CT仿真内窥镜在消化系统临床应用的初步研究
作者：郑凯尔 陈 峰 居胜红 徐秋贞
单位：南京铁道医学院附院放射科 江苏省南京市 210009
关键词：消化系统疾病/放射摄影术；体层摄影术，X线计算机；内窥镜检查
世界华人消化杂志990743
中国图书馆分类号 R573.2
Subject headings digestive system diseases/radiography; tomograpy, x-ray computed; endoscopy
CT仿真内镜(Virtual Endoscopy, VE)是先进的计算机科学与现代医学影象学结合的一种无创性虚拟现实的检查手段. CTVE利用特殊的计算机软件将螺旋CT容积扫描获得的图象数据进行处理，重建出空腔器官的内表面立体图，从而达到纤维内窥镜检查的效果. 自1994年该技术问世以来，国内外已有少量实验及临床应用报道[1-8]. 但涉及消化道临床病例研究极少. 为此，我们将我院CTVE在消化道应用的23例结果及与纤维内窥镜及X线钡剂检查的对比如下.
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1 材料 接受CTVE检查的23例中，男12例，女11例，年龄47岁～76岁，平均62岁. 受检部位：食管4例，胃14例，结肠5例，除4例无相应部位临床症状及体征的正常人外，均因吞咽困难，上腹部疼痛、便血或阵发性腹痛等症状就诊. CTVE检出正常10例(包括对照组4例)，其中食管3例，胃5例，结肠2例，病变13例中，食管癌1例，进展期胃癌7例(肿块型3例，浸润型3例，溃疡型1例)，早期胃癌1例，结肠癌2例(肿块型及浸润型各1例)，结肠腺瘤1例，上述12例均经纤维内窥镜活检或手术病理证实. 另一例胃底球形静脉曲张经CT增强及内窥镜检查证实. 23例CTVE检查中，4例仅作了CTVE，余下19例中，16例行纤维内窥镜检查(12例同时行X线钡剂检查)，另3例，CTVE同时行X线钡剂检查. 13例病变中，手术者8例.
1.2 方法 本院应用美国GE公司Hispeed CTi螺旋CT机，同机工作站(Advantage Windows 2.0，GE). 患者先做螺旋扫描，电压120KV，电流200mA～280mA，实际扫描mA则由本机的智能扫描功能(Smart scan)根据患者不同体厚决定. 扫描完成后，将容积数据传入工作站. 直接应用仿真内窥镜导航软件(Navigator, GE)进行VE成象选择平滑(Smooth)成象模式. 根据病变情况选择适当的透明度观察阈值及视角，以利于VE观察. 透明度按所选用的对比剂决定，本组均应用气体作对比剂，则选择“黑在白内”(black in white)阈值方式，阈值一般取～524，再根据病变适当调整，视角25°～60°(常用45°). 显示屏上以交互式(interactive)形式显示4幅影象，分别是CTVE重建图象，轴位，冠状位及矢状位图象，在后3个位置上移动导航光标，全方位选择所观察部位及病变，同时可加上人工伪彩，再应用Fly through或电影模式(movie loop mode)，即可产生连续的VE影象. 在进行CTVE检查同时，可做表面成象技术(SSD)及透明技术(Raysum)，进一步立体观察病变形态、大小、位置.
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1.3 各部位检查前准备及扫描技术 ①食管：扫描前po发泡剂1包～1.5包，仰卧位屏气螺旋扫描，X线束宽度5mm～7mm，螺距1.5∶1，重建间距2.5mm～3.5mm，扫描范围为肺尖至贲门，扫描时间15s～20s. ②胃：检查前12h禁水、禁食，扫描前10min 654_2 20mg im，服发泡剂1.5包～2包. 根据病变情况采用不同体位，如仰、俯卧或左、右侧抬高15°体位. X线束宽度3mm～5mm，螺距：1～1.5，重建间距1.5mm～2.5mm，扫描范围为左膈肌顶至胃窦大弯侧. 扫描时间18s,本组3例同时行CT增强扫描. ③结肠： 受检者肠道准备：按结肠双重造影检查准备者3例，按纤维肠镜检查准备者2例. 扫描前10min 654～2 20mg-im，左侧卧位，经肛门注入空气1000mL～1200mL后仰卧，平静呼吸下平扫，X线束厚度7mm～10mm，螺距1.5～2. 重建间距3mm～5mm. 扫描范围为左膈下至直肠末端，扫描时间30s～35s.
