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1、CT成像-肺功能l在美国，约有一千五百余万人患有呼气性在美国，约有一千五百余万人患有呼气性气流阻塞疾病，每年因本病导致死亡者超气流阻塞疾病，每年因本病导致死亡者超过八万四千人，是死亡原因中的第四位。过八万四千人，是死亡原因中的第四位。l阻塞性肺病包括肺气肿、慢性支气管炎、阻塞性肺病包括肺气肿、慢性支气管炎、哮喘、呼吸性细支气管炎和支气管扩张等哮喘、呼吸性细支气管炎和支气管扩张等一组疾病。一组疾病。l最新的文献强调了早期诊断气流阻塞和气最新的文献强调了早期诊断气流阻塞和气道反应性潜在的异常在临床处理这些疾病道反应性潜在的异常在临床处理这些疾病上的重要性。上的重要性。支气管扩张支气管扩张哮喘合并哮
2、喘合并空气贮留空气贮留全细支气管炎全细支气管炎哮喘合并哮喘合并空气贮留空气贮留l气道反应性可通过测定应用支气管收缩剂后气道反应性可通过测定应用支气管收缩剂后气流的改变来直接评定，或者在气流阻塞患气流的改变来直接评定，或者在气流阻塞患者中应用支气管扩张剂后测量可恢复的气流者中应用支气管扩张剂后测量可恢复的气流阻塞来间接评估。阻塞来间接评估。l呼气流率峰值和呼气流率峰值和1s最大用力呼气量最大用力呼气量(FEVl)是是呼气气流阻塞中最常用的测量方法，但它们呼气气流阻塞中最常用的测量方法，但它们主要反映大气道的功能。主要反映大气道的功能。l在用力呼气曲线中部的呼气流率在用力呼气曲线中部的呼气流率(F
3、EF2575)和和3s最大用力呼气最大用力呼气(FEV3)是小气道功能测量的是小气道功能测量的方法，在气流阻塞者中，其结果也常属异常，方法，在气流阻塞者中，其结果也常属异常，但这些测量可变性很大，作用有限。但这些测量可变性很大，作用有限。l使使用用肺肺功功能能检检查查来来测测量量可可逆逆或或不不可可逆逆的的气气流流阻阻塞塞也也由由于于其其结结果果和和症症状状间间的的不不致而受到限制。致而受到限制。l实实际际上上所所有有的的肺肺功功能能检检查查和和测测量量都都是是综综合合性性的的，既既不不能能表表达达支支气气管管反反应应性性和和气气流流阻阻塞塞中中可可能能存存在在的的分分布布不不均均匀匀性性，也
4、也不不能能对对受受累累气气道道的的分分布布和和级级别别作出定位。作出定位。l此此外外，常常规规的的肺肺功功能能检检查查不不能能区区别别由由于呼气气流阻塞导致的各种生理紊乱。于呼气气流阻塞导致的各种生理紊乱。l必须找到一种用于慢性气流阻塞时必须找到一种用于慢性气流阻塞时的、可区分静态或动态气道改变的的、可区分静态或动态气道改变的办法，从而评价气道局部的变化。办法，从而评价气道局部的变化。lHRCT是一种评价肺实质细节的成是一种评价肺实质细节的成熟的技术，它能够获得小到熟的技术，它能够获得小到200至至300m，相当于第相当于第7至至9级细支气管级细支气管的特征性的肺解剖细节。的特征性的肺解剖细节
5、。HRCT既清晰显既清晰显示细支气管解剖示细支气管解剖细节，又可区分细节，又可区分静态或动态气道静态或动态气道改变改变l利用电子束或螺旋利用电子束或螺旋CT快速成像快速成像的功能，在呼吸周期中作一系的功能，在呼吸周期中作一系列高质量的容积扫描已成为可列高质量的容积扫描已成为可能。能。l根据支气管和肺在不同呼吸时根据支气管和肺在不同呼吸时相中的衰减值和形态上的改变相中的衰减值和形态上的改变可以评价气道，特别是小气道可以评价气道，特别是小气道的功能改变，帮助作出定性和的功能改变，帮助作出定性和定位的诊断。定位的诊断。l螺螺旋旋扫扫描描能能在在一一次次屏屏气气中中获获得得大大范范围围兴兴趣趣区区的的
