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CT對肺氣腫診斷的進展及臨床治療的指導價值
會達軟件   2011-01-14 15:57:02 作者:李松華 來源: 文字大小:[][][]

      肺氣腫是危害人類健康的常見病,迄今為止,其病因及發病機制尚未完全闡明。1985 
年,美國國立心胸血液學會將肺氣腫定義為終末細支氣管遠端發生持久的異常的氣腔擴大,肺泡壁破壞而無明顯纖維化[1 ] 。因而在一段時間內對肺氣腫的診斷是停留在除外纖維化的基礎上。隨著肺功能、CT 及MSCT的發展,肺氣腫合并肺纖維化的這一現象逐漸引起學者的重視,國內外關于這方面已有多項研究并證實這兩種疾病在某些患者的確并存。Desai 等[2  ]在212 例隱源性纖維化肺泡炎研究中也發現,肺的纖維化改變與肺氣腫存在一定程度的相關性。
        通常認為,肺氣腫與吸煙、α-抗胰蛋白酶缺乏、大氣污染等有關,而吸煙是誘發肺氣腫的最主要因素,也是可預防的危險因素,吸煙包年數(吸煙年數×吸煙包數/ 天) 與CT 視覺評分法所得的CT 分數成正相關[3 ] ;而且,雪茄煙在上肺葉存留時間較長,所以誘發的肺氣腫以兩肺上葉為多,小葉中心型為多[4 ]  。
       臨床對肺氣腫有不同的分類方法,根據病變累及的解剖部位分為小葉中心型、全小葉型、腺泡周圍型及不規則型。通?;旌闲投嘁?。依病因不同又分為阻塞性肺氣腫、代償性肺氣腫及老年性肺氣腫等。影像研究中常采用的是第一種分類法。
       肺氣腫的CT 診斷
         胸片及肺功能測定是評價肺氣腫嚴重度的基礎,但其在早期和無明顯癥狀患者的診斷上缺乏敏感性,而這恰恰是防止疾病發展的關鍵時期,早期采用高分辨CT 診斷肺氣腫為理想的選擇。CT 較傳統胸片的優勢在于它首先是一個斷面,避免了解剖結構之間的重疊;另外,CT 有很高的分辨力,可以發現肺較小的密度改變,且可以進行定量分析,隨著MSCT  的出現,圖像的后處理功能更加豐富,使肺氣腫的定性及定量診斷更加便捷。此外,CT 還用于隨訪研究中,通過隨訪吸煙者的薄層CT 
圖像與肺功能的關系發現,持續吸煙會加重氣腫改變及細支氣管肺泡的異常,薄層CT
      較肺功能在顯示細小的病變上存在優勢,并可能會幫助預測吸煙者肺功能的改變[5 ] 。
          1. 不同類型肺氣腫的CT 診斷
          CT
      掃描中定義肺氣腫為肺內的異常密度減低區,伴血管紋理變細,分支減少或消失,形成簡化血管樹,周圍正常血管紋理有扭曲,主肺動脈增寬,不同類型的肺氣腫在影像上有其相對特定的影像表現。
          小葉中心型肺氣腫:此型是最常見的類型。表現為肺內密度減低的單一的囊樣變,直徑小于1 cm ,通常沒有可辨別的壁,且常伴有小動脈的損害,但有些情況下可以看到特別薄的壁,尤其是病變較廣泛時,可能代表小葉間隔。大量研究表明此型與吸煙有關,往往發生于兩上肺(48  %) 或向下肺發展使上下肺野均累及(58 %) [3 ] ,但主要發生于上肺多見。在大于50 歲的吸煙人群中,此型肺氣腫最為常見(50. 2 %)
      [6 ] 。此外,塵肺也易伴發此型肺氣腫,其分布主要位于肺前部。
         
      全小葉型肺氣腫:累及整個肺腺泡,表現為較大范圍的肺密度減低區,周圍動靜脈減少,通常發生于下肺葉,與正常肺實質分界清楚,但輕、中重度的全小葉肺氣腫往往與周圍正常肺實質分界不清。此型與吸煙或α2抗胰蛋白酶缺失有關,在分布上與小葉中心型相反,但在嚴重的病灶中往往很難區別。此外,該型肺氣腫中約35  %可同時伴有支氣管擴張,在a2抗胰蛋白酶缺乏引發的病變中,約43 %伴有支擴[7 ] 。
          腺泡周圍型肺氣腫:主要位于胸膜下,呈灶性分布,上肺葉多見。壁很薄,無血管。有時可以很大,當直徑在1~2 cm 時稱為肺大泡,但肺大泡并非僅見于此型肺氣腫,其它類型中也可見到。肺大泡易并發自發氣胸,是年輕人發生自發氣胸的常見原因,手術切除效果好。此型在50 %以上的吸煙者可見,甚至在年輕者中也可見,在小于50 歲的吸煙者中,約64. 2 %引發此型為主的氣腫病變[6 ] 。
          不規則型肺氣腫:通常見于某些有纖維改變的疾病,病變伴發的纖維化肺損傷有助于診斷。在塵肺患者的纖維斑塊周圍常伴發此型肺氣腫,形態不規則。
          2. 肺氣腫的CT 研究
