[要旨】 目的 気管支結核に対する多層膜スパイラルCT画像後処理技術の診断価値を探り.気管支鏡検査との診断結果を比較分析すること。 方法 多層スパイラルCTスキャナーを用い，細菌検査で気管支結核が確認された患者50名を選び，肺のCT撮影を行い，ワークステーションによりボリューム表示（VR），最大密度投影（MIP），多重平面再構成（MPR），仮想気管支鏡（VE）を行って各気管支セグメントの形態と配列の観察が行われた． その結果.気管支結核の画像所見と98％一致した。 結論 多層スパイラルCT画像後処理による気管支結核の検出率は気管支鏡検査と同等であり，関連病変の検出と臨床治療計画の立案に，より適切な画像基盤を提供することが可能である． 山東胸部病院画像医学部 侯大倫氏
[キーワード】 気管支結核.多層膜スパイラルCT.3次元再構築
気管支結核のマルチスライススパイラルCT再構成による後処理画像の価値について
[要旨］目的：気管支結核のMulti-slice spiral CT Isotropic Scanningの特徴を探り.臨床的価値を検討する。 方法：細菌検査と気管支鏡検査で確定した成人気管支結核患者50名を対象に肺スパイラルCT撮影を行い.すべての原画をワークステーションに転送して画像処理を行い.最も描写力が高いMPR.MIP.VR.VE画像を取得して検討。 すべての気管支枝の画像特性を観察するためである。結論：Multi-slice spiral CTの画像は.気管支結核を正確に示すことができた。 ——————— Key words】：気管支結核；マルチスライススパイラルCT；3次元再構築 1698年にモートン[1]が初めて結核性気管支炎を提唱し.病変は主に気管と気管支粘膜または粘膜下層に生じ.気管支内結核（EBTB）とも呼ばれるが.実際には筋層と気管支軟骨を侵し.気管に侵入することもあり.現在は気管気管支結核と呼ばれています。 近年.気管支結核の発生率は増加傾向にあり.活動性結核患者の約10～20％が気管・気管支に病変を有するとされていますが[2].その臨床像に特異性がないため.喀痰塗抹検査の陽性率は低く.また.気管支結核は気管支に病変を有することが知られています。 MSCTは高い空間分解能と時間分解能を持ち.気管支病変の表示に有利である。 気管支の多くは縦軸方向に走行し.原画は横軸であるため.ほとんどが気管支の短軸しか観察できず.気管支の内腔と壁を包括的に見ることができず.後処理技術でこれを補うことが可能である。 画像後処理技術により.肺の病変を任意の平面から観察し.気管支の形態を任意の気管支長軸上の平行平面で観察し.気管支の内壁を観察し.壁の肥厚.内腔の狭窄.密度の増加.表面の不陸.閉塞や狭窄.歪みや変形などを確認し.病変の数や範囲.リンパ節の拡大.肺内の付随する状況を総合的に観察し.より助長するものです 気管支結核の診断には適しておらず.治療のための詳細な画像情報を得ることができます。 本研究は.画像後処理により気管支結核の診断におけるMSCTの感度と特異度を向上させる試みである。 1 情報と方法 1.1 研究対象 当院に入院し，細菌検査と気管支鏡検査で気管支結核と診断された20～80歳の男性60名，女性40名の計100名を対象に，胸部MSCTの平板撮影と強調撮影を行い，治療対象とした． 1.2 撮像装置と撮像方法 GE LightSpeed 16 CT scanner, spiral scan, matrix 512×512, tube voltage 120kv, tube current 120mAs, scan layer thickness 5.0mm, pitch 1.375 が使用された。 画像後処理方法：原画を再構成層厚1.25mm.再構成間隔1.25mmでワークステーションに転送し.再構成した画像データを3Dインターフェースに読み込み.横断画像で異常が疑われる気管支にMPR.（1）肝門リンパ節と肺内結核病巣の観察にコロナル.サジタルMPR.（2）MPRベースラインの角度調整で.表示 ターゲット」気管支の長軸を使用して.葉およびセグメントの気管支の壁と内腔の変化を観察した。 その後.対象となる気管支に仮想気管支内視鏡検査を行い.気管支の内壁や管腔の状態を可視化しました。 本研究では.主気管支と各気管支の葉およびセグメントのみを観察した。 気管支狭窄.壁肥厚.肺無気肺.肺門リンパ節腫脹.肺内結核病巣を認めた症例を陽性例とし.SPSS統計ソフトで割合を算出し.解析した。 気管支リンパ節を横軸画像上で手動で位置決めし.気管支内腔の仮想気管支鏡シミュレーションを行い.拡大したリンパ節の位置を正確に把握することができます。 2 成果 2.1 従来の胸部CT横断画像と後処理画像の撮像性能（表1参照） 画像プレゼンテーション 不規則な気管支の狭窄（図1参照） 管壁の不規則な肥厚(図2参照) 区分的肺無気肺と葉状肺無気肺（図3参照） 肺門リンパ節腫脹 肺内結核病巣 病変を認めない 制御集団 69 (69%) 56 (56%) 53 (53%) 51 (51%) 88 (88%) 18 (18%) 実験群 98 (98%) 90 (90%) 55 (55%) 51 (51%) 90 (90%) 2 (2%) 得られたデータを統計ソフトSPSS13.0で比較したところ.両群の陽性率は対照群に比べ有意に高いことがわかった。 2.2 バーチャル気管支鏡の所見とファイバーオプティック気管支鏡の比較（表2参照）
