中央型肺癌臨床常見，多發生在段支氣管以上，由于其多伴發支氣管狹窄或阻塞，故易引發肺不張。準確區分肺癌與肺不張，對于腫瘤分期、勾畫放療靶區以及評價療效均具有重要意義。本文就如何基于多模態影像劃分中央型肺癌與肺不張邊界，對國內外文獻進行回顧，以期總結經驗、展望發展方向。
引用本文： 劉田野, 朱健, 李寶生. 多模態影像鑒別中央型肺癌和肺不張研究進展. 生物醫學工程學雜志, 2023, 40(6): 1255-1260. doi: 10.7507/1001-5515.202304016 復制
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0 引言
中央型肺癌（central lung cancer，CLC）的腫瘤細胞起源于肺段及肺段以上支氣管，多伴發肺不張[1]。由于腫瘤與肺不張的密度頗為相似，基于常規電子計算機斷層掃描成像（computed tomography，CT）難以準確劃分其邊界，為后續肺癌分期、勾畫放射治療腫瘤靶區（gross tumor volume，GTV）以及評估療效帶來困難。本文對近年來使用超聲、核磁共振影像（magnetic resonance imaging，MRI）、X線片、CT、正電子發射斷層顯像/CT（positron emission tomography/CT，PET/CT）等影像學方法鑒別中央型肺癌和肺不張的研究進行回顧，以期總結經驗并梳理改進及發展方向。
1 超聲
由于肺部氣體的存在，不利于超聲波穿透到組織深部，使得超聲在肺部檢查上的應用受到限制。尤其是對于中央型肺癌的檢查，因其靠近肺門，受外部氣體遮擋較多，故常規超聲檢查不能清晰分辨出腫瘤與肺不張。近年來，超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）的出現，使利用超聲鑒別中央型肺癌與肺不張成為了可能。超聲造影，是指通過肘靜脈注射造影劑后，使后散射回聲增強；根據此原理，可以更為清晰地顯示正常組織和病變組織的血流情況，相比常規超聲具有更高的分辨率、靈敏度和特異性[2]。周美君等[3]認為可通過分析增強模式及強化程度來區分腫塊和肺不張。由于造影劑首先進入肺動脈，然后進入支氣管動脈，而胸部惡性腫瘤的血管供應主要來自支氣管動脈，對比而言，正常肺組織的血流量同時來自肺和支氣管動脈，故腫瘤平均強化程度明顯低于肺不張組織[3-4]，這正是區分腫瘤與肺不張組織的理論基礎。在Liang等[5]的研究中也得到了相同的結論，其結果顯示在伴有肺不張的中央型肺癌中，與常規超聲組相比，超聲造影組區分腫瘤和肺不張的能力更高，達到了31.5%；而常規超聲組僅為7.6%。
雖然超聲檢查對診斷肺不張及中央型肺癌具有方便快捷、無輻射等優點，但在鑒別中央型肺癌與肺不張方面，仍然需要超聲造影提供血供信息才可以明顯區分二者[6-7]。并且，對于肺部一些不緊貼胸壁的病灶及肺部含有氣體空腔的病灶，在超聲檢查中仍然難以準確顯示[8]。
2 MRI
MRI沒有電離輻射，并且具有較高的軟組織對比度和高空間分辨率，是用于區別肺癌和肺不張的有效工具。喬香梅等[9]及謝青等[10]分析了常規MRI區分肺不張和腫瘤的能力，在前者研究的33例患者中，T2加權成像（T2-weighted imaging，T2WI）及T1加權成像（T1-weighted imaging，T1WI）對肺癌和肺不張的鑒別率分別為72.73%、36.36%；后者研究了48例肺癌并肺不張患者，其中T2WI及T1WI對兩者區分的鑒別率分別為64.6%、12.5%。綜合兩項研究的結果，一致認為，T2WI序列比T1WI序列更有效，并且在可區分的病例當中，腫瘤信號強度低于肺不張組織。
擴散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）主要反映水分子的彌散能力，故其可以用來表示腫瘤細胞的排列緊密程度，即肺部腫瘤細胞之間由于排列緊密，細胞間隙減小，分子運動受限，DWI顯示高信號，相應的表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）則顯示為低信號；而阻塞性肺不張細胞之間排列相對疏松，因此DWI表現為低信號，則ADC表現為高信號；這是利用DWI區分腫瘤組織和肺不張的重要基礎[9]。謝青等[10]研究了48例中央型肺癌并阻塞性肺不張的患者，在所有患者中肺癌的DWI信號均高于肺不張，且DWI圖像的對比噪聲比（contrast noise ratio，CNR）顯著高于常規T2WI圖像，這增加了肺癌和肺不張之間的可區分性。