          基于視覺評價方法的CT 分析:文獻報道對肺氣腫的視覺分析方法包括嚴重度法(根據CT  圖像上肺密度減低區、肺內血管的中斷或減少及小血管分支的改變而將肺氣腫病變進行評分,0~3 共4 個分值點)  、Sanders′法(根據肺氣腫病變累及的范圍進行評分,0~4 共5 個分值點,如某層面病變累及面積大于75 % ,為4 分) 及Sakai 法(將每層面的嚴重度評分得分乘以Sanders′評分法得分,即得該層面的Sakai 法評分分值,如某層面嚴重評分法得分為3  ,Sanders′法評分為4 ,則該層面Sakai 法評分為12 分)  。這些視覺評價方法都可以從一定程度上近似定量分析病變程度,但易受主觀因素影響,不夠精確。Malinen等[8 ]通過3  位有經驗的放射科醫師分別采用以上3 種方法,對26 名明顯肺氣腫患者及44 名輕度或無肺氣腫的對照組進行視覺評分及與肺功能進行對照,通過統計分析認為,Sanders′方法是評價肺氣腫的較可靠的方法,而且它與肺功能測定結果(VC、DLCO及FEV1 ) 關系緊密。
          定量CT 肺密度研究: 除了采用普通的橫斷面圖像及HRCT
      圖像顯示病變,還可以采用定量的方法客觀分析。這主要是借助計算機軟件的幫助,根據CT 值所代表的肺組織的密度及由此產生的一系列參數來界定??梢钥陀^地評價每幅圖像及全肺的肺氣腫累及范圍及肺體積,而且與視覺評價結果相關性好。對肺氣腫的閾值的界定意見不一,與掃描技術條件、吸呼氣狀態及幅度等有關,以- 900 HU 或- 910 HU 最為常用。HRCT 上,吸氣狀態下,以- 950 HU 為閾值與病理結果相關性最好[9 ,10 ] 。Muller 等[11 ]采用“密度蒙片法(density mask) ”技術評價,認為以- 910 HU 為閾值最好。定量CT 肺密度研究中,常用的定量參數包括平均肺密度、象素指數(單位體積內某一閾值內象素的體積占單位體積的百分比、PI) 等。
          最早應用的計算機輔助軟件是20 世紀80 年代的“Density mask”軟件,它是一種通過軟件將一定范圍的CT 值所代表的象素標亮,可以直觀地顯示氣腫病變,但其受呼吸影響較大,準確度稍差。20 世紀90 年代的Pulmo 軟件采用呼吸門控較好地解決了前者的問題,而且結合呼吸雙相掃描可以很好地評價全肺乃至局部肺組織的變化,進而間接反映肺功能。
          另外一種定量分析法稱作CT 形態測量法(CT morphometry ,CTM) ,將對肺密度( HU)  的評估轉換成對每克肺組織含氣量(ml/ g) 的評估。通過公式,將肺密度轉換為肺容積、肺氣腫容積、肺表面積以及肺表面積/容積等指標,定量評價肺氣腫。
          多排螺旋CT 在診斷肺氣腫上的進步:MDCT 不僅能提高圖像的空間分辨力及降低部分容積效應,而且一次屏氣就可以完成全肺容積掃描,可以在1 s 內同時顯示多層連續1 mm 層厚圖像,只需20  余秒左右的時間。更重要的是,可以用一次掃描的原始數據對圖像進行任意間隔任意層厚的重組。Schoepf等[12 ] 將臨床疑有局灶及彌漫病變的67 位患者(其中3 人進行了復查,故相當于70 人次) 等分成兩組,分別進行MDCT 檢查(1 mm 準直器掃描重組5 mm 常規層面及1.25 mm 
HRCT 層面) 及單層螺旋CT 檢查(含5 mm 層面及1.25 mmHRCT 橫斷面掃描) ,由2 位醫師在不知掃描參數的情況下,按5 個分值點(0~5 分)
      將所選的每層圖像進行評分并累計,參考標準為圖像整體質量、空間分辨力、肺實質及支氣管壁的顯示、診斷價值、主觀信噪比及偽影。結果發現,層厚相同(5  mm) 的MDCT 圖像質量顯著好于單層螺旋CT 圖像( P = 0. 0001) ,而MDCT 的1. 25 mm HRCT 重組圖像與單層螺旋CT 的橫斷1. 25 mmHRCT 圖像質量無顯著差別。這不僅可以說明MDCT 較單層螺旋CT 對于彌漫病變(包括肺氣腫)  的診斷更準確,而且可以利用一次掃描的數據重組HRCT 圖像,無疑給肺氣腫患者尤其是呼吸困難者帶來極大方便m另外,MDCT 可以提供豐富的圖像后處理方法對病變進行多種方法的評價分析。Remy-J ardin 等[13  ]早就發現用最小密度投影法可以更好的顯示肺氣腫,尤其是輕度肺氣腫病變,其敏感度為81 %。MDCT 使這一方法更加便捷, Hunsaker[14 ]
