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第二节 胸部CT
一、扫描技术
尽管CT造成的辐射要明显高于X线摄片,但CT也带给临床医学巨大的好处,尤其是对肺部疾病者。低剂量CT扫描是一个良好的折中方案,在充分考虑了“利大于弊”时,低剂量CT检查一方面帮助最大程度地提供医疗信息,同时尽可能减少X线辐射对儿童的伤害。低剂量技术的发展拓宽儿童CT检查的适应证,使现代先进的MDCT技术尽可能多地服务于儿童,少数情况下做增强扫描,以更好地观察肺内实质性病变和纵隔内病变。
(一)儿童低剂量CT扫描策略
1.首次CT检查常规采用低剂量模式的普通检查,儿童胸部MDCT扫描一般用约4mm层厚,通常只做平扫。低剂量方案采用较小的电压,通常80kV,并同时也采用适当较低的电流时间乘积(mAs);要求扫描时间短,低档机器最好使用大螺距。
2.婴幼儿可采用最低剂量方式,比如256层MDCT采用80kV+10mAs+迭代重建,此时的辐射通常可以控制在0.1~0.2mSv以内,这时图像的噪声会有明显增加,一方面观察时需要注意肺内斑点影与噪声的鉴别,另一方面可以通过图像转换进行观察。
3.复查扫描可以采用Focused或Limited slice扫描技术,即使用关键图像的代表性扫描以类推整个肺的情况。该过程适合于较低端的CT机型,扫描的目的性必须明确,在此基础上尽可能减少辐射。
4.现代MDCT可以提供各向同性容积成像,而辐射剂量无明显增加甚至可能更低,因此在一定程度上拓宽MDCT在儿科呼吸系统检查中的适应证,一些特殊情况采用这种全容积成像方式,并完成多种三维重建表达(如气道三维成像)以获得更为详细的资料,帮助诊断。
5.儿童增强扫描应严格控制适应证,并需要针对性调整扫描方案。血管性疾病如肺隔离症等可以增强后血管期一次扫描完成诊断,肿瘤性或结核等病变则需要增强后实质期一次扫描完成诊断。但少数不明情况则需要上述血管期和实质期均做扫描方能完成诊断。为了保障增强扫描的成功,通常不做最低剂量的扫描,而是采用次低或较低剂量的扫描,比如80kV+50mAs+叠代重建的方案。
(二)图像后处理
在儿科呼吸系统检查中,三维重建技术最主要在于表达气道,因此主要使用thicknessMPR、VR和minIP等后处理技术;其次用于表达血管,建立在增强扫描基础上,主要使用VR和MIP技术。这些技术使用时应注意几个问题:①多采用薄层块(slab)技术,尽可能减少数据重叠引起的负面影响,如气道的VR表达通常采用25~30mm厚的层块,而minIP表达则建议采用5mm左右厚的层块;②诊断尚需结合轴面图像和MPR图像,在各向同性成像前提条件下的MPR图像分辨率接近轴面图像,是真实的直接反映;③使用合适、合理的视窗。
(三)检查相关的特殊准备
为保证检查的成功实施,对于年龄较小不能合作者应事先给予镇静或麻醉。镇静剂一般用10%的水合氯醛,口服或保留灌肠,剂量控制为0.4~0.5ml/kg。少数镇静不成功者,可采用氯胺酮等麻醉。需用对比剂增强的患儿应保证空腹,事先予禁食,检查前开放静脉通道。如有可能,尽量要求患儿吸气末屏气扫描,不能配合者则在平静呼吸下扫描,此时宜尽可能缩短扫描时间,以期在较少的呼吸节律周期内完成一次扫描过程。
