早期尘肺HRCT影像学表现及优势

尘肺病是因长期吸人生产性粉尘所导致的肺纤维化疾病,是严重危害健康的职业病之一。根据2011年卫生部统计中国约有1600万家企业存在有毒有害作业场所,约2亿劳动者在从事劳动过程中遭受不同程度职业病危害,其中大部分都是接触粉尘引起[1]。目前中国累计尘肺患者有55万多人,每年因尘肺病所造成的直接和间接经济损失累计高达几百亿元,给国家和人民带来了巨大经济损失。

尘肺病的诊断依靠高千伏胸片、可靠的职业粉尘接触史和现场调研结果作为诊断主要依据[2]。中国现行尘肺诊断是根据国际劳工组织[3](ILO)进行尘肺病的诊断和分期。近年来随着医学影像学检查手段的增多,从CR、DR到多层螺旋CT(MDCT)的出现和高分辨率CT(HRCT)的应用,逐渐突显出高干伏胸片诊断尘肺病的不足和对早期尘肺病诊断不敏感的局限性。特别是HRCT被认为是肺部病变显示最清楚、对肺部微小病变几乎可达到病理镜下所见的影像学图像。HRCT可以超早期发现尘肺病特征性小结节影、肺泡和其周围结构的改变,为临床诊断提供可靠依据,及早治疗和预防尘肺病。

1 高干伏胸片诊断尘肺病的局限性

高千伏胸片是X线束穿透过肺部不同组织结构相互重叠在一起的灰阶图像。间接反映出人体组织的解剖结构和病理状态。在胸部由于纵膈、脊椎、胸骨和肋骨的重叠使得肋膈窦区和胸膜病变显示不清,常低估尘肺病范围,出现假阴性或假阳性结果[4]。高千伏胸片图像密度分辨率低,对尘肺小结节的显示不准确。有研究表明高干伏胸片显示直径为1.5mm或以下的小阴影常由多个微小结节整合的复合影像;不规则小阴影可以交错重叠形成圆形小阴影[5],故高干伏胸片对早期尘肺病小阴影的形态难以区分,易漏诊、误诊或分期不准确。

2 HRCT在尘肺病诊断中应用的优势

HRCT是通过容积CT(VCT)扫描所得容积数据进行线性内插运算得到的高分辨率图像。容积CT扫描时球管的旋转与检查床同步运动,一次屏气完成胸部所有容积数据采集。一方面快速的容积扫描明显缩短了扫描时间,降低了辐射剂量,减少了呼吸伪影;另一方面连续的容积扫描,不会出现检查部位数据采集不全,而遗漏病变。容积CT所得体素实现了各向同性,通过多平面重组可以多方位、多角度、多方式观察肺和胸膜病变。HRCT避免了肺和其他组织的重叠,解决了高干伏胸片图像重叠缺陷。HRuΓ增强了病变边缘结构对比度,能准确地显示早期尘肺小结节的大小、形态、分布区域和密集度,提高了图像的密度分辨率和空间分辨率。利于准确早期诊断尘肺和进行分期。陈达民等[6]对178例尘肺患者进行高千伏胸片和HRCT联合应用研究指出,HRCT可以减少早期尘肺病假阳性和假阴性的作用。HRCT能在尘肺观察对象中和触尘患者健康体检中早期发现,验证和确定尘肺小结节存在,做出尘肺病早期影像学诊断。罗军等[7]对尘肺患者HRCT研究认为,在早期尘肺病阶段HRCT能够清晰显示肺小叶结构、小叶间隔增厚、肺内微小结节、胸膜等细微病变特征,利于早期准确判断尘肺病的发生,减少漏诊;HRCT对无尘肺、尘肺小阴影、复杂尘肺及其合并症的显示具有明显优势。刘培成等[8]和王天宇等[5]对尘肺患者进行HRCT与高千伏胸片对照研究认为,HRCT能早期发现和准确显示尘肺小结节影的部位、形态特征及其与周围组织间的关系;其对尘肺诊断的敏感性和准确性都远远超过高千伏胸片,建议使用CT取代胸片来计算尘肺结节大小和密集度分区。国外有学者也进行过高千伏胸片与HRCT对比研究[9-10],他们认为HRCT能清楚地显示肺内和胸膜病变的发生部位、分布和病变形态学情况,提高胸膜微细病变的特异性和敏感性;Akira还指出HRCT石棉肺胸膜下区的细支气管呈阻塞性改变具有重要鉴别诊断意义。因此,尘肺早期高干伏胸片检查常不能发现异常影像学表现;而HRCT出现尘肺病特征性胸膜病变、小叶间隔的增厚和小结节影。

