
作者:梁逸宁 侯代伦
第一作者单位:首都医科大学附属北京胸科医院 北京市结核病胸部肿瘤研究所
通信作者:侯代伦,首都医科大学附属北京胸科医院 北京市结核病胸部肿瘤研究所
引用本文:梁逸宁, 侯代伦. 结核病影像学诊断年度进展2025[J]. 中华结核和呼吸杂志, 2026, 49(4): 464-469. DOI: 10.3760/cma.j.cn112147-20251015-00636.

摘要
结核病目前仍然是严重的全球健康威胁,是传染性疾病死亡的主要原因。为实现2030年“终止结核病”的目标,结核病的早期精准诊断至关重要。近年来,以数字化X射线摄影(DR)、CT、MRI、18氟-脱氧葡萄糖的正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(18F-FDG PET/CT)、人工智能为代表的多项影像学检查技术已成功应用于结核病的早期诊断。本文就2024年10月至2025年9月国内外发表的结核病影像学诊断相关文献进行总结,为结核病早期精准诊断提供依据。
由结核分枝杆菌(Mcobacterium tuberculosis,MTB)引起的结核病仍然是一个重大的全球健康威胁[1, 2, 3]。目前,它仍是全球单一传染性病原体导致死亡的主要原因[1, 2, 3]。根据世界卫生组织(World Health Organization,WHO)发布的《2024年全球结核病报告》,2023年MTB在全球范围内造成了1 080万新发结核病病例,并导致了125万结核病相关死亡[4, 5]。在这场危机中,耐药结核病(drug-resistant tuberculosis,DR-TB)病例的增加,特别是利福平耐药和耐多药菌株的增多,对全球有效的结核病控制构成了严重的公共威胁[6, 7]。为了实现2030年将结核病发病率减少80%、死亡人数减少90%的阶段性目标,结核病早期精准诊断至关重要[4, 5, 6, 7]。近年来,随着影像学诊断技术的飞速发展及影像设备的不断更新,以数字化X射线摄影(digital radiography,DR)、CT、MRI、18氟-脱氧葡萄糖的正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(18fluorine-fluorinedeoxyglucosepositron positron emission tomography/computed tomography,18F-FDG PET/CT)、人工智能(artificial intelligence,AI)为代表的多项影像学检查技术已成功应用于结核病的早期诊断。本文对2024年10月至2025年9月国内外发表的结核病影像学诊断相关文献进行总结,综述如下。
一、DR
DR是发现活动性肺结核较为常用的检测方法之一,其凭借成本经济低廉、操作便捷、成像速度较快、普及广泛、辐射剂量较低等多重优势,在全球范围内特别是在HIV流行区和既往结核病病史较高的地区普及较为广泛,已成为全球资源匮乏地区及基层医疗机构肺结核筛查的首选方法[8, 9, 10]。随着医学影像技术的不断进步,DR的图像后处理功能也在不断发展,大大提高了对肺内微小病灶的显示能力。肺结核相关并发症(如胸腔积液、肺不张等)的检出率也随之不断提高,这为计算机辅助诊断(computer-aided diagnosis,CAD)的精准分析提供了更优质的图像基础[8, 9, 10]。大大提高了CAD辅助诊断技术的筛查效率和可及性。自2021年WHO批准使用X线胸片和CAD进行肺结核筛查以来,“DR+CAD”的组合已成为全球结核病主动发现和早期诊断的重要发展方向[8, 9, 10]。