2 结果
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2.1 食管CTVE共4例 4例均仅见食管上段管腔充气扩张、中下段管腔呈收缩状态. 3例正常CTVE示食管上段粘膜皱襞规则、光滑. 1例食管癌仅见病变上端腔内肿块影，病变远端无气体. 故无法观察病变全貌.
2.2 胃CTVE共14例 5例正常CTVE所见：导航光标与贲门口、幽门垂直时，口部形态为圆形，光标稍偏离，则口部形态改变为扁形，胃底粘膜皱襞呈弹簧样，体部皱襞呈长条状，窦部粘膜皱襞呈长条及横形交错状，所见皱襞完整，光滑. 5例中有2例钡餐疑诊为贲门癌，后经CTVE检查，排除了癌肿，并经纤维内窥镜证实. 9例病变胃CTVE所见：1例胃底球形静脉曲张示胃底一带短蒂之球形肿块突向腔内，境界清楚锐利(图1). 8例胃癌CTVE表现各异：3例浸润型胃癌均示胃腔扁平、变窄、内腔表面平坦，无正常粘膜皱襞(图2). 3例肿块型示腔内不规则肿块，基底较宽，呈分叶状(图3). 1例溃疡型示病变区表面有结节状隆起及凹陷区. 1例早期胃癌示幽门口部胃窦后壁有小结节状隆起，其内可见透亮度呈灰暗的不规则浅凹陷. 粘膜皱襞中断(图4)，与胃切除标本所见一致. 胃底贲门部5例，其中1例采用仰卧位扫描，病变观察欠清楚，4例采用仰卧位及左侧抬高15°俯卧位扫描均清晰显示该区内腔结构，尤其后者体位显示贲门口更为理想. 2例病变位于胃窦部后壁者仰、俯伏卧位扫描对照，俯卧位右侧抬高显示病灶形态清晰度比仰卧位更佳. 仰卧位及右侧抬15°仰卧位，扫描7例次，均可显示体部、窦部前壁及幽门口，以右侧抬高15°仰卧位显示胃窦部前壁病灶及幽门口更为清晰.
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图1 CTVE示带短蒂之球形肿块突向胃底. 纤维内窥镜及螺旋CT增强扫描证实为胃底球形静脉曲张.
图2 CTVE示胃腔扁平、变窄，内腔表面平坦，无正常粘膜皱襞，病理证实为浸润型胃癌.
图3 CTVE示胃窦部后壁腔内不规则之肿块呈分叶状，基底较宽，病理证实为腺癌(肿块型).
图4 CTVE示胃窦部后壁见小结节状隆起，其内有灰暗的不规则浅凹陷(箭头)；其周粘膜皱襞中断，病理诊断早期溃疡型胃癌.
2.3 结肠CTVE 2例正常CTVE清晰显示弹簧状粘膜皱襞及光滑表面. 3例结肠病变CTVE：1例浸润型癌从头侧向足侧观或足端向头侧观均显示内腔明显狭窄，粘膜皱襞消失. 另2例显示突入腔内的肿块，1例呈分叶状(图5).
, 百拇医药
图5 CTVE示降结肠内突入腔内呈分叶状肿块. 手术标本为二个并列肿块，病理诊断为腺瘤性息肉.
