肺癌诊断的现状与未来连续断层融合功能的应用前景

肺癌诊断的现状与未来连续断层融合功能的应用前景国立肿瘤中心肿瘤预防与诊断研究中心负责人森山纪之当人类于1895年首次发现X线时，整个世界都曾为之轰动，而在一年之后的1896年，岛津制作所就成功地拍摄出了日本第一张X光照片。从那以后的一个多世纪以来，X光摄影在全世界得到了广泛的应用，如今已成为医疗诊断中不可或缺的手段之一。长期以来，通过对人体平面的扫描而获取体内信息的断层摄影是最为常见的X光摄影方式之一，而在CT出现之后，断层摄影便不可避免地成为了一项过时的技术。然而，随着FPD的登场，一种新开发的数字断层扫描技术正在受到人们的关注，这项技术的优势在于，它可以通过一次摄影来获得任意层面的扫描图像。“数字连续断层融合技术”（以下称“连续断层融合”）解决了传统模拟图像及I.I.断层摄影中存在的问题，并在各种各样的人体部位中展现出广泛的应用前景。本文是一篇简要的临床评估报告，将为大家介绍本中心使用岛津直接转换式FPD装置“SONIALVISIONSafireⅡ”的连续断层融合功能的情况，并展望该技术在胸部（肺癌）疾病诊断领域的应用前景。逐年递增的癌症死亡人数近年来，日本的癌症死亡人数处于持续上升的趋势，每年被癌症夺走生命的人多达33万人左右。癌症常常被误解成老年人的疾病，但是根据调查，在因病死亡的40～44岁中年女性当中，死因为癌症的占到了47%，男性罹患癌症的平均年龄较女性略有提高，但是仍有许多年富力强的男性因癌症而过早地离世。在所有癌症死亡病例中，肺癌占男性死因的第一位，占女性死因的第三位。CT在肺癌筛查中的应用及其成果　　以早期发现为目的的肺癌检查通常采用胸部X光检查的方式进行，然而，在单纯的胸部X光照片中，包括气管及骨骼在内的所有信息全部重叠在一张胶片上，这就要求医师具备高度的读片能力。自从CT装置于上世纪70年代投入使用以来，人们通过重建获得没有重叠的横断面扫描图像，极大地提高了检查诊断的精确度。我本人过去曾感染肺炎，在接受胸部X光检查时并未发现，最终还是通过拍摄的CT图像做出了确诊。在了解了胸部X光摄影的局限性之后，为了进一步推动CT在肺癌筛查中的应用，我从1993年开始，通过“让肺癌远离东京市民之会”，启动了运用螺旋CT实施肺部检查的会员制诊疗项目，这也是日本第一次大规模使用CT进行的筛查活动。近10年来收集的数据显示，能够通过胸部X光发现的大多是晚期肺癌，而CT扫描发现的一多半都是Ⅰ期肺癌（见图1）。同时，这也是结合咳痰细胞检查所得出的结果，而在胸部单纯摄影检查中，却没有发现一例肺癌。不仅如此，引进CT手段之前的5年存活率仅有49%，而在引进之后，则提高到了84%（见图2）。图1采用CT之后的肺癌筛查结果蓝框内为CT，绿框内为胸部单纯摄影照片，红框内为咳痰细胞检查中发现的癌症。图2采用CT实施肺癌筛查前后的5年存活率变化（Kaplan-Meier法）6运用连续断层融合功能扫描胸部肿瘤虽然CT在肺癌筛查中的有效性得到了一致公认，但是近年来，遭受医疗设备射线辐射的情况在全世界有增无减，人们已开始讨论，是否有必要在识别病变或观察病变发展的全程都使用CT。连续断层融合的辐射线量仅相当于CT的十分之一（根据本中心实施的体模测试，下文详述），而检查时间则与CT同样快捷。为此，我们有理由相信，连续断层融合在肺癌筛查中的应用必将体现出显著的优势。下面介绍运用连续断层融合功能对胸部肿瘤实施扫描的临床图像。图3是胸部单纯摄影与连续断层融合图像的对比。不言而喻，连续断层融合图像的清晰度远远超过了前者，从肿瘤部分的放大图像（见图3b）可以看出，血管与肿瘤的关系极为清晰明了。图4是气管扫描图像，虽然多层螺旋CT图像也可以实现相同的效果，但是通常不会制作成这样的图像。