虽然DR技术在结核病诊断方面取得了一些进展,但其仍然存在一定的局限性,DR胸片呈现出的影像为二维重叠影像,心脏后方、肋膈角及肺尖等隐匿部位病灶显示欠佳[8, 9, 10]。部分病灶存在定性困难的问题,易出现漏诊、误诊等情况。而CAD作为辅助工具,其高度依赖于DR图像质量,无法克服上述固有的影像学短板[8, 9, 10]。
二、CT
(一)CT诊断结核病的优势
CT诊断结核病的优势主要有:(1)相对较低的成本、增强扫描区分组织类型的能力、快速的图像获取和更广泛的可及性[11, 12]。(2)与X线胸片相比,CT扫描提供更清晰的肺部断层图像,避免图像重叠,并显示肺组织的细微结构和病变特点[11, 12]。(3)可以清晰地显示结核的各种病理变化,如渗出、增殖、干酪、纤维化和钙化[13, 14, 15]。(4)可发现早期微小病变、支气管播散灶和纵隔淋巴结肿大,有助于明确诊断[13, 14, 15]。(5)在辅助液体抽吸、经皮肺穿刺活检和指导治疗介入程序(如液体引流)等方面发挥了重要作用[11, 12]。
(二)肺结核CT诊断
肺结核的CT影像学表现可以提示 结核病的活动性和类型,活动性肺结核的常见 CT 表现有结节、实变、空洞形成及树芽征等,而非活动性肺结核的常见CT表现是肉芽肿、钙化及纤维索条影[13, 14]。武卓然等[13]研究发现,MTB阴性患者在肺部CT 显示结节、实变、空洞及淋巴结肿大的比例更低,气道受累更少。既往研究表明,耐多药肺结核(multidrug-resistant pulmonary tuberculosis,MDR-PTB)患者与非MDR-PTB 患者的 CT 征象也存在显著差异 [15]。与非 MDR-PTB 患者相比,MDR-PTB 患者肺实变、索条影、钙化影、肺内播散、胸膜增厚、厚壁空洞、多发空洞及肺损毁的发生率均较高,肺叶受累也更广泛[14]。提示 MDR-PTB 患者的 CT 征象具有形态多样性、病灶分布广等特点。因此,CT征象在诊断MDR-PTB时可为临床诊断提供参考[15]。CT是诊断结核性胸膜炎的最佳影像学检查技术,影像表现可为胸膜局限性、规则性、非环形增厚,治疗后可出现胸膜增厚伴钙化的CT表现[16, 17]。
(三)肺外结核CT诊断
CT通常用于进一步评估胸部、骨骼肌肉系统、腹部及泌尿生殖系统等部位结核,能够提供关键的解剖细节以协助诊断、指导治疗和评估并发症。
1.胸部肺外结核:(1)结核性心包炎:Alotaibi 等[18]报道了1例合并免疫功能低下的结核性心包炎患者,患者CT上可呈现为心包积液、心包增厚、心包钙化等影像学征象。(2)食管结核:Huang等[19]阐述了原发性食管结核的CT表现,并描述了食管结核CT影像特征、强化方式、毗邻关系及细微结构,Huang Z等认为CT可以为原发性食管结核准确诊断提供可靠依据。
2.骨骼肌肉系统结核:(1)脊柱结核:Abid等[20]及Subramanian等[21]认为CT有助于评估早期松质骨破坏、皮质吸收和晚期脊柱畸形,可用于引导经皮活检或脊柱结核继发椎间盘内或椎旁脓肿的引流,也用于判断脊柱不稳或术前评估继发性脊柱畸形。(2)脊柱外骨关节结核:Zhou等[22]系统性综述了多发性骨关节结核骨关节受累的部分特征。其中结核性关节炎常累及大关节,如髋关节和膝盖[20, 21]。肘关节、腕关节、骶骨关节、肩关节、手足关节和胸锁关节也可能受到累及,CT对骨质破坏和关节周围软组织感染的评估较为敏感[20, 21, 22]。(3)结核性骨髓炎:在Abid等[20]及Subramanian等[21]的描述中,结核病骨髓炎的感染始于干骺端的髓质,随着病灶进展可呈现出骨小梁破坏、骨质软化、干酪样坏死和脓肿形成等表现,CT有助于评估骨质破坏及死骨形成。(4)结核性肌炎及结核性脓肿:肌肉或深筋膜结核感染较为罕见[20]。CT扫描可精准定位结核性肌炎相关的骨骼受累。结核性脓肿的典型CT表现为边缘强化的坏死性低密度病灶[20]。