3 讨论
胃肠道病变检查随着高档螺旋CT出现，软件功能提高，CTVE这一新技术已引起广泛关注与兴趣. 国外CTVE在消化道的应用主要限于结肠息肉的探查[2-4]，极少有其他部位及病变，如胃、食管等的报导[5]. 我们初步临床应用表明，CTVE在消化道可以获得类似纤维内窥镜的效果. 本组13例病变，CTVE均能准确定位及显示. 本组CTVE可以显示消化道管腔的狭窄、粘膜皱襞异常，突向腔内的肿块及形态(表面及基底)、溃疡；对胃及结肠癌而言，CTVE可以进行准确的癌肿分型. 如浸润型癌肿表现为管腔狭窄，粘膜平坦，肿块性病变可根据肿块形态加以区别良恶性，良性病变肿块光滑锐利，恶性多呈分叶. 溃疡性病变由于其溃疡凹陷处距离视者较远，而略呈暗色. 要保证该检查技术的成功，必须满足以下条件：①受检部位管腔干净，以防止产生伪影而致假阳性，要严格按检查前要求进行准备. ②确保管腔有足够气体，使管腔充分扩张，以利CTVE检查. 本文结果说明，食管内气体不易停留，管腔呈收缩状态. 故目前对食管病变检查CTVE价值不大. ③选择适当体位对CTVE病变检出率及准确性极为重要.
, 百拇医药
X线钡造影检查可受检查技术条件和体位多种因素影响而误漏诊，本组除食管以外，胃及结肠CTVE准确性优于X线造影检查. 纤维内窥镜检查尚有一定限制，如胃内窥镜检查对于严重静脉曲张、晚期贲门癌患者及SGPT增高患者均属禁忌症. 而胃CTVE则无此限制. 本组1例盲肠癌患者肠镜将其误定位于升结肠肝曲，而CTVE定位准确，并经手术证实. 说明肠镜可因肠管扭曲或肠管痉挛无法进入而造成误判且肠镜检查有时间长、痛苦、患者不易耐受等缺陷. 而结肠CTVE属无创性检查，易于患者接受，国外研究[4]表明，它可能成为极具潜力的结肠癌的普查手段. 消化道CTVE的不足①不能观察粘膜颜色改变，组织特异性较差；②扁平及早期病变不易发现；③病变显示的干扰因素多，如肠道准备好坏等；④不能进行活检；⑤目前对食管价值不大. 尽管如此，CTVE作为一项问世不久的无创性新技术，已显示出诱人的潜力. 今后的任务应当是在大组病例中深入研究其探查疾病的敏感性，特异性及临床应用价值.
通讯作者 郑凯尔
, 百拇医药
4 参考文献
1 Evangelou HA, Kay CL, A review of the Thchnical and clinical aspects of virtual endoscopy. Endoscopy, 1996;28:768-775
2 Schoenenberger AW, Bauerfeind P, Krestin GP, Debatin JF. Virtual colonoscopy with magnetic resonance imaging: invitro evaluation of a new concept. Gastroenterology, 1997;112:1863-1870
3 Hara A, Johnson CD, Reed JE, Ehman RL, Ilstrup DM. Colorectal polyp detection with CT colography: two-versus three-dimensional techniquew, work in progress. Radiology, 1996;200:49-54
, http://www.100md.com
4 Johnson CD, Hara AK, Reed JE. Computed tomographic colonography(virtual colonoscopy): a new method for detecting colorectal neoplasms. Endoscopy, 1997;29:454-456
5 Spinger P, Dessl A, Giacomuzzi M, Buchberger W, Stger A, Oberwalder M, Jaschke W. Virtual computed tomography gastroscopy: a new techniques. Endoscopy, 1997;29:632-634
6 李子平，许达生，孟悛非. CT仿真内窥镜成像技术临床应用的初步探讨. 中华放射学杂志，1998；32：104-107
7 韩萍，Brambs HJ, Sokiranski R. CT仿真内窥镜对鼻腔结构与病变能力的研究. 中华放射学杂志，1999；33：7-11
8 郭凡，王仪生，李炎秋，张其昌. CT仿真支气管内窥镜的临床应用研究. 中华放射学杂志，1999；33：16-19
收稿日期 1999-04-08 修回日期1999-06-04, http://www.100md.com
单位：南京铁道医学院附院放射科 江苏省南京市 210009
关键词：消化系统疾病/放射摄影术；体层摄影术，X线计算机；内窥镜检查
世界华人消化杂志990743
中国图书馆分类号 R573.2
Subject headings digestive system diseases/radiography; tomograpy, x-ray computed; endoscopy
CT仿真内镜(Virtual Endoscopy, VE)是先进的计算机科学与现代医学影象学结合的一种无创性虚拟现实的检查手段. CTVE利用特殊的计算机软件将螺旋CT容积扫描获得的图象数据进行处理，重建出空腔器官的内表面立体图，从而达到纤维内窥镜检查的效果. 自1994年该技术问世以来，国内外已有少量实验及临床应用报道[1-8]. 但涉及消化道临床病例研究极少. 为此，我们将我院CTVE在消化道应用的23例结果及与纤维内窥镜及X线钡剂检查的对比如下.
