HRCT对肺部小气道病变的诊断价值

刘树芳 张若曦 王立强 李雯 贾建雷 章志华

·论著·

HRCT对肺部小气道病变的诊断价值

刘树芳 张若曦 王立强 李雯 贾建雷 章志华

目的肺部高分辨率CT(HRCT)扫描探讨肺小气道病变影像表现，证实小气道病变是慢性阻塞性肺疾病(COPD)的发病基础及主要病理改变。方法临床疑似诊断或已经诊断为COPD患者50例，进行肺部螺旋CT吸气相+HRCT呼气相扫描，观察CT图片影像表现进行分析。结果COPD患者的肺部小气道的病理改变是COPD的发病基础，HRCT呼气相肺部扫描对发现空气潴留、马赛克征等特征性表现明显优于螺旋CT。结论肺部HRCT呼气相扫描可以发现早期小气道疾病，对COPD的早期诊治起着重要作用，对已诊断慢性阻塞性肺部疾病患者的影像分期、病变累及范围、发病部位有着临床指导意义。

慢性肺部阻塞性疾病；HRCT；空气潴留；小气道病变； 马赛克征

近年来，空气质量及生存环境成为大众关注的话题，随着雾霾日益严重，使呼吸道疾病日益增多，呼吸道疾病主要包括上呼吸道、下呼吸道急性、慢性感染性疾病，变态反应性疾病，肺间质性疾病，肿瘤性疾病，慢性阻塞性疾病(COPD)。近年来，人们关注呼吸道的健康意识逐渐增强，COPD早期肺部小气道疾病成为研究者热衷的领域，从不同方向研究肺部小气道疾病的早期诊断、早期干预，使得早期病变得以恢复，阻止其进一步发展为COPD。COPD主要是以间断或持续性呼吸气流受阻的一类疾病，其临床特征主要表现为:胸闷、气短、呼吸困难伴继发慢性咳嗽、咳痰等[1]。主要病理改变是因有害气体、微尘颗粒引起的气道慢性炎性反应，引起慢性支气管炎、肺气肿及气管伴行动脉的炎性改变。有研究者认为，肺部小气道疾病的发生早期无明显呼吸道症状，肺功能可能未见异常，小气道的损害是早于临床呼吸道症状的出现[2]，常规普通螺旋CT吸气相扫描不易发现肺小气道疾病，高分辨率CT(HRCT)呼气相补充扫描是早期发现小气道损害一项直观、便捷的检查方法，对临床预防和诊治COPD具有重要意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2012年8月至2014年6月河北省胸科医院呼吸科近年来疑似诊断和已经诊断为慢性阻塞性肺部疾病的患者50例，男31例，女19例；年龄38～56岁，平均年龄45.3岁；尽量排除因老年器官退行性改变影响数据准确性；其中哮喘10例，长期吸烟咳嗽咳痰23例，支气管炎12例，与职业粉尘、有害气体相关5例。患者临床症状主要为:胸闷、气短伴或不伴有咳嗽、咳痰，无明显发热，血常规未见明显异常；入院前未做任何治疗时行普通胸部螺旋CT平扫及HRCT呼气相扫描。

1.2 方法 使用CT扫描仪为美国GE公司BrigheSpeed 16,扫描前对每位患者进行吸气、呼气训练，以达到符合诊断标准的CT图像，平静状态下进行肺部吸气相完整扫描，而后补充上、中、下肺野平均4～6层呼气相HRCT扫描，以尽量减少患者的辐射剂量，普通螺旋CT扫描采用层厚、间隔均为1.25 cm、电流 40 mA、电压120 kV、窗宽900～1 000、窗位-750～-700，补充呼气相HRCT扫描适当提高电流、电压，电流 50～60 mA、电压140 kV、窗宽、窗位不变，扫描方式由原来的螺旋扫描改为轴扫，由2位医师共同对每位患者的横断图像及二维、三维重组图像进行图像分析及数据测量。

1.3 统计学分析 应用SPSS 18.0统计软件，计数资料比较采用χ2检验，Plt;0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 普通螺旋CT肺部扫描50例病例中 普通螺旋CT吸气相扫描肺部发现“马赛克”征阳性表现为1例，追加呼气相补充扫描后发现“马赛克”征阳性42例，可见马赛克样空气潴留等征象的显示阳性率、清晰度、病变范围、数量、定位等，补充HRCT呼气相扫描明显优于普通螺旋CT吸气相扫描(Plt;0.05)。见表1，图1。

