让医生轻易读懂CT或MRI影像的新技术应用：胃肠道篇
没有经过特殊训练的人是无法解读由CT或MRI设备拍出的影片中的信息，即使这些片子仅仅含有简单的灰白黑三色。但最近出现了一种全新的图像处理技术—实影渲染（也被称为仿生重建），可以通过创建带有真实光感的影像，让医生和用户轻易地读懂医疗影像。今天我们为大家介绍影渲染技术在胃肠道病变中应用的价值。
使用实影渲染技术可以更清晰显示胃黏膜，对于黏膜微小病变显示更好。
70岁女性，多发性内分泌肿瘤1（MEN1）综合征病史，表现为甲状旁腺功能亢进、催乳素瘤、肾上腺腺瘤、胰腺神经内分泌肿瘤和多发性胃神经内分泌肿瘤。病人以前曾多次切除过小的胃神经内分泌肿瘤。她最近的实验室结果显示血清5-羟色胺升高376ng/ml，血清嗜铬粒蛋白A升高2320ng/ml，血清胃泌素升高894 pg/ml。
增强CT矢状位实影渲染显示：（a）多个增强的胃息肉（箭头）和（b）弥漫性胃褶皱增厚（箭头），与复发性胃神经内分泌肿瘤相符。
实影渲染基于一个新的照明模型生成逼真的图像。实影渲染改善了深度效果，增加了这些微小的黏膜损伤的显著性。
与先前的检查相比，这些CT结果是稳定的。患者接受质子泵抑制剂治疗，基本无症状。
Chu LC, Fishman EK. GastricNeuroendocrine Tumors in MEN1 Syndrome: Cinematic Rendering.Radiology. 2018 Jun;287(3):748.
71岁女性，右上腹疼痛。A增强CT图像，发现壶腹附近的十二指肠的第二部分（红色箭头）有肿块。 切除肿块后发现是十二指肠腺癌。 B冠状位CT显示沿十二指肠C环（红色箭头）内曲的肿瘤范围。 C，D在轴位（C）和冠状位（D）CR图像上，再次显示肿瘤。（D）中小肠中黏膜褶皱（红色箭头）的纹理细节，表明CR对于检测细微的黏膜病变可能是有价值的。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Cinematic rendering of small bowel pathology: preliminary observations fromthis novel 3D CT visualization method[J]. Abdominal Radiology, 2018.
68岁女性，胃空肠吻合史，出现胃肠道出血。MIP图像显示了沿着胃空肠吻合边缘出血部位的对比剂外渗（红色箭头）。 B冠状位CR图像也显示活动外渗的部位（红色箭头）。 CR可以提供更丰富的黏膜强化细节，可以帮助确定胃肠道出血的原因。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Cinematic rendering of small bowel pathology: preliminary observations fromthis novel 3D CT visualization method[J]. Abdominal Radiology, 2018.
以下是一个胃癌患者，在实影渲染图像中可以看到近端胃黏膜皱褶具有高度的细节，这表明实影渲染技术的作用可能是检测早期胃腺癌的微小黏膜异常。
61岁胃腺癌患者，A，动脉期轴位CT图像，肿瘤导致幽门区远端胃窦环周增厚。B，门静脉期冠状位CT图像清楚地显示了这一远端胃部肿瘤的完整圆周性质。同一患者的冠状VR图像（C）和冠状CR图像（D）重建了胃腺癌（箭头）。在CR图像中注意到近端胃黏膜皱褶具有高度的细节性，这表明CR的作用可能是检测早期胃腺癌的微小黏膜异常。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Evaluation of Stomach Neoplasms With 3-Dimensional Computed Tomography[J].Journal of Computer Assisted Tomography, 2018:1.