6、容容积积资资料料，在在不不同同呼呼吸吸时时相相或或不不同同生生理理状状态态下下所所获获得得的的系系列列图图像像提提供供了了气道结构和功能之间关系的重要信息。气道结构和功能之间关系的重要信息。l容容积积数数据据经经过过先先进进的的算算法法处处理理后后可可得得到到重重叠叠多多平平面面或或三三维维的的重重建建，从从而而使使支支气气管结构特征得以更精确地显示。管结构特征得以更精确地显示。l当当参参考考了了病病人人的的呼呼吸吸时时相相和和生生理理状状态态后后，由由HRCT获获得得的的定定量量信信息息可可增增进进对对造造成成气流阻塞多种因素的认识。气流阻塞多种因素的认识。l 一、检查技术一、检查技术l 由
7、于在一次呼吸过程中肺实质结构的由于在一次呼吸过程中肺实质结构的三维位置变化可达到三维位置变化可达到3cm甚至更多。甚至更多。l此外，心脏搏动也可以使肺容积产生很此外，心脏搏动也可以使肺容积产生很大差异，特别是左肺下叶。这种心肺运大差异，特别是左肺下叶。这种心肺运动之间的密切关系和这些器官的复杂结动之间的密切关系和这些器官的复杂结构使正确评价气道的结构与功能变得更构使正确评价气道的结构与功能变得更为困难。为困难。l因此，可重复的屏气方法对肺功能性成因此，可重复的屏气方法对肺功能性成像和对传统的肺功能检查一样都是很重像和对传统的肺功能检查一样都是很重要的。要的。l理理想想的的功功能能性性成成像像是
8、是用用肺肺量量计计来来控控制制扫扫描描机机以以一一定定的的流流量量或或容容积积触发图像的采集。触发图像的采集。l训训练练病病人人和和使使用用流流量量容容积积环环以以进进行行视视觉觉反反馈馈很很重重要要，特特别别在在测测定定空空气气贮贮留留的的视视觉觉指指标标或或气气道道管管径径改改变时可保证呼吸状态的一致变时可保证呼吸状态的一致。l成像过程的最新进展已能把中央成像过程的最新进展已能把中央的气管、支气管树作三维切割。的气管、支气管树作三维切割。l结合容积数据资料，先进的成像结合容积数据资料，先进的成像技术可确定大气道的结构参数，技术可确定大气道的结构参数，如支气管短缩和分支角度如支气管短缩和分支
9、角度l而这在以前是不可能在活体中明而这在以前是不可能在活体中明确的确的 lWood等等曾曾运运用用集集成成性性半半自自动动方方法法从从系系列列的的横横断断面面HRCT图图像像中中取取得得容容积积数数据据资资料料，以以进进行行气气管管支支气管树的三维提取和分析。气管树的三维提取和分析。l这这种种方方法法用用衰衰减减阈阈值值和和体体素素大大小小将将支支气气管管树树进进行行切切割割，可可以以在在不不同同生生理理状状态态下下(如如吸吸气气和和呼呼气气末末时时)得得到到的的多多组组图图像像上上很很容容易易地地评评价价气道形态和大小的动态变化。气道形态和大小的动态变化。l二、小气道的功能性成像二、小气道的
10、功能性成像l肉眼不可见的小气道的功能可以通过肺衰肉眼不可见的小气道的功能可以通过肺衰减减(Lung attenuation)及其在不同生理状态及其在不同生理状态下的变化来判断。下的变化来判断。l肺是由空气、软组织和血液各种独立成份肺是由空气、软组织和血液各种独立成份组成的复合体，肺衰减可因其中任何一种组成的复合体，肺衰减可因其中任何一种成份的改变而受到影响。成份的改变而受到影响。l在解释肺衰减时，肺容积、肺血管容积、在解释肺衰减时，肺容积、肺血管容积、病人体位和呼吸状态的改变都要考虑在内病人体位和呼吸状态的改变都要考虑在内。l仰卧位时，从非下垂部到下垂仰卧位时，从非下垂部到下垂部的肺衰减呈递增
