肿瘤病人常用影像检查设备的简介及比较

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本帖最后由 keenman 于 2016-7-18 10:14 编辑

肿瘤病人常用影像检查设备的简介及比较

肿瘤病人在确诊和后续的复查过程中，经常遇到各种各样影像检查，下面就对肿瘤病人常用的几种影像检查设备分别介绍如下：

一． CT

CT(ComputedTomography)，即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的X线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查；根据所采用的射线不同可分为：X射线 CT（X-CT）、超声CT（UCT）以及γ射线CT（γ-CT)等，常用的是X-CT。

（一）工作原理

CT的主要结构包括两大部分：X线体层扫描装置和计算机系统。前者主要由产生X线束的发生器和球管，以及接收和检测X线的探测器组成；后者主要包括数据采集系统、中央处理系统、磁带机、操作台等。人体各种组织（包括正常和异常组织）对X线的吸收不等。CT即利用这一特性，将人体某一选定层面分成许多立方体小块，这些立方体小块称为体素。X线通过人体测得每一体素的密度或灰度，即为CT图像上的基本单位，称为像素。CT的成像过程就是求出每个像素的衰减系数的过程。如果像素越小、探测器数目越多，计算机所测出的衰减系数就越多、越精确，重建出的图象也就越清晰。

CT图像是以不同的灰度来表示，反映器官和组织对X线的吸收程度。因此，与X线图像所示的黑白影像一样，黑影表示低吸收区，即低密度区，如含气体多的肺部；白影表示高吸收区，即高密度区，如骨骼。分析CT图像，一方面是观察解剖结构，另一方面是了解密度改变。后者可通过测定CT值而知，亦可与周围组织的密度对比观察。人体内肿瘤组织因部位、代谢、生长及伴随情况不同，其密度变化各异。CT对组织的密度分辨率较高，且为横断面扫描，提高了肿瘤诊断的准确率。

（二）适用范围

CT一般分为平扫（plain CT scan）和造影增强扫描（contrast enhancement,CE）。平扫是指不用造影增强或造影的普通扫描。一般都是先作平扫，肿瘤病人确诊之后的复查，一般采用平扫对比即可。有些病变与正常组织间的密度差异很小，需要利用造影剂使上述密度差异加大，以帮助诊断。增强扫描用高压注射器经静脉注入水溶性有机碘剂（如碘帕醇）后再行扫描的方法。血内碘浓度增高后，器官与病变内碘的浓度可产生差别，形成密度差，可能使病变显影更为清楚。增强扫描一般用于确诊肺部肿瘤，后续的影像复查对比一般不需要再进行增强扫描。

CT常用于检查肿瘤病人胸腹部，胸部CT检查显示出的结构更加清晰，对于胸部病变的检出敏感性和显示病变的准确性均优于常规X光胸片，特别是对于早期肺癌的确诊，胸部CT具有决定性的意义。对于肿瘤病人因治疗而产生的某些疾病如间质性肺炎、肺纤维化等意义重大。一般的CT也能用于检查出血性脑卒（如脑溢血），但一般不用于确诊肿瘤病人的脑转移情况。

（三）CT检查的优缺点

1.CT检查的优点：
（1）CT为无创性检查，检查方便、迅速，易为患者接受。
（2）有很高的密度分辨力，密度相差5-6H的不同组织能被区分。能测出各种组织的CT值。
（3）CT图象清晰，解剖关系明确。
（4）CT能提供没有组织重叠的横断面图象，并可进行冠状和矢状面图象的重建。
（5）用造影剂进行增强扫描，不仅提高了病变的发现率，而且有的能做定性诊断。
2．CT扫描的缺点　　
CT扫描虽有广泛的适应范围，但仍有限度。虽然发现病变的敏感性极高，但在定性诊断上仍有很大的限制。由于CT机测定的是物理参数，即人体组织对X线的衰减值或物理密度，医生就是根据正常组织和异常组织呈现的衰减值差异作为诊断的依据，如果衰减值无差异，再大的肿瘤也无法鉴别。

二． ECT

ECT（Emission ComputedTomography），发射型计算机断层扫描仪。是一种利用放射性核素的检查方法。ECT的显像方式十分灵活，能进行平面显像和断层显像、静态显像和动态显像、局部显像和全身显像。