3.腹部结核:(1)结核性腹膜炎:Hu 等[23]描述了结核性腹膜炎的诊断思路,其常见CT表现包括腹膜增厚、结节、坏死、淋巴结肿大及渗出性腹水等。(2)胃肠结核:Pratapo Mouli等[24]及Sampath 等[25]描述了肠结核及腹腔结核的诊断思路,其中肠结核CT扫描通常表现为肠壁增厚、周围脂肪密度增高及淋巴结肿大等。而胃结核在胃部疾病中相对少见。CT表现为管壁不规则增厚、溃疡、瘘管和幽门狭窄,且无特异性。(3)肝脾结核:Zhang 等[26]系统性描述了肝脏结核及肝周结核的CT影像学特征,肝脏结核约占腹部结核的1%,CT扫描可显示肝脏肿大、低密度脓肿和胆管扩张,脾结核在免疫功能低下的患者中更为常见。CT扫描增强扫描可见中心强化的多发性低密度灶。进展期或慢性期可见多发脾钙化[26, 27]。(4)胰腺结核:Meena等[28]报道了1例酷似胰腺肿瘤的胰腺结核,胰腺结核CT表现为软组织肿块,伴有胰腺周围淋巴病变,影像学表现类似于胰腺癌[29]。
4.泌尿生殖系统结核:(1)泌尿系统结核:Tian 等[30]系统性描述了CT在肾结核诊断中的应用价值,CT能准确显示肾脏形态改变、肾实质低密度灶、钙化、肾积水、膀胱挛缩症、肾功能障碍和损害,可以敏感地发现脓肿和输尿管狭窄,还可以评估膀胱壁的厚度及容积变化[31]。多层探测器CT(multi-detector computed tomography,MDCT)及CT尿路造影(CT urography,CTU)可以协助评估尿路系统梗阻和相关并发症的程度[30, 31]。(2)生殖系统结核:Fu 等[32]描述了血型播散性肺结核合并前列腺结核的CT影像表现,前列腺结核的CT影像特征主要表现为周围存在环性强化或有前列腺充血征象的多发性低密度区。子宫内膜结核在CT上常表现为粘连、腹水及肿块样病变,鉴别诊断较为困难[33]。
总之,CT具有空间分辨率高、无重叠解剖结构等优点,与DR相比具有较高的准确性、精密度和敏感性,在肺结核及肺外结核的早期诊断方面具有突出优势。
三、MRI
(一)MRI诊断结核病的优势
MRI具有较好的软组织对比度,能清晰地区分结核性肉芽肿、水肿、坏死及正常组织,其通过T1WI、T2WI、DWI、PWI、SWI及对比增强扫描实现多序列、多参数成像,能够深入揭示结核病的病理本质(干酪样坏死、肉芽肿、水肿),在中枢神经系统结核及骨关节结核的诊断中具有决定性优势[34, 35, 36, 37, 38, 39]。为结核病的早期诊断、活动性判断、治疗疗效监测及鉴别诊断提供了重要的影像学依据[34, 35, 36, 37, 38, 39]。
(二)中枢神经系统结核MRI诊断
Pai等[35]系统性描述了中枢神经系统结核的影像学特征,中枢神经系统结核的颅内表现形式主要为脑膜结核及脑实质结核。脑膜结核包括结核性软脑膜炎(蛛网膜和软脑膜)和结核性硬脑膜炎(硬脑膜炎症),脑实质结核包括实质性结核瘤、结核性脑炎及结核性脓肿等[34, 35, 36, 37, 38, 39]。
1.脑膜结核:(1)结核性软脑膜炎:结核性软脑膜炎是脑膜结核最常见的表现形式,MRI表现为基底池内渗出物的弥漫性强化。在受累区域,增强后T1WI图像上可见弥漫性软脑膜强化[34, 35, 36, 37]。(2)结核性硬脑膜炎:与结核性软脑膜炎相比,结核性硬脑膜炎相对罕见。MRI增强扫描表现为硬脑膜强化和局限性或广泛性硬脑膜增厚,FLAIR序列对于显示增厚的硬脑膜具有特异性[34, 35, 36, 37]。