隨著精確放療的普及，對于不能行手術的中央型肺癌并阻塞性肺不張病例，只有準確區分兩者的邊界，才能勾畫肺癌可見GTV，進而實現對肺癌細胞精準射線打擊的同時保護正常肺組織。Zhang等[11]研究了多個MRI圖像序列，包括T1WI、T1WI增強、T1WI增強延遲、T1WI增強（10 min）、T2WI和DWI序列。在T1WI增強序列中，由于造影劑在腫瘤組織中停留時間較肺不張組織短，故T1WI增強（10 min）序列優于其他增強序列，可用于輔助勾畫肺癌伴肺不張的GTV。而該研究使用CT序列及不同MRI序列對GTV體積進行勾畫時發現，CT序列、T1WI增強（10 min）序列、T2WI序列和DWI序列的中位數分別為139.9、101.40、105.50和107.00。該結果表明，T1WI增強（10 min）、T2WI和DWI序列所勾畫的GTV體積小于CT序列所勾畫的體積，故該研究認為，T1WI增強（10 min）、T2WI和DWI序列有助于提高肺癌伴肺不張GTV勾畫的準確性。總之，與CT相比，MRI可以更加清晰地顯示軟組織，加上其多參數成像功能，為區分肺癌與肺不張提供了更多的可能性。
當然，MRI也存在著一定的局限性，比如：由于MRI需要采集多個序列導致成像時間較長；另外，呼吸和心跳會產生較大的呼吸運動偽影；除此之外，MRI相比CT檢查價格昂貴等，導致MRI技術未能在肺部檢查領域更為順利地廣泛展開其應用。
3 X線片
胸部X線片由于具有檢查簡單、價格低廉等優點，是臨床進行胸部檢查的首選方法。由于人體雙肺內含有豐富的氣體，與胸壁的軟組織、血管及骨骼形成天然的對比度，因此利用X射線可以清晰地辨別肺組織及肺內的病變。
中央型肺癌在X線片上的影像學表現較為局限，主要表現為肺門區腫塊，有時腫塊遠端可見肺不張。其中，肺門區腫塊在X線片上的直接征象，表現為靠近肺門的邊界較清的不規則軟組織腫塊影；間接征象多因為支氣管管腔被腫瘤阻塞而出現，表現為經典的阻塞性肺氣腫、阻塞性肺炎及阻塞性肺不張，即“三阻征”。與此同時，在 X線片上也可以較為明顯地觀察到肺不張，其直接征象為尖端指向肺門的三角形（也可為圓形等其他形狀）肺組織；間接征象主要包括患側肋間隙變窄、膈肌抬高，或患側胸廓較對側縮小、縱膈向患側移位等。當出現肺不張并肺門淋巴結腫大時，征象表現為典型的“反S征”，以右肺上葉出現肺不張時該征象最為顯著。其中，肺門區腫塊及支氣管阻塞時出現的阻塞性肺不張，被認為是確診中央型肺癌的有力證據[12]。
陳劍賢等[13]回顧性研究了60例中央型肺癌并肺不張患者，這些患者均行CT及X線片檢查。該研究結果表明，行CT檢查后，確診中央型肺癌的準確率為93.33%；行X線片檢查后，確診中央型肺癌的準確率為73.33%。相比CT檢查，由于X線片檢查密度分辨率不足，無法準確區分肺癌與肺不張組織，這使得X線片在臨床應用上有所局限。但是許愷等[14]研究表明，對于中央型肺癌的檢出，相比只進行X線片檢查（準確率達60.22%）或只進行CT檢查（準確率達84.95%），X線片檢查與CT檢查相結合的方式有著更高的診斷率及準確率，準確率可達93.55%；尤其用于檢測早期中央型肺癌時，優勢更為突出。但是，在醫療條件相對落后、診斷條件有限的基層醫療單位， X線片檢查作為初診的參考技術，仍具有不可替代的價值。
4 CT
自CT檢查問世以來，因其具有較高的時空分辨率，在醫學領域的應用日益廣泛，其相應的各項技術也得以飛速發展。目前，CT檢查已成為臨床上診斷肺癌常用的醫學影像學檢查方法。
4.1 多層螺旋CT
中央型肺癌發生的初期，病灶多局限于支氣管內，導致早期中央型肺癌臨床表現較為隱匿，病灶檢出率較低。早期中央型肺癌在CT影像上主要表現為：支氣管壁不規則增厚和管腔內結節，導致支氣管狹窄甚至截斷[15]。
CT多平面重組（multi-planar reformatting，MPR）及三維容積重組技術為早期中央型肺癌的診斷開辟了新的途徑[16-17]。Quint等[18]研究發現，MPR技術用于支氣管病變診斷的敏感性為93%、特異性為100%、準確率為94%，該結果表明MPR技術可以明確支氣管狹窄及阻塞的部位。當中央型肺癌進展至中晚期時，肺門區可見不規則腫塊，其間接征象和X線片上的表現一致，即“三阻征”。這表明CT檢查可以更加清楚地顯示支氣管、縱隔及肺門的病變情況。
在此基礎上，增強CT檢查有更大的潛力區分肺癌與肺不張[19]。Qi等[20]及Onitsuka等[21]使用動態增強CT來識別肺癌和肺不張組織，瘤肺界面的檢出率為80%，而常規增強CT的檢出率為40%。因此，臨床建議患者行動態增強CT檢查，以更加明確肺不張與肺癌各自血液供應的關系，為確定腫塊大小提供依據。
4.2 能譜CT