实影渲染技术的照片级真实细节提供了一些视觉纹理信息。这种视觉纹理可能被证明是在视觉上区分胃淋巴瘤与胃腺癌的重要因素。
62岁男性，患有人类免疫缺陷病毒相关的弥漫性大B细胞淋巴瘤，并伴有胃的二次受累。A动脉期轴位CT图像显示，胃壁周围增厚，轻度均匀强化（箭头），病理显示淋巴瘤浸润。 B，动脉期冠状位CT图像也显示胃壁增厚（箭头），有肝脏淋巴瘤受累（箭）。 C，同一患者冠状VR图像，具有与图B中相似的发现，但增加了VR固有的解剖学显示深度。 D-F，来自同一患者的多个冠状CR图像再次显示胃壁增厚，CR的照片级真实细节为图像提供了一些视觉纹理信息。最终，这种视觉纹理可能被证明是在视觉上区分胃淋巴瘤与胃腺癌的重要因素。由于窗宽和窗位选择，肝脏疾病在这些图像中没有很好的显示。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Evaluation of Stomach Neoplasms With 3-Dimensional Computed Tomography[J].Journal of Computer Assisted Tomography, 2018:1.
下图为一例巨大胃肠道间质瘤的患者，围绕这个大肿瘤的新血管的复杂网络可以用实影渲染技术显示，它们彼此之间以及与其他重要结构的相对空间关系显示明显。
69岁男性，巨大胃肠道间质瘤中央坏死。A，动脉期轴位CT图像显示巨大GIST伴中央坏死，位于胃大弯侧（箭头）。冠状位（B）和轴位（C）VR图像显示肿瘤范围，显示巨大肿瘤（箭头）如何超越腹部并具有显著的肿瘤内异质性，包括大范围的中心坏死。 D-H，CR图像在同一患者中具有不同的窗位和宽度设置以及轴向（D和G），冠状（E）和矢状（F和H）平面。尽管CR图像显示了2D和VR图像中可感知的一些相同特征，但是还强调了附加特征。例如，肿瘤内不均匀强化更明显（比较图D-C和E-B）并且可能暗示该肿瘤的侵袭性（图D-F中的箭头）。此外，围绕这个大肿瘤的新血管的复杂网络可以用CR（图G和H中的箭）显示，它们彼此之间以及与其他重要结构的相对空间关系显示明显。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Evaluation of Stomach Neoplasms With 3-Dimensional Computed Tomography[J].Journal of Computer Assisted Tomography, 2018:1.
实影渲染技术可以更清晰地显示非常小的肿瘤滋养血管。而且肿瘤的不均匀强化软组织纹理在所有实影渲染技术图像中都是可见的，并且比MIP或VR可视化更明显。
79岁男性，偶然发现胃小弯侧胃肠道间质瘤。A，动脉期MIP图像显示GIST位于胃小弯侧（箭头）。该MIP图像的基础技术允许构成该肿瘤中肿瘤新血管形成的血管的特别显著性（箭）。在同一患者中的冠状MIP（B）和冠状VR（C）图像允许从下面的胃（箭头）更清楚地描绘外生物质。同样，图B中的MIP图像突出了肿瘤新生血管（图B中的箭头）。轴位CR图像（D和E）具有不同的窗宽和窗位设置以及同一患者的冠状CR图像（F）。尽管未选择这些图像来突出血管结构，但相对于图A和B中的MIP图像，最终CR可能将难以概括的非常小的肿瘤滋养血管可视化。而且肿瘤的异质软组织纹理在所有CR图像中都是可见的，并且比MIP或VR可视化更明显。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Evaluation of Stomach Neoplasms With 3-Dimensional Computed Tomography[J].Journal of Computer Assisted Tomography, 2018:1.
由于实影渲染技术的阴影效果，息肉和胃黏膜的空间位置关系显示更清晰。
75岁女性，胃癌样息肉病史。a，动脉期轴位CT图像，显示胃动脉期显著强化的息肉（箭头）。矢状位二维（B）和矢状位MIP（C）图像提供了息肉（箭头）的高对比度视图，与正常增强的胃黏膜不同。D，同一患者的轴位CR图像也显示了类癌息肉（箭头），图像的深度比2D和MIP技术提供的要深。同一患者的轴位CR（E）和冠状位CR（F）图像具有不同的窗宽和窗位设置，以突出胃腔的黏膜纹理（箭），同时增加息肉的显著性（箭头）；特别注意，在图F中息肉的清晰度，其中边缘周围的阴影在视觉上将息肉与下面的黏膜区分开。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Evaluation of Stomach Neoplasms With 3-Dimensional Computed Tomography[J].Journal of Computer Assisted Tomography, 2018:1.