2.1 早期尘肺胸膜改变HRCT表现 早期尘肺胸膜病变主要表现为轻微的胸膜增厚和胸膜斑形成。HRCT上早期尘肺病胸膜增厚可分为结节形,扁平形,不规则形和混合形,HRCT可以提高胸膜病变诊断的特异性。刘培成等[11]利用HRCT靶重建技术显示胸膜病变研究表明,HRCT对早期轻微或可疑胸膜病变显示良好,能很好区分肺内或胸膜的病变。建议将局部胸膜厚度大于5mm作为胸膜斑和胸膜病变的诊断标准。国外学者Harkin等[10]对胸膜病变研究表明,HRCT能更清楚地显示胸膜病变的形态、大小、数量和分布情况,能很好区分胸膜斑和肺间质性病变。有学者采用HRCT薄层数据进行多平面重建研究,认为冠状面MPR重建显示胸膜病变可获得比轴位图像更多的信息[12-13];在靠近胸壁、膈肌周围病变可以弥补HRC)T横断面图像对胸膜病变显示不清,利于区分和诊断胸膜细微病变。冠状面MPR是显示胸膜细微病变的最佳影像学技术,有利于早期尘肺病胸膜病变诊断。

2.2 早期尘肺小叶间隔病变HRCT表现 HRCT图像上早期尘肺小叶间隔病变主要表现为小叶间隔增厚,多分布于肺外围、纵膈面、胸膜下区。HRCT上小叶间隔的改变分为规则犁、不规则型及破坏型几种类型,其代表意义是不同程度的纤维灶和不等量的粉尘沉积。王振光等[14]行煤工尘肺患者HRCT小叶间隔病变表现与病理对照研究表明,3种不同类型小叶间隔线均存在于各期煤尘肺中,规则型小叶间隔增厚多见于早期尘肺和1期煤尘肺患者;不规则型主要见于Ⅱ期煤尘肺患者,而破坏型小叶间隔增厚常见于Ⅲ期煤尘肺患者。Thrumurthy等[15]对煤尘肺患者小叶间隔病变HRCT研究认为,部分煤尘工人HRCT小结节影不明显,表现为弥漫小叶间隔增厚和继发性肺动脉高压的影像学表现。小叶间隔增厚在病理学镜下所见主要表现为小叶问隔水肿和小叶间隔内炎症渗出和纤维化改变。

2.3 早期尘肺小结节影HRCT表现 HRCT旱期尘肺小结节以淋巴管周围和肺小叶中心分布为主;主要位于小叶中心、胸膜下、小叶间隔内或包绕小叶核。有学者在早期煤尘肺患者进行HRCT和胸片对照研究指出,高千伏胸片上可疑尘肺和早期尘肺HRCT能清楚显示出小结节影,有利于诊断和鉴别早期尘肺病[14-17]。建议使用HRCT代替高千伏胸片进行尤尘肺和早期煤尘肺的诊断。Akira等[9]研究认为高千伏胸片上“p”型小阴影在HRCT上表现为边界不清的小叶中心性支气管周围致密影;而“q”型或“r”型影在HRCT表现为边缘锐利的圆形结节或不规则形结节影,指出HRCT能显示尘肺早期结节形态及边缘情况,有利于早期诊断尘肺病和准确进行尘肺分期。日本学者Suganuna等[18]进行不同期别尘肺患者高千伏胸片和CT对照研究,参照尘肺病高千伏胸片ILO分期方法,提出了尘肺病的CT诊断和分期标准。国内尚没有建立尘肺病CT诊断和分期标准。国内学者刘培成[8]等对尘肺病HRCT影像表现研究认为HRCT可清晰显示磨玻璃样结节影、各种肺气肿和小支气管扩张。陈步东等对煤尘肺患者HRCT上小结节影与病理对照研究表明早期煤尘肺HRCT上所见小结节影直径多为2~10mm,与病理镜下所见大小相似,而高千伏胸片由于密度分辨率低,多不能显示这些结节。HRCT能显示早期尘肺小结节影与肺小叶的结构的微细变化,是显示正常肺部解剖和病理改变细节的最佳影像学手段。国内多数学者认为HRCT早期发现尘肺小结节,特别对直径小于2mm的小结节影检出更具有优势。HRCT在显示早期尘肺的肺实质、气道和胸膜等改变明显优于胸片。国内学者对尘肺结节进行定量研究问接反映尘肺程度,刘培成等凹对不同期别煤尘肺患者行HRCT扫描并进行CT密度值测量定量分析尘肺结节、纤维化程度。陈步东等[21]应用双能能谱定量检测尘肺实质和肺结节的SiO2沉积量,为尘肺病定量诊断提供了一种新方法。HRCT显示早期尘肺小结节影后处理技术也进行相关方面研究。陈步东[19]和肖云华[22]用一定层厚MIP显示早期尘肺小结节影研究认为5mm层厚MIP对“p”型和“q”型小结节显示有显著差别,认为小结节密集度判别用MIP显示更准确。综上所述,HRC:Γ在显示早期尘肺小结节影无论在其形态、分布、定性、定量均较高千伏胸片有明显优势。