二、阅片方法及正常表现
(一)阅片方法
在浏览胸部CT定位像后,对胸部的大体情况会有一个了解,然后开始逐序列逐层阅片,分别观察支气管、肺血管、肺实质、纵隔和胸壁等解剖结构的断层图像。
胸部常规采用两个视窗(肺窗和纵隔窗)阅片。肺窗通常采用较高分辨率的重建算法获得,主要观察肺实质情况,常用视窗(1 500,-500HU)显示,顺序观察肺实质、支气管和肺血管;纵隔窗采用标准算法或软组织算法重建图像,主要观察软组织,除了纵隔结构外,还用于观察肺内实质性病灶以及胸腔和胸壁,一般采用视窗(350,45HU),但增强时常将窗中心提高20HU;特殊情况下还使用骨窗(1 500,400HU)观察胸廓骨性结构。
三维重建用于观察特殊结构,根据需要,选择使用一种或几种后处理技术(图5-23)。通常,观察气道多使用MPR、minIP和VR,有时也用CT仿真内镜(CT virtual endoscopy,CTVE);观察血管(CTA)时多用MIP和VR,比如肺隔离症的体循环供血动脉显示等;而观察骨结构则更多使用VR、MPR和CPR。
图5-23 右上肺大叶性肺炎
A.胸片显示右肺上叶均匀致密实变;B.CT肺窗和纵隔窗显示实变及其内的支气管充气征更加清楚;C.CT增强和MPR重建显示实变内肺血管结构和分布良好
在分析婴幼儿尤其是2个月龄以内的婴幼儿时,需要注意生理性充气不良和真正的病变,两肺的下垂区可因为吸气不足而形成不同程度的节段性不张,范围涉及所有下垂区的上叶后段、下叶背段及外后基底段等(图5-24)。
图5-24 患儿1个月,咳嗽,但缺乏感染的临床依据
胸部CT显示两肺上叶后段、左下叶背段和双侧下叶后基底段的不张,不伴其他肺野的斑片影
(二)正常CT表现 1.气管、支气管
CT可显示气管支气管及其主要分支的解剖结构和周围组织情况。气管显示为纵隔中央的圆形、椭圆形或马蹄形含气管腔,管壁光整。年龄较小的儿童多呈圆形,较大儿童多为椭圆形或马蹄形。支气管形态在CT图像上与走行方向有关,上下直行、斜行和横行支气管分别呈含气的圆形、椭圆形和管状影,管壁光滑,其管径与伴行的肺动脉相仿。多平面重组、三维重建及仿真内镜等可以从不同视角观察气管、支气管形态及内腔情况。HRCT有助提高较小支气管的显示率。
2.肺叶、肺段
叶间裂(横裂和斜裂)胸膜是识别肺叶的根据,常规CT上表现为无血管透亮带、线状或带状阴影,薄层或HRCT上显示为致密线影。各向同性成像MPR有利于叶间裂胸膜的显示。CT图像并不能直接显示肺段间的界限,往往是依赖肺野内支气管血管束的走行分布来定位。当发生肺叶或肺段范围内的病变时,CT图像可显示相应叶段的形态。
3.纵隔
CT尤其增强CT可清楚显示纵隔结构,包括气管-支气管、心脏及主要大血管、淋巴结、胸腺、食管等,以此确定病变的部位、大小范围以及与邻周关系,通过CT值测量能区分脂肪、钙化、水和软组织,有助于对病变的定性,对比增强能进一步了解病变的血供情况,对鉴别血管性与非血管性病变及肿块的良恶性有价值。小儿由于胸廓体积小,胸部脂肪量少,加之扫描时呼吸和心搏伪影的干扰,其解剖结构的分辨不如年长儿。CT不能显示走行于纵隔内的神经。
4.横膈