隨著能譜CT逐漸應用于臨床，使得CT在區分中央型肺癌與阻塞性肺不張中更具優勢。能譜CT具有多參數成像的特點，其經過后處理可以得到多種圖像，主要包括：虛擬單能圖像（virtual monoenergetic images，VMIs）、虛擬平掃（virtual non-contrast，VNC）、碘濃度（iodine concentration，IC）測量及原子序數（Z）圖等[22-23]。隨著能譜CT的快速發展，可以有效地提高軟組織對比度，有利于病灶的顯示。何小群等[24]及傅志穎等[25]研究發現，軟組織對比度的提高可以利用雙能CT的優化CNR技術來實現，這一技術的應用可以較好區分中央型肺癌與阻塞性肺不張。方家楊等[26]對30例中央型肺癌合并肺不張患者進行雙能CT檢查，并以PET/CT作為參考標準，發現在動脈期和靜脈期上，肺不張的IC、歸一化IC（normalized IC，NIC）、能譜斜率（slope rate of the spectral curve，λHu）、原子序數和歸一化原子序數（normalized Z，nZ）均顯著高于肺癌，且靜脈期 40 keV VMIs單能+（monoenergetic+，mono+）圖像區分肺癌和肺不張鑒別能力好于其動脈期圖像。裴麗美等[27]發現在50 keV 圖像上進行觀察時，病灶具有更好的碘CNR以及主觀腫瘤分界。這些研究均證明了雙能CT利用其特有的后處理圖像，可以為區分出中央型肺癌與肺不張邊界提供新的方法。
另外，不同成像技術相結合的方式也提高了區分肺癌與肺不張的診斷能力。何小群等[24]使用融合IC圖（IC map，ICM）的最佳單色圖（the best monochromatic image，BMI），即最佳單色—碘基融合圖（BMI-ICM）對瘤肺交界進行檢測，檢出正確率達到95.2%。這表明BMI與優化CNR技術相結合重建出的圖像有著更高的對比度，有利于區分肺癌與肺不張組織。
不同于超聲、X線片技術，基于CT對肺癌和肺不張進行區分還存在一個優勢，即對需要接受放射治療的患者來說，可以直接在CT影像進行GTV勾畫，并以此進行放療計劃的設計，引導射線的精準施照。而且，近年來蓬勃發展的質子重離子放療，對基于CT影像GTV的精確勾畫、人體組織的阻止本領評估提出了更高的要求，而能譜CT在區分腫瘤和肺不張的基礎上，可用于生成阻止本領比（stopping power ratio，SPR）圖像，進而更準確地評估粒子線在人體沉積輻射劑量，也可用于評估粒子放療后的療效評價，從而進一步提升個體化放療精度。
5 PET/CT
PET/CT檢查是一種功能成像方法，可以在常規CT檢查之前發現病灶內部功能性的變化，為肺癌的早期診斷提供功能及形態學上的信息[28]。此前的研究顯示，當中央型肺癌并肺不張患者注入放射性核素18F-氟脫氧葡萄糖（18F-fluorodeoxglucose，18F-FDG）后，肺不張組織中18F-FDG的攝取強度在低到中等強度之間，普遍低于腫瘤組織18F-FDG的攝取強度，即腫瘤組織的最大定量標準攝取值（maximum standard uptake value，SUVmax）明顯高于肺不張組織[29-30]。因此PET/CT較常規CT增強檢查能更加準確區分中央型肺癌與肺不張組織的邊界，提高臨床肺癌分期的準確性，故可做為分界的金標準[31]。
借助PET/CT對腫瘤與肺不張邊界進行區分，在放療GTV勾畫方面的應用也日益受到臨床研究者們的廣泛關注。宋志雨等[32]研究結果顯示，采用PET/CT對GTV進行勾畫時，可以較為清晰地勾畫出腫瘤邊界；其研究數據表明，以PET/CT勾畫的GTV體積均值為（75.74 ± 1.48） cm3，小于以CT勾畫的GTV體積均值（85.10 ± 1.22） cm3。這進一步證明了PET/CT在區分中央型肺癌與肺不張上具有優勢。值得注意的是，基于定量標準攝取值（standard uptake value，SUV）勾畫GTV通常用于確定放射治療計劃中腫瘤邊緣。目前，應用較多的是閾值法，即認為選擇SUVmax的40%~50%作為病變存在的閾值，可用以勾畫GTV[33]。
另外，PET/CT獲得的功能信息還可以用于治療結果評估。宋穎秋等[34]對36例非小細胞肺癌患者進行了研究，這些患者均進行PET/CT檢查，在CT圖像上勾畫放療目標區域，并對治療效果進行隨訪。該研究發現，使用PET/CT圖像進行放療GTV勾畫后，非小細胞肺癌合并肺不張患者有生存獲益趨勢，其中肺不張復張程度是影響其生存的獨立預后因素。這間接支持了PET/CT在判定原發腫瘤、區域淋巴結、遠處轉移（primary tumor，regional lymph nodes，metastasis，TNM）分期以及區分肺癌和肺不張方面更具優勢。然而，當18F-FDG攝取相對較低、腫瘤存在明顯壞死區域或腫瘤隨呼吸運動時，即使有PET/CT的輔助，仍然很難準確劃定腫瘤邊界[35]。
6 展望
應用超聲、MRI、X線片、CT、PET/CT等不同的影像學方法準確區分中央型肺癌和肺不張對腫瘤分期、臨床療效評估具有重要意義。不同的影像學方法鑒別中央型肺癌和肺不張的優缺點，總結如表1所示，每種檢查方式均具有不斷改進的潛力。
表1
不同影像學方法鑒別中央型肺癌和肺不張優缺點
Table1.
