尘肺病影像学诊断技术研究进展 改1

尘肺病影像学诊断技术研究进展朱秋鸿，李德鸿，余晨，齐放，王焕强（中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所，北京100050）尘肺病是危害严重的职业病，截止到2009年底，我国尘肺累计报告65万余例，每年还以1-2万人的速度在增加，占所有职业病的70%以上。

研究表明，一例尘肺病人每年经济损失约为 3.41万元，按尘肺病现患49.5万人计，每年直接经济损失可达169多亿元。

根据我国现行[1]尘肺病诊断标准的规定，目前高千伏X射线胸片影像学改变仍是尘肺病诊断分期的主要依据。

但随着医学影像学的快速发展,特别是数字化X射线成像技术的发展，使尘肺X射线检查有多种成像技术可供选择。

本文就近几年国内外的相关研究进行综述，以供进一步研究和临床应用参考。

一、胸部X射线平片国际劳工组织( International Labour Organization, ILO) 1980年制定了尘肺的X射线影像[ 2-4]学分类法,并于2000年颁布了新版本《ILO 2000 Roentgenodiagnostic Classification of Pneumoconiosis》。

传统的x射线图像是x射线穿透人体某一部位的不同密度和厚度组织结构后的投影总和，是一种灰阶成像。

这种图像是X射线穿透路径上各个结构影像相互叠加在一起的二维平面成[5]像。

高仟伏X射线摄影由于提高了千伏值，相应地减少了毫安秒，显著缩短了曝光时间，提高了照片清晰度，最大限度的减少了因闭气不良产生的伪影，x射线管产生热量也随之减[6,7]少，降低了x射线管负荷，减少了受检者和操作者的辐射剂量。

高仟伏摄影提高了摄片质量，影像显示层次丰富。

由于骨骼部分的淡化使在普通仟伏照片上被肋骨遮盖的肺野也能部分显示，相应地扩大了病变的显示范围，从而扩大了胸片肺野的可读面积而使诊断范围增大，[8-10]信息量增加，提高了尘肺诊断的准确性。

但是，这项技术面临二个主要缺点需要克服，一是图像的前后重叠问题，部分(约25％-30％)肺实质和胸膜由于胸骨、膈肌、脊柱及心脏等结构的重叠，不能很好地显示。

重叠处的病变往往被掩盖，因此X射线平片往往会低估尘肺的范围，特别是后肋膈窦区肺组织和胸膜的病变往往显示不清；二是x射线平片的图像密度分辨率低，不能显示小的(直径小于3mm 以下)病变，也不能清晰显示病变的内部结构，不利于鉴别诊断。

尽管高仟伏X射线胸部平片尚存在某些不足，由于这项技术的诸多优点，以及成本低廉，便于推广应用等，高千伏x射线胸片仍作为尘肺病诊断分期的主要依据；而且，我国规定胸部高仟伏摄影是粉尘作业工[11]人健康监护检查的常规方法。

尘肺病的诊断和分期对高仟伏X射线胸片的要求是十分严格的，摄片技术条件是保证胸片质量的重要因素，因此，要根据X射线机和各种配套设备的性能、暗室条件、胶片感光性能、受检者胸厚、体型及有无胸部疾病等综合考虑，制定摄影的最佳条件。

二、计算机断层扫描成像（CT） CT成像是用X射线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描，由检测器接收透过该层面的X射线转变为可见光，而后转变为电信号，经模拟/数字转换器转为数字，输入计算机处理，构成CT图像。