（一）    工作原理
ECT成像的基本原理：放射性药物引入人体，经代谢后在脏器内ECT外或病变部位和正常组织之间形成放射性浓度差异，将探测到这些差异，通过计算机处理再成像。ECT成像是一种具有较高特异性的功能显像和分子显像，除显示结构外，着重提供脏器与端正变组织的功能信息。
（二）    适用范围
主要用于甲状腺癌、骨骼等部位肿瘤的检查，尤其常用于骨转移性肿瘤的检测，比普通X线拍片可提前3-6个月发现病变。因此，对一些较易发生骨转移的癌症。如乳腺癌、肺癌、前列腺癌、食管癌等，即使没有骨痛，也可作术前或术后检查，以期早期发现转移灶。但必须注意骨的炎症、血流改变、骨折修复，关节退行性变、骨畸形性病变以及代谢性骨病变也可出现阳性结果，这是应该予以鉴别的。
（三）    ECT检查的注意事项
在注射显像剂后的2小时内尽量多饮水500ml以上。检查前排空小便。如有尿液汚染衣裤、皮肤，应擦洗皮肤及更换衣裤后方可检查。有植入金属假肢、假乳房的应告知医生所植入的部位。检查前两天不宜作钡餐、钡灌肠等检查。以免钡剂滞留于肠道影响影像观察。如果病人家中有婴幼儿，在ECT检查后一周内尽量不要接触婴幼儿。

三． PET-CT

PET（positron emissiontomography）全称为正电子发射计算机断层显像，是反映病变的基因、分子、代谢及功能状态的显像设备。它是利用正电子核素标记葡萄糖等人体代谢物作为显像剂，通过病灶对显像剂的摄取来反映其代谢变化，从而为临床提供疾病的生物代谢信息。CT（Computed Tomography）全称为电子计算机X射线断层扫描技术，它是利用X射线对人体进行体层检查。PET-CT是将PET和CT整合在一台仪器上，组成一个完整的显像系统，被称作PET-CT系统（integrated PET-CT system）, 病人在检查时经过快速的全身扫描，可以同时获得CT解剖图像和PET功能代谢图像，两种图像优势互补，使医生在了解生物代谢信息的同时获得精准的解剖定位，从而对疾病做出全面、准确的判断。

（一）    工作原理
PET利用正电子发射体的核素标记一些生理需要的化合物或代谢底物如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸、受体的配体及水等，引入体内后，应用正电子扫描机而获得的体内化学影像。它以其能显示脏器或组织的代谢活性及受体的功能与分布而受到临床广泛的重视，也称之为“活体生化显像”。目前最常用的PET显像剂为18F标记的FDG（18F-FDG 氟化脱氧葡萄糖），是一种葡萄糖的类似物。
（二）    适用范围
PET-CT主要应用在肿瘤的发现和治疗过程中
1.肿瘤鉴别
肿瘤组织的重要特点之一就是生长迅速、代谢旺盛，特别是葡萄糖酵解速率增高。因此，代谢显像是早期诊断恶性肿瘤的最灵敏的方法之一。如发现肺部单发结节，PET显示代谢明显活跃，则提示为恶性病变。若无代谢增高表现，提示良性病变可能性大，手术的选择就要慎重。
2.确定分级
PET能一次进行全身断层显像，这也是其它显像设备所无法实现的。除了发现原发部位病变，还可以发现全身各部位软组织器官及骨骼有无转移病变，对肿瘤的分期非常有帮助，并提供准确的穿刺或组织活检的部位，协助临床医生制订最佳的治疗方案。
3.效果评估
对肿瘤各种治疗的疗效进行评估并进行预后判断，指导进一步的治疗。
4.鉴别
PET可以对治疗后肿瘤残留或复发进行早期诊断，并与治疗后纤维化、坏死进行鉴别，同时根据治疗后病灶分布情况进行再分期，CT及MRI等结构信息为主的影像手段很难做到这一点。
5.病灶寻找
通过快速的全身PET-CT扫描，为不明原因的转移性肿瘤寻找原发病灶。
6.靶区定位
帮助放疗科医生勾画生物靶区。例如在肺癌合并肺不张等情况下，放疗师很难判断肿瘤的实际边界，PET将有助于确定代谢活跃的病灶范围，为放射治疗（尤其是精准放疗）提供更合理、准确的定位，降低治疗的副作用。
（三）    PET-CT检查的优缺点
1.优点
PET采用正电子核素作为示踪剂，通过病灶部位对示踪剂的摄取了解病灶功能代谢状态，可以宏观的显示全身各脏器功能，代谢等病理生理特征，更容易发现病灶；
CT可以精确定位病灶及显示病灶细微结构变化； PET-CT融合图像可以全面发现病灶，精确定位及判断病灶良恶性，故能早期，快速，准确，全面发现病灶。
2.缺点
PET-CT检查花费大，辐射较大，在发现空腔脏器（如食管、胃、肠等）病变方面还有盲区，不能代替胃镜与肠镜检查。目前大部分的地区PET-CT检查费用不入医保，而每次PET-CT检查的价格在10000元左右，应该在有充分的临床理由后再做PET-CT检查，并应采取措施，以减少剂量。2011年底，卫生部在一份文件中提出要规范使用PET-CT，保护患者合法权益，要求其检查阳性率不低于70％。这一表态意味着PET-CT今后必须对症使用。不推荐把PET-CT作为正常人的体检项目。
加拿大政府资助的非营利性组织“加拿大医疗服务研究基金会”在梳理了近年来对PET-CT体检效果评估的多篇论文后，指出，“PET-CT扫描既不具有易感性也不具有特异性，它还给患者带来大量的风险，包括不必要的检查、过多的放射暴露以及很高的错误率。此外，它还增加了过度医疗的几率。