Different imaging modalities for CLC and atelectasis with different advantages and disadvantages
與CT相比，MRI具有更好的軟組織對比度及更高的空間分辨率，可以作為CT檢查的重要補充。Karki等[36]及Kumar等[37]選擇在MRI的特定序列上進行GTV勾畫，即在T1梯度回波容積插值屏息掃描（volumetric interpolated breath-hold examination，VIBE）序列上進行勾畫，最終認為T1增強VIBE序列更有助于識別腫瘤邊界。另外，基于快速自旋回波（fast spin‐echo，FSE）的DWI成像技術已用于肺部成像的研究。通常DWI序列的獲取是通過平面回波成像（echo‐planar imaging，EPI）技術得到的，與FSE的DWI圖像相比，通過EPI的DWI圖像存在圖像失真的問題。由于FSE技術具有更長的采樣窗口、更高的體素帶寬和更少的空間失真，剛好可以彌補EPI技術的缺陷，從而減少DWI圖像的畸變程度，提高了基于DWI圖像勾畫GTV體積的準確度。Tyagi等[38]研究了基于FSE和EPI的DWI序列在肺癌方面的應用，結果顯示，基于EPI的DWI平均畸變為（13.72 ± 8.72） mm，基于FSE的DWI平均畸變為（0.61 ± 0.40） mm，這表明基于FSE的DWI序列有著更準確的幾何精度。由于DWI序列的CNR高于常規T2WI圖像，同時基于FSE的DWI序列又具有更高的幾何精度，這在一定程度上提高了肺癌和肺不張之間的可區分性，有助于提高肺部GTV體積勾畫的準確度。
雙源CT的多參數成像功能，在以CT圖像為基礎的GTV勾畫中展現出很好的應用價值。有研究測量并比較了不同增強時期肺癌與肺不張的IC值，發現在94.38%的肺癌患者中，肺不張的IC值要高于肺癌[24]。Gupta等[39]研究發現IC值能更準確地反映腫瘤血容量，是確定腫塊惡性程度更為可靠的參數。IC值或許可以作為中央型肺癌與肺不張鑒別的另一個有效定量指標。因此，雙源CT為鑒別中央型肺癌和肺不張提供了新的方法，有助于更為準確地勾畫放療GTV。
目前，最常用的PET/CT示蹤劑為18F-FDG，但由于18F-FDG在感染和炎癥過程中的非特異性攝取，特異性較低，導致在鑒別腫瘤與炎癥方面受到限制。Krarup等[40]在研究接受常規分次放療的患者中發現，與18F-FDG PET/CT相比，18F-氟代胸苷（18F-fluorothymidine，18F-FLT）PET/CT具有優越的特異性（100%）和陽性預測值（61%）（P = 0.015 6）。18F-FLT較高的特異性彌補了18F-FDG的缺陷。另外，由于PET/CT掃描時間長，呼吸運動產生的偽影嚴重影響GTV的勾畫，四維PET-CT可以在很大程度上解決該問題[41-42]。有研究表明，DWI在區分癌性組織與非癌性組織方面比PET/CT更具有優勢[43]。PET/MRI是用于肺部腫瘤的新的成像方式。與Tyagi等[38]的研究方法不同，Besson等[44]采用反相位編碼的方法來減少DWI的EPI失真，Tyagi等[38]用該方法成功解決了12名肺癌患者的DWI失真問題，因此基于該方法獲取的DWI序列有助于GTV體積的勾畫。
近年來，隨著影像組學的不斷發展，其應用潛力也在不斷發掘。Chai等[45]借助增強CT影像組學特征來區分肺癌與肺不張，可以快速準確勾畫放療GTV和危及器官，有助于肺癌并肺不張患者放療計劃的制定。然而，影像組學在臨床上的應用還存在一定的局限性，例如基于影像組學提取的特征缺乏可解釋性等。未來，借助空間分辨率更高的技術，如相襯CT等，將有助于探明影像組學的生物機制，進一步提升其在臨床上的應用價值。
隨著人工智能與大數據在醫學領域的應用越來越廣泛，二者相結合可以對更高維度的信息進行處理。未來，通過人工智能與影像技術結合的方法，或可提高中央型肺癌和肺不張的區分能力及中晚期癌癥患者的生存率，以實現精準醫療的目標。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明：劉田野主要負責文獻調研、論文撰寫；朱健主要負責論文修訂和指導；李寶生主要負責論文審校。
0 引言
