双能量减影技术诊断肺内占位性病变的临床应用研究

摘要

【背景与目的】 肺部疾病尤其占位性病变是危害人类健康的主要和常见病之一，其临床表现多样，可没有任何临床症状和体征；早期诊断和治疗是提高肺内占位性病变患者治愈率、降低死亡率的关键。包括X线、CT和MRI在内的医学影像学检查是目前诊断肺内占位性病变不可或缺的检查方法。由于X线摄影检查简便、易行、经济且辐射剂量低，同时含气的肺组织与胸廓及纵隔间存在着良好的天然对比；因此，尽管当前CT、MRI已经较为普及，但常规X线检查仍然作为日常诊疗工作中胸部病变诊断的主要方法，在疾病的预防、诊断和疗效追踪观察中发挥着重要作用。 常规胸部X线平片上，由于组织结构重叠导致被纵隔、横膈、肋骨及锁骨遮挡的呼吸道和肺组织不能清晰的显示，使病变的检出及其影像学细节的观察受到限制，增加了诊断的难度，甚至有可能在一定程度上形成漏诊和误诊。数字化摄影(digital radiography，DR)的问世给X线诊断带来了巨大变化，DR辐射剂量低、采集速度快、信息丰富，与传统X线胸片相比，DR对肺内各个部位细微结构的显示更加清晰。但是DR仍然不能克服胸廓和肺组织重叠的弊端，部分肺内病变的观察、分析和诊断仍然受限。 双能量减影(dual energy subtraction，DES)技术的问世，一定程度上弥补了普通X线与DR胸片的不足。DES是一种建立在数字化X线摄影技术基础上的检查手段，它根据骨与软组织对不同能量的X线光子吸收衰减方式不同的原理，通过计算机将标准X线片中骨或软组织的影像成份选择性减去后，得出特征性的组织图像：单纯软组织或骨的图像，与原始图像结合，使得一定条件下图像的分辨率有较大改善，方便了医师的诊断，也明显提高了肺内占位性病变的检出率和诊断准确率。 本研究通过比较常规数字X线摄影(conventional digital radiography，CDR)胸片与胸部DES软组织图像中正常肺纹理显示的相对优劣程度、肺内占位性病变诊断的准确率及特异性(specificity，Sp)、敏感性(sensitivity，Se)；探讨以下内容：(1)CDR与DES胸片显示正常人不同肺野肺纹理的价值，为应用DES技术进一步研究肺内疾病提供一定的理论基础。(2)CDR与DES胸片在肺内占位性病变诊断与鉴别诊断中的临床应用价值，明确是否DES胸片比CDR图像提供更多的影像学信息，为应用DES技术进一步开展临床研究与应用提供实践的指导。 【材料与方法】 1、临床资料 (1)2005年1月～2007年1月间在我院行DES检查的患者中，按照一定的纳入与排除标准(参见正文P<,3>)，随机选取30例正常人，男性14例，女性16例；年龄24岁～55岁，中位年龄38岁。(2)2005年1月～2007年1月间在我院行DES检查的患者中，按照一定的纳入与排除标准(参见正文P<,13>)，随机选取肺内占位性病变患者78例，男性51例、女性27例；年龄21岁～83岁、中位年龄54岁。其中良性病变24例，年龄21岁～78岁、平均48岁，病种包括结核13例、机化性肺炎4例、纤维硬化结节2例、真菌病2例、炎性假瘤1例、错构瘤1例、肺脓肿1例；恶性病变54例，年龄22岁～83岁、平均57岁，病种包括肺癌51例、转移瘤3例。(3)2005年1月～2007年1月间在我院行DES检查的患者中，选取与肺内占位性病变的诊断与鉴别诊断相关的病例4例：甲状腺病变1例、气管癌1例、纵隔及肺门淋巴结钙化1例、多发骨转移瘤1例。2、检查设备及方法胸部平片应用GE双平板探测器Revolution XR/d型直接数字化摄影(directdigital radiography，DDR)系统。 所有患者均同时进行CDR与DES检查，拍摄站立后前位标准胸片。所有检查均得到患者许可。 采用双次曝光法，曝光间隔200ms；DES条件预设值为：高能量为120kV、320mAs，低能量为60kV、200mAs；焦-片距180cm；根据体型自动选择曝光条件。曝光时相选用病人深吸气后屏气曝光。DES检查前指导患者控制呼吸，取得合作。 采集图像：可同时获得3种解剖学视读影像——CDR胸片、DES软组织减影图像以及骨组织减影图像。 3、正常肺纹理观察的肺野分区方法结合文献及肺纹理分布构成的基本原理，本研究将双侧肺野分为左右各6区共12个区：右/左上肺野外区--R1/L1、右/左肺上野内区-R2/L2、右/左中肺野外区--R3/L3、右/左中肺野内区--R4/L4、右/左下肺野外区--R5/L5、右/左下肺野内区--R6/L6。 4、阅片方法 显示器：EIZO G11型医用双屏液晶显示器。 PACS系统：我校自主研发的START-PACS系统。 