肿瘤PET/CT图谱:胸部肿瘤卷
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第二节 气管肿瘤

一、临床概述

气管支气管树可发生原发性恶性肿瘤、继发性恶性肿瘤以及良性肿瘤。本节主要介绍原发性气管恶性肿瘤。原发性气管恶性肿瘤是指发生于第一气管环与气管隆嵴范围内的一种少见的恶性肿瘤,原发性气管恶性肿瘤占所有胸部恶性肿瘤不到1%。原发性气管恶性肿瘤可发生于各年龄段,高发年龄在40~69岁,男女性别比为(1.7~4)∶1,成人气管肿瘤以恶性肿瘤居多,文献报道恶性可达90%,儿童气管肿瘤大多数为良性,10%~30%为恶性。原发性气管恶性肿瘤可起源于气管的任何部位,但气管的上、下1/3部位为高发部位,原发于气管下1/3段和气管隆嵴部位的恶性肿瘤占40%~50%,位于上1/3气管者占30%~35%,位于中1/3段气管者占5%~10%。原发性气管肿瘤于2017年出版的WHO组织学分类(表1-2-2)。

表1-2-2 下咽、喉、气管以及咽旁间隙肿瘤的WHO组织学分类(2017年)

注:本表形态编码源自肿瘤疾病国际分类(International Classification of Diseases for Oncology,ICD-O)。表格中“/0”表示良性肿瘤;“/1”表示可疑、交界区或不确定生物学行为;“/2”表示原位癌,Ⅲ级上皮内瘤样病变;“/3”表示恶性肿瘤。

近2/3的原发性气管恶性肿瘤起源于上皮组织,最常见为鳞状细胞癌(squamous cell carcinoma,SCC);其次多见的起源于腺体,最常见为腺样囊性癌(adenoid cystic carcinoma,ACC)。其他的原发性恶性肿瘤包括黏液表皮样癌、类癌、淋巴瘤、浆细胞瘤、肉瘤以及腺癌等更少见。关于原发性气管肿瘤,已报道的最大规模流行病学研究数据来源于美国国家癌症研究所“监测、流行病学和结果数据库”(Surveillance,Epidemiology,and End Results program,SEER),包含 1973—2004年间 578例患者,其中 55%为男性,SCC占45%,ACC占16.3%,非特异性或未分化型占12.8%,小细胞癌占9.7%,腺癌占5.9%,大细胞癌占3.8%,肉瘤占3.8%。

SCC是最常见的原发性气管恶性肿瘤,占50%~60%,多见于60~70岁患者。与吸烟密切相关,男性患者常为女性患者的2~4倍。SCC可为外生性或浸润性,常累及下2/3气管的后壁。约1/3的患者确诊时伴随纵隔转移或肺转移。另外,将近40%气管支气管树的SCC可与口咽癌、喉癌或肺癌同时发生,或发生于之前或之后。

ACC是源自中央气道腺体组织最常见的恶性肿瘤,是第二最常见气管恶性肿瘤,占气管恶性肿瘤的10%~15%,男女发病率相同,多发生于40~50岁,常见局部复发。ACC常见于中央气道,如气管、主支气管或叶支气管,少见于外周或段支气管,极易黏膜下进展、扩张,表现为周围浸润性生长,因其起源于腺体,其表面平整、边界光滑。最常见的良性肿瘤是鳞状细胞乳头瘤,也与吸烟密切相关。

大部分气管肿瘤为继发性,通过邻近器官直接侵犯或者血行转移。气管继发性恶性肿瘤最常见的是甲状腺癌、喉癌、肺癌、食管癌等恶性肿瘤的直接侵犯。血行转移至气管的常见原发肿瘤有:黑色素瘤、肺癌、乳腺癌、肾癌、结肠癌等恶性肿瘤。部分气管继发性恶性肿瘤CT表现类似于原发恶性肿瘤。