中央型肺癌（central lung cancer，CLC）的腫瘤細胞起源于肺段及肺段以上支氣管，多伴發肺不張[1]。由于腫瘤與肺不張的密度頗為相似，基于常規電子計算機斷層掃描成像（computed tomography，CT）難以準確劃分其邊界，為后續肺癌分期、勾畫放射治療腫瘤靶區（gross tumor volume，GTV）以及評估療效帶來困難。本文對近年來使用超聲、核磁共振影像（magnetic resonance imaging，MRI）、X線片、CT、正電子發射斷層顯像/CT（positron emission tomography/CT，PET/CT）等影像學方法鑒別中央型肺癌和肺不張的研究進行回顧，以期總結經驗并梳理改進及發展方向。
1 超聲
由于肺部氣體的存在，不利于超聲波穿透到組織深部，使得超聲在肺部檢查上的應用受到限制。尤其是對于中央型肺癌的檢查，因其靠近肺門，受外部氣體遮擋較多，故常規超聲檢查不能清晰分辨出腫瘤與肺不張。近年來，超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）的出現，使利用超聲鑒別中央型肺癌與肺不張成為了可能。超聲造影，是指通過肘靜脈注射造影劑后，使后散射回聲增強；根據此原理，可以更為清晰地顯示正常組織和病變組織的血流情況，相比常規超聲具有更高的分辨率、靈敏度和特異性[2]。周美君等[3]認為可通過分析增強模式及強化程度來區分腫塊和肺不張。由于造影劑首先進入肺動脈，然后進入支氣管動脈，而胸部惡性腫瘤的血管供應主要來自支氣管動脈，對比而言，正常肺組織的血流量同時來自肺和支氣管動脈，故腫瘤平均強化程度明顯低于肺不張組織[3-4]，這正是區分腫瘤與肺不張組織的理論基礎。在Liang等[5]的研究中也得到了相同的結論，其結果顯示在伴有肺不張的中央型肺癌中，與常規超聲組相比，超聲造影組區分腫瘤和肺不張的能力更高，達到了31.5%；而常規超聲組僅為7.6%。
雖然超聲檢查對診斷肺不張及中央型肺癌具有方便快捷、無輻射等優點，但在鑒別中央型肺癌與肺不張方面，仍然需要超聲造影提供血供信息才可以明顯區分二者[6-7]。并且，對于肺部一些不緊貼胸壁的病灶及肺部含有氣體空腔的病灶，在超聲檢查中仍然難以準確顯示[8]。
2 MRI
MRI沒有電離輻射，并且具有較高的軟組織對比度和高空間分辨率，是用于區別肺癌和肺不張的有效工具。喬香梅等[9]及謝青等[10]分析了常規MRI區分肺不張和腫瘤的能力，在前者研究的33例患者中，T2加權成像（T2-weighted imaging，T2WI）及T1加權成像（T1-weighted imaging，T1WI）對肺癌和肺不張的鑒別率分別為72.73%、36.36%；后者研究了48例肺癌并肺不張患者，其中T2WI及T1WI對兩者區分的鑒別率分別為64.6%、12.5%。綜合兩項研究的結果，一致認為，T2WI序列比T1WI序列更有效，并且在可區分的病例當中，腫瘤信號強度低于肺不張組織。
擴散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）主要反映水分子的彌散能力，故其可以用來表示腫瘤細胞的排列緊密程度，即肺部腫瘤細胞之間由于排列緊密，細胞間隙減小，分子運動受限，DWI顯示高信號，相應的表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）則顯示為低信號；而阻塞性肺不張細胞之間排列相對疏松，因此DWI表現為低信號，則ADC表現為高信號；這是利用DWI區分腫瘤組織和肺不張的重要基礎[9]。謝青等[10]研究了48例中央型肺癌并阻塞性肺不張的患者，在所有患者中肺癌的DWI信號均高于肺不張，且DWI圖像的對比噪聲比（contrast noise ratio，CNR）顯著高于常規T2WI圖像，這增加了肺癌和肺不張之間的可區分性。
隨著精確放療的普及，對于不能行手術的中央型肺癌并阻塞性肺不張病例，只有準確區分兩者的邊界，才能勾畫肺癌可見GTV，進而實現對肺癌細胞精準射線打擊的同時保護正常肺組織。Zhang等[11]研究了多個MRI圖像序列，包括T1WI、T1WI增強、T1WI增強延遲、T1WI增強（10 min）、T2WI和DWI序列。在T1WI增強序列中，由于造影劑在腫瘤組織中停留時間較肺不張組織短，故T1WI增強（10 min）序列優于其他增強序列，可用于輔助勾畫肺癌伴肺不張的GTV。而該研究使用CT序列及不同MRI序列對GTV體積進行勾畫時發現，CT序列、T1WI增強（10 min）序列、T2WI序列和DWI序列的中位數分別為139.9、101.40、105.50和107.00。該結果表明，T1WI增強（10 min）、T2WI和DWI序列所勾畫的GTV體積小于CT序列所勾畫的體積，故該研究認為，T1WI增強（10 min）、T2WI和DWI序列有助于提高肺癌伴肺不張GTV勾畫的準確性。總之，與CT相比，MRI可以更加清晰地顯示軟組織，加上其多參數成像功能，為區分肺癌與肺不張提供了更多的可能性。
