呼吸系统疾病
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第二章 呼吸系统疾病常用检查

第一节 胸部影像学检查

胸部影像学(chest imaging)检查是把X射线检查、B型超声诊断、数字照像、电子计算机 X射线断层成像、磁共振成像等影像学检查手段应用于胸部疾病诊断和治疗的实践,是医学影像学的一个重要部分,已成为某些呼吸道疾病诊断的“金标准”。

一、胸部透视与X线检查

(一)胸部透视

胸部透视是将患者置于X线管与荧光屏之间的直接检查,对肺部、胸膜、纵隔及心脏进行全面动态的直接观察,可有助于病灶的初步筛查。但其存在影像不够清晰、微细变化显示较差、细小病灶容易遗漏、显示影像是暂时的、不能留下固定的记录供会诊或比较、患者接受的X线照射损害大等缺点,临床应用越来越少,目前国内大多只用于简单查体。

(二)胸部X线摄影

X线透过人体被检查部位并在胶片上感光形成的影像叫X线摄影,包括胸部X线平片、体层摄影和造影,是医学影像学检查的重要组成部分,能显示人体内部的细微结构,用于诊断疾病,并可记录、保存,便于会诊、复查与对比。
高千伏X线摄影延长了X线机的寿命,同时降低了患者与工作人员的辐射剂量。高千伏X线胸部正位片使肋骨、胸大肌、乳房阴影变淡,增加肺野可见范围,增强了肺内病变的清晰度。其摄影主要方法有:①气管、支气管冠状位和矢状位,可显示气管和主支气管的形态;②支气管肺门区后倾斜位体层摄影,显示叶支气管和段支气管形态。可观察气管管腔内局限性病变的形态、管腔的狭窄变形程度和异常软组织影,临床上主要用于气管、支气管、肺门部支气管及肺纹理的显影。

(三)数字化X线摄影

数字化X线摄影分为计算机X线摄影(computed radiography,CR)与数字X线摄影(digital radiography,DR)。CR是将X线摄影的信息记录在特定的影像版上,采用专用的扫描系统用激光扫描提取信息并输入计算机进行处理而形成的图像。CR具有影像处理功能和密度分辨率高的特点,肺野内的血管、支气管、纵隔内结构及横膈周围的隐蔽区均可清晰显示,多用于急诊、监护患者的床旁摄影。DR的空间分辨率和密度分辨率均较CR高,成像大大优于传统的X线胶片。

(四)正常胸廓X线影像 1.正常的胸廓X线影像

是胸腔内、外各种组织、器官包括胸壁软组织、骨骼、心肺大血管、胸膜、膈肌等相互重叠的综合投影,见图2-1-1和图2-1-2。
图2-1-1 胸部正位X片

2.肺野和肺纹理

肺的解剖结构在X线上表现为肺野、肺门及肺纹理。肺野是肺在胸片上所显示的透明区域,为便于标明病变位置,通常将一侧肺野纵行分为三等份,称为内、中、外带,又分别在第2、4肋骨前端下缘划一水平线,将其分为上、中、下三野(图2-1-3)。胸部X线片上的肺门阴影主要由肺动脉、伴行支气管以及肺静脉阴影构成,肺纹理为自肺门向肺野呈放射状分布的树枝状影(图2-1-4),由肺动脉、肺静脉、支气管形成。观察肺纹理应注意其多少、粗细、分布及有无扭曲、变形和移位等。
图2-1-2 胸部侧位X片
图2-1-3 肺野分区
(右示内、中、外带,左示上、中、下野)
图2-1-4 肺纹理示意图
掌握正常胸片表现是发现病变的基础,胸片正位和侧位片结合是定位诊断的必备条件,对胸部病变基本形态的正确认识是定性诊断的必需条件。

(五)胸部X线影像分析

疾病有各自的影像特点,同种疾病的不同时期可表现不同的影像学特征,有关呼吸系统疾病的X线影像特点如下。

1.肺野透明度增大

肺野透明度增大指在正常的影像条件下,X线上表现为单侧或双侧透明度增大(图2-1-5),其基础病理是肺泡过度充气和肺血流量减少,具体病理改变及影像学改变详见表2-1-1。
表2-1-1 肺野透明度增大的疾病与X线变化