11、样，常与下垂部的肺衰减呈递增样，常与下垂部的灌注增加及通气减少有关，部的灌注增加及通气减少有关，这种梯度在肺容量小的时候更明这种梯度在肺容量小的时候更明显。显。l在呼气末正常肺表现为衰减增在呼气末正常肺表现为衰减增加，这与肺组织体素内的含气量加，这与肺组织体素内的含气量减少有关。减少有关。正常肺呼气末表现为衰减增加，从正常肺呼气末表现为衰减增加，从非下垂部到下垂部的肺衰减呈递增。非下垂部到下垂部的肺衰减呈递增。l正正常常肺肺呼呼气气末末表表现现为为衰衰减减增增加加正常肺非下垂部及下垂部密度曲线正常肺非下垂部及下垂部密度曲线l在气流阻塞时，由于呼气性在气流阻塞时，由于呼气性气道狭窄和气流阻力增加
12、共气道狭窄和气流阻力增加共同引起呼气性空气阻塞。同引起呼气性空气阻塞。l空气贮留在空气贮留在CT上表现为有异上表现为有异常的衰减降低和较正常肺组常的衰减降低和较正常肺组织容积减小较少织容积减小较少 空气贮留空气贮留l由由于于细细支支气气管管病病变变的的不不均均匀匀性性，可可导导致致透透亮亮肺肺和和正正常常肺肺交交织织，形形成成马马赛赛克克灌灌注注(Mosaic perfusion，也也称称为为马马赛赛克克血血量量减减少少)。l可可与与其其它它产产生生肺肺小小叶叶密密度度改改变变如如慢慢性性肺肺栓栓塞塞及及表表现现为为斑斑片片状状毛毛玻玻璃璃密密度度的的肺肺实实质质病病相混淆。相混淆。l但但是是
13、当当空空气气贮贮留留时时，马马赛赛克克灌灌注注在在呼呼气气末末图图像像上上更更明明显显，而而后后者者在在呼呼气气末末时时其其透透亮亮区区的的密密度度将将适适度度增增加加(并并有有容积缩小容积缩小)。马赛克灌注马赛克灌注Mosaic perfusionl空气贮留的定量测定提供了有关肺实空气贮留的定量测定提供了有关肺实质和气道状态的重要信息。质和气道状态的重要信息。l在一个图像上的在一个图像上的HU值分布可表示为肺值分布可表示为肺衰减曲线的频率分布。衰减曲线的频率分布。lRienmuller认为，曲线下认为，曲线下-900HU的的区域与胸内气体容积和特殊的阻力有区域与胸内气体容积和特殊的阻力有关；
14、关；l参考其呼吸时相后，它是测定肺破坏参考其呼吸时相后，它是测定肺破坏及气流阻塞范围的最敏感的方法。及气流阻塞范围的最敏感的方法。l频频率率分分布布曲曲线线愈愈向向左左移移动动(即即低低衰衰减减部部分分较较大大)，表表示示因因肺肺气气肿肿或或呼呼气气气气流流阻阻塞所致之肺破坏范围愈广泛。塞所致之肺破坏范围愈广泛。l-900至至-700HU之之间间的的区区域域与与肺肺活活量量(VC)、CO的的弥弥散散力力(DLCO)及及运运动动时时动动脉氧含量强烈相关。脉氧含量强烈相关。l曲曲线线向向右右移移动动（即即高高衰衰减减部部分分较较大大），则则反反映映血血流流增增多多或或在在间间质质、细细胞胞及及肺肺
15、实质内的液体含量增加。实质内的液体含量增加。频率分布曲线频率分布曲线频率分布曲频率分布曲线向左移动线向左移动l电子束电子束CT(EBT)可以在可以在50-100ms曝光后曝光后取得图像，因此可在呼吸运动时获得实取得图像，因此可在呼吸运动时获得实时的系列图像而不会因活动而影响图像时的系列图像而不会因活动而影响图像质量。质量。l虽然其技术参数随各种特殊的应用、所虽然其技术参数随各种特殊的应用、所需的分辨率程度以及解剖区域不同而异，需的分辨率程度以及解剖区域不同而异，但在肺量计触发或同时监视下，电子束但在肺量计触发或同时监视下，电子束CT可在可在500ms内取得一系列层厚内取得一系列层厚1.5-3m