當然，MRI也存在著一定的局限性，比如：由于MRI需要采集多個序列導致成像時間較長；另外，呼吸和心跳會產生較大的呼吸運動偽影；除此之外，MRI相比CT檢查價格昂貴等，導致MRI技術未能在肺部檢查領域更為順利地廣泛展開其應用。
3 X線片
胸部X線片由于具有檢查簡單、價格低廉等優點，是臨床進行胸部檢查的首選方法。由于人體雙肺內含有豐富的氣體，與胸壁的軟組織、血管及骨骼形成天然的對比度，因此利用X射線可以清晰地辨別肺組織及肺內的病變。
中央型肺癌在X線片上的影像學表現較為局限，主要表現為肺門區腫塊，有時腫塊遠端可見肺不張。其中，肺門區腫塊在X線片上的直接征象，表現為靠近肺門的邊界較清的不規則軟組織腫塊影；間接征象多因為支氣管管腔被腫瘤阻塞而出現，表現為經典的阻塞性肺氣腫、阻塞性肺炎及阻塞性肺不張，即“三阻征”。與此同時，在 X線片上也可以較為明顯地觀察到肺不張，其直接征象為尖端指向肺門的三角形（也可為圓形等其他形狀）肺組織；間接征象主要包括患側肋間隙變窄、膈肌抬高，或患側胸廓較對側縮小、縱膈向患側移位等。當出現肺不張并肺門淋巴結腫大時，征象表現為典型的“反S征”，以右肺上葉出現肺不張時該征象最為顯著。其中，肺門區腫塊及支氣管阻塞時出現的阻塞性肺不張，被認為是確診中央型肺癌的有力證據[12]。
陳劍賢等[13]回顧性研究了60例中央型肺癌并肺不張患者，這些患者均行CT及X線片檢查。該研究結果表明，行CT檢查后，確診中央型肺癌的準確率為93.33%；行X線片檢查后，確診中央型肺癌的準確率為73.33%。相比CT檢查，由于X線片檢查密度分辨率不足，無法準確區分肺癌與肺不張組織，這使得X線片在臨床應用上有所局限。但是許愷等[14]研究表明，對于中央型肺癌的檢出，相比只進行X線片檢查（準確率達60.22%）或只進行CT檢查（準確率達84.95%），X線片檢查與CT檢查相結合的方式有著更高的診斷率及準確率，準確率可達93.55%；尤其用于檢測早期中央型肺癌時，優勢更為突出。但是，在醫療條件相對落后、診斷條件有限的基層醫療單位， X線片檢查作為初診的參考技術，仍具有不可替代的價值。
4 CT
自CT檢查問世以來，因其具有較高的時空分辨率，在醫學領域的應用日益廣泛，其相應的各項技術也得以飛速發展。目前，CT檢查已成為臨床上診斷肺癌常用的醫學影像學檢查方法。
4.1 多層螺旋CT
中央型肺癌發生的初期，病灶多局限于支氣管內，導致早期中央型肺癌臨床表現較為隱匿，病灶檢出率較低。早期中央型肺癌在CT影像上主要表現為：支氣管壁不規則增厚和管腔內結節，導致支氣管狹窄甚至截斷[15]。
CT多平面重組（multi-planar reformatting，MPR）及三維容積重組技術為早期中央型肺癌的診斷開辟了新的途徑[16-17]。Quint等[18]研究發現，MPR技術用于支氣管病變診斷的敏感性為93%、特異性為100%、準確率為94%，該結果表明MPR技術可以明確支氣管狹窄及阻塞的部位。當中央型肺癌進展至中晚期時，肺門區可見不規則腫塊，其間接征象和X線片上的表現一致，即“三阻征”。這表明CT檢查可以更加清楚地顯示支氣管、縱隔及肺門的病變情況。
在此基礎上，增強CT檢查有更大的潛力區分肺癌與肺不張[19]。Qi等[20]及Onitsuka等[21]使用動態增強CT來識別肺癌和肺不張組織，瘤肺界面的檢出率為80%，而常規增強CT的檢出率為40%。因此，臨床建議患者行動態增強CT檢查，以更加明確肺不張與肺癌各自血液供應的關系，為確定腫塊大小提供依據。
4.2 能譜CT
隨著能譜CT逐漸應用于臨床，使得CT在區分中央型肺癌與阻塞性肺不張中更具優勢。能譜CT具有多參數成像的特點，其經過后處理可以得到多種圖像，主要包括：虛擬單能圖像（virtual monoenergetic images，VMIs）、虛擬平掃（virtual non-contrast，VNC）、碘濃度（iodine concentration，IC）測量及原子序數（Z）圖等[22-23]。隨著能譜CT的快速發展，可以有效地提高軟組織對比度，有利于病灶的顯示。何小群等[24]及傅志穎等[25]研究發現，軟組織對比度的提高可以利用雙能CT的優化CNR技術來實現，這一技術的應用可以較好區分中央型肺癌與阻塞性肺不張。