2.肺叶、段影像改变

肺不张、肺实变可引起肺叶、段的影像改变,其病理改变及影像学特点详见表2-1-2。
表2-1-2 肺叶、段影像学改变与病理改变
续表
图2-1-5 慢性支气管炎
(肺透明度增高,肺纹理增多、增粗、呈网状)
图2-1-6 左侧肺不张
图2-1-7 右上叶肺不张
图2-1-8 大叶性肺炎(肺实变影)

3.结节状影像

结节多指直径3cm以下的类圆形阴影,对于此类或更小的阴影,X线平片可显示病灶的大致形态、密度、周边情况(表2-1-3),如需更清晰的影像则需借助胸部CT的帮助。
表2-1-3 结节状影像学改变与病理改变
图2-1-9 急性粟粒性肺结核图

4.肿块影像

肿块指直径在3cm以上,为圆形或类圆形以及分叶状实质性肿块影,可单发或多发(图2-1-10)。肿块的形态、边缘、密度、数目,与肺门及胸膜的关系,以及有无空洞或钙化,对确定肿块的性质非常重要,详见表2-1-4。
表2-1-4 常见肿块影像学改变
图2-1-10 肺肿块正(A)、侧位胸片(B)(左侧肺门区肿块)

5.空洞与空腔影像

空洞为肺内病变组织发生坏死、液化,坏死组织经引流支气管排出,继而空气进入形成的异常含气的影像。空洞壁可由坏死组织、肉芽组织、纤维组织、肿瘤组织以及洞壁周围的薄层肺不张所形成,病变区的缺血、感染、坏死、周围肺组织的弹性回缩及引流支气管的畅通是空洞形成的因素。常见于肺结核、肺脓肿、支气管肺癌、真菌性肺病等疾病。空洞在X线上表现为大小、形态不同,有完整洞壁的透明区。洞壁的形态及厚度是空洞性质的直接反映,详见表2-1-5。
表2-1-5 空洞的影像学分类与特点
图2-1-11 肺脓肿
(右下肺见空洞形成)
图2-1-12 肺脓肿
(右肺门旁空洞,内有液平)
空腔则是肺部原有腔隙的病理性扩大所形成的含气囊腔,如肺大疱、含气的肺囊肿及囊状支气管扩张。空腔的X线表现类似于薄壁空洞,但较空洞壁薄,腔内无液面,周围无实变。囊状支气管扩张并发感染时可见液面,周围有炎性病变。

6.网状、线状及条索状影

肺部的网状、线状及条索状影在病理上是肺间质病变的反映,是肺间质内异常积聚的渗出液或漏出液、炎性细胞浸润、纤维结缔组织增生、肉芽组织增生以及肿瘤细胞淋巴管浸润等。
大的支气管、血管周围间质性病变在X线片上表现为肺纹理增粗、边缘模糊、支气管断面管壁增厚;小的支气管、血管周围间质间隙及小叶间隔、肺泡间隔内的病变表现为条索状、网状及蜂窝状影像(图2-1-13)。特发性肺纤维化、老年慢支、癌性淋巴炎、结节病、结缔组织病等表现为弥漫性网、线、条状影像;当肺内病变沿肺间质向外扩散时,可表现为肿块与肺门或胸膜之间的局限性细条状影;肺炎、肺脓肿、肺结核愈合后,如局部纤维化,则表现为不规则的索条状影,粗细不一、排列紊乱。
图2-1-13 肺间质病变
图2-1-14 肺错构瘤内爆米花样钙化
图2-1-15 肺结核钙化

7.钙化阴影

钙化通常发生于退变或坏死的组织内,多见于肺或淋巴结干酪性结核灶的愈合阶段。X线片上表现为高密度影像,边缘锐利,大小、形状不一,可为斑点状、块状或球状,呈局限或弥散分布。肺错构瘤中心可有“爆玉米花”样的钙化(图2-1-14);肺内愈合的结核灶钙化多位于两肺上野,常伴有肺门淋巴结钙化(图2-1-15);肺组织胞浆菌病常在两肺野发生散在的小点状钙化;肺尘埃沉着症时,肺门淋巴结可发生蛋壳样钙化;肺囊肿或寄生虫囊肿可以发生弧形钙化或沿囊肿壁分布的连续不断的色线样钙化。