2.2 肺部过度透光区伴血管影减少 提示：肺部局限性过度通气或空气潴留为小气道疾病累及范围伴周围小动脉炎，两者可能同时存在，HRCT扫描阳性率高于普通螺旋CT扫描(Plt;0.05)。见表1。

2.3 过度透光区 是肺部局限性肺气肿的典型征象之一，在普通螺旋CT扫描中可以发现病变范围，补充HRCT呼气相扫描后发现过度透光区较前者阳性率提高，病变范围及部位较前者显示更为全面(Plt;0.05)。见表1。

2.4 肺部出现过度透光界限，普通螺旋CT界限显示较为模糊，呼气相扫描后图像显示空气潴留影影周围肺野密度增高而边界较前明显清晰。见表1。

2.5 细支气管管壁增厚 在普通螺旋CT吸气相扫描时因细支气管处于一个充气状态，而呼气时由于管壁增厚管腔处于一个相对狭窄的状态，故吸气相普通CT较呼气相HRCT显示小气管管壁增厚更直观，显影更清晰(Plt;0.05)。见表1。

2.6 支气管细小分支增多 在吸气相普通螺旋CT扫描时：肺部处于一个充气状态，肺组织含气量的增多、肺野密度降低相对细支气管血管束显影减少，而呼气相HRCT扫描时影肺组织含气量减少，肺野密度增高而相对支气管束增多，而小气道病变周围肺血减少HRCT呼气相较普通螺旋CT扫描显示更为清晰(Plt;0.05)。见表1。

2.7 肺部纤维硬结灶 肺部普通螺旋CT扫描与HRCT扫描病变影像显示基本相同，HRCT因其为高分辨率扫描方式，空间分辨率更高，层厚较薄故硬结灶显示较普通CT更清晰，钙化更明显，结节形态及周围组织结构显示更细微。见表1。

表1 肺部螺旋CT扫描吸气相及HRCT扫描呼气相检查结果对比 n=50,例(%)

注：与螺旋CT吸气相比较，*Plt;0.05

螺旋CT吸气相扫描HRCT呼气相扫描

图1 患者，女，29岁，哮喘入院，肺部螺旋CT扫描吸气相及补充HRCT扫描呼气相图像二维重建图像对比，螺旋CT吸气相扫描可见双肺上叶未见明显异常改变；HRCT呼气相扫描可见小气道疾病典型表现：“空气潴留马赛克”征

3 讨论

3.1 肺小气道的解剖特点及病理改变 COPD是呼吸系统疾病中常见多发疾病，由于大气污染以及与生活相关的因素影响，其中包括，个体易患因素(呼吸道反复感染)、遗传气道反应性增高、吸烟、职业粉尘接触、生存环境的化学物质危害，都是COPD的发病因素；小气道是指位于支气管末端的内径lt;2 mm的细支气管，大部分为终末细支气管[3,4]，解剖特点为管腔纤细、管壁菲薄、无软骨支持、纤毛上皮细胞减少、平滑肌增多、气流阻力小，易阻塞，气体交换总截面积增大。有研究结果表明，气管分支到第7级时，总截面积上升8倍，分支到终末细支气管时，总截面积上升至72倍[5,6]，由于终末呼吸性细支气管阻力下降，才使得人体吸入的空气能均匀的进入肺泡内。因此，小气道是肺部气体交换的重要环节，由于外界因素造成小气道发生病变，可导致呼吸性小气道管腔阻塞、狭窄继发近端支气管扩张，黏膜炎性细胞、淋巴细胞浸润、分泌细胞增多、平滑肌肥厚、通气血流比例下降，结缔组织增生等病理改变，发生呼吸性细小支气管慢性炎症及周围炎，同时还会累及周围肺泡及肺间质病理改变，久而久之，小气道病变可以发展为大气道病变[7]。

3.2 肺小气道疾病的病因及临床表现 肺小气道疾病常见于COPD、闭塞性细支气管炎、广泛细支气管炎、还可见于支气管肺炎等感染性肺部疾病，发病因素不确定，部分可能与先天免疫功能缺陷或者遗传相关[8,9]，目前多项研究证实，吸烟可以导致肺小气道疾病，最早应是发生于终末细呼吸性支气管，主要累及两肺细支气管及终末支气管管壁的炎性浸润及伴行肺动脉的炎性改变[10-12]；中国为烟草大国，男性吸烟占主要比例，吸烟低龄化，长期吸烟及吸烟量的增加成为呼吸道疾病及心脑血管疾病的主要致病因素之一，吸烟引起肺小气道疾病在40～55岁男性发病率较高，其特征为发病缓慢，早期小气道疾病不易发现，无明显临床症状或仅有轻度胸闷、气短，随着病情的进展会出现慢性咳嗽、咳痰、喘息，胸闷气短症状加剧，以活动后加重为主要症状，反复出现继发感染后，小气道疾病病理改变逐渐加重，患者会出现多种肺内病理性啰音，体征上会出现明显缺氧症状，动脉血气分析也会发现低氧血症，逐渐成为慢性病理改变，症状随之逐年加重，所以早期发现肺小气道病变是治疗此类疾病的基础。