约有20%的气管肿瘤患者无临床症状,早期症状也无特异性,可表现为刺激性干咳或咳痰,轻度的气促或喘鸣等症状,由于早期临床体征、症状以及胸部X线片的表现没有特异性,常被误诊。气管肿瘤的诊断及分期采用的检查方法有:①胸部X线片正侧位和气管断层片;②胸部CT或MRI;③PET/CT;④纤维支气管镜检等。这些检查各有优缺点,如胸部X线片正侧位和气管断层片能显示大部分气管肿瘤的位置及大小,但不精确,常被CT或MRI取代;多排螺旋CT(multi-detector computed tomography,MDCT)是对中央气道肿瘤进行检测和分期最常用的影像学方法之一。多平面重建和3D重建图像对常规轴位图像进行补充,可以提供肿瘤更详细的解剖结构、与邻近器官组织的关系以及准确显示肿瘤的范围。MDCT可以检测肺内或肺外的转移,可对肿瘤进行分期。仿真支气管镜图像可以从腔内视野显示肿瘤及其近端和远端的气道情况,而传统支气管镜不适用于腔内狭窄严重或阻塞的病变。但是,MDCT无法区分增生性淋巴结和恶性淋巴结,无法准确检测到侵犯纵隔的微小病变或是否有神经侵犯等。18F-FDG PET/CT显像一次扫描可以显示全身整体状况,病灶对18F-FDG摄取的程度及放射性分布有助于精确地显示病变累及范围,有助于区分良恶性,特别是对恶性肿瘤的分期、再分期、放疗靶区勾画及疗效评估非常有帮助。纤维支气管镜能在直视下观看气管肿瘤的位置、大小、形态,更重要的是可以获得组织病理学标本进行病理诊断,但在分期方面,CT、MRI、PET/CT等影像学检查比纤维支气管镜有优势。

CT及PET/CT对气管肿瘤的良恶性诊断存在一些交界性,良性肿瘤通常<2cm,边界光滑、清晰,邻近气管壁无增厚或无纵隔侵犯,大部分良性肿瘤PET/CT显示为无代谢增高或者轻度代谢增高。相反,恶性肿瘤横径通常为2~4cm,呈扁平状或息肉状,形态不规则或边界呈分叶状,常见邻近气管壁增厚以及纵隔侵犯,大部分恶性肿瘤PET/CT显示代谢明显增高。虽然CT及PET/CT无法确定细胞类型,但如果病变中发现脂肪组织,通常提示错构瘤或脂肪瘤,钙化常提示软骨来源的肿瘤(软骨瘤、软骨肉瘤)。支气管肿瘤的明显强化是类癌的典型表现。少数病例中,气管肿瘤可表现为气管壁偏心性或环周性增厚,而不是独立的肿块,在这样的病例中,鉴别诊断还应包括一系列非恶性病变。一般气管壁明显不规则增厚以及气管外侵犯更倾向于原发性气管肿瘤,活检是非常必要的。

手术治疗是原发性气管恶性肿瘤的首选治疗方法之一,然而多数患者在就诊时常常失去根治性手术切除的机会,这些患者可以采取姑息手术切除、放射治疗、化疗等。影响原发性气管恶性肿瘤预后的因素有:①病理类型;②治疗手段;③原发肿瘤大小;④分期;⑤PET代谢率等。SEER数据包括的573例气管肿瘤中,SCC占45%,ACC占16%,SCC的5年生存率为13%,ACC的5年生存率为74%。Caissert等报道的270例气管肿瘤中,SCC占50%,ACC占50%,SCC手术切除者的5年生存率为39%,不可切除者的5年生存率为7%;ACC手术切除者的5年生存率为52%,不可切除者的5年生存率为33%。肖泽芬等报道23例原发气管癌根治性放射治疗后5年生存率为45.2%,姑息放疗5年生存率为10%。

二、PET/CT诊断要点

(一)一般诊断点

1.SCC好发于男性60~70岁患者,有吸烟史;ACC好发于40~50岁患者,男女发病率相同,与吸烟无关。

2.SCC常为外生型或溃疡型,具有肿块占位效应;ACC极易黏膜下浸润生长、侵犯。

3.SCC具有生物攻击性,生长迅速,早期即可发生转移,30%可有同步性或异时性恶性肿瘤;ACC生长缓慢,复发晚;常在发生症状1年后确诊。

4.SCC常累及下2/3气管的后壁。

(二)CT诊断点

1.SCC具有肿块占位效应,表现为息肉样病变、局灶性无蒂病变、偏心性气道狭窄或周围管壁增厚,肿瘤表面常不规则。

2.ACC常见于中央气道,如气管、主支气管或叶支气管,外周或段支气管不常见;CT常低估其累及范围,肿瘤表面平整、边界清晰、密度较均匀。

3.良性肿瘤如错构瘤、脂肪瘤CT的特征性表现为“爆米花”样钙化或可见脂肪密度,但大部分良性肿瘤的CT表现没有特异性。

4.类癌增强CT表现为明显强化。

(三)FDG PET诊断点

1.SCC最具特征性的表现为局部FDG摄取增加。大部分病灶的SUVmax均>2.5,SUVmax越大,表现为更加恶性的疾病病程,生存率越低。高代谢率、浸润范围、累及周围区域、转移距离均在原发性气管肿瘤的预后评估中发挥作用,体积小的SCC(横径为几毫米)由于缺乏有效的部分容积校正方法,SUV可被低估。