在连续断层融合图像中，我们可以轻松地确认较粗的血管，为此，一旦在咳痰细胞检查中发现疑似肿瘤，就可以通过拍摄连续断层融合图像来进行确诊。此外，图像中气管的细微部分也十分清晰，非常适合于观察状态的变化。图5是结节状阴影的临床扫描图像，连续断层融合功能可以获得正面、侧面及斜位多个方向的图像，必要时可任意改变扫描方向。例如，当正面图像由于与胸壁的重叠而难以发现病变时（见图5a），可以通过侧面图像清晰地观察结节状阴影与周边组织的情况（见图5b）。图6是癌症与炎症并发的病例，在一幅连续断层融合图像上，可以精确地观察到肿瘤与发生在肺部侧后方的炎症。连续断层融合图像对于肺炎的筛查同样有效，今后完全可以替代CT筛查。与CT相比，连续断层融合图像不易受金属人造物的影响，非常适合于对骨折部位的观察。在右手桡骨切除病例中，骨折部位得到了清晰的的描绘（见图7）。胶片摄影连续断层融合a：胸部正面图像胶片摄影连续断层融合b：a的肿瘤放大图像图3胸部单纯摄影与连续断层融合图像的比较图4气管单纯摄影图像与连续断层融合图像的比较图5结节状阴影的单纯摄影与连续断层融合图像的比较胸部单纯摄影连续断层融合胸部单纯摄影连续断层融合结节状阴影胸部单纯摄影连续断层融合结节状阴影a：胸部正面图像b：胸部侧面图像7通过体模测试验证对模拟肿瘤的检出能力我们使用本中心的CT用胸部体模，验证了连续断层融合图像对肺癌阴影的检出能力。使用CT时，重要的是脏器与病变部位的CT值差异。在本次测试中，我们使用的模拟肿瘤为磨砂玻璃状阴影（GGO：ground-glassopacity），采用与CT值相近的值制作而成，因此，模拟肿瘤与肺部的CT值差约为100～200HU。我们使用连续断层融合功能，对胸部体模的肺尖、气管分支和肺底实施了摄影。肺尖、横膈膜附近以及心影后都是胸部单纯摄影难以观察到的部位，但是左肺的6mm模拟肿瘤基本上得到了确认，而4mm肿瘤也在一定程度上得到了确认（见图8、9）。肺癌方面，5mm以下的肿瘤作为经过观察，未进行活检，因此，只要在筛查中检出的肿瘤尺寸在5mm以上，GGO达到10mm左右即可。本次体模测试结果显示，连续断层融合图像能够稳定地检出体积6mm的GGO浓度的模拟肿瘤，完全可以满足肺癌筛查的要求。与CT辐射线量的比较在肺癌筛查中运用连续断层融合图像时，辐射线量也是一个不容忽视的因素。本中心实施的胸部体模测试表明，连续断层融合图像的辐射线量仅相当于CT的十分之一，而图像的清晰程度则与CT相同。连续断层融合功能的应用前景根据本次临床评估的结果，连续断层融合功能完全有能力在极低的辐射线量下获得高质量的胸部扫描图像。今后，我们希望能够在肺癌的初步筛查中运用连续断层融合图像，而在进一步的精查中使用CT。尽管本中心在肺癌筛查中一直使用低辐射的CT装置，但是辐射线量仍然达到连续断层融合图像的数倍，为此，我们相信连续断层融合技术拥有极为广阔的应用前景。除此以外，对于那些不必引进CT设备的小型医院而言，连续断层融合无疑是一项非常有用的功能，必将在未来大显身手。　　今后，本中心将对接受肺癌手术的患者进行细致的前期说明，以便在术前实施连续断层融合图像的摄影，从而对检出率进行验证。（摘自第85届X射线纪念大会上的发言·文责编辑部）左气管分支连续断层融合图像模拟肿瘤阴影作者简介：1973年毕业于日本千叶大学医学部，1987年任MayoClinic客座医师。1992年起担任国立肿瘤中心东医院放射线部部长。1998年起担任国立肿瘤中心中央医院放射线诊断部部长。右手手骨（桡骨切除）未受金属人造物的影响，骨折部位影像清晰。图6肺癌与炎症的并发（与CT比较）图7桡骨切除术图8左肺尖模拟肿瘤扫描测试结果图9左气管分支模拟肿瘤扫描测试结果左肺尖连续断层融合图像模拟肿瘤阴影8