3f 分别为病灶与平扫相同平面动态增强扫描各期图像（注入对比剂后30 s、1 min、2 min、8 min、15 min），CT 值分别为72.30、88.89、78.88、67.95、63.22 HU，病灶注入对比剂后明显强化，1 min 出现强化峰值，随后强化程度减弱，病灶内强化不均匀