3.3 肺小气道疾病如何进展为COPD COPD发病机制一般认为肺脏终末呼吸性细支气管(即小气道)由于慢性炎性病变等因素造成管壁弹性减退、呼吸时过度充气、膨胀而无法有效的弹性回缩；病变累及范围广泛导致肺容积增大，同时小气道壁在气体高压状态下出现病理改变，首先是小气道的阻塞性病理变化逐渐演变成大气道阻塞性病理改变[13,14]，其中气道管壁弹性、内壁纤毛萎缩、僵硬，杯状细胞增生、周围伴行小动脉缺血改变、蛋白酶与抗蛋白酶也处于失衡状态，影响小气道的主要原因是吸烟、气道变态反应、大气污染等造成细支气管炎，导致呼吸性气管管腔狭窄、阻塞。患者吸气时空气通过具有阻力的细支气管，管腔扩张后空气得以进入肺泡腔内，呼气时由于肺部小气道损伤，伴行动脉供血减少，肺泡壁供血减少，弹性减弱，而小气道管壁增厚、管腔狭窄、纤毛僵硬，小气管周围辐射状牵引受损，气体呼出困难，肺泡内空气大量潴留，过度膨胀后出现破裂，此类患者更容易继发肺内感染，体内的蛋白酶活性随之增高，更易发生肺气肿[15]。由部小气道疾病导致的COPD，实质上是吸气、呼气时气道均受阻的一类肺部疾病，呼气时阻力比吸气时阻力更大。早期临床无明显症状，或在运动后出现短暂的胸闷、气短，随着COPD的进展，胸闷、气短及症状逐渐加重，导致静态下也会出现呼吸困难，继发肺部感染后，呼吸运动更加减弱，肺部氧气难以吸入，二氧化碳难以呼出，低氧血症导致全身各组织器官缺氧症状明显，由于过度充气，肺泡臂及毛细血管受到破坏，引起肺动脉高压，心功能进一步代偿，心脏负荷加重，失代偿后会诱发右心衰竭[16]。

3.4 如何诊断肺小气道疾病 目前诊断小气道疾病主要临床检查有以下几种：(1)肺功能：主要检查肺通气、换气、呼吸调节及循环功能，此项检查主要测定以下几个指标：FEF20%/50%/75%,即肺活量20%/50%/75%呼出时最大呼气量，FEF50%/75%减低，说明肺小气道功能减低，可能会存在气道阻塞性疾病。过去的肺功能检查费时费力，患者的配合尤为主要，测定结果误差较大。随着计算机技术的快速发展，肺功能检查技术也有很大发展，临床上此项在肺部检查中占主导地位[17]，体现出肺部病理生理的变化及功能性改变，不足之处为不能诊断病原性，不能显示病理改变的发生部位，对早期轻微的小气道疾病不易发现，因此，此项检查是体现肺部功能性检查一项重要检查项目。(2)组织病理学：通过有创检查取得病理组织，HE染色后通过高倍镜下观察、小气道纤毛倒伏、变性、缺失；气管上皮黏液杯状细胞是否增生，气管管壁黏膜水肿、上皮鳞状化生、中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞的浸润，测量气管管壁的厚度，伴行血管的直径，并通过免疫组织化学技术观察各型细胞，此项检查取材困难，检查病变部位较为局限，患者痛苦，早期小气道病变不提倡组织病理学检查。(3)HRCT：即高分辨率CT,薄层扫描为1～2 mm，用高分辨率算法(骨算法)重建，此项检查技术要求在普通螺旋CT基础上适当提高电压及电流，主要用于观察病变的细微结构，如肺部微结节、小结节、小叶间隔、肺小气道等，影像清晰直观，基本能达到与实体标本相近的形态学影像。对肺内微小病变、弥漫性病变细微结构显示，HRCT为首选方法，要求受检者屏气程度良好，否则会出现不真实图像出现，适用范围：肺功能检查异常，临床有明显呼吸道症状，胸部平片未见明显异常的患者；肺部癌性淋巴管炎的诊断，间质纤维化的诊断，局限性肺气肿及支气管扩张的影像分析及定位；肺部弥漫性病变治疗中观察及临床评价。肺部小结节定性是影像科诊断的难点，对于微小结节采用HRCT扫描技术会更清晰的显示病灶形态特征，周围组织结构的病理改变，对结节钙化成分显示尤为明显，有助于肺部小结节的早期定性，有利于临床早期肺癌的检出，对病变治疗及患者预后有着至关重要的作用。

