术前肺孤立小结节螺旋CT三维重建在胸腔镜肺段切除术中临床应用

许定华，梁 柱，揭广廉，夏 俊，罗泽斌，陈春源 （广东医科大学附属医院 .放射科；.心胸外科，广东湛江 5400）

孤立性肺结节(solitary pulmonary nodule，SPN)是指在肺实质内单发的圆形、类圆形实性内径3.0 cm的结节，在纵隔窗上可以测量其CT值，同时不伴卫星病灶、肺炎、肺实变及胸腔积液[1-3]。近年来，随着高分辨率CT(HRCT)在临床的广泛应用，SPN的检出率较前明显升高，由于不同的病变在影像征象上具有交叉重叠的特点，即“同影异病及异影同病”的影像表现，使得对肺部小结节的定性存在较大的困难，常规的检查方法如纤维支气管镜检查、经皮肺穿刺活检、痰液肿瘤细胞学检查等在肺部小结节性质确定方面的效果仍欠理想。目前，获取肺小结节组织病理学的最优方式是在胸腔镜下将可疑的肺部病灶切除病检。当肺部的结节较小(直径<2.0 cm)或距离脏层胸膜距离较远(>1.0 cm)时，其质地较软，常与周围正常的肺组织区分不明显，术中难以触摸到病灶时使得一些胸腔镜手术中转开胸以寻找病灶，因此应用三维重建技术在术前对病灶进行准确的三维定位对术中准确找到SPN极其重要。肺结节的螺旋CT三维重建具有无创、相对简单、患者容易接受等优点，这为SPN术前CT三维重建定位在电视胸腔镜肺段切除术中的临床应用铺平了道路。本文拟通过术前CT三维重建技术定位肺结节在肺解剖中的位置，利用三维血管重建为手术方案的选择提供更多依据，指导电视胸腔镜下肺段切除术的开展，评价术前肺结节CT三维重建技术在电视胸腔下肺段切除术中的临床应用效果。

1 资料和方法

1.1 研究对象

2015年7月－2017年12月广东医科大学附属医院收治的SPN患者115例，病理及临床诊断良性结节36例，恶性结节79例。

1.2 方法

所有患者皆完成术前常规检查，完善术前肺结节CT三维重建定位和三维血管重建；确定结节所在的肺解剖学三维位置，明确结节周围血管及支气管的分布情况。所有患者在全麻下行双腔气管插管，采用常规三切口术式行肺段解剖性切除术，观察孔1.5 cm切口，腋中线第7肋间或第8肋间；主操作孔2.0～3.0 cm切口，腋前线第4肋间或第5肋间；辅操作孔0.5～2.0 cm切口，腋后线第6肋间或第7肋间。

1.2.1 设备和试剂 日本东芝Aquilion ONE 640层动态容积CT机，图像处理工作站：东芝Aquilion ONE 640层动态容积CT副操作台，德国高压注射器：Ulrich Medical Missouri，静脉留置针：BD Intima ⅡTM密闭式静脉留置针(18 G× 1.16’)，碘佛醇(320 mgI/mL)造影剂，0.9% NaCl溶液。

1.2.2 扫描方案 扫描前需对患者进行必要的呼吸训练，嘱咐患者先深吸一口气，然后屏气，确保屏气持续时间达到20 s以上。要求患者取仰卧脚先进体位，嘱咐患者深吸气后屏气，先进行平扫，然后同时启动高压注射器和增强扫描程序，高压注射器经肘静脉依次注入对比剂和生理盐水。对比剂采用碘佛醇(320 mgI/mL)，注射总量为50～60 mL，注射流率为4～5 mL/s，生理盐水总量为20 mL，注射流率为4 mL/s。扫描参数为：管电压设置为120 kV，管电流设置为100 mA，FOV设置为330 mm×330 mm，矩阵设置为512×512，间距为0.5 mm，重建图像层厚0.5 mm。

1.2.3 对图像进行三维重建后处理 扫描结束待数据重建完成后，从东芝Aquilion ONE 320排动态容积CT副操作台分别将增强扫描动脉期的肺窗及纵隔窗1 mm薄层的容积包导入3D后处理软件进行肺结节三维的重建，如图1所示，可直观的显示结节的三维解剖位置及与周围血管、支气管的关系。

图1 肺结节三维的重建

1.3 统计学处理

以SPSS19.0进行统计学处理，计数资料采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 肺部小结节良、恶性血供特点三维重建的对比分析

MSCT结果显示：79例恶性SPN患者在增强扫描的肺动脉期病灶内均未见明显的肿瘤血管，而主动脉期有33例SPN病灶内可见肿瘤内部及周围血管；36例良性SPN患者肺动脉期9例病灶内显示肿瘤内部及周围血管。多平面重建(MPR)三维重建技术结果显示：79例恶性SPN患者中主动脉期有64例可显示肿瘤内部及周围血管；而36例良性病变中，肺动脉期有28例病灶内显示肿瘤内部及周围血管。如图2所示。

2.2 MPR技术与常规MSCT增强扫描对肺部小结节肿瘤血管诊断效能的比较分析

MPR技术对肿瘤内部及周围血管显示率明显高于MSCT增强扫描，差异有统计学意义(P<0.01或0.05)，MPR技术在肺部小结节形态特征显示率均高于MSCT增强扫描，详见表1。