8.胸腔积液

X线检查能明确胸腔积液的存在,但不能区分积液的性质。胸腔积液的性质、部位、量的多少使其X线表现不同,详见表2-1-6。
表2-1-6 胸腔积液的X线影像学特点
图2-1-16 右侧胸腔积液
图2-1-17 左侧胸腔积液

9.气胸与液气胸

空气进入胸腔形成气胸,进入的气体将肺不同程度地压缩。X线上表现为气体自外围将肺向肺门方向压缩,被压缩的肺边缘呈纤细的线状影,压缩的肺与胸壁之间出现透明的含气区,内无肺纹理的存在。大量气胸可将肺完全压缩在肺门区呈均匀的软组织影,纵隔向健侧移位,患侧膈肌下降,肋间隙增宽(图2-1-18)。
胸腔内液体与气体并存形成液气胸。X线表现为横贯一侧胸腔的液面,上方为空气及被压缩的肺(图2-1-19)。
图2-1-18 右侧气胸
图2-1-19 左侧液气胸

二、胸部断层扫描摄影

(一)概述

X线计算机体层扫描(computed tomography,CT)是利用计算机技术对被测物体断层扫描图像进行重建获得三维断层图像的扫描方式。CT除用于扫描外,还可行三维重建,注射造影剂进行血管造影可得CT血管造影(ctangiography,CTA)。增强扫描是将造影剂静脉注射入人体再行扫描,目的是增强对比度,有利于血管与非血管组织或病变的鉴别诊断,同时还可以了解病灶的血供情况。目前CT已由最初的常规CT扫描发展到高分辨率CT(HRCT)、螺旋CT、超高速CT,各种技术参数对比详见表2-1-7。
表2-1-7 各种CT检查的技术参数比较
续表

(二)应用

随着高分辨率CT的应用,CT检查成为胸部疾病诊断有价值的重要影像学检查手段,具体应用详见表2-1-8。
表2-1-8 CT检查在胸部疾病诊断中的应用

(三)CT胸部影像分析

对于胸部CT影像需全面分析各层面(肺窗、纵隔窗)影像,将各层面影像结合患者病史、病情进行综合分析,作出定性、定位诊断。常见的CT征象见表2-1-9。
表2-1-9 常见的CT征象
上述征象可见于多种疾病,无绝对特异性,不同疾病又有其独特的CT表现。呼吸系统疾病常见的基本CT表现如下。

1.浸润性肺实变

肺实变是指任何原因导致肺泡腔内积聚浆液、纤维蛋白和细胞成分等,使肺泡含气量减少、肺质地致密化的一种病变。常见病理改变为炎性渗出、水肿液、血液、肉芽组织或肿瘤组织,病变可累及腺泡、小叶、肺段或肺叶。多见于各种急性肺炎、肺出血、肺水肿、浸润性肺结核和肺泡癌。肺实变的病理性改变与CT影像学特征详见表2-1-10。
表2-1-10 引起肺实变的相关疾病与CT影像学特征
续表
图2-1-20 急性大叶性肺炎
(肺实变与空气支气管征)
图2-1-21 双肺支气管肺炎

2.肺不张

肺不张系各种原因引起的肺泡内含气量减少或完全无气,导致肺体积缩小,多由支气管完全阻塞、肺外压迫及肺内瘢痕组织收缩引起。引起肺不张相关性疾病的CT影像学表现特点详见表2-1-11。
表2-1-11 各种原因引起的肺不张的CT影像学表现
图2-1-22 左胸腔积液左上肺不张CT表现

3.肺气肿与肺过度充气

肺气肿是指终末细支气管以远的含气腔隙过度充气,异常扩大同时伴有不可逆肺泡壁的破坏,常见于弥漫性阻塞性肺气肿或慢性阻塞性肺疾病。肺过度充气是指终末细支气管以远的含气腔隙过度充气,扩大但不伴有肺泡壁的破坏,常见于代偿性肺气肿及局限性阻塞性肺气肿。
肺气肿与肺过度充气的影像学的共同点为肺叶透亮度增加,前者呈两肺广泛分布,后者多为一侧或某一肺叶的过度充气。高分辨率CT可显示肺小叶的结构及异常改变,关于肺气肿的CT影像学特点见表2-1-12。
表2-1-12 各种类型的肺气肿的病理特点与CT影像学改变
续表
图2-1-23 全小叶肺气肿
图2-1-24 间隔旁性肺气肿