CT是在克服X射线平片缺点的基础上发展起来的。

由于CT是轴位成像，不但没有组织器官前后位重叠的问题，而且用高灵敏度和高转换率的探测器探测X射线的衰减率，图像密度分辨率大大提高，使肺内病变更加清楚和准确。

特别是近几年螺旋CT和多排螺旋CT的应用，成功开发了多种CT扫描和图像重建技术，大大提高了肺实质和胸膜病变的检[12]出率，提高了尘肺病诊断的准确性。

[13-15]从上世纪70年代开始，国内外学者就开展了CT应用于石棉肺和其他尘肺的研究。

[16]Begin等对51例病例研究发现，胸片诊断正常的32例中有13例CT发现有结节状小阴影，胸片诊断不明确的6例中有4例CT诊断为尘肺。

另外还发现胸片诊断无大阴影的尘肺病例，[17]CT检查发现有圆形小阴影的融合灶。

Bergin等对已发现肺功能损害的粉尘接触者进行了X射线胸片和CT的对比研究，发现胸片还没有发现异常时，CT已发现肺气肿等表现。

Staples[18]等对169例胸片诊断为密集度为1/0以下的石棉接触者进行了研究，发现其中1/3的被检者怀疑为早期石棉肺患者。

近年来，螺旋CT在尘肺诊断中的作用也引起了人们的关注，尤其是多层螺旋CT的冠状面、矢状面重建图像，极大地提高了尘肺病变的显示。

[19]潘纪戌等人早期研究表明：在确定有无尘肺方面，CT与我国尘肺诊断标准分期一致[20][21]率达72%。

刘尚军等的研究指出CT明显提高了大阴影的检出率。

近年，孙金凯等研[22]究发现高分辨CT 在中上肺区小阴影的显示上明显高于高仟伏胸片。

李坤山等人的研究也表明，高分辨CT能清楚的显示融合病灶周围细微机构的变化及融合灶形态学特征的表现，对肺门淋巴结钙化尤其是肺门隆突下区淋巴结、气管旁淋巴结检出率较高。

螺旋CT快速无间歇的容积数据采集减少了小病灶的遗漏和呼吸运动的伪影，确定病变范围与部位。

高分辨CT能详细显示正常肺部解剖和病理改变细节，能清晰显示尘肺形态学[23]特征，两者的结合，有利于尘肺的诊断与鉴别诊断。

尽管国内外对CT在尘肺诊断中的应用进行了探索性研究，但仍然存在着一些问题：（1）国内外多数研究存在病例较少，病例不典型的特点，从而难以选择明确的可供参考的形态学诊断指标。

（2）由于粉尘中游离二氧化硅含量不同而导致形态学表现不一致，由于无法收集足够的病例，很难在这方面开展研究。

（3）到目前为止的研究无法提供可供国内外比较的形态学指标及相应的比较基准片，尚不能作为尘肺诊断分期的依据。

（4）CT技术费用过高，检查不方便及CT特异性不完全，均是CT难以成为尘肺常规检查的原因。

总之，CT扫描技术作为先进的X 射线检查技术使肺部疾病诊断和鉴别诊断准确性及敏感性得到了极大的提高，但由于在国内外均没有形成公认的诊断标准，目前只能作为尘肺诊断的补充检查，主要用于鉴别诊断。

三、数字化X射线摄影计算机X射线摄影（computed radiography ,CR）和数字化X射线摄影（Direct Digital Radiography ,DR）虽都为数字成像，两者有相似之处，但也有许多的不同。

CR为间接数字成像，需要影像板做信息转达介质；DR为直接数字成像，以探测器替代传统胶片作为成像介质。

（一）CR CR是数字化成像发展了常规X射线摄影，其特点是把传统X射线摄影技术和计算机处理相结合，不仅实现了X射线摄影信息化，而且提高了影像质量。

CR的成像要经过影像信息的记录、读取、处理和显示等步骤。

潜影擦除后影像板可多次重复使用。

和高仟伏X射线摄影相比，CR的摄影速度快、图像后处理功能强，图像清晰无畸形，应用计算机软件窗口技术可对图像进行窗宽窗位、放大缩小、图像旋转、黑白翻转和标记测量等多种处理。

获取信息更多，并可应用软件技术进行多种组织机构的窗宽窗位的调节。

图像保存方便，并能进行远程图像传输，实现远程会诊。

[24]夏玉静等通过对48例已确诊尘肺病人的高仟伏胸片和CR胸片对比发现：两种胸片总体密集度判断基本一致的有33人，占受检人数的69%。

总体密集度的相关系数为0.845，有正相关关系；两者的尘肺诊断分期一致人数为32人，一致率为66.7%，诊断分期的相关系数为0.942，有正相关关系；两者的小阴影形态比较一致性例数为29例，一致率为60.4%，相关系数为0.937，有正相关关系。