膈肌在CT上显示为弧形线影,前附于剑突和两侧肋骨,后下部与脊柱前纵韧带相连续形成膈肌脚。膈肌脚前方是腹腔,膈肌脚后方是胸腔。重建的冠状面或矢状面CT影像有利于膈肌的显示。
5.胸壁
CT纵隔窗和骨窗分布显示胸壁软组织及胸廓骨性结构。胸壁前方有胸小肌和胸大肌覆盖。胸大肌前见乳头及乳腺组织,CT表现为致密不规则形腺体结构,幼儿时期这一结构表现并不明显,而受原母体内雌激素水平的影响,新生儿却可能在出生后数月内仍见到少许致密的腺体结构影。胸后壁肌肉较多,如背阔肌、斜方肌、肩胛下肌、冈下肌,在CT断面图像上有时区分较难。肋骨从后向前斜下行,一个断面层可以有几根肋骨的部分断面。胸骨柄断面为梯形,前缘微凸,后缘略凹,可分辨骨皮质和骨松质。胸锁关节CT表现为锁骨近端面呈圆形或卵圆形,与胸骨柄的锁骨切迹形成关节,之间的关节间隙在CT上很容易显示。CT断面像可见胸椎的椎体和附件,包括椎板、椎弓根、横突、棘突、椎间小关节等,以及椎管腔和椎旁软组织。
6.胸部淋巴系统
胸部淋巴结包括胸壁、纵隔、横膈、气管支气管、支气管肺等组淋巴结。对胸部疾病的诊断有重要意义的主要有以下几组淋巴结:①气管旁组淋巴结,分布于气管两旁,为纵隔内的主要淋巴结群;②隆嵴下组淋巴结,位于气管隆嵴下方;③气管支气管组淋巴结,分布于气管和两侧主支气管交接处,右侧较左侧为多;④支气管肺组淋巴结,支气管肺组淋巴结数量很多,位于两侧肺门、支气管分叉之间和肺动脉与肺静脉之间。
(三)典型胸部CT横断面影像
主要分以下7个层面:
1.胸廓入口层面
相当于胸骨切迹水平,前方见两侧锁骨的胸骨端,气管居中线呈圆形或椭圆形低密度含气腔,食管于胸椎前方略偏左侧,紧靠气管后壁,有时内含气可以辨清食管和气管壁结构(图5-25)。
图5-25 胸廓入口层面
A.肺窗显示右肺为上叶尖段(S1),左肺为上叶尖后段(S1+2);B.纵隔窗显示气管及其两旁的三对血管断面,分别是偏前的双侧颈总动脉、颈总动脉外前方的头臂静脉,以及颈总动脉侧后方的锁骨下动脉,一般颈总动脉的直径最小,静脉直径大,血管周围为低密度脂肪间隙。1.右锁骨下动脉;2.右头臂静脉;3.右颈总动脉;4.左颈总动脉;5.左头臂静脉;6.左锁骨下动脉
2.主动脉弓上层面
即胸锁关节层面(图5-26)。
图5-26 主动脉弓上层面
A.肺窗显示右肺大部为上叶尖段(S1),后方少许上叶后段(S2),左肺仍为上叶尖后段(S1+2);B.增强纵隔窗显示气管居中线,气管前方较大的血管为头臂动脉(无名动脉),气管左侧为左颈总动脉,此两动脉前外方为头臂静脉,左头臂静脉向右前方走行,跨越无名动脉的前方,与右头臂静脉相汇构成上腔静脉,左颈总动脉的侧后方为左锁骨下动脉。1.气管;2.右头臂静脉;3.左头臂静脉;4.右颈总动脉;5.左颈总动脉;6.左锁骨下动脉
3.主动脉弓层面
此层面主动脉弓呈弧形,跨越气管前方,沿气管的左壁向左后方走行,气管的右前方主动脉旁为上腔静脉。气管与上腔静脉之间低密度三角区称为气管前腔静脉后间隙,其内有时能见到正常淋巴结(图5-27)。
4.主-肺动脉窗层面
此层面两侧胸膜在中线相会构成前联线与胸骨相连。升主动脉前的脂肪间隙称为血管前间隙,气管前的脂肪间隙为气管前腔静脉后间隙,气管左侧主动脉弓下缘与主肺动脉上缘之间为主动脉-肺动脉间隙(图5-28)。以上三个间隙内常见有淋巴结。青少年正常情况下淋巴结最大径在10mm以内。