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1 材料和方法
1.1 材料 接受CTVE检查的23例中，男12例，女11例，年龄47岁～76岁，平均62岁. 受检部位：食管4例，胃14例，结肠5例，除4例无相应部位临床症状及体征的正常人外，均因吞咽困难，上腹部疼痛、便血或阵发性腹痛等症状就诊. CTVE检出正常10例(包括对照组4例)，其中食管3例，胃5例，结肠2例，病变13例中，食管癌1例，进展期胃癌7例(肿块型3例，浸润型3例，溃疡型1例)，早期胃癌1例，结肠癌2例(肿块型及浸润型各1例)，结肠腺瘤1例，上述12例均经纤维内窥镜活检或手术病理证实. 另一例胃底球形静脉曲张经CT增强及内窥镜检查证实. 23例CTVE检查中，4例仅作了CTVE，余下19例中，16例行纤维内窥镜检查(12例同时行X线钡剂检查)，另3例，CTVE同时行X线钡剂检查. 13例病变中，手术者8例.
1.2 方法 本院应用美国GE公司Hispeed CTi螺旋CT机，同机工作站(Advantage Windows 2.0，GE). 患者先做螺旋扫描，电压120KV，电流200mA～280mA，实际扫描mA则由本机的智能扫描功能(Smart scan)根据患者不同体厚决定. 扫描完成后，将容积数据传入工作站. 直接应用仿真内窥镜导航软件(Navigator, GE)进行VE成象选择平滑(Smooth)成象模式. 根据病变情况选择适当的透明度观察阈值及视角，以利于VE观察. 透明度按所选用的对比剂决定，本组均应用气体作对比剂，则选择“黑在白内”(black in white)阈值方式，阈值一般取～524，再根据病变适当调整，视角25°～60°(常用45°). 显示屏上以交互式(interactive)形式显示4幅影象，分别是CTVE重建图象，轴位，冠状位及矢状位图象，在后3个位置上移动导航光标，全方位选择所观察部位及病变，同时可加上人工伪彩，再应用Fly through或电影模式(movie loop mode)，即可产生连续的VE影象. 在进行CTVE检查同时，可做表面成象技术(SSD)及透明技术(Raysum)，进一步立体观察病变形态、大小、位置.
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1.3 各部位检查前准备及扫描技术 ①食管：扫描前po发泡剂1包～1.5包，仰卧位屏气螺旋扫描，X线束宽度5mm～7mm，螺距1.5∶1，重建间距2.5mm～3.5mm，扫描范围为肺尖至贲门，扫描时间15s～20s. ②胃：检查前12h禁水、禁食，扫描前10min 654_2 20mg im，服发泡剂1.5包～2包. 根据病变情况采用不同体位，如仰、俯卧或左、右侧抬高15°体位. X线束宽度3mm～5mm，螺距：1～1.5，重建间距1.5mm～2.5mm，扫描范围为左膈肌顶至胃窦大弯侧. 扫描时间18s,本组3例同时行CT增强扫描. ③结肠： 受检者肠道准备：按结肠双重造影检查准备者3例，按纤维肠镜检查准备者2例. 扫描前10min 654～2 20mg-im，左侧卧位，经肛门注入空气1000mL～1200mL后仰卧，平静呼吸下平扫，X线束厚度7mm～10mm，螺距1.5～2. 重建间距3mm～5mm. 扫描范围为左膈下至直肠末端，扫描时间30s～35s.