4.肺肿块与结节

肺内单发的类圆形阴影,直径<1cm的称为肺微小结节,<3cm的称为肺结节,>3cm的称为肺肿块。大多数肺结节与肺肿块正侧位X线胸片可显示,但肺微小结节只能CT扫描发现。结节与肿块的诊断比较困难,鉴别诊断尤为重要。各种肺肿块和结节的病理改变与CT影像学表现详见表2-1-13、表2-1-14和表2-1-15。
表2-1-13 常见肺内微小结节的分类与CT影像学表现
表2-1-14 肺内结节的不同CT影像学表现
表2-1-15 肺内肿块的CT影像区别
图2-1-25 右上肺结节,纵隔淋巴结肿大

5.空腔与空洞

肺空洞为肺内病变组织坏死液化经支气管引流排出,继而空气进入形成的异常含气的影像;空腔则是肺内腔隙的病理性扩张所致。CT扫描可以观察空洞与空腔的部位、数目、洞壁厚度、洞内容物,还可以清晰显示空洞壁的状况及洞周、洞内的情况。空洞内并发曲霉菌感染、脓液浓缩、出血、癌组织增生可形成空洞内的团块影,曲霉菌形成的团块影称“曲菌球”,其位置可随体位的改变而改变,可作鉴别诊断。有关空洞与空腔的病理学分类、肺内常见空洞空腔、CT影像学表现详见表2-1-16和表2-1-17。
表2-1-16 空洞与空腔的CT影像学表现
表2-1-17 肺内常见空洞与空腔病变
图2-1-26 右肺结核空洞
图2-1-27 右下肺厚壁空洞
图2-1-28 囊状支气管扩张

6.肺间质病变

肺间质病变是以侵犯肺间质为主的病变,指肺泡壁、肺小叶间隔、肺血管和支气管周围出现水肿、细胞浸润和纤维组织增生,同时可出现呼吸性支气管扩张及边缘的肺泡萎陷,常见于慢性间质性肺炎、弥漫性间质纤维化、结节病、结缔组织病、肺尘埃沉着症等。但不同疾病侵犯肺间质的部位不同,肺间质病变在HRCT中有多种征象,详见表2-1-18。
表2-1-18 肺间质病变的常见CT影像学征象
图2-1-29 双下肺磨玻璃样影

7.纵隔肿块

纵隔位于胸腔中部,含有非常重要的组织器官,影像学上常使用侧位胸片上的三分区法(图2-1-30)将纵隔分为:前纵隔区,心脏大血管前缘至胸骨的狭长三角区,内含胸腺与淋巴组织;中纵隔区,是气管、心脏大血管及肺门所占区域,内含丰富的淋巴组织;后纵隔区,气管后壁至心后缘连线以后的区域,内含食管、降主动脉、神经及少量淋巴组织。
图2-1-30 纵隔分区示意图
纵隔肿块的CT检查可清楚显示纵隔肿块的部位及其与心脏大血管的关系,并可分辨肿块内部结构成分,发现肿块是否坏死、出血及钙化。但对肿块的定性还需联合磁共振成像方法,进行综合影像学诊断。
纵隔肿块与肺内肿块位置需进行鉴别,通常肿块最大径位于纵隔者提示纵隔肿块,反之为肺内肿块。此外还根据肿块与纵隔形成的夹角判断,钝角者为纵隔肿块,锐角者为肺内肿块。但肿块体积巨大或发生于后纵隔的肿块难以鉴别。纵隔肿块良、恶性较难区别,一般情况下良性肿瘤有完整的包膜,无周围软组织浸润,不伴有周围淋巴结肿大;恶性肿瘤常无完整包膜,与邻近脏器无清晰间隔,同时可向周围脏器或软组织浸润性生长,并伴有肺门淋巴结肿大,胸内甲状腺癌可伴有颈部淋巴结肿大。良性肿瘤发生恶变时常因增长过快而与肺的界面不清,向周围浸润出现胸腔积液或心包、胸膜的结节。纵隔肿块可因其构成成分的不同而有不同的CT密度。临床纵隔常见肿块及肿块的密度区分具体详见表2-1-19和表2-1-20。
表2-1-19 纵隔各区的肿块与相关疾病
表2-1-20 纵隔肿块的不同密度分类