图5-27 主动脉弓层面
A.肺窗显示右肺野为前后段(S2、S3)占据,左肺野上叶前段(S3)及下叶背段(S6)范围扩大,上叶尖后段(S1+2)所占据范围缩小;B.增强纵隔窗显示主动脉前的低密度脂肪间隙内可见胸腺组织,胸腺形态变化各异,但密度均匀,平扫时密度同胸壁肌肉软组织相似。随年龄增长,部分腺体会被脂肪组织取代,密度减低。儿童时期正常胸腺的厚度一般不超过22mm。AA.主动脉弓;1.气管;2.上腔静脉
图5-28 主-肺动脉窗层面
A.肺窗显示右肺野前为上叶前段(S3)和后段(S2),后为下叶背段(S6),左肺野前向后依次为上叶前段(S3)、尖后段(S1+2)和下叶背段(S6);B.增强纵隔窗显示气管前方大血管为升主动脉,气管左后方、椎体左缘为降主动脉,升、降主动脉间低密度的脂肪间隙称主肺动脉窗。奇静脉自食管右侧壁、椎体前方绕气管右侧壁前方走行汇入上腔静脉,形成奇静脉弓。aa.升主动脉;ad.降主动脉;1.上腔静脉;2.主肺动脉窗
5.左右肺动脉干层面
此层面左、右肺动脉可同时显示,但通常左肺动脉略高于右肺动脉,故右肺动脉常在左肺动脉以下的层面显示,在较大儿童往往此水平断面上,食管的左、右前方分别是左主支气管和中间支气管,两者间的隆嵴下脂肪间隙有时也能见到淋巴结(图5-29)。
6.左心房层面
即主动脉根部层面(图5-30)。
7.心室层面
见图5-31。
三、基本病变表现
胸片的影像分析已经比较成熟,这里只描述CT表现,与胸片的机制一样,两者都是依据X线成像,CT的表现比胸片进一步细化,CT表现同样可以解释胸片表现且更好。
(一)实变
肺组织内气体被(液体、细胞、组织或其他物质)替代即为实变(consolidation),狭义的实变指的是完全的实变,呈密度均匀一致性增高,而肺血管和支气管边缘模糊不能分辨(图5-32,图5-33),容易理解;而广义的实变还包括斑片影、磨玻璃密度影等(图5-34)。对于一个较大的肺区,实变呈零散的小灶,即为斑片影(patchy opacity),而支气管肺泡呈不全充填,则表现为磨玻璃影(ground-glass opacity,GGO)。GGO反映的是气腔的部分性充填、间质增厚、部分性肺泡塌陷或者局部血流量增加(血管性),有时有支气管充气征,有时呈斑片状并与背景肺构成马赛克灌注型(mosaic pattern),但在分析时需要排除正常呼气状态下的生理性改变。儿童中GGO的鉴别诊断范围很宽,各种原因的肺部感染是最常见的情况,其他还见于肺水肿、出血、白血病肺浸润、肺挫伤、急性移植后排异反应、ARDS、胶原血管性疾病、过敏性肺炎、药物性肺炎以及间质性肺炎等,结节病、肺泡蛋白沉积症、COP以及肺泡灌洗术后等也可以出现。
图5-29 左右肺动脉干层面