2.ACC分化程度不同,导致FDG摄取存在显著差异。高、中分化的ACC对FDG的摄取程度低于低分化者(SUVmax>6)且更均匀。大部分ACC表现为中央气道肿瘤,应注意区分支气管源性肿瘤(如SCC)、类癌、良性气道肿瘤。中央气道ACC与支气管源性SCC较难鉴别,均可表现为FDG摄取增高。

3.腺癌对FDG的摄取程度存在较大差异,组织病理学提示高代谢与分化差相关,低代谢往往与分化好相关。

4.黏液表皮样癌摄取FDG程度不同,高级别黏液表皮样癌表现为FDG摄取增加、均匀。低级别黏液表皮样癌摄取FDG较低。当黏液表皮样癌发生于中央气道且FDG摄取增加时,与SCC难以鉴别。

5.大部分良性肿瘤对FDG摄取通常表现为没有摄取或低度摄取,可用于区分良恶性。

三、典型病例

病例1

患者男性,73岁,气管鳞癌靶动脉栓塞治疗后再分期(图1-2-43)。

图1-2-43 气管高-中分化鳞状细胞癌的FDG PET/CT图像

A~C.分别为 CT、PET及融合横断面图像;D、E.分别为 CT、FDG PET矢状位图像;F、G.分别为 CT、FDG PET冠状位图像。图A示气管分叉处管壁增厚,侵犯左右主支气管起始部,局部形成肿物,包绕支气管;图B及图C示PET相应部位呈团块状代谢活性明显增高(红色箭头),SUVmax为31.1;图D~图G示近气管分叉处软组织密度影呈团块状代谢活性增高灶(红色箭头)。上述符合气管鳞癌的PET表现。

病例2

患者男性,41岁,2010年2月9日因呼吸困难在外院气管镜下行气管部分肿物切除+支架植入术,病理为气管腺样囊性癌,为放疗定位行PET/CT检查(图1-2-44)。

图1-2-44 气管腺样囊性癌的FDG PET/CT图像

A~C.分别为 CT、FDG PET及融合横断面图像;D、E.分别为 CT、FDG PET 矢状位图像;F、G.分别为CT、FDG PET冠状位图像。图A示气管自环状软骨下方至主动脉弓上方水平全周管壁增厚(红色圆圈);图B及图C示PET相应部位代谢活性不均匀增高,SUVmax为2.8;图D~图G示气管全周管壁增厚伴代谢活性增高(红色圆圈)。上述符合气管腺样囊性癌残存的PET表现。

病例3

患者男性,48岁,2015年12月21日食管活检病理示“鳞状细胞癌”,为治疗前分期行PET/CT 检查(图1-2-45)。

图1-2-45 食管癌侵犯气管的FDG PET/CT图像

A~C.分别为CT、FDG PET及融合横断面图像;D~F.分别为下层面的CT、FDG PET及融合横断面图像。图A示食管颈段及胸上段管壁增厚,局部形成肿物,肿物推挤气管向前移位,与气管后壁分界消失,突入气管腔(红色箭头);图B及图C示PET相应部位代谢活性增高,SUVmax为15.1;图D~图F示上纵隔双侧气管食管沟肿大淋巴结(右侧),代谢活性增高,SUVmax为8.9。上述符合食管癌侵犯气管后壁伴双侧气管食管沟淋巴结转移的PET表现。

四、少见病例

病例1

患者男性,63岁,气管镜检病理示低分化腺癌,为治疗前分期行PET/CT检查(图1-2-46)。

图1-2-46 气管腺癌的FDG PET/CT图像

A~C.分别为 CT、FDG PET及融合横断面图像;D、E.分别为 CT、FDG PET矢状位图像;F、G.分别为CT、FDG PET冠状位图像。图A示气管后壁隆起性病变,局部侵犯中后纵隔,侵犯食管;图B及图C示PET相应部位呈团块状代谢活性明显增高(红色箭头),SUVmax为9.6;图D~图G示气管后壁隆起性病变及中后纵隔团块状代谢活性增高灶(红色箭头)。上述符合气管腺癌的PET表现。

病例2

患者女性,62岁,2018年3月19日行左主支气管肿物切除术,病理为低分化腺癌,做PET/CT分期(图1-2-47)。

图1-2-47 左主支气管腺癌的FDG PET/CT图像

A~C.分别为 CT、FDG PET及融合横断面图像;D、E.分别为 CT、FDG PET矢状位图像;F、G.分别为CT、FDG PET冠状位图像。图A示左主支气管软组织肿物,与纵隔7区肿大淋巴结分界不清(红色箭头);图B及图C示PET相应部位代谢活性增高,SUVmax为15.8;图D~图G示左主支气管软组织肿物伴代谢活性增高(红色箭头)。上述符合腺癌残存的PET表现。