8.胸膜病变

胸膜病变主要包括胸腔积液及液气胸、胸膜结节与肿块、气胸几种基本改变。CT检查对病变的诊断与鉴别诊断有重要意义,详见表2-1-21。
表2-1-21 各种胸膜病变的影像学特征
图2-1-31 左侧大量胸腔积液
图2-1-32 右侧胸腔积液与胸膜炎

三、胸部磁共振成像

(一)概述

磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是利用磁共振现象产生的信号,经计算机系统处理、转换成灰阶图像。MRI扫描中不同组织的信号强度不同,以脂肪组织信号最强,流动的血液无信号(表2-1-22)。因此MRI具有良好的组织特性和病变特性的分辨率,并可多方位成像,如横断轴位、冠位、矢位和斜位。MRI扫描通常使用自旋回波(SE)技术,扫描时间参数有回波时间(TE)和脉冲重复间隔时间(TR),使用短TE和短TR可获得T1加权像,使用长TE和长TR可获得T2加权像。经典的SE序列平扫,软组织层次丰富、清晰,信号区别明显。
表2-1-22 胸部MRI信号强度特征

(二)应用

MRI检查对于胸部疾病的诊断价值优于CT检查,尤其是胸(图2-1-33)、颈、臂交界处的病变可从冠状、矢状和横断轴位3个方面进行观察。纵隔占位病变、肺门肿块、肺尖肿瘤侵犯纵隔、心包、大血管情况及远端淋巴结情况MRI显像有更多的优点,胸腔积液也可通过T1、T2加权像信号长短的改变而进行分辨。关于MRI检查技术的优势详见表2-1-23和表2-1-24。
表2-1-23 胸部CT与MRI图像的比较
表2-1-24 CT与MRI在胸部诊断中价值的比较
图2-1-33 胸部MRI成像
MR血管成像(MR angiography,MRA)是使用静脉注射对比剂,通过图像后处理来直接显示肺动脉瘤栓信号的无损伤性检查方法,可清晰地显示亚段的肺门和肺内动静脉。在肺癌患者中,MRA可显示血管的狭窄、变形、压迫和肿瘤造成的远端灌注缺损。与MRI联用可评价肺及肺血管形态和功能的改变,在胸外科手术方案的选择上具有使用价值。

四、呼吸系统疾病的超声检查

(一)概述

超声医学是利用超声波的物理特性进行诊断和治疗的一门影像学科,利用超声波在两种不同人体组织界面处产生反射、折射、散射、绕射、衰减以及声源与接收器相对运动产生多普勒频移等物理特性。目前临床应用的超声诊断仪有A型、B型、M型、扇形和多普勒超声型等,其中B型是临床上应用最广泛的一种。B超经过了3个发展阶段,即普通B超、彩色B超、三维B超。
B超可清晰地显示各脏器及周围器官的各种断面像,由于图像富于实体感,接近于解剖的真实结构,所以超声检查可早期明确诊断。B超检查在呼吸系统主要用于胸腔探测有无液性暗区,肺、胸膜、纵隔有无异常超声回声,其临床意义详见表2-1-25。
表2-1-25 B超在呼吸系统的临床应用

(二)经胸壁超声

普通二维B超可观测胸壁各层结构,判断有无软组织病变及骨肿瘤,彩色多普勒超声可探查胸壁血管的分布及占位性病变内部的血流情况,从而协助诊断。经胸壁超声的临床应用及特点详见表2-1-26。
表2-1-26 经胸壁超声的特点
续表

(三)经皮介入性超声

对于一侧或双侧有胸腔积液的患者,需行穿刺抽液或引流时,可在超声引导下抽液并行细胞学检查;恶性肿瘤引起的胸腔积液还可超声引导下抽液后直接注入化学药物治疗,具体应用详见表2-1-27。
表2-1-27 经皮介入超声特点
经皮介入性超声可以探查胸腔积液的量、范围、流动性、包裹情况。操作要点为明确穿刺部位,穿刺点选在积液区的下部或液量最深处上方,皮肤与积液区中点距离为进针深度,探头垂直于皮肤确定入针方向;消毒并局麻后,垂直入针有突破感后缓慢前进并回吸,置管引流,超声监测下确定导管前端侧孔位于胸腔积液中,固定导管于胸部皮肤上。超声引导下穿刺可清楚地显示穿刺针尖位置,降低了并发症;抽吸积液及时送检,为临床提供诊断线索;恶性积液抽吸后行胸腔内注药治疗,安全便捷、效果好;外周型肺部肿瘤行超声引导下穿刺活检,可提高组织学确诊率。