2 结果
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2.1 食管CTVE共4例 4例均仅见食管上段管腔充气扩张、中下段管腔呈收缩状态. 3例正常CTVE示食管上段粘膜皱襞规则、光滑. 1例食管癌仅见病变上端腔内肿块影，病变远端无气体. 故无法观察病变全貌.
2.2 胃CTVE共14例 5例正常CTVE所见：导航光标与贲门口、幽门垂直时，口部形态为圆形，光标稍偏离，则口部形态改变为扁形，胃底粘膜皱襞呈弹簧样，体部皱襞呈长条状，窦部粘膜皱襞呈长条及横形交错状，所见皱襞完整，光滑. 5例中有2例钡餐疑诊为贲门癌，后经CTVE检查，排除了癌肿，并经纤维内窥镜证实. 9例病变胃CTVE所见：1例胃底球形静脉曲张示胃底一带短蒂之球形肿块突向腔内，境界清楚锐利(图1). 8例胃癌CTVE表现各异：3例浸润型胃癌均示胃腔扁平、变窄、内腔表面平坦，无正常粘膜皱襞(图2). 3例肿块型示腔内不规则肿块，基底较宽，呈分叶状(图3). 1例溃疡型示病变区表面有结节状隆起及凹陷区. 1例早期胃癌示幽门口部胃窦后壁有小结节状隆起，其内可见透亮度呈灰暗的不规则浅凹陷. 粘膜皱襞中断(图4)，与胃切除标本所见一致. 胃底贲门部5例，其中1例采用仰卧位扫描，病变观察欠清楚，4例采用仰卧位及左侧抬高15°俯卧位扫描均清晰显示该区内腔结构，尤其后者体位显示贲门口更为理想. 2例病变位于胃窦部后壁者仰、俯伏卧位扫描对照，俯卧位右侧抬高显示病灶形态清晰度比仰卧位更佳. 仰卧位及右侧抬15°仰卧位，扫描7例次，均可显示体部、窦部前壁及幽门口，以右侧抬高15°仰卧位显示胃窦部前壁病灶及幽门口更为清晰.
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图1 CTVE示带短蒂之球形肿块突向胃底. 纤维内窥镜及螺旋CT增强扫描证实为胃底球形静脉曲张.
图2 CTVE示胃腔扁平、变窄，内腔表面平坦，无正常粘膜皱襞，病理证实为浸润型胃癌.
图3 CTVE示胃窦部后壁腔内不规则之肿块呈分叶状，基底较宽，病理证实为腺癌(肿块型).
图4 CTVE示胃窦部后壁见小结节状隆起，其内有灰暗的不规则浅凹陷(箭头)；其周粘膜皱襞中断，病理诊断早期溃疡型胃癌.
2.3 结肠CTVE 2例正常CTVE清晰显示弹簧状粘膜皱襞及光滑表面. 3例结肠病变CTVE：1例浸润型癌从头侧向足侧观或足端向头侧观均显示内腔明显狭窄，粘膜皱襞消失. 另2例显示突入腔内的肿块，1例呈分叶状(图5).
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图5 CTVE示降结肠内突入腔内呈分叶状肿块. 手术标本为二个并列肿块，病理诊断为腺瘤性息肉.