顕微鏡によるプレゼンテーション 乳管狭窄（図1.図3）
ダクトの壁の肥厚（図2） 管壁の病理学的変化（潰瘍.鬱血など）（図3） 気管軟骨リング
気管支ファイバースコープ内視鏡検査
77 (77%)
0 75 (75%) 19 (19%) バーチャル気管支鏡 73 (73%) 36 (36%) 62 (62%) 2 (2%) 気管支の内腔狭窄や壁の潰瘍の診断では，バーチャル気管支鏡はファイバースコープ内視鏡と有意差はなかった．ファイバースコープ内視鏡は気管支壁の均質な肥厚を観察することが困難であるが，バーチャル気管支鏡は可能であり，気管の軟骨輪の病変診断ではファイバースコープ内視鏡がバーチャル気管支鏡より有意に良好であった． 2.3 気管支鏡検査(表3参照) 気管支鏡の症状 気管支粘膜のうっ血と浮腫（図1d参照）
気管支粘膜潰瘍.壊死（図2d参照） 肉芽腫性増殖（図4d参照） 瘢痕狭窄（図3d参照） 壁の軟骨リングの欠損または破損 症例数(%) 71 (71%) 65 (65%) 57 (57%) 49 (49%) 19 (19%) 気管支鏡所見は.主に気管支粘膜のうっ血と水腫.粘膜および/または粘膜下層のカゼ状の壊死.小さな潰瘍や結節.程度の差はあるが内腔の狭窄.結核性肉芽組織の増殖.壁の肥厚.傷口の狭窄.内腔の閉塞.少数のケースでは気管および気管支壁の軟骨輪の欠損や破壊である；組織は顕微鏡検査時に病理学的に採取し.気管および気管支結核の診断確定のための検査を実施する。 3 ディスカッション 3.1 気管支結核の診断について。 3.1.1 ラボテスト 気管支結核とは.気管.気管支粘膜.粘膜下層.上皮（軟骨.線維組織）に発生する結核を指し.肺外結核の一つです。 活動性肺結核患者の約10～40％がEBTBを合併していることが分かっており[3].EBTBと合併した結核患者の約60～70％が喀痰陽性.25～30％が喀痰陰性.残り約30％は 単純性結核.すなわち肺に明らかな活動性結核病変を認めない結核患者は.全結核患者の約5〜10％を占めるとされている。 したがって，結核の喀痰が陽性の患者は，気管支結核の診断には重要ではない。 肺に明らかな結核病変がなく，喀痰が繰り返し陽性となる人でも，気管支結核の臨床症状や画像所見があれば，気管支結核の診断に有用であると考えられる。 3.1.2 気管支結核に対する光ファイバー気管支鏡の診断的役割と欠点 光ファイバー気管支鏡検査は.病気の気管支開口部の狭窄や閉塞を可視化し.粘膜のうっ血.浮腫.カゼ状の壊死.潰瘍.肉芽組織形成などを明確に検出し.同時に洗浄.ブラッシング.組織生検.痰の培養が可能ですが［5.6］.同時に一定の欠点も持っています。 狭窄・閉塞した気管の長さや狭窄後の気管支の状態を観察することは困難であり.気管支全体の観察や肺の播種性病変の検出は不可能である。 最近開発された極細径気管支鏡は.外径が小さく.肺の末梢気管支の観察が可能ですが.吸引能力はそれに比例して低下し.気道周辺に少量の血液や分泌物があると.吸引時に末梢気道が潰れやすくなり.可視性が著しく低下してしまいます。 3.1.3 画像処理 従来の胸部X線検査では気管支結核の診断に特異的な徴候を欠き.特に単純な気管支病変の患者さんでは.胸部X線検査が正常でも咳.痰.喀血を繰り返す患者さんは.CTや気管支鏡検査を受けて.病気を除外するための精密検査を受けるように勧める必要があるそうです。 表1に見られるように.従来のCTによる横断的な検査では.EBTBの検出率は82％に過ぎず.過小診断の可能性もある。 3.2 気管支結核の診断におけるMSCT画像後処理の利点