2.4  HRCT肺气肿检出和肺功能相关性的研究 肺气肿是由于肺泡间隔的损坏,肺的顺应性上升,弹性回缩力下降而引起局限性透光区。可分为小叶中心型,全小叶型和混合型。HRCT可直接观察到肺气肿的形态、大小、类型及分布区域。HRCT对于好发于胸膜下、小叶间隔旁和血管、支气管周围的问隔旁型肺气肿的显示占明显优势;尘肺病的主要病理变化是不同程度的纤维化,主要累及肺泡的支持结构,引起肺泡弥散功能下降。国外学者Meijer等[23]对建筑工人尘肺病长期随访并进行HRCT和肺功能相关性对照研究中认为尘肺患者肺气肿的出现、支气管阻塞与尘肺患者吸烟关系密切;HRCT上线状影与肺功能用力肺活量(FVC)和一秒用力呼气容积(FEV1)减少相关;不规则影与肺弥散功能降低相关;吸烟与FEV1/FVC减低和残气量与肺总量比值(,RV/TLC)增加相关。Nogueira等[14]对早期煤工尘肺患者进行连续肺功能监测和HRCT表现相关性研究表明,HRCT肺间质异常与肺功能弥散功能(DLco)降低相关。国内对HRCT与肺功能异常相关性研究较少。李宝平等[25]进行64层螺旋CT和HRCT检出煤I尘肺肺气肿与肺功能检测指标的相关性研究屮认为,HRCT在煤尘肺早期肺气肿检出率方面优于肺功能机对肺气肿检测,对肺气肿分级也更准确。根据国内外现有的关于HRCT与肺功能相关性研究表明,HRCT在一定程度上可以提示早期尘肺患者肺功能异常。

3 展望

HRCT能早期发现和准确显示早期尘肺小结节、胸膜、小叶间隔和肺间质改变,并能明确小结节影、肺间质改变与周围组织结构关系,几乎可以达到病理学诊断,利于早期尘肺诊断和鉴别诊断。HRCT的多平面重技术,定量或半定量分析吸人肺内粉尘量及对肺气肿检出的高敏感性。相信HRCP是尘肺病特别是早期尘肺病诊断或触尘工人健康体检的首选影像学方法。实际上,一方面主要由于国内目前尚没有CT或HRCT诊断尘肺病统一判定和分期标准,使得HRCT或CT关于早期尘肺病特征性影像学表现不能作为尘肺诊断和分期依据,极大地限制了HRCT在尘肺病中的广泛应用,仅限于临床科研中应用或作为辅助诊断手段。另一方面CT的检查费用较高千伏胸片贵。尽管高千伏胸片对早期尘肺病诊断不敏感,易漏诊或误诊,因其有ILO对尘肺病诊断和分期标准,在我国仍是作为尘肺诊断、分期的主要依据。随着影像学不断发展,因HRCT能早期发现尘肺病肺实质、肺间质结构和胸膜病变细微特征改变,相信其必能在尘肺诊断和分级中得到广泛应用。逐步摒弃高千伏胸片诊断和分期尘肺病,建立HRCT或CT诊断和分期尘肺病的新标准。

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