16、m的图像。的图像。lEBT也可采用心电门控以研究无搏动伪也可采用心电门控以研究无搏动伪影的两下肺。影的两下肺。l在在大大多多数数的的肺肺功功能能性性成成像像应应用用中中，通通过过上上、中中、下下肺肺获获得得的的系系列列图图像提供了满意的肺样本。像提供了满意的肺样本。l综综合合分分析析肺肺量量计计和和图图像像资资料料，某某一一兴兴趣趣区区内内肺肺衰衰减减的的改改变变可可作作为为时时间间、气气流流或或肺肺容容积积的的函函数数来来测测定。定。l在在正正常常人人中中，电电子子束束CT研研究究显显示示，呼呼气气时时衰衰减减的的增增加加与与肺容积的改变成比例。肺容积的改变成比例。l虽虽然然在在不不同同病病
17、人人和和不不同同肺肺区区中中有有较较大大差差异异，但但在在用用力力呼呼气时平均衰减值减少气时平均衰减值减少200HU。l偶偶尔尔，正正常常时时可可见见累累及及一一个个次次级级肺肺小小叶叶的的局局部部低低衰衰减减区区，特别在舌叶和下叶背段中。特别在舌叶和下叶背段中。l最最大大的的衰衰减减变变化化发发生生于于肺肺的的下下垂垂部部，该该处处肺肺衰衰减减平平均均减减少少220HU，而而在在非非下下垂垂部部平平均为均为180HU。肺衰减减肺衰减减少少250HU 肺衰减肺衰减减少仅减少仅65HUl与此相反，空气贮留区域的肺衰与此相反，空气贮留区域的肺衰减变化很小，用力呼气后平均减减变化很小，用力呼气后平均
18、减少少100HU或更少，或随呼气呈矛或更少，或随呼气呈矛盾性减少。盾性减少。l由低的肺衰减区的分布可推测气由低的肺衰减区的分布可推测气流阻塞的部位以及累及的气道。流阻塞的部位以及累及的气道。l如如果果空空气气贮贮留留累累及及一一侧侧或或一一叶叶肺肺，其其阻阻塞塞的的部部位位常常分分别别为为主主支支气气管管或或叶叶支支气气管管，这这可可能能与与支支气气管管腔腔内内闭闭塞塞、外外压压或或伴伴有有呼呼气气性性气气道道萎陷的管壁异常软弱有关。萎陷的管壁异常软弱有关。l段段或或小小叶叶的的血血量量减减少少反反映映了了横横断断面面影影像像难难以以分分辨辨的的细细支支气气管管病病变变，如哮喘和缩窄性细支气管
19、炎。如哮喘和缩窄性细支气管炎。l右上、中叶支气管狭右上、中叶支气管狭窄所致上、中叶广泛窄所致上、中叶广泛空气贮留空气贮留l哮喘所致哮喘所致空气贮留空气贮留l全细支气管炎全细支气管炎所致广泛、弥所致广泛、弥漫性空气贮留漫性空气贮留l三、临床应用三、临床应用l 动态电子束动态电子束CT对一侧肺移植患者提供了对一侧肺移植患者提供了唯一的评定不同侧肺功能和气管畅通状况的唯一的评定不同侧肺功能和气管畅通状况的方法。方法。l肺移植患者的术后流量环仍是不正常的，因肺移植患者的术后流量环仍是不正常的，因为它代表了原有肺和移植肺的复合功能。为它代表了原有肺和移植肺的复合功能。l当用力呼气时可用肺量计门控的电子束
20、当用力呼气时可用肺量计门控的电子束CT明确显示支气管吻合口的通畅状况。明确显示支气管吻合口的通畅状况。l同时，原有肺和移植肺的时间衰减曲线也可同时，原有肺和移植肺的时间衰减曲线也可分别研究。分别研究。l健健康康的的移移植植肺肺表表现现为为在在最最初初的的4s内内与与容容积积时间曲线平行的正常的衰减增加。时间曲线平行的正常的衰减增加。l支支气气管管吻吻合合口口堵堵塞塞或或属属于于排排斥斥反反应应的的闭闭塞性细支气管炎可导致肺衰减的异常。塞性细支气管炎可导致肺衰减的异常。l呼呼吸吸过过程程中中伴伴随随的的衰衰减减变变化化可可先先于于其其它它可可见见的的形形态态上上的的排排斥斥改改变变，这这可可用用