近年.多列式スパイラルCTや3次元画像再構成技術の向上と普及により.ミリメートル層厚の肺全体のCTボリュームスキャンが短時間で完了し.様々な画像後処理が行われ.従来のアキシャルCTスキャン後の情報は.MPR.CPR.MIP.VR.VEなどの画像後処理技術により疾患気管支とその周辺組織の異なるビュー.角度.モダリティで観察することが可能です CTの3次元再構成技術によって生成された仮想気管支鏡画像の使用は.気管支鏡検査を補完し.気管全体を観察することの難しさを補うことができ.Finkelsteinらは.閉塞性気道病変の診断における仮想気管支鏡の感度は100％と結論付けている[7]。 そして.CT画像は気管支内腔の石灰化.気管支周囲の石灰化を示すのに気管支鏡検査よりも感度が高いのです。 仮想気管支鏡技術により.気管.気管支壁.管腔をEBTBの診断要件を満たすレベルで詳細に観察することができます。 CT仮想気管支鏡画像は.肺節下の気管支を表示する効果が低いことが示唆されている[8,9]。Maniatis[10]らは.中心気道を観察する閾値を-520Hu.肺節の気管支および肺節下の気管支を正確に表示する閾値を-720Hu.逆視目標再構成の観察視野（FOV）を16～18cm.空間分解能を0． これまで識別が困難であったクラス5からクラス8の気管支をルーチンに識別できることと.生データの等方性により.仮想気管支鏡画像の品質が向上した。MSCTで得られた再構成層厚1.5mm.再構成間隔0.75mmの画像を.再構成層厚0.75mm.再構成間隔0.4mmで得たものと比べると.識別可能な気管支は7.5mmに増加し 4.6mm（p＜0.0001）［11］。 また.経気管支鏡下微細針吸引・生検（TBNA）の診断率向上にバーチャル気管支鏡画像が有用であることが判明した[12]。 3.3.気管・気管支結核に対するMPR法の価値。 a. MPRは.内腔と壁の状態の点で.断面画像より優れている。 感度：MPR後処理画像では.気管支の内腔狭窄が98%で.軸位画像の69%より有意に高く.MPR後処理画像では.気管支の壁肥厚が90%で.軸位画像の56%より有意に高くなりました。 特異性：内腔と壁を別々に比較すると.MPR後処理画像は.内腔狭窄と壁の不規則な肥厚の診断において.従来の断面画像よりも有意に高い陽性度を示した。 b. 肝門部リンパ節の可視化に有意差はない。 c. 肺内病変の観察に有意差はなかった。 4. バーチャル気管支鏡とファイバー式気管支鏡の比較 a.内腔狭窄の評価において ファイバースコープ気管支鏡検査を受けた100例では.狭窄の程度が異なるものの77例に内腔狭窄が認められ.陽性率は77％だったのに対し.バーチャル気管支鏡検査を受けた73例では.内腔狭窄が認められ.陽性率は73％となりました。 を比較すると.2つの陽性率に大きな差はなかった。 マルチレイヤースパイラルCTシミュレーション気管支鏡は.気管・気管支の狭窄を高い確率で示すだけでなく.光ファイバー気管支鏡では通過できない高度の狭窄・閉塞を有する閉塞後気管支を高い確率で示すことができました。 b. 壁肥厚の評価において 気管支壁の肥厚の評価については.ファイバースコープでは気管支壁の厚みを直接観察することは難しく.バーチャル気管支はVRの後処理技術により.マルチプレーナー再構成MPR技術による管腔の最長径の直接表示とCTVEによる管腔の観察の両方ができ.またCTVEモードで長軸に沿って気管支を切り捨てて気管支壁の肥厚を比較観察することも可能である (図5）。 c. 壁面の病的変化（潰瘍.鬱血など）の評価において。 光ファイバー気管支鏡検査を受けた100例では.管壁の潰瘍化.鬱血.肉芽腫性増殖などの病理学的変化が75例に認められ.陽性率は75％.仮想気管支鏡検査を受けた計62例では.管内部の輝度が低く.壊死.過形成が確認された。 両者の陽性率の差は有意ではありませんでした。 d. 空気圧式軟骨リングの評価において 光ファイバー気管支鏡検査を受けた100例のうち.気管や気管支の壁に軟骨輪の欠損や破損が認められたのは19例で.陽性率は19％だったのに対し.仮想気管支鏡検査を受けて軟骨輪の変化が認められたのはわずか2例で.陽性率は2％にとどまりました。 2つの陽性率を比較すると.バーチャル気管支鏡はファイバーオプティック気管支鏡より有意に低かった。 5.気管支結核の臨床的意義とその画像所見について検討する。 臨床研究により.気管支狭窄を合併した活動性EBTBと非活動性EBTBでは.治療.退縮.予後の主な矛盾に大きな違いがあり.治療時に異なる扱いをする必要がある。 EBTBが確認された患者において.病変部の気管支を3次元CT画像により撮影すると病変部の範囲を正確に算出でき.気道狭窄度や狭窄遠位の再狭窄・気管支拡張の有無を正確に把握することが可能である。 マルチレイヤースパイラルCT後処理技術は気管支結核の診断率を大幅に向上させることができ.操作が簡単で患者の苦痛を伴わない検査が可能です。 後処理画像と気管支鏡による結核の病期分類を組み合わせ.CT病期を開発し.気管支鏡検査と内腔干渉型治療計画の開発のための重要な参考とし.異なる病期の肺内および気管支.気管の発現に応じて臨床治療計画が策定されています。 4 まとめ 以上のように.