(四)内镜超声 1.支气管内镜超声

将12.5或20MHz的小型高频超声探头置于直径2.8~3.2cm的纤维支气管镜的操作通道内,连接纤支镜,扫查范围为20mm,可用于病灶直径<2cm或腔外性生长的周围肿瘤及淋巴结的活检,提高组织学诊断率。支气管内镜超声可较好地显示支气管壁深层结构,发现CT或胸片不易观察到的支气管小型占位性病变,了解病变是否浸润支气管壁及与周围血管的关系。

2.胸腔镜术中超声

胸腔镜主要应用于肺周围型病变,具有损伤小、术后恢复快等优点。但其手术视野小,术中肺组织萎陷致病变位置变化,使术前定位较难准确,限制了临床使用。术中将尖端带有弹性的5.0~7.5MHz特殊彩色多普勒超声探头从切口放置于疑有病变的萎陷的肺表面进行扫查,可方便、快速地明确病变的大小、部位、数目、形态、轮廓等,可发现胸腔镜直视下难以发现的深部病变,还可观察病变内部的血流分布及其与周围血管的关系,保证手术的顺利进行。

五、放射性核素显像在呼吸系统的应用

放射性核素显像是以脏器对某一放射性显像剂的摄取功能不同而显示其功能和结构异常的技术,又称功能性显像或单电子发射型断层显像(SPECT或ECT imaging)。肺部放射性核素显像分肺灌注静态显像与肺通气动态显像。

(一)肺灌注静态显像

肺部具有丰富的毛细血管(直径>10µm),将含直径>10µm的大分子放射性颗粒物质的显像剂 113mIn、 99mTc标记的大颗粒聚合蛋白及白蛋白微球灌注入静脉后,随血流灌注到肺毛细血管,使肺中小动脉和毛细血管床暂时阻塞,然后利用SPECT或γ照相机显像装置将肺门形态与血流分布显示出来。

(二)肺通气动态显像

放射性气体如 133Xe或 99mTc溶于生理盐水,快速静脉注入后经右肺动脉通过肺组织到达肺毛细血管后,约95%进入肺泡,经气道呼出,用γ照相机连续动脉摄影可获得 133Xe或 99mTc的肺毛细血管床、肺泡及气道通过的多幅变化影像。 99mTc MDP全身骨显像已是肺癌术前的常规检查,是判断有无骨转移和术后早期发现骨转移灶及疗效检测的重要方法。

(三)正电子发射断层显像术

正电子发射断层显像术/CT(PET/CT)是将功能显像与解剖显像结合在一起,利用正常组织与肿瘤组织代谢上的差异对肿瘤作出判断。显像剂18氟-脱氧葡萄糖(18F-FDG)的PET图像现已广泛用于肿瘤诊断,对胸片或CT无法确定的良、恶性病灶,诊断的敏感性与特异性均较高,已应用于临床无创性TNM分期及疗效评价;还可对原发灶的定性、远期转移作出相应的判断,弥补了CT的不足,已成为胸部病变诊断的重要方法之一。但18F-FDG是非特异性肿瘤显影剂,肺部良性病变因对其高摄取呈假阳性,对低级别、分化好的肿瘤呈假阴性。因此对于直径<2cm的肺小结节,若FDG的标准摄取值(SUV)不高或不摄取,则观察肺小结节的CT形态比结节代谢更为重要。若SUV>2.5为高代谢时,CT的MPR矢状、冠状面重组观察比横断面观察重要。
随着影像学技术的飞速发展,各种影像技术可综合应用于胸部疾病的诊治(图2-1-34)。应全面系统地分析所有影像学检查结果,并对异常影像进行分类、分析与推理,结合有关临床资料,对疾病进行科学诊断。
图2-1-34 胸部影像学检查的程序

(李军 王静)