四． MRI

MRI也就是磁共振成像，英文全称是：Magnetic Resonance Imaging。磁共振最常用的核是氢原子核质子（1H），因为它的信号最强，在人体组织内也广泛存在。
（一）    工作原理
MRI通过对静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，使人体中的氢质子受到激励而发生磁共振现象。利用这一现象可以获取人体内水分子分布的信息，从而精确绘制人体内部结构。
MRI分平扫和增强扫描，平扫就是不注射对比剂直接进行的扫描。增强扫描是通过注射MRI造影剂，缩短组织在外磁场作用下的共振时间、增大对比信号的差异、提高成像对比度和清晰度。它能有效改变生物体内组织中局部的水质子弛豫速率，缩短水分子中质子的弛豫时间，准确地检测出正常组织与患病部位之间的差异的一种检查方式。
磁共振成像的图像与CT图像非常相似，二者都是“数字图像”，并以不同灰度显示不同结构的解剖和病理的断面图像。与CT一样，磁共振成像也几乎适用于全身各系统的不同疾病，例如肿瘤、炎症、创伤、退行性病变，以及各种先天性疾病等的检查。
磁共振影像灰阶特点是，磁共振信号愈强，则亮度愈大，磁共振的信号弱，则亮度也小，从白色、灰色到黑色。各种组织磁共振影像灰阶特点如下：脂肪组织，松质骨呈白色；脑脊髓、骨髓呈白灰色；内脏、肌肉呈灰白色；液体，正常速度流血液呈黑色；骨皮质、气体、含气肺呈黑色。
核磁共振的另一特点是流动液体不产生信号称为流动效应或流动空白效应。因此血管是灰白色管状结构，而血液为无信号的黑色。这样使血管很容易与软组织分开。正常脊髓周围有脑脊液包围，脑脊液为黑色的，并有白色的硬膜为脂肪所衬托，使脊髓显示为白色的强信号结构。
（二）    适用范围
核磁共振（MRI）已应用于全身各系统的成像诊断。效果最佳的是颅脑，及其脊髓、心脏大血管、关节骨骼、软组织及盆腔等。
（三）    MRI检查的优缺点
1.优点：
（1）MRI对人体没有电离辐射损伤；
（2）MRI能获得原生三维断面成像而无需重建就可获得多方位的图像；
（3）软组织结构显示清晰，对中枢神经系统、膀胱、直肠、子宫、阴道、关节、肌肉等检查优于CT。
（4）多序列成像、多种图像类型，为明确病变性质提供更丰富的影像信息。
2.缺点:
（1）对运动性器官，例如胃肠道因缺乏合适的对比剂，常常显示不清楚，因此MRI对胃肠道的病变不如内窥镜检查；
（2）对于肺部，由于呼吸运动以及肺泡内氢质子密度很低等原因，成像效果也不满意，对肺部的检查不优于X线或CT检查。磁共振成像对钙化灶和骨骼病灶的显示，也不如CT准确和敏感。
（3）对肝脏、胰腺、肾上腺、前列腺的检查不比CT优越，但费用要高昂得多；
（4）对骨折的诊断的敏感性不如CT及X线平片；
（5）体内留有金属物品者不宜接受MRI。由于钛金属不受磁场的吸引，在磁场中不会移动。因此体内有钛金属内固定物的病人，进行核磁共振检查时是安全的；而且钛金属也不会对核磁共振的图像产生干扰。
（6）危重病人不宜做，妊娠3个月内者除非必须，也不推荐进行MRI检查；
（7）带有心脏起搏器者不能进行MRI检查，也不能靠近MRI设备；
（8）多数MRI设备检查空间较为封闭，部分患者因恐惧不能配合完成检查；
（9）检查所需时间较长，运行过程中产生的各种噪声，可能使某些患者的听力受到损伤；