这一例是今年3月份在Radiology发表的病例报告，我们可以看到清晰显示的小肠胃肠道间质瘤。
56岁男性，I型神经纤维瘤病病史，曾因胃肠道间质瘤（GIST）行小肠切除术，常规随访评估多个已知小肠GIST。病人在成像时没有症状。GIST是一种罕见的肿瘤，尽管它们与I型神经纤维瘤病有关。实影渲染是一种新的三维可视化技术，使用复杂的全局照明模型从标准CT采集体积数据中生成逼真的图像。
（a）动脉期冠状位CR重建图像显示多发性小肠胃肠道间质瘤（GIST）（白色箭头）和浅表皮肤神经纤维瘤（黑色箭头）。
（b）由同一CTA检查得到的冠状位CR图像更好地显示了大量小肠GIST（箭头）。
RoweSP, Fishman EK.Cinematic Renderingof NeurofibromatosisTypeI GastrointestinalStromalTumors.Radiology. 2019 Mar 19:190104.
对于胃肠道病变，使用实影渲染技术可以显示更多细节。
25岁男性，脊柱裂伴脊髓脊膜膨出和神经原性膀胱。对比后二维CT图像，膀胱增大后的状态，病人在接受检查时感到腹痛和呕吐，小肠环显著扩张（红色箭头）。 B通过骨盆的轴位VR图像显示扩张的肠环突然终止于右下象限的明显过渡点（红色箭头）。 来自同一患者的C冠状位CR图像供了扩张肠道范围的全局概况。 来自同一患者的D轴位CR图像再次显示如（B）中的转变点，但具有更丰富的表面细节。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Cinematic rendering of small bowel pathology: preliminary observations fromthis novel 3D CT visualization method[J]. Abdominal Radiology, 2018.
此外，实影渲染图像中的细节和阴影效果在小肠充满液体的腔内和回盲部肿块之间产生结构差异，从而提供病变显示更清晰。
70岁女性，腹部疼痛。A 冠状位增强CT图像显示在回盲瓣水平处管腔内增强肿块（红色箭头），导致小肠高度阻塞而扩张。B VR和C CR冠状图像也显示了导致小肠扩张的阻塞性肿块（红色箭头）。注意CR图像中的细节和阴影效果在小肠的充满液体的腔内和回盲部肿块之间产生结构差异，从而提供病变的高水平显著性。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Cinematic rendering of small bowel pathology: preliminary observations fromthis novel 3D CT visualization method[J]. Abdominal Radiology, 2018.
对于克罗恩病患者，实影渲染技术增厚的黏膜和直肠充血显示更佳。
34岁女性，克罗恩病病史，右下象限疼痛。A轴位和B冠状位增强CT图像，显示回肠环黏膜增强，壁增厚，管腔狭窄（红色箭头）。冠状位CR图像也显示了右下象限回肠环发炎（红色箭头）。通过适当选择窗宽和窗位，血管和结构的强化可以特别突出，如（d）所示。值得注意的是，黏膜增厚（红色箭头）和直肠充血（红色箭头）在（d）中尤为明显。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Cinematic rendering of small bowel pathology: preliminary observations fromthis novel 3D CT visualization method[J]. Abdominal Radiology, 2018.
相对于VR图像，下列病例中实影渲染重建的左半腹部受影响的肠环和正常肠环之间的视觉差异更加突出。
73岁男性，腹痛恶化。A 腹部动脉期增强CT图像显示部分钙化肿块，导致周围肠系膜收缩性改变（红色箭头）。B VR图像也显示了肿块（红色箭头），还可以更好地了解肿块对相邻小肠环的影响。明显的低强化环壁增厚和周围脂肪水肿（红色箭）。C CR图像也显示肠系膜肿块（红色箭）和发炎、轻度强化、右下象限小肠环（红色箭头）。相对于VR图像，左半腹部受影响的肠环和正常肠环之间的视觉差异更加突出。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Cinematic rendering of small bowel pathology: preliminary observations fromthis novel 3D CT visualization method[J]. Abdominal Radiology, 2018.