A.肺窗显示右肺野由前至后分别为上叶前段(S3)、上叶后段(S2)及下叶背段(S6),以上叶前段(S3)和下叶背段S6)的范围扩大,左肺野前向后依次为上叶前段(S3)、上舌段(S4)和下叶背段(S6);B.增强纵隔窗显示气管隆嵴和左、右主支气管。肺动脉干位于左主支气管的左前方,两侧肺动脉呈“人”形。左肺动脉向左后斜行位于左主支气管的前外方。右肺动脉向右后走行,形成弧圈,介于升主动脉和右主支气管间,上腔静脉位弧圈内。右主支气管后方为奇静脉食管窝,突入窝内的右肺下叶背段又称肺嵴。儿童时期奇静脉食管窝相对较平坦,肺不直接与食管右侧壁邻界。有报道年龄越小,右缘呈外凸或直线状的比例越高,12岁以上则以内凹占多数。aa.升主动脉;Pa.肺动脉;ad.降主动脉;1.左上肺静脉;2.左肺动脉;3.右肺动脉;4.上腔静脉
图5-30 左心房层面
A.肺窗显示右肺野前半部为中叶,中叶前内部分为内侧段(S5),后为部分为外侧段(S4)。右肺后部偏内侧为下叶背段(S6)。右肺中部可见前外基底段。左肺野前中部为舌叶,下舌段(S5)占据舌叶前内大部分,上舌段(S4)位前外侧部。左肺野后约三分之一为背段(S6)。舌叶和背段之间为前内基底段(S7+8);B.增强纵隔窗显示纵隔中央为升主动脉根部,其左前方为肺动脉主干,右侧是右心房,前方是右心室流出道,后方为左心房。在此层面可见右肺中叶支气管分出内外支,其夹角内为右中叶肺动脉。右肺中叶支气管与下叶背段支气管形成的夹角内为右下肺动脉。左下肺动脉位于左肺下叶背段支气管与舌叶支气管夹角内。在左心房上部层面可见两侧上肺静脉。奇静脉、食管和降主动脉一般分别位于胸椎的右前方、正前方和左侧。ad.降主动脉;LA.左心房;RA.右心房;RV.右心室;1.主动脉根部;2.食管
图5-31 心室层面
肺窗显示右肺野前部为中叶内侧段(S4)。向后沿肋缘依次为前、外及后基底段(S8、S9、S10),肺野中部内侧见内基底段(S7)。左肺野前为下舌叶(S5),向后依次为前内、外及后基底段(S7+8、S9、S10)
图5-32 左肺上叶肺炎
胸部CT肺窗和纵隔窗显示左肺上叶实变,伴明显支气管充气征
图5-33 男性,11岁,右下肺炎
A.显示右肺下野致密影,上缘模糊,肋膈角消失;B.胸部CT肺窗显示右肺下叶实变伴支气管充气征,边缘锐利,伴少量气胸;C.增强纵隔窗显示病变内肺血管大小和分布良好
图5-34 重症肺炎,右侧胸腔引流后
CT肺窗显示两肺野弥漫性斑片影,支气管充气征明显
(二)肺结节
儿童的肺结节(pulmonary nodule)可按大小和分布进行划分,小叶中心性分布的小结节(5mm以下)表现为小叶核心的点状模糊灶,偏离肺表面或叶间裂5~10mm,高度提示细支气管炎,包括感染性细支气管炎、支气管扩张伴感染以及结核的支气管播散等,并进一步提示合并感染的纤毛不动综合征、过敏性肺炎或哮喘的可能。随机分布的小结节则可见于叶间裂或小叶间隔、胸膜等处,反映的是血行播散,提示粟粒性肺结核、血行转移、组织细胞疾病等可能性(图5-35~图5-37)。多发较大结节(5mm以上)可见于转移瘤、结核、真菌感染、血管炎以及COP等情况。
图5-35 转移瘤
A.男性,3岁,睾丸卵黄囊瘤,CT肺窗示右下肺多发圆形肺结节;B.男性,5岁,肾母细胞瘤,CT肺窗示右肺圆形、边缘清晰的单发肺结节
图5-36 粟粒性肺结核
CT肺窗显示两肺弥漫性均匀分布的微小结节,大小和密度也较为一致
图5-37 血行性金葡菌肺感染
CT肺窗显示两肺胸膜下区为主的随机分布大小不等的结节,部分明显空洞性,病灶边缘略欠清