五． B超

超声是指高于人耳听觉范围的声波，通常是指频率高于20KHz的高频振动机械波，应用于医学诊断的超声频率一般在1MHz至几十MHz之间。超声波扫描仪（B超）以其实时性、对人体无损伤、无痛苦、显示方法多样，尤其对人体软组织的探测和心血管脏器的血流动力学观察有其独到之处而成为在医学中应用最为广泛的成像设备之一。
（一）    工作原理
目前广泛应用的超声成像仪是利用脉冲回波技术的反射法成像。利用脉冲反射回波的超声成像技术是与介质的特性声阻抗(Z) 密切相关的。正常组织与病变组织特性声阻抗不同,形成异常的界面声反射,通过检测这种异常反射就有可能识别病灶区域范围。
医用超声通过换能器——探头与人体被检查部位接触，发射和接收不同频率的超声信号，经过模数信号转换或数字化声束形成技术处理，形成屏幕上显示的图像，超声医生通过对图像的生理或病理解剖形态学、血流动力学和动态变化、生理物理特征等改变，综合分析得出定位、定性和定量诊断
（二）    适用范围
1.    检测脏器的大小、形态、内部结构、血管分布和活动度，判别正常或异常的情况，对部分脏器可估测其硬度；
2.    检测囊性器官的充盈和排空情况；
3.    检测心脏和血管的血流动力学状态；
4.    检出体内占位性病灶（除中央性肺占位病灶外）；
5.    鉴别占位性病灶的物理性质、内部血液供应情况，部分可鉴别良恶性；
6.    对部分脏器的恶性肿瘤做出临床分期；
7.    检查体腔积液的存在与否和液量的估计；
8.    药物或手术治疗后疗效的随访；
9.    引导穿刺活检、导管置入引流、注药及肿瘤消融。
（三）    B超检查的优缺点
1．优点
（1）超声的扫查可以连贯地、动态地观察脏器的运动和功能；可以追踪病变、显示立体变化，而不受其成像分层的限制。超声检查已被公认为胆道系统疾病首选的检查方法。
（2）B超对实质性器官(肝、胰、脾、肾等)以外的脏器，还能结合多普勒技术监测血液流量、方向，从而辨别脏器的受损性质与程度。
（3）超声设备易于移动，没有创伤，对于行动不便的患者可在床边进行诊断。
（4）价格低廉。超声检查的费用一般为35～150元/次，是CT检查的1/10，核磁共振的1/30。
（5）超声对人体没有辐射，对于特殊患者可以优先采用。
2．缺点
（1）比如B超在清晰度、分辨率等方面，明显弱于CT和MRI。
（2）B超对肠道等空腔器官病变易漏诊。
（3）气体对超声影响很大，患者容易受到患者肠气干扰等多方面因素影响检查结果。
六．影像检查在肿瘤治疗的综合应用
以肺癌病人为例，一般在医院综合使用如下影像检测设备：

1. 确诊时需要通过增强CT确定病灶位置及转移情况，确定肿瘤分期；治疗过程中一般间隔3个月左右时间，采用CT平扫对比以往的影像，判断治疗效果。

2. 通过ECT来判断骨转移情况；如果某些部位有骨转移，则需要通过MRI进一步确定骨转的程度。

3. 通过增强MRI来观察脑部是否有转移灶，转移灶的个数及尺寸。治疗过程中病情稳定的情况下，一般半年左右做一次头部MRI检查。

4. 对于肺癌患者腹部脏器及淋巴结转移的检测首选B超，因其简单、低价、安全无射线！如果B超发现问题可以进一步做增强CT检查，增强CT可以明确转移灶的具体位置、数目及对临近脏器的侵犯范围。

5. PET-CT一般情况下是为不明原因的转移性肿瘤寻找原发病灶，同时全面排查软组织和骨骼的转移情况，以确定肿瘤分期，在治疗过程中正常的复查则不需要。