肺气肿是指肺终末细支气管远端气腔的异常永久性扩张,伴随着气道壁破坏,没有明显的纤维化。若肺气肿患者具有气流阻塞时,则存在慢性阻塞性肺病( chronic obstructivepulmonary disease, COPD) 。没有气流阻塞的肺气肿不属于COPD。目前诊断COPD的金标准是肺功能检查。影像学检查可以早期发现肺气肿,并提示COPD。
肺气肿的胸部X线检查
肺气肿的胸部X线检查表现为肋间隙增宽、肋骨走行变平,膈肌降低变平、活动减弱,肺野透亮度增加,肺野周边区肺纹理稀少;侧位片可见胸骨后透亮区增宽。目前COPD患者行胸部X线检查的目的一是发现明显的肺气肿、支气管扩张、支气管壁增厚,了解病情的严重程度;二是除外其他肺部疾病如肺结核等。
虽然胸部X线检查是最常用,甚至是首选的影像学检查,但其对早期及轻中度肺气肿的诊断,且对严重度分级都不够敏感。Maki等对肺减容术病人术前胸片的回顾性研究显示常规胸片对肺气肿的评估存在很多缺点,如对肺膨胀过度缺乏特异性,具有很大主观性,无法准确有效的定量评估肺气肿的不均匀分布等。
肺气肿的CT检查及监测
CT的出现完全改变了影像学检查的局限性和诸多弊端。密度分辨率超过传统X线胸片的30倍。肺部形态学的改变要早于临床症状及肺功能( PFT)指标的异常,因为肺组织具有强大的代偿作用,肺组织破坏达30%以上时,才会在临床表现和PFT有所反应。并且肺上野的破坏对PFT的影响小,就是说如果病变在肺上野, PFT可能正常,但CT完全可以检出这些区域的肺气肿改变。
在CT出现之前肺气肿的评估需要肺组织的病理。而CT检查接近大体病理,在形态学显示上很有优势,能定位破坏区的肺组织,还能作出肺气肿的病理分型,并根据病变范围作出肺气肿的CT定量诊断。
胸部高分辨CT (HRCT)运用薄层扫描,扫描时间短,减少了伪影,减少了容积效应,空间分辨率更高,能够很好地显示肺微细结构,甚至肺200～300μm的解剖结构,如肺小叶间隔、小叶中央动脉,使肺气肿病灶边缘显示更清晰、更易于辨认,故对肺气肿的诊断更为敏感,与病理的相关性优于常规CT,被认为是无创性诊断肺气肿的金标准; HRCT还能够在肺小叶水平上对肺气肿进行诊断和病理解剖分型,能够检测出常规CT不易识别的小叶中央型肺气肿,具有肺气肿分级的高敏感性及特异性。
此外,高分辨率CT由计算机辅助的方法能测量肺实质中肺泡壁间的距离,还能自动估算支气管内径,壁厚及气管支气管树的支气管动脉直径比,从而检测和量化气道狭窄、支气管扩张、支气管壁增厚及支气管扩张等。
对于肺气肿的吸气相及呼气相的高分辨率CT研究颇有争议:吸气相HRCT能够反映肺部的形态学改变,而呼气相能反映出空气潴留征这一重要征象。呼气相HRCT能够发现吸气相上细微和难以确定的病变,作为评价阻塞性肺疾患的辅助手段,诊断空气潴留类疾病。我国徐茂盛等的研究发现呼气相HRCT的定量指标VD (双肺吸呼气相密度差值) 、空气潴留评分值与肺功能试验的指标(包括FEV1 /FVC、FEV1实/预、MMEF、RV /TLC等)显著相关,因此可以通过定量测定来评价患者肺功能状况。
肺气肿在CT扫描上是肺内衰减的低密度区。所谓定量CT即为测定肺组织的低CT值区,就是通过肺能够吸收X线,且直接与肺组织的密度相关联,从而可以进行肺气肿的定量诊断及活体肺组织形态学的评估,具有更好的准确性、客观性及可重复性。此外,通过吸气末和呼气末2个时相的定量CT还能鉴别诊断肺气肿和慢性支气管炎。
最早出现的CT定量方法为视觉分析法,是一种主观的评估方法。有根据病变的严重度分级,共4级。0级无肺气肿; 1级为直径小于5mm的低密度区,有或无肺纹理减少; 2级为直径小于和大于5 mm的低密度区共存,常有肺纹理减少; 3级为弥漫性较大范围的低密度区,伴有肺纹理减少或扭曲。也有根据病变累及范围分级,也分四级。1级:病变累及的肺野< 25%; 2 级: 累及25 % ～50%; 3 级: 累及50% ～75%; 4级累及75% ～100%。还有一种方法,为综和前2种方法,将两肺各扫描层面的病变严重度和累及范围分数相乘并相加后,再除以扫描层次,即得到肺气肿的CT评分。0分无肺气肿, 011～8分:轻度肺气肿, 811～16分:中度肺气肿,1611～24分:重度肺气肿。视觉评分法的缺点是受主观影响大,重复性差,对病变的评估仅限于扫描的层数。许多研究的结果显示其与肺通气功能的相关性较差。
随着计算机图像处理技术的完善,出现了利用肺密度评估软件来对肺气肿进行定量分析。定量CT结合计算机图像后处理技术以CT图像为基础,进一步实现了形态与功能的定性定量的客观评估,并能够完成肺功能无法进行的单肺评估和局部肺区评估。定量CT肺密度测定还可增加早期小气道病变的检出率,增加评估的客观性。