实影渲染技术对于肠道的供血血管，肿瘤供血血管，肿瘤影响的血管显示更清晰。
27岁女性，急性间歇性腹痛。冠状位增强CT检查CR重建图像，发现其旋转不良并伴有小肠扭转。在（a）中可以看到与高级别梗阻相容的小肠明显扩张环，而（b）和（c）的窗宽窗位设置经过优化，以显示肠系膜上血管的扭曲（“barber pole征”，红色箭头）。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Cinematic rendering of small bowel pathology: preliminary observations fromthis novel 3D CT visualization method[J]. Abdominal Radiology, 2018.
64岁女性，小肠GIST。A 冠状面MIP图像，可见巨大且高度血管化的小肠GIST（红色箭头）。 在该图像上，显著增大的滋养血管和该病变的广泛新血管形成显示非常好。 来自同一患者的B，C冠状位CR图像。，正如在（A）MIP图像中一样，新血管形成程度明显（红色箭头），且CR图像更准确地反映了在GIST外边缘多层重叠小血管。 在（C）中尤其如此，其中窗宽和窗位设置已使更多的小血管和相应的肿瘤软组织的一部分可视化。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Cinematic rendering of small bowel pathology: preliminary observations fromthis novel 3D CT visualization method[J]. Abdominal Radiology, 2018.
60岁男性。A 增强CT图像显示已知的转移性类癌累及小肠肠系膜（红色箭头）。B,C冠状位VR图像具有不同的窗位窗宽设置，提供了部分钙化肠系膜肿块（红色箭头）的总体概况，并显示了肿块对肠系膜血管分支的影响。可见小肠环正常强化，无血管损害迹象。D–F冠状位CR图像，具有不同的窗位窗宽设置，重新显示肠系膜肿块（红色箭头）。注意，在（E）和（F）中，肿块内部不均匀结构显示清晰。与（B）和（C）中的VR图像相似，肿块和肠系膜血管分支之间的关系显示得非常详细。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Cinematic rendering of small bowel pathology: preliminary observations fromthis novel 3D CT visualization method[J]. Abdominal Radiology, 2018.
22岁女性，腹部隐痛。A 增强CT图像，发现小肠肠系膜淋巴管瘤（红色箭头）。低密度、渗透性外观是该肿瘤的典型特征。B，C冠状位CR图像使用不同窗位窗宽设置，显示了占小肠肠系膜大部分的淋巴管瘤（红色箭头）。除了CR的真实阴影外，还能通过交互式改变病变的透明度，从而完全了解淋巴管瘤与肠系膜血管系统和周围小肠循环的关系。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Cinematic rendering of small bowel pathology: preliminary observations fromthis novel 3D CT visualization method[J]. Abdominal Radiology, 2018.
57岁男性，经皮空肠造口术后，广泛的良性肠积气[红箭头（B）]，没有临床证据表明肠缺血。C冠状位CR图像也显示了肠道积气（红色箭头），空气的密度非常低，相对于邻近的腔内液体具有良好的对比度。
Rowe S P , Chu L C , Fishman E K .Cinematic rendering of small bowel pathology: preliminary observations fromthis novel 3D CT visualization method[J]. Abdominal Radiology, 2018.
由于实影渲染技术有清晰的软组织显示细节，因此对于疝可以更好地显示。
经前腹壁小肠创伤性疝的平扫三维CT图像。
CR（a）和VR（b）显示腹壁和大腿上部的软组织以及肠环的突出（箭）。CR可以显示更真实的解剖结结构。
Dappa E , Higashigaito K , Jürgen Fornaro, et al. Cinematic rendering – an alternative to volume rendering for 3D computed tomography imaging. Insights into Imaging, 2016, 7(6).
实影渲染技术可以保留更多的细节，对于黏膜的微小病变，血管受累情况，空间结构关系等的显示有帮助。
作者：赵喜同学 来源：XI区
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