从PACS工作站中下载每例患者的DES软组织图像和CDR图像，在安静、温湿度适宜、光线柔和的室内，4位高年资放射科医师，盲法观察——即在不知道结果、不了解其它检查及临床信息的情况下独立阅片；观片时间、距离不限，可进行窗宽、窗位调节、放大及黑白反转等PACS所拥有的后处理功能。观察以下内容：(1)30例正常人中，每例患者CDR与DES软组织胸片两幅图像中不同肺野的肺纹理显示情况。(2)78例肺内占位性病变患者，每个病灶的X线特征及定性(良性或恶性)诊断。在正式实验前通过预实验使每位医师熟悉肺野分区、判断标准、观察内容和操作流程。5、统计学分析(1)4位高年资医师独立阅片后详细记录，取占多数意见的结果作为最终统计学数据；若4位医师结果均不一致或结果的一致数相同，则由各位医师商讨达成一致后，得出最终的结果并作好记录。 (2)统计在所有30例正常人不同肺野分区内，DES和CDR两种检查方法显示肺纹理为“优”的例数，以及二者显示都一样好或都差的例数，比较两种检查方法对不同肺野分区内肺纹理显示是否存在差异，哪一种方法更好。 (3)与金标准结果对照，统计DES和CDR两种方法中每位医师对良性病变和恶性病灶定性诊断的准确率；分别比较78例肺内病变、54例恶性病变及24例良性病变中，DES与CDR两种检查方法诊断能力的差异是否有统计学意义，哪一种诊断的准确率更高。 (4)以病理诊断为金标准，良性占位病变为对照组，分析比较CDR和DES胸片诊断肺内恶性占位性病变的特异性和敏感性。 统计学分析均采用spss10.0软件进行配对计数资料x<'2>检验(McNemar检验)，P<0.05认为有统计学意义。 【结果】 1、经过统计学分析，在30例正常人双侧肺野中的8个肺区内，CDR与DES胸片对肺纹理的显示差异有统计学意义(P值均<0.05)，DES显示优于CDR； 2、在30例正常人中，右/左上肺野外区和右/左下肺野内区4个区域内两种方法对肺纹理的优显率差异无统计学意义，P>0.05: 右上肺野外区(R1)优显率分别为DES 53.3％、CDR 46.7％、P=0.845；左上肺野外区(L1)优显率分别为DES 63.3％、CDR 43.3％、P=0.327；右下肺野内区(R6)优显率分别为DES 63.3％、CDR 40.0％、P=0.230；左下肺野内区(L6)优显率分别为DES 36.7％、CDR 60.0％、P=0.230。 3、本研究78例肺内占位性病变统计学分析结果表明：(1)78例肺内病变中，CDR与DES胸片诊断病变准确率间存在差异，DES诊断正确率76.9％、CDR62.8％，DES优于CDR，二者之间具有统计学意义，P=0.007。(2)54例恶性病变中，CDR与DES胸片诊断病变准确率间存在差异，DES诊断正确率81.5％、CDR 64.8％，DES优于CDR，二者之间具有统计学意义，P=0.012。(3)24例良性病变中，CDR与DES胸片诊断病变准确率间存在差异，DES诊断正确率66.7％、CDR 58.3％，DES诊断的准确率高于CDR，但是二者之间的差异不具有统计学意义，P=0.625。 4、54例肺内恶性病变中，CDR与DES诊断的敏感性和特异性分别为：CDRSe-64．8％、Sp-58.3％；DES Se-81.5％、Sp-66.7％。 【结论】 1、支气管走行与肺纹理的形态和分布基本一致，肺纹理在一定程度上可反映支气管的情况，DES软组织胸片中，在双侧肺野软组织重叠少、伪影小的区域肺纹理的显示优于CDR，这为进一步应用DES技术分析肺部病变提供了较可靠的理论基础，对肺内占位性病变(炎性假瘤、转移瘤及支气管肺癌等)等疾病的影像诊断均有较高参考价值。2、对于肺内的占位性病变尤其是恶性肿瘤的诊断，DES技术极大丰富了CDR系统，为病变的诊断与鉴别诊断提供了更多影像学信息；与CDR比较，DES技术具有一定的优势，有助于提高肺内占位性病变诊断的准确率、特异性和敏感性，降低单纯应用CDR胸片诊断的漏诊率与误诊率，在疾病的鉴别诊断中具有独到的优势。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

第一章双能量减影技术评价正常人肺纹理的价值

一材料与方法

二结果

三讨论

四小结

第二章双能量减影技术诊断肺内占位性病变的价值

一材料与方法

二结果

三讨论

四小结

结论

总结与展望

一创新性

二展望

三不足之处与今后的研究方向

参考文献

综述1 双能量减影诊断下呼吸道占位性病变的评价

综述2 双能量减影的原理及其在直接数字化摄影中的应用

攻读学位期间成果

附录

致谢