2.脑实质结核:(1)结核瘤:Patel 等[34]描述了脑实质结核的MRI影像学表现,其中实质性结核瘤是最常见的颅内实质结核,多位于灰白质交界处[38]。在干酪化阶段,T2加权序列由于纤维化、胶质增生和巨噬细胞产生的自由基而显示低信号。周围水肿在T2加权像和FLAIR像上表现为高信号[34, 35,38]。(2)结核性脑炎:可合并或不合并脑膜炎,累及局限性脑实质感染,在MRI上T1表现为低信号,T2表现为高信号,增强扫描可见斑片状对比增强[34, 35]。(3)结核性脓肿:在MRI上表现为类似于结核球的环形强化病变,病灶边缘T2可表现为低信号,脓液T2/FLAIR表现为高信号并伴有DWI序列弥散受限[34, 35, 36,39]。(4)结核性菱形脑炎:累及小脑和脑干,常表现为结核球或软脑膜炎,或伴有T2WI/FLAIR高信号的水肿[34]。(5)结核性脑病:常见于幼儿,MRI显示广泛的T2W/FLAIR高信号脑水肿和脑白质损害,常预后不良[34]。
(三)骨关节结核MRI诊断
蛛网膜炎、髓外硬膜下结核球、髓内结核球、脊柱结核脓肿、急性脊髓炎、横贯性脊髓炎等为脊柱结核的多种表现形式[36,40]。在结核性蛛网膜炎急性期,MRI增强扫描可显示线状和结节状强化,慢性期可无强化或由于病变物质充满蛛网膜下腔而显著强化[33]。脊柱实质内的结核球和结核脓肿主要发生在免疫功能低下的个体中,典型的影像表现为肉芽肿伴中央干酪样坏死,周围伴有脊髓水肿和胶质细胞增生症[36,40]。非干酪性结核肉芽肿的影像表现可显示显著强化,而有干酪性坏死或结核脓肿的则倾向于环状强化[36,40]。Shan等[36]认为MRI在区分实质型和脑膜型脊柱结核方面起着关键作用,可为不同类型脊柱结核提供诊断思路[40]。
MRI可以识别骨关节结核的早期征象,如关节软骨缺陷、软骨下骨侵蚀和骨髓水肿等[20, 21]。MRI有助于评估周围肌肉和皮下组织的炎症或窦道的形成[20, 21]。干酪样坏死的纤维化、巨噬细胞浸润和自由基在T2加权像上呈低信号;出血引起的内部碎片、间隔、疏松小体、钙化和含铁血黄素沉积MRI呈现为T2低信号[20, 21]。关节积液通常信号欠均匀,T2高信号区是由于存在坏死性滑膜碎片、纤维蛋白组织或米粒体;米粒体由纤维蛋白、胶原和单核细胞组成,可能存在于关节、法氏囊或腱鞘中,不仅见于结核性关节炎,还见于各种风湿性疾病的慢性滑膜炎[20, 21]。由于结核性关节炎的MRI表现不具特异性,最终诊断通常需要抽吸或滑膜活检[17]。MRI还可以看到非特异性骨髓水肿、小梁吸收、骨内脓肿及骨皮质破坏。脓肿形成时病变T2为高信号、T1为低信号,脓肿壁呈不规则强化,且存在扩散限制[20, 21]。
总之,MRI具有良好的软组织分辨率,定位准确,可以多平面、多参数成像,在中枢神经系统结核及骨关节结核的早期诊断中具有突出优势。
四、18氟-脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描/计算机断层
(一)PET/CT诊断结核病的优势
18F-FDG PET/CT是诊断结核病的有效工具,PET提供的功能性影像与CT捕捉的解剖形态细节相融合,使临床医生能够更深入地理解结核分枝杆菌感染的病理生理动态及自然病程。可用于评估肺外病变范围、评价治疗反应以及识别疾病复发风险较高的患者,目前已有多篇文献报道其在结核病诊疗方面的临床应用[41, 42, 43]。
(二)临床应用及进展
Santos等[41]总结了18F-FDG PET/CT对胸部结核诊断的临床实践要点。Santos等[41]认为PET/CT有助于结核病的诊断和随访,并识别存在高复发风险的患者。它可以帮助诊断伴发肺结核病变的肺外疾病,比CT更早地发现代谢性肺活动,他们认为在结核病治疗结束时,PET/CT扫描上没有残留代谢活动可能是结核病治愈的高度特异标志。然而,其在结核病中的应用仍然非常有限,主要是由于可获得性、成本和生物安全问题,这些问题限制了这种检查方法的广泛使用,目前WHO或其他科学学会/组织仍未正式建议在常规条件下使用PET/CT进行结核病管理[41]。