多排螺旋CT(MDCT)的出现很大程度减少了胸部CT检查时的屏气时间(小于10 s) ,能在1次屏气中完成扫描,包括肺功能重度降低者,从而最大限度的降低了呼吸对数据测定的影响。而且利用一次扫描的数据可以进行任意方式的图像重组,这样减少了患者的受辐射剂量,并极大程度的方便了呼吸困难的患者。而MDCT应用Pulmo肺定量软件能自动将图像中肺组织与其它组织区别开来,进行定量分析。与以往的软件及手工评估方法相比,极大提高了运算的速度及准确性。
张国桢等在探索多层螺旋CT对肺气肿患者肺功能评价的可行性时发现,MDCT肺定量指标中,以呼气相- 910HU的像素指数( Piex/ in2910 ) 与FEV1%的相关性最佳( r = -01905, P < 0101) 。
其中,最小密度投影技术(minimum intensity p rojection,MiniM IP)的运用可以改善轻微肺气肿的评估。MiniM IP是一种重组技术软件,它能辨别出最低衰减区的肺区域,并能抑制正常肺结构区及肺血管。Shiro Satoh等比较了STS2Mini2M IP ( sliding thin slab, minimum intensity p rojection )与薄层CT扫描技术在检测及评估肺气肿方面的优势,发现由STS2Mini2M IP检测出的肺内低衰减区显著高于由薄层CT检测出的。在轻微肺气肿的检测中STS2MiniM IP也有优势。并且STS2MiniM IP检测出的肺内低衰减区比值与肺功能结果( FEV1 /FVC、DLco /VA)有更强的回归相关性。
COPD患者的分型对发病机理的理解及治疗效果的评价是重要的。CT是评估肺结构的重要研究工具,能够准确发现肺气肿损害部位及分布情况,计量肺气肿的范围和严重程度;比传统的肺功能更敏感;螺旋CT可行呼吸双相扫描,结合三维重建技术,可测量肺容积相应指标,并可进行单侧或局部肺容积测定,普通肺功能无法做到;MSCT的应用,全肺扫描仅10 s左右,大多数患者均能顺利完成扫描,减少了运动伪影的产生。而采用容积扫描方式能使原始数据更为精确,并能以任意层厚和重建方式进行图像重建。高质量扫描图像的获得,提高了定量数据的准确性。目前其应用到临床主要是评估肺气肿的自然病程、肺减容手术的术前定位、术前评估病变的严重程度及肺功能、预测手术效果等。
但是,仍然需要注意CT的局限性。如定量CT检测的低密度区并非特异性由肺气肿引起:支气管本身病变如慢性支气管炎、毛细支气管炎、哮喘等引起的气道阻塞或原发性气道异常引起的血管反射性收缩均可引起肺密度下降;此外还有费用,患者的放射暴露及CT扫描参数的标准化及质量控制等问题。
肺气肿的MRI成像技术
关于MR I作为测量肺容积手段的文献报道并不是很多。最近几年MR I已经成为一种新的测量肺通气的功能成像方式。X. Josette Chen等利用3He弥散的MR I技术检测鼠肺的肺气肿,结果提示超极化的3He的表观扩散系数(ADC)的测量可能是发现早期肺气肿的极有价值的工具。Sean B.Fain等的研究也显示ADC值与诊断肺气肿的肺功能测试,特别是DLCO显著相关。
超极化的3He2MR I弥散显示出3He的表现弥散系数高度限制于正常肺,在严重肺气肿中不被限制。限制弥散的特性提供了肺结构的信息; Jason C. Woods等的研究结果发现限制的3He弥散比形态测定分析能更清晰的区别正常肺组织和肺气肿组织。3HeMR I将成为评估通气分布的一个有希望的新型诊断工具,也可能对选择肺减容术的切除部位有用。
Ley, Sebastian等的研究发现3He2MR I与HRCT的相关性好, 并在肺过度充气, 大小气道疾病的检测中优于HRCT。3He2MR I成像的优点是:成像清晰,安全,可重复性,技术上可行。但是它也有限制,局限于应用3He,需要极化,需要把MR系统调到气体的共振频率。
此外,还有一种氧增强的MR成像技术,但是关于它的临床经验较少。它比超极化3He2MR I成像产生更多的固有噪音,这个问题可以通过信号平均来解决。它的主要优势是成本低,有现成的可利用性,也无需MR系统的重调,成像在常规氢质子频率完成。
展 望
为了提高COPD早期诊断率,对咳、痰、喘并有COPD高危因素接触的患者,如长期吸烟、反复发生呼吸道感染、大气污染和过敏因素,以及老年人进行定期胸部CT随访,辅助诊断及评估COPD病情,以便早期发现早期治疗。对于一些病情较重的病人,可能无法耐受肺功能检查, CT检查的优势是屏气时间短、方便、快捷,可辅助肺功能对肺气肿的严重程度进行分期分级。但是目前胸部CT还远远没有普及,将CT作为帮助诊断和评估肺气肿尚处于初始阶段,尚无统一的诊断标准。所以建立一个客观、统一、敏感、快捷的CT诊断标准是很有必要的! |