3.5 肺小气道疾病HRCT影像特征 肺内呼吸性细支气管发生病理改变，会出现细支气管的管壁增厚、管腔狭窄及扩张，局部因为通气不良造成空气潴留、伴行血管会出现反射性局部低灌注，血液重新分布到正常区域内。因此，肺野内小气道病变区域出现楔形或不规则状高、低混杂密度区域，其中低密度区域为通气不良、空气潴留、肺血灌注不良所形成，闭塞性或不完全闭塞性小气管炎形成气道活瓣作用，周围肺小动脉分支随之减少，相对密度增高区域为正常区域，气道通气及血流灌注均为正常，以上两者相互交错存在，形成肺小气道疾病特征性影像表现[18]。呼气相HRCT影像表现尤为突出：病变部位密度不均匀，为三角形、补丁状低密度影与高密度肺组织影镶嵌存在，形成“马赛克”样灌注[19]，这种病变发生区域多为两肺下叶，胸膜下居多，支气管旁也可分布，两肺还可伴有树芽征。

3.6 HRCT呼气相扫描诊断小气道病变的优势 无症状吸烟者及各种原因引起的轻度COPD患者，其小气道病理损害是存在的，临床通过常规胸部平片及肺功能检查无阳性发现，普通螺旋胸部CT检查也可能为正常表现。本组研究旨为发现小气道的早期病理改变，结果显示，“马赛克”样空气潴留等征象的显示清晰度、显示范围、数量、定位等，HRCT优于普通螺旋CT(Plt;0.05);肺部出现过度透光区伴血管影减少、肺部过度透光区界限显示、支气管细小分支增多等征象HRCT扫描阳性率远远高于普通螺旋CT扫描(Plt;0.05)，细支气管管壁增厚肺部普通螺旋CT占有一定的优势，纤维硬结灶，肺部普通螺旋CT扫描与HRCT扫描病变影像显示基本相同，但硬结灶显示较普通CT更清晰，钙化更明显，结节形态及周围组织结构显示更细微。有研究显示，对于早期肺部小气道疾病通过临床药物规范治疗及生活条件、生活习惯的改善，小气道疾病可以完全恢复到正常状态。由此可见，及早通过有效手段诊断肺小气道早期疾病，临床给予干预，对于COPD的发生发展及进行性加重起着阻止作用，临床上常见的诊断小气道病变的方法主要为：肺功能检查，此项检查更侧重于功能性改变、广泛病理与生理改变，不能准确检出局灶性病变和病变发生的部位；普通螺旋CT肺部扫描常用吸气相扫描，对于小气道病变累及范围较小或病变程度较轻的患者不易发现或容易漏诊。本研究采用普通CT扫描+4～6层HRCT呼气相扫描，在患者辐射剂量并未明显增加前提下，筛查或进一步诊断临床无明显原因的呼吸道疾病，对无症状吸烟者提早发现小气道损害提供了影像依据，HRCT检查具有特定的优势，方便、简捷、患者易配合、无创；是肺功能、普通螺旋CT的补充检查[20-22]，表现为影像清晰、直观，具有一定的敏感性、特异性，形成一套功能学+影像学的诊断方法，对于临床发现、诊治早期小气道损害具有重要意义。对于COPD患者的早期小气道病变的部位、范围显示良好，使得临床更有针对性、准确性的制定治疗方案，是一项值得推广的影像肺功能检查。

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10.3969/j.issn.1002-7386.2017.22.015

项目来源：河北省医学科学研究重点课题计划(编号：20110244)

050041 石家庄市，河北省胸科医院CT室(刘树芳),影像科(王立强、李雯、贾建雷、章志华)；华北理工大学(张若曦)

王立强，050041 石家庄市，河北省胸科医院影像科；

E-mail:wangliqiang2014@126.com

R 816.41

A

1002-7386(2017)22-3422-04

2017-06-15)