Du 等[42]探讨了18F-FDG PET/CT在结核性心包炎中的临床应用价值及影像特点,该团队回顾性分析了11例结核性心包炎患者的临床资料并对扫描范围内的所有淋巴结和其他器官的结核病变进行了系统的评估,认为18F-FDG PET/CT对诊断结核性心包炎具有较高的敏感性,其最常见特征是弥漫性心包18F-FDG摄取。作者认为,18F-FDG PET/CT作为一种全身检查,可以发现其他部位的结核,为结核性心包炎的诊断提供补充信息。
Pinar Deniz等[43]探讨了PET/CT在鉴别结节病和肺结核病变中的价值,研究评估并分析了肺结核和结节病患者的人口学数据、PET/CT表现、受累部位和最大标准摄取值,研究结果显示结节病患者颈、腹、胰腺后、腹股沟和胸外区的淋巴转移发生率显著高于结核患者,在纵隔淋巴结、胸外淋巴结、肺和骨的受累方面,两组患者差异无统计学意义。作者认为18F-FDG PET/CT通过最大标准摄取值来区分结节病和结核病缺乏有效证据,与结核病相比,结节病胸外淋巴结受累的概率较高,这可能为二者的鉴别诊断提供诊断思路。
总之,PET/CT具有全身、代谢与结构融合成像的独特优势,能够精准性捕捉隐匿性病灶及肺外结核,也可以通过评估病灶的代谢性区分活动性与陈旧性结核,从而为疑难病例提供关键诊断线索以及早期评估治疗效果。
五、人工智能
(一)AI诊断结核病的优势
AI诊断结核病的核心优势在于其能够通过深度学习算法,快速、精准地分析海量医学影像及临床数据,从而实现对结核病的早期筛查、精准检出和鉴别诊断[44, 45, 46, 47]。它不仅能大幅提升诊断效率,缓解医疗资源压力,还能降低人工判读的主观差异与漏诊率,能为医生提供高效可靠的辅助决策支持[44, 45, 46, 47]。
(二)AI在结核病影像诊断中的应用
1.计算机辅助诊断系统:自2021年WHO正式批准CAD软件的应用以来,CAD被视为结核病防控中辅助诊断的关键手段[8,10,44]。2025年,《中国防痨杂志》发布了专家共识,该共识详细阐述了CAD的工作原理,并介绍了国内外15款基于X线胸片的肺结核CAD软件性能,为国内应用提供了标准化指导。目前,CAD软件已广泛应用于结核病的诊疗当中[44]。
Qin 等[45]进行了一项CAD软件与多国放射科医师在胸部X线片中检出结核的准确性比较的研究,将12个CAD软件与来自尼日利亚、印度、英国和美国的11位放射科医生进行了比较。研究结果显示,在限制性阅读中,英国放射科医生的敏感度最高(78.7%),印度放射科医生最低(67.1%)。放射科医生的表现受到HIV、既往结核病和年龄的显著影响。英国放射科医生的敏感性最接近顶级CAD,而美国放射科医生在特异性和总体上最接近。此项研究显示CAD在全球范围内与放射科医生相比表现良好,可大幅度提升结核的筛查效率和可及性,并在一定程度上缓解医疗资源压力,提高诊断效率。
Scott等[8]为评估CAD诊断的准确性和临床应用价值进行了一项病例对照研究,该研究对照微生物学参考标准对CAD解释的胸部摄影进行了评估。此项研究结果显示,在HIV流行环境下社区筛查或活动性病例发现过程中(active case-finding,ACF)的结核病治疗期间,CAD暂未达到WHO的标准,在一些亚组中表现欠佳。然而,CAD仍然是一种有用的筛查工具,不仅可以检测经过微生物证实的结核病患者,还可以检测可能具有传染性的患者。此外,Scott AJ等的研究结果显示CAD具有较高的特异性和假阳性率,但在大规模筛查期间,CAD指导策略仍然可以节省成本。Scott等[8]认为CAD为以社区为基础的ACF战略、国家结核病规划和从事结核病护理和预防的全球卫生机构提供了信息,为减少结核病传播发挥了积极影响[8]。