      研究發現,在MDCT 上,采用最小密度投影法可以更快更好的顯示密度減低區的肺結構,并鑒別局灶性肺氣腫與氣體潴留,它只需一次掃描,而且患者接受的射線量明顯減少。此外,還可以采用新的圖像后處理技術將不同閾值范圍內的肺組織著不同的顏色(如將< - 900 HU 的肺氣腫區用1 種顏色表示) ,更加直觀鮮明地顯示氣腫病變,只需不到5 min的時間就可以將肺容積采用三維的形式再現出來,這遠比早先的“density mask”方法費時少,更方便。
          總之,MDCT 不僅可以快速定量肺氣腫的容積,而且可以多平面及三維重組更高質量的圖像顯示肺氣腫的分布。多平面重組與冠狀面圖像相結合能提高診斷肺氣腫的準確性[15 ]  ,且有助于很好的評價肺氣腫的病變分布情況。
          CT 對肺氣腫臨床治療的指導價值
          已闡明CT 是一種診斷肺氣腫的敏感方法,它可以發現早期的肺氣腫從而為預防控制疾病發展起到關鍵作用,同時隨著肺氣腫患者的LVRS  及肺移植術應用的增加,肺氣腫的影像表現在臨床上得以重視。肺氣腫的異質性及解剖分布是手術成功的重要參考指標,CT 圖像分析恰恰能滿足這一要求,因而圖像成為評價肺氣腫患者能否實施外科手術及術后狀況評估的關鍵因素。CT 被用來選擇LVRS 患者,LVRS 的適宜患者有一系列嚴格的臨床指標,在CT 上,肺氣腫主要位于上葉且分布不均勻,殘有正常肺組織。另外,CT 還可以用來評價LVRS,后患者肺部改善狀況。
          早先的研究[16 ] 認為, 對LVRS 的適宜人群來講, 采用HRCT 或CT 評價肺氣腫的嚴重性所得的結果差異無顯著性意義,但如用“density mask”圖像效果更好。因此,他們建議在對LVRS  適宜人群進行手術前評價時,應用螺旋CT 圖像,條件允許采用“density mask”圖像,但HRCT 似乎沒有必要。螺旋CT 在LVRS  適宜人群的選擇中,對肺氣腫分布均一性的分類準確性較HRCT 要高,且較二者結合還要好,因此螺旋CT 應作為LVRS 選擇患者時的常規檢查[17 ] 。
          近年來,更多的研究關注CT 定量肺密度在LVRS 適宜人群的選擇及術后評估中的重要作用。Cederlund 等[18 ]  通過CT定量研究,提出了一種客觀評價肺氣腫分布的方法,從而為LVRS 的患者選擇提供幫助。Flaherty 等[19 ] 采用CT 定量方法分析雙側肺減容術后患者長期及短期效果,他們發現LVRS 后患者肺功能狀況改善,呼吸困難消失,運動能力提高,但36個月后這些改善逐漸減退。Rogers 等[20 ]運用CT 形態測定法對術前的重度肺氣腫進行評價,認為這將是臨床試驗中一種預測LVRS
      改善狀況及鑒別改善機制的有效方法。
    此外,CT 也用于視黃酸療法及α-抗胰蛋白酶缺乏引起的肺氣腫的酶替代療法等的患者選擇及療效評價中。Stolk 等[21  ]采用低劑量定量肺密度研究的方法分析α2抗胰蛋白酶缺乏患者的肺密度,認為肺密度測量參數有很好的可重復性,并與FEV1有很好的相關性。他們在早先的研究[22  ]還發現,CT 肺密度隨訪研究較FEV1 及DLCO 能更好的檢測肺氣腫的進展,因而建議將CT 肺密度指標作為將來評價肺氣腫治療藥效的參數。
          影像診斷的發展必須適應現代醫學的要求,根據WHO
      標準,肺氣腫是一種適于普查的疾病,此前日本對此進行的研究相對較多,但很多問題仍沒解決,比如,肺氣腫診斷的金標準及選用的劑量等。Orlandi 等[23 ]通過呼吸門控CT 定量分析慢性阻塞性肺氣腫中肺氣腫改變,發現低劑量(43 mA) 與常規劑量(146 mA) CT 上肺氣腫肺的密度值相似,差異無顯著性意義,進而認為低劑量檢查結合HRCT 掃描可以取代慢性阻塞性肺氣腫患者的常規檢查。Zompatori 等[24 ]采用240 mA 及80 mA 分別定量肺氣腫的容積,發現二者差異無顯著性意義。因而,為肺氣腫的低劑量篩查進一步提供了依據。Wang 等[25 ]  曾在低劑量(50 mA) 肺癌篩查的過程中,在7847 人中進行過肺氣腫發病率的篩查研究,發現肺氣腫的發病率為2. 9 % ,其中在男性和在老年人中發病率較高,并進一步發現吸煙引起肺氣腫發病率增高。隨著影像的發展及人們醫療保健水平的提高,未來肺氣腫的篩查會引起更多的關注,同時CT 及定量肺密度分析會在LVRS 中發揮舉足輕重的作用。
  


 
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