(三)细支气管疾病和树芽征
细支气管疾病(bronchiolar disease)的直接征象包括细支气管壁增厚、细支气管扩张及腔内黏液栓,这些改变尤其是黏液栓,构成“树芽征”(图5-38),反映的是炎症过程,与前述小叶中心性结节一致。
图5-38 细支气管炎
CT肺窗不同层面显示弥漫性细支气管管壁增厚,管腔稍扩大,伴有明显细支气管周围炎和树芽征
(四)空气捕捉征和马赛克样灌注
较大的支气管不全闭塞(阀门作用)形成远侧肺过度充气称为阻塞性肺气肿,较小支气管尤其细支气管的不全闭塞也形成远侧肺组织过度充气,此时称为空气捕捉征(air trapping),形成空气捕捉的肺组织表现为相对于邻近较高密度结构的透亮区,两者形成锐利分割,构成马赛克灌注改变。空气捕捉征多见于呼气相,其反映的是透亮度高的区域是异常的,前述的GGO见于深吸气相,透亮度低的区域是异常的,两者的高密度区通过气相可以区分。空气捕捉征有时因为患儿检查不配合而难以显示,这时可以用侧卧位替代呼气相,离床近的一侧类似于呼气相,可以更好地观察该征象。
空气捕捉征常见于小气道疾病(细支气管炎、支气管扩张、哮喘等),马赛克现象多数反映的是气道异常(低密度区异常,图5-39),有时也可能是高密度区异常(血管性扩张或渗出,图5-40)。
图5-39 男性,6个月,哮喘发作
CT肺窗各层面显示典型马赛克现象,肺血管未见明显异常;冠状位minIP显示肺野内马赛克现象导致的密度不均匀
图5-40 1岁,VSD
A.CT肺窗显示马赛克现象,高密度区因为血流灌注增加而密度增加,其内血管增粗;B.低密度区正常,其内血管支气管正常
(五)间质改变和实质束
间质改变常见征象为各种间质结构增厚,中轴间质增厚表现为支气管血管束增粗、支气管壁增厚等,小叶间隔增厚更多表现为网格影,这些间质增厚可逆或不可逆(图5-41);其次为肺结构扭曲(architecturaldistortion)和蜂窝(honeycombing),是间质纤维化改变,不可逆(图5-42)。小叶间隔增厚常较光滑,见于肺水肿、炎症等多种情况,有时增厚不规则或结节串珠状,则更可能是癌性淋巴管炎或结节病。
图5-41 男性,4岁,支原体肺炎
右上叶间质性改变,支气管壁弥漫性增厚
实质束也常呈网格状改变但不同于上述间质性改变,常表现为2~5cm长的粗条,既有实质成分,也有间质成分,病理上有明显的纤维化,类似于瘢痕结构,在小儿中常表示支气管肺发育不良的遗迹,纵横交错分布,常累及全肺(图5-43)。
图5-42 弥漫性肺间质纤维化
CT肺窗示两肺明显网格影,伴有明显支气管血管束变形
(六)含气囊腔
包括肺大疱(bleb)、肺气囊(pneumocele)以及囊肿(cyst)。肺大疱通常位于肺尖胸膜下,先天性,是年轻人自发性气胸的主要原因之一,成串分布较为多见;囊肿常可单个存在,见于各种疾病中,可多发;肺气囊表示肺结构的局部破坏,ARDS、炎症感染性较为多见,常可逆(图5-44)。
图5-43 男性,4岁,支气管肺发育不良
CT肺窗显示两肺杂乱无章的粗细不等的致密索条,正常肺结构消失
图5-44 男性,9个月,肠源性囊肿
CT肺窗显示右侧胸腔含气囊肿
(李惠民 虞崚崴)