高仟伏胸片和CR胸片小阴影形态比较，不规则小阴影无明显改变。

两者对尘肺并发症的检出情况没有明显的差异；两者对总体密集度平均分值、肺区密集度平均分值和诊断分期平均分值比较发现，CR胸片的各平均分值均明显高于高仟伏胸片，差异有统计学意义。

这可能是因为CR胸片信息量多，难以辨别血管交叉与类圆形[25]阴影的差别，造成假阳性；全长健等进行的CR胸片和高仟伏胸片对早期尘肺病灶检出情++况的对照研究发现：35例中CR胸片的0期明显变少，I期和I起明显增多。

卢伟贤等[26]的研究也发现，CR胸片尘肺I期检出率明显提高。

因CR的高对比度和低分辨率，导致细节遗漏，把一些正常的肺纹理显示成了小结节阴影或不规则小阴影，从而导致早期尘肺病[27]人的冒诊和漏诊。

冒诊率最高的为壹期尘肺。

（二） DR DR是计算机数字图像处理技术与X射线放射技术相结合而形成的一种先进的X射线摄影设备。

目前直接X射线数字摄影装置使用的探测器有气体电离室探测器、非晶态硒型平板探测器和非晶态硅型平板探测器三种类型。

DR成像系统将胸部成像过程分为探测、成像显示、图像处理和存储四个步骤。

与高仟伏和CR相比，DR的摄影速度更快，影像清晰，它的对比度、宽容度、灰阶指数均优于传统胶片，能获取更多的信息，同时由于数字化摄影的兼容性，只需曝光一次，组织器官的全部影像均可显示。

而且DR的照射剂量低，采用线扫描技术和高灵敏度的阵探测器，能消除70%散射线，并且单元像素扫描时间短，大大降低了辐射剂量，用较低的摄影条件即可获得清晰的图像。

数字化存储，影像科随时重现和复制，[28]无胶片诊断，方便快捷。

DR系统是即时显示，需要时可立即重拍，从而控制差、废片的产生，这是传统胸片很难做到的。

另外，DR系统可直接在计算机上进行长度、角度测量以及文字标注。

通过图像存档于传输系统（PACS），可实现远程专家会诊。

[29]乔鹏飞等研究发现：DR 胸片对小阴影形态清晰度和肺纹理的判定明显好于高仟伏胸[30]片，而且DR胸片显示细微机构更加清晰，能及时发现肺内早期病变。

唐德环等对30例已确诊的尘肺病人进行X射线胸片与DR胸片的对比发现，DR胸片的一级片率达97%，而高仟[31]伏胸片的一级片率为87%。

邹伟明等对98例尘肺病人的高仟伏胸片和DR胸片对比发现，[32,33]DR对小阴影信息的反应比高仟伏胸片更多、更敏感。

Garmer等研究证明，DR胸部摄影对肺内左心区肺纹理、肺肝重叠处肺纹理、气管隆突边缘、脊柱、纵膈结构等的显示比传统高仟伏胸片显示的更好、更清晰。

早在上世纪九十年代初，日本、美国等就对数字成像在尘肺诊断中的应用进行了一系列[34]的研究，指出数字图像的质量优于传统平片，特别是在小阴影的显示上。

国内的赵景臣等的研究也发现数字成像的图像质量优于高仟伏胸片，尘肺I期检出率提高。

DR胸片对尘肺病变，尤其是p影和s影的显示不必传统的高仟伏胸片更为清晰，总体密集度的级别和分布范围的判定更为可靠。

DR胸片的读片重复性好，读片差异较少，可以有效地避免诊断医师因读片差异而产生的诊断分歧。

DR技术可调节窗位、窗宽，增加了X射线投照技术选择的宽容度，减少投照条件选择的不准确所产生的噪声，选择X射线胶片诊断密度，有效地控制和降低因胶片的过黑或过白而发生的漏诊和误诊，提高了尘肺病诊断的准确性。