表1 MSCT增强扫描与MPR技术对115例SPN征象显示情况的比较 例(%)

2.3 MSCT动脉扫描与三维重建技术对肺部小结节诊断结果的比较

图2 肺部小结节良、恶性血供特点的三维重建

MSCT常规的动脉扫描对肺部小结节诊断的灵敏度、特异度、准确率、阳性预测值及阴性预测值分别为66.21%、59.30%、63.43%、72.57%及52.45%，而MPR三维重建技术灵敏度、特异度、准确率、阳性预测值和阴性预测值分别为91.26%、87.32%、82.42%、93.37%和82.35%，均高于MSCT动脉扫描。

3 讨论

目前，通过胸腔镜进行肺段切除已经成为治疗早期非小细胞肺癌的首选方式，但随着对肺部结节特别是早期肺癌认识的深入，肺段切除被越来越多的应用于小肺癌的治疗中。与传统开胸术相比，电视辅助胸腔镜手术(VATS)具有术后疼痛轻、住院时间短、肺组织损伤小、肺功能恢复快等优点。此外，VATS己被证明具有不差于传统开放性入路早期非小细胞肺癌肺切除术的长期生存率[4]。肺段切除有着不可替代的优势在于对肺功能的保留和对特殊位置结节的切除上[5]，目前对于Ⅰ期的浸润性肺癌，是行肺叶切除还是肺段切除尚有争议[6-8]。有研究认为在胸腔镜下能更好辨认肺部结构及精细化操作，胸腔镜下肺段切除比传统的开放性手术进行肺段切除更具优势[9]。对于可疑恶性的肺内SPN，主张早期行VATS探查并切除病灶，但一个较为棘手的难题在于术中的精准定位，目前常规的定位手段如注射美蓝、金属挂钩等对病灶的定位仍欠精准[10-12]。而薄层CT及MPR技术则可准确地显示肺小结节在肺组织不同肺段的具体位置及测量其大小，还可从不同维度测量其不同解剖标志与肺表面的距离[13-14]，有利于病灶快速精准的无创立体定位，最大限度地降低对肺组织的损伤及减轻患者痛苦。

解剖学上肺段呈锥形，左肺由二叶8段、右肺由三叶10段构成，通过3D-CT重建图像和解剖标志可以精准定位肺结节所属的肺段。通过VATS可精准的切断靶肺段的相关肺动脉、支气管及段内静脉，达到解剖性肺段精准切除的目的；还在确保可疑肺肿瘤结节的安全切缘宽度的同时，尽可能地保持剩余肺段的几何形状及功能。根据解剖标志及三维CT图像资料在无创条件下判断病灶的部位，判断术中拟切除的肺组织范围，可通过VATS行肺段切除、肺楔形切除等手术方式，术中切除目标结节后行快速冰冻病理切片，待病理明确肺结节性质后，根据肺组织切缘是否有癌组织浸润以及周围淋巴结的肿大情况，再决定是否需要进一步行VATS肺叶切除及纵隔淋巴结系统性清扫术[15-16]。

SPN是多种良、恶性病变的共同表现，早期定性诊断对预后具有极其重要的意义，已成为放射学领域研究的热点和难点[17]。刘国云等[18]认为肿瘤发生、发展依赖血管的生成，其中肺癌的血管生成与其生长、进展和预后关系密切，不同性质的SPN在增强的不同时相，其强化程度有所差异，可提取这些信息进一步对病灶进行诊断与鉴别诊断。常用重建技术包括MPR、最大密度投影(Max MIP)和最小密度投影(Mini MIP)及容积再现(VR)，三维重建技术的临床应用能够为SPN的良、恶性判断及三维空间结构提供重要的临床依据[19]。肺癌主要由支气管动脉供血，因此大多数肺癌在MSCT肺动脉期强化不明显而在主动脉期的强化程度相对明显。本文结果显示，通过MPR三维重建技术使肿瘤血管的显示率明显高于常规的MSCT动脉扫描(P<0.01)。陈瑜凤等[20]发现，通过MPR重建在近肺门处的病灶通常可以较好的显示其供血的支气管动脉，而在肺外周的病灶其供血的支气管动脉显示率较低。

孙琼芳等[21]发现利用320排MSCT对SPN行MPR重建，病灶的毛刺征、分叶征、支气管-血管集束征在MPR的显示率明显高于横断面薄层扫描。本文也观察到类似结果，MPR技术在SPN形态特征方面的显示率均高于MSCT动脉扫描(P<0.01或0.05)。MPR还可以很好地显示病灶周围组织或器官内复杂的解剖关系，有利于病变的准确定位，MPR可以通过平行或垂直于肺内血管走向进行三维重建，可见较好的显示血管束穿行进入病灶内部及其在病灶周围绕行的情况，可以减少横断位假阳性率的判断[22-23]。本文结果表明，MPR技术在SPN形态特征显示率均高于常规的MSCT动脉扫描，且其在评估病灶良、恶性的灵敏度、特异度、准确率、阳性预测值及阴性预测值均明显高于MSCT动脉扫描，表明MPR三维重建技术有利于提高临床SPN的诊断水平，有利提高VATS手术的安全性和成功率。