五、鉴别诊断

(一)炎性病变
1.相似点

炎性病变与原发气管支气管恶性肿瘤一样,都可表现出一定的占位效应,常表现为肿块、结节或者实变影,如果不是炎症急性期,其代谢活性较低。

2.鉴别点

(1)非急性气管支气管炎症病灶FDG摄取较低。

(2)结合病史、其他血清学检查及抗感染治疗后复查有助于鉴别诊断(图1-2-48,图1-2-49)。

(二)良性病变

大部分良性病变PET放射性摄取较低或几乎不摄取,有利于鉴别良恶性。但部分良性肿瘤PET/CT可见代谢增高,CT形态类似于肿瘤,最终确诊有赖于病理学检查(图1-2-50,图1-2-51)。

图1-2-48 右肺下叶支气管扩张伴炎症病变的FDG PET/CT图像

患者女性,49岁,查体发现肺占位半个月余,为明确诊断行PET/CT:A~C.分别为CT、FDG PET及融合横断面图像;D、E.分别为CT、FDG PET矢状位图像;F、G.分别为CT、FDG PET冠状位图像。图A示右肺下叶基底段纵隔旁不规则肿物;图B及图C示PET相应部位均未见代谢活性增高(绿色箭头);图D~图G示右肺下叶基底段无代谢活性增高肿物(绿色箭头)。病理:右肺下叶囊性扩张的支气管伴慢性炎细胞浸润,未见明确肿瘤。

图1-2-49 支气管慢性炎症的FDG PET/CT图像

患者男性,54岁,因咳嗽半年就诊,外院CT示右肺结节,为明确诊断行PET/CT检查:A~C.分别为CT、FDG PET及融合矢状位图像:右肺下叶后基底段不规则类肿物,沿支气管走行,右肺下叶后基底段支气管部分节段管腔狭窄/闭塞,PET相应部位见代谢活性增高(红色箭头),SUVmax为2.4,延迟后SUVmax为2.8;D、E.分别为CT、FDG PET冠状位图像:右肺下叶基底段不规则肿物,代谢活性增高(红色箭头)。病理:支气管黏膜呈慢性炎。

图1-2-50 左肺下叶支气管开口处平滑肌瘤的FDG PET/CT图像

患者女性,52岁,体检发现左肺下叶支气管结节。支气管镜活检结节的病理:梭形细胞肿瘤,不除外孤立性纤维性肿瘤。既往病史:1997年子宫肌瘤切除手术。为明确诊断行PET/CT检查:A~C.分别为CT、FDG PET及融合横断面图像;D、E.分别为CT、FDG PET冠状位图像。图A示左肺下叶支气管开口处小结节,堵塞局部管腔;图B及图C示PET相应部位见代谢活性增高(红色箭头),SUVmax为4.0;图D和图E示左肺下叶支气管开口处代谢活性增高小结节(红色箭头)。病理:首先考虑为平滑肌瘤,倾向为原发性。

图1-2-51 支气管源性囊肿的FDG PET/CT图像

患者女性,55岁,因声音嘶哑就诊,CT发现上纵隔肿物半年,为进一步诊断行PET/CT检查:A~C.分别为CT、FDG PET及融合横断面图像;D、E.分别为CT、FDG PET矢状位图像。图A示气管前方胸骨柄后方肿物,边界清晰,与甲状腺不连续;图B及图C示PET相应部位未见代谢活性增高(红色箭头);图D和图E气管前方肿物无代谢活性增高(红色箭头)。病理:支气管源性囊肿。

六、小结

原发性气管肿瘤患者早期胸部X线片可表现为纵隔边界或气管影的轻微异常。CT可精确显示气管内肿瘤或外生性肿瘤,可明确肿瘤腔外范围,但沿气管长轴肿瘤的范围以及对邻近纵隔组织的浸润常被低估。FDG PET/CT有助于显示病变的累及范围如SCC,而ACC以及生长缓慢的黏液表皮样癌因FDG摄取的差异较大,部分难以准确评估累及范围。虽然典型类癌常表现为代谢活性减低,被误诊为良性肿瘤,但FDG PET/CT对大部分气管占位病变,仍非常有助于区分良、恶性肿瘤;特别是对恶性肿瘤的分期、再分期及疗效评估,FDG PET/CT有较大的临床价值。

(王丽 郑容)