Macpherson等[10]对南非耐利福平结核病的家庭接触者进行了一项前瞻性队列研究,比较了三种CAD软件产品并评估了它们在检测常规结核病方面的表现,并与一个亚组中的血液测试进行了比较,研究结果显示,CAD对结核病流行的诊断性能优于血液检测。他们认为尽管CAD软件的诊断准确率较高,但其效用并未得到最大限度的发挥,因为仍存在大约30%的CAD评分高于阈值且实验室检查为痰阴性的结核病患者,这些患者要需要进一步随访及观察。
2. 机器学习及放射组学:机器学习与放射组学在结核病中的应用,旨在通过算法从胸部CT或X线影像中自动提取并分析人眼难以识别的定量特征,从而构建辅助诊断模型,用于精准区分结核病灶与其他肺部疾病、预测结核耐药性以及客观评估治疗反应,最终为实现结核病的早期、精准和无创诊断与管理提供强有力的技术支撑[46, 47, 48]。
Lv 等[46]回顾收集了350名耐多药结核病患者的数据,根据治疗前6个月内至少连续两次的痰培养结果,患者被分为高风险组和低风险组,分别建立了2、4、6、8、10 mm的空洞和周边放射组学模型,并评估了这些模型的性能。研究结果显示空洞与空洞周边相结合的CT放射组学分析对识别治疗失败风险较高的耐多药肺结核患者具有重要价值,最佳外周范围为4 mm。Lv 等[46]认为空洞外围还包含与治疗相关的信息,基于空洞和4 mm周长的放射组学模型是监测耐多药肺结核患者早期治疗效果的有效辅助手段,可指导临床决策。
Lv 等[47]建立了一种基于生境放射组学的变压器融合模型,用于评估耐多药结核病的治疗效果。这一研究纳入了来自两家医院的独立患者队列,从空洞的周边区域提取放射组学特征,以构建预测模型。随后建立了融合各区域特征的融合模型。研究结合了两个子区和外围区域的融合模型并取得了显著效果,在训练、验证和测试队列中的AUC值分别为1.000、0.959和0.879。Lv 等[47]认为这种融合模型在预测耐多药结核病患者治疗效果方面具有有效性,具有指导个体化治疗的潜力。
Shi 等[48]开发和验证了一种非侵入性的联合模型,将放射组学特征与临床放射学特征相结合,利用CT成像来区分肺结核合并肺癌和孤立性肺癌。这项研究结果显示,将放射组学特征与临床放射学特征相结合的方式增强了放射组学模型在肺结核合并肺癌临床预测中的实用性。Shi 等[48]认为基于CT的肺结核合并肺癌联合模型能有效地预测肺结核合并肺癌,并与孤立性肺癌相区别,为临床诊断提供了一种无创、有效的辅助工具。
目前深度学习模型的可解释性正通过热图和算法去偏逐步提升,临床部署难点主要集中在设备兼容性、阈值动态校准和患者治疗衔接等方面,其泛化能力则受制于人群异质性、硬件差异和疾病谱变化,构建多变量预测模型是克服上述瓶颈提高结核病诊断效率的方向之一[44, 45, 46, 47]。总之,AI辅助诊断结核病的相关报道较多,其通过深度学习算法对胸部影像进行定量化与模式识别分析,能够以极高的敏感度检测出微小结节、早期浸润乃至不典型病灶,显著降低漏诊率。同时,有助于实现对活动性结核的精准筛查与鉴别诊断,为优化个体化治疗方案提供关键决策支持。
六、总结与展望
2025年国内外学者在结核病影像学诊断方面进行了一系列应用研究和探索,在DR、CT、MRI、18F-FDG PET/CT及AI辅助诊断结核病方面均取得了显著进展。DR具备经济低廉、操作便捷、普及广泛等优势;CT具有空间分辨率高、无重叠解剖结构等优点;MRI具有良好的软组织分辨率,可以多平面、多参数成像;PET/CT具有全身、代谢与结构融合成像的独特优势;AI则具备快速、精准分析海量医学影像及临床数据的能力。上述影像学检查技术相辅相成,在结核病的早期发现、精准诊断和全程管理中发挥了重要作用。随着医学影像技术的飞速发展,结核病的诊断将朝着精准化、智能化与融合化的方向深刻变革。在技术层面,影像学将为结核病的早期干预、个体化治疗以及终结结核病流行的全球目标提供更强有力的核心驱动力。
参考文献(略)
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