方家楊等[26]對30例中央型肺癌合并肺不張患者進行雙能CT檢查，并以PET/CT作為參考標準，發現在動脈期和靜脈期上，肺不張的IC、歸一化IC（normalized IC，NIC）、能譜斜率（slope rate of the spectral curve，λHu）、原子序數和歸一化原子序數（normalized Z，nZ）均顯著高于肺癌，且靜脈期 40 keV VMIs單能+（monoenergetic+，mono+）圖像區分肺癌和肺不張鑒別能力好于其動脈期圖像。裴麗美等[27]發現在50 keV 圖像上進行觀察時，病灶具有更好的碘CNR以及主觀腫瘤分界。這些研究均證明了雙能CT利用其特有的后處理圖像，可以為區分出中央型肺癌與肺不張邊界提供新的方法。
另外，不同成像技術相結合的方式也提高了區分肺癌與肺不張的診斷能力。何小群等[24]使用融合IC圖（IC map，ICM）的最佳單色圖（the best monochromatic image，BMI），即最佳單色—碘基融合圖（BMI-ICM）對瘤肺交界進行檢測，檢出正確率達到95.2%。這表明BMI與優化CNR技術相結合重建出的圖像有著更高的對比度，有利于區分肺癌與肺不張組織。
不同于超聲、X線片技術，基于CT對肺癌和肺不張進行區分還存在一個優勢，即對需要接受放射治療的患者來說，可以直接在CT影像進行GTV勾畫，并以此進行放療計劃的設計，引導射線的精準施照。而且，近年來蓬勃發展的質子重離子放療，對基于CT影像GTV的精確勾畫、人體組織的阻止本領評估提出了更高的要求，而能譜CT在區分腫瘤和肺不張的基礎上，可用于生成阻止本領比（stopping power ratio，SPR）圖像，進而更準確地評估粒子線在人體沉積輻射劑量，也可用于評估粒子放療后的療效評價，從而進一步提升個體化放療精度。
5 PET/CT
PET/CT檢查是一種功能成像方法，可以在常規CT檢查之前發現病灶內部功能性的變化，為肺癌的早期診斷提供功能及形態學上的信息[28]。此前的研究顯示，當中央型肺癌并肺不張患者注入放射性核素18F-氟脫氧葡萄糖（18F-fluorodeoxglucose，18F-FDG）后，肺不張組織中18F-FDG的攝取強度在低到中等強度之間，普遍低于腫瘤組織18F-FDG的攝取強度，即腫瘤組織的最大定量標準攝取值（maximum standard uptake value，SUVmax）明顯高于肺不張組織[29-30]。因此PET/CT較常規CT增強檢查能更加準確區分中央型肺癌與肺不張組織的邊界，提高臨床肺癌分期的準確性，故可做為分界的金標準[31]。
借助PET/CT對腫瘤與肺不張邊界進行區分，在放療GTV勾畫方面的應用也日益受到臨床研究者們的廣泛關注。宋志雨等[32]研究結果顯示，采用PET/CT對GTV進行勾畫時，可以較為清晰地勾畫出腫瘤邊界；其研究數據表明，以PET/CT勾畫的GTV體積均值為（75.74 ± 1.48） cm3，小于以CT勾畫的GTV體積均值（85.10 ± 1.22） cm3。這進一步證明了PET/CT在區分中央型肺癌與肺不張上具有優勢。值得注意的是，基于定量標準攝取值（standard uptake value，SUV）勾畫GTV通常用于確定放射治療計劃中腫瘤邊緣。目前，應用較多的是閾值法，即認為選擇SUVmax的40%~50%作為病變存在的閾值，可用以勾畫GTV[33]。
另外，PET/CT獲得的功能信息還可以用于治療結果評估。宋穎秋等[34]對36例非小細胞肺癌患者進行了研究，這些患者均進行PET/CT檢查，在CT圖像上勾畫放療目標區域，并對治療效果進行隨訪。該研究發現，使用PET/CT圖像進行放療GTV勾畫后，非小細胞肺癌合并肺不張患者有生存獲益趨勢，其中肺不張復張程度是影響其生存的獨立預后因素。這間接支持了PET/CT在判定原發腫瘤、區域淋巴結、遠處轉移（primary tumor，regional lymph nodes，metastasis，TNM）分期以及區分肺癌和肺不張方面更具優勢。然而，當18F-FDG攝取相對較低、腫瘤存在明顯壞死區域或腫瘤隨呼吸運動時，即使有PET/CT的輔助，仍然很難準確劃定腫瘤邊界[35]。
6 展望
應用超聲、MRI、X線片、CT、PET/CT等不同的影像學方法準確區分中央型肺癌和肺不張對腫瘤分期、臨床療效評估具有重要意義。不同的影像學方法鑒別中央型肺癌和肺不張的優缺點，總結如表1所示，每種檢查方式均具有不斷改進的潛力。
表1
不同影像學方法鑒別中央型肺癌和肺不張優缺點
Table1.