マルチプレーン再構成と複数の画像モダリティによって表示される多層スパイラルCT画像後処理技術に基づき.気管支鏡検査と組み合わせることで.長所と短所を補完して病変の特徴を最大限に引き出し.診断をより正確に行い.臨床治療に有益な補助を提供することが可能となります。 図1 左主気管支内腔狭窄症 a. 軸方向断面像.b. MPR冠状像.c. MPR矢状像.d. 光ファイバー内視鏡像.e. バーチャル気管支鏡像.f. 気管支狭窄を示すVR透過像 図2 左肺下葉内の前基部セグメントにおける気管支壁の不規則な肥厚と管腔の狭小化 a. 軸位横方向画像.b. MPR斜位冠状画像.c. MPR矢状方向画像.d. 光ファイバー内視鏡画像.e. バーチャル気管支内視鏡画像.f. VR画像 図3 左肺下葉背側セグメントの気管支狭窄.気管支亜閉塞と部分的な肺葉無気肺を伴うもの a. 軸直角像.b. MPR冠状像.c. MPR矢状像.d. ファイバーオプティック気管支鏡像.e. バーチャル気管支鏡像.f. VR像 図4 左肺下葉の気管支内腔の結節状突起 a. 軸直角像.b. MPR斜め冠状像.c. MPR斜め矢状像.d. 光ファイバー内視鏡像.e. 仮想気管支鏡像.f. VR像 図5】図5a.空洞に連なる気管支の肥厚を示す長軸位置のMPR像.図5b.空洞の内壁が滑らかでそれに連なる気管支の厚みが不均一なVR像.図5c.結節状の突出が見られる気管支の内壁が不整なCTVE.図5d.拘束性肥厚が確認できる気管支の壁が肥厚したCTVEによる断面図。 参考 [1] Jiang HN, Qu JM, He LX. 気管支結核の診断と治療の進歩[日]. 中国抗結核学会誌.2000年.(01). [2] Kim Y, Lee K S, Yoon J H, et al. Tachea and Min Binchiの結核：17人の患者のCT Fndings[ J].AJR,1997,168:1051. [3] Huang MG, Qi M, Lei XY, et al. 気管支内結核のファイバーオプティック気管支鏡検査と画像管理研究[J]。 実用放射線技師会誌, 2005,21(7):698-701. [4] Yu H, Li H, Shen Z, et al. achea.Min Binchi：気管支結核の多層CT診断の検討。 中国医用コンピュータイメージング学会誌, 2004,10(2):92. [5] 中国医学会結核分科会。 肺結核の診断と治療のための顕微鏡検査ガイド[J]． 中国結核呼吸器学会誌, 2001,24(2):70-74. [6]Liu L,Wang HX,Zhang FQ. 各種気管支内結核に対する光ファイバー気管支鏡による治療の有効性 中国結核呼吸器病学会誌,2002,25:62。 [7] Finkelstein SE, Summers RM, Nguyen DM, Stewart JH, Tretler JA, Schrump DS. Virtual bronchoscopy for evaluation of malignant tumors of thorax. J Thorac Cardiovasc Surg. [8] Summers RM, Feng DH, Holland SM, et al. Virtual bronchoscopy: segmentation method for real-time display. Radiology 1996;200:857-862. [9] Lacasse Y, Martel S, Hebert A, et al.気管支内病変を検出するための仮想気管支鏡の精度。 Ann Thorac Surg 2004;77:1774-1780. [10】Maniatis PN, Triantopoulou CC, Tsalafoutas IA, et al. Threshold selection in virtual bronchoscopy: phantom study and clinical implications. Acta Radiol.2004 Apr;45(2):176-83. [11】Khan MF, et al. 気管気管支系の仮想内視鏡：16列マルチディテクタースキャナーによるサブミリメータコリメーション。 Eur Radiol 2004;14:1400-1405. [12】William E. Higgins1, James P. Helferty1,Kongkuo Lu,et al. 3D CT-Video Fusion for Image-Guided Bronchoscopy.Comput Med Imaging Graph.2008 Apr ; 32(3): 159C173.