3 讨论
胃肠道病变检查随着高档螺旋CT出现，软件功能提高，CTVE这一新技术已引起广泛关注与兴趣. 国外CTVE在消化道的应用主要限于结肠息肉的探查[2-4]，极少有其他部位及病变，如胃、食管等的报导[5]. 我们初步临床应用表明，CTVE在消化道可以获得类似纤维内窥镜的效果. 本组13例病变，CTVE均能准确定位及显示. 本组CTVE可以显示消化道管腔的狭窄、粘膜皱襞异常，突向腔内的肿块及形态(表面及基底)、溃疡；对胃及结肠癌而言，CTVE可以进行准确的癌肿分型. 如浸润型癌肿表现为管腔狭窄，粘膜平坦，肿块性病变可根据肿块形态加以区别良恶性，良性病变肿块光滑锐利，恶性多呈分叶. 溃疡性病变由于其溃疡凹陷处距离视者较远，而略呈暗色. 要保证该检查技术的成功，必须满足以下条件：①受检部位管腔干净，以防止产生伪影而致假阳性，要严格按检查前要求进行准备. ②确保管腔有足够气体，使管腔充分扩张，以利CTVE检查. 本文结果说明，食管内气体不易停留，管腔呈收缩状态. 故目前对食管病变检查CTVE价值不大. ③选择适当体位对CTVE病变检出率及准确性极为重要.
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X线钡造影检查可受检查技术条件和体位多种因素影响而误漏诊，本组除食管以外，胃及结肠CTVE准确性优于X线造影检查. 纤维内窥镜检查尚有一定限制，如胃内窥镜检查对于严重静脉曲张、晚期贲门癌患者及SGPT增高患者均属禁忌症. 而胃CTVE则无此限制. 本组1例盲肠癌患者肠镜将其误定位于升结肠肝曲，而CTVE定位准确，并经手术证实. 说明肠镜可因肠管扭曲或肠管痉挛无法进入而造成误判且肠镜检查有时间长、痛苦、患者不易耐受等缺陷. 而结肠CTVE属无创性检查，易于患者接受，国外研究[4]表明，它可能成为极具潜力的结肠癌的普查手段. 消化道CTVE的不足①不能观察粘膜颜色改变，组织特异性较差；②扁平及早期病变不易发现；③病变显示的干扰因素多，如肠道准备好坏等；④不能进行活检；⑤目前对食管价值不大. 尽管如此，CTVE作为一项问世不久的无创性新技术，已显示出诱人的潜力. 今后的任务应当是在大组病例中深入研究其探查疾病的敏感性，特异性及临床应用价值.
通讯作者 郑凯尔
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4 参考文献
1 Evangelou HA, Kay CL, A review of the Thchnical and clinical aspects of virtual endoscopy. Endoscopy, 1996;28:768-775
2 Schoenenberger AW, Bauerfeind P, Krestin GP, Debatin JF. Virtual colonoscopy with magnetic resonance imaging: invitro evaluation of a new concept. Gastroenterology, 1997;112:1863-1870
3 Hara A, Johnson CD, Reed JE, Ehman RL, Ilstrup DM. Colorectal polyp detection with CT colography: two-versus three-dimensional techniquew, work in progress. Radiology, 1996;200:49-54
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4 Johnson CD, Hara AK, Reed JE. Computed tomographic colonography(virtual colonoscopy): a new method for detecting colorectal neoplasms. Endoscopy, 1997;29:454-456
5 Spinger P, Dessl A, Giacomuzzi M, Buchberger W, Stger A, Oberwalder M, Jaschke W. Virtual computed tomography gastroscopy: a new techniques. Endoscopy, 1997;29:632-634
6 李子平，许达生，孟悛非. CT仿真内窥镜成像技术临床应用的初步探讨. 中华放射学杂志，1998；32：104-107
7 韩萍，Brambs HJ, Sokiranski R. CT仿真内窥镜对鼻腔结构与病变能力的研究. 中华放射学杂志，1999；33：7-11
8 郭凡，王仪生，李炎秋，张其昌. CT仿真支气管内窥镜的临床应用研究. 中华放射学杂志，1999；33：16-19
收稿日期 1999-04-08 修回日期1999-06-04, http://www.100md.com