Different imaging modalities for CLC and atelectasis with different advantages and disadvantages
與CT相比，MRI具有更好的軟組織對比度及更高的空間分辨率，可以作為CT檢查的重要補充。Karki等[36]及Kumar等[37]選擇在MRI的特定序列上進行GTV勾畫，即在T1梯度回波容積插值屏息掃描（volumetric interpolated breath-hold examination，VIBE）序列上進行勾畫，最終認為T1增強VIBE序列更有助于識別腫瘤邊界。另外，基于快速自旋回波（fast spin‐echo，FSE）的DWI成像技術已用于肺部成像的研究。通常DWI序列的獲取是通過平面回波成像（echo‐planar imaging，EPI）技術得到的，與FSE的DWI圖像相比，通過EPI的DWI圖像存在圖像失真的問題。由于FSE技術具有更長的采樣窗口、更高的體素帶寬和更少的空間失真，剛好可以彌補EPI技術的缺陷，從而減少DWI圖像的畸變程度，提高了基于DWI圖像勾畫GTV體積的準確度。Tyagi等[38]研究了基于FSE和EPI的DWI序列在肺癌方面的應用，結果顯示，基于EPI的DWI平均畸變為（13.72 ± 8.72） mm，基于FSE的DWI平均畸變為（0.61 ± 0.40） mm，這表明基于FSE的DWI序列有著更準確的幾何精度。由于DWI序列的CNR高于常規T2WI圖像，同時基于FSE的DWI序列又具有更高的幾何精度，這在一定程度上提高了肺癌和肺不張之間的可區分性，有助于提高肺部GTV體積勾畫的準確度。
雙源CT的多參數成像功能，在以CT圖像為基礎的GTV勾畫中展現出很好的應用價值。有研究測量并比較了不同增強時期肺癌與肺不張的IC值，發現在94.38%的肺癌患者中，肺不張的IC值要高于肺癌[24]。Gupta等[39]研究發現IC值能更準確地反映腫瘤血容量，是確定腫塊惡性程度更為可靠的參數。IC值或許可以作為中央型肺癌與肺不張鑒別的另一個有效定量指標。因此，雙源CT為鑒別中央型肺癌和肺不張提供了新的方法，有助于更為準確地勾畫放療GTV。
目前，最常用的PET/CT示蹤劑為18F-FDG，但由于18F-FDG在感染和炎癥過程中的非特異性攝取，特異性較低，導致在鑒別腫瘤與炎癥方面受到限制。Krarup等[40]在研究接受常規分次放療的患者中發現，與18F-FDG PET/CT相比，18F-氟代胸苷（18F-fluorothymidine，18F-FLT）PET/CT具有優越的特異性（100%）和陽性預測值（61%）（P = 0.015 6）。18F-FLT較高的特異性彌補了18F-FDG的缺陷。另外，由于PET/CT掃描時間長，呼吸運動產生的偽影嚴重影響GTV的勾畫，四維PET-CT可以在很大程度上解決該問題[41-42]。有研究表明，DWI在區分癌性組織與非癌性組織方面比PET/CT更具有優勢[43]。PET/MRI是用于肺部腫瘤的新的成像方式。與Tyagi等[38]的研究方法不同，Besson等[44]采用反相位編碼的方法來減少DWI的EPI失真，Tyagi等[38]用該方法成功解決了12名肺癌患者的DWI失真問題，因此基于該方法獲取的DWI序列有助于GTV體積的勾畫。
近年來，隨著影像組學的不斷發展，其應用潛力也在不斷發掘。Chai等[45]借助增強CT影像組學特征來區分肺癌與肺不張，可以快速準確勾畫放療GTV和危及器官，有助于肺癌并肺不張患者放療計劃的制定。然而，影像組學在臨床上的應用還存在一定的局限性，例如基于影像組學提取的特征缺乏可解釋性等。未來，借助空間分辨率更高的技術，如相襯CT等，將有助于探明影像組學的生物機制，進一步提升其在臨床上的應用價值。
隨著人工智能與大數據在醫學領域的應用越來越廣泛，二者相結合可以對更高維度的信息進行處理。未來，通過人工智能與影像技術結合的方法，或可提高中央型肺癌和肺不張的區分能力及中晚期癌癥患者的生存率，以實現精準醫療的目標。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明：劉田野主要負責文獻調研、論文撰寫；朱健主要負責論文修訂和指導；李寶生主要負責論文審校。