21、来来区区别别在在这这些些病病人人中中的的细细支支气气管管病病变变和和其其它它不同原因所致的肺功能降低。不同原因所致的肺功能降低。l功功能能性性电电子子束束CT也也非非常常适适于于评评价价生生理理状状态态下下的的气气管管和和大大气气道道形形态态上上的的动动态态改改变变。用用自自动动跟跟踪踪程程序序可可确确定定吸气和呼气末的气道横截面积。吸气和呼气末的气道横截面积。l在在气气管管软软化化时时，气气管管横横切切面面上上的的形形态态和和大大小小在在平平静静呼呼吸吸时时多多为为正正常常，但但在在吸吸气气末末时时气气管管明明显显变变形形，其其横横截截面面积积也也相相应应减减少少，其其范范围围在在80至至1
22、00之间。之间。l许多研究者用许多研究者用CT研究哮喘和慢性阻研究哮喘和慢性阻塞性肺疾病患者。塞性肺疾病患者。lLamers等用肺量计门控等用肺量计门控CT比较了慢比较了慢性支气管炎和肺气肿患者于性支气管炎和肺气肿患者于10和和90VC时所测得的肺衰减并和正常时所测得的肺衰减并和正常人作了对比。人作了对比。l肺气肿患者表现为肺衰减在两种屏肺气肿患者表现为肺衰减在两种屏气水平上均较正常人显著降低，而气水平上均较正常人显著降低，而慢性支气管炎患者则仅在慢性支气管炎患者则仅在10VC时时有异常的肺衰减减少有异常的肺衰减减少(0.001）。）。l肺气肺气肿所致肿所致空气贮空气贮留留l两种屏气状态下肺衰
23、减的平均值两种屏气状态下肺衰减的平均值改变在正常人中要比各种慢性阻改变在正常人中要比各种慢性阻塞性肺病患者明显为大。塞性肺病患者明显为大。l在在10VC的肺衰减和第的肺衰减和第1秒最大秒最大呼气量与一氧化碳弥散能力之间呼气量与一氧化碳弥散能力之间及及90VC的肺衰减与一氧化碳的肺衰减与一氧化碳弥散能力之间都有显著相关。弥散能力之间都有显著相关。l他他们们提提出出，在在肺肺气气肿肿中中的的肺肺衰衰减减减低代表了肺破坏；减低代表了肺破坏；l而而在在慢慢性性支支气气管管炎炎中中则则反反映映了了呼呼气时空气贮留。气时空气贮留。l此此外外，他他们们认认为为在在气气流流阻阻塞塞患患者者中中，在在同同一一解
24、解剖剖层层面面上上从从10和和90VC取取得得的的图图像像足足以以诊诊断断慢慢性气道阻塞。性气道阻塞。l 在在对对无无症症状状的的哮哮喘喘患患者者和和不不吸吸烟烟的的正正常常人人的的前前瞻瞻性性研研究究中中，Newman等等比比较较了了在在肺肺基基底底部部的的CT和和HRCT图图像像上上的的肺肺衰衰减减，发发现现呼呼气气时时的的平平均均象象素素指指数数(-900HU象象素素的的百百分分比比）在在哮哮喘喘患患者者中明显为高。中明显为高。l平平均均象象素素指指数数与与肺肺功功能能参参数数如如1s最最大大呼呼气气量量(FEVl)，残残气气量量(RV)和和功功能能性性残残气气量量(FRC)显显著著相相
25、关关，反反映映了了空空气气贮贮留留和和气道阻塞。气道阻塞。l哮喘所致空气贮留哮喘所致空气贮留l哮喘所致空气贮留哮喘所致空气贮留l最近最近Goldin等研究了一小组轻度哮喘等研究了一小组轻度哮喘病人和正常人，先用肺量计和螺旋病人和正常人，先用肺量计和螺旋HRCT作基线扫描，再用乙酰甲基胆作基线扫描，再用乙酰甲基胆素激发支气管后重复扫描，在素激发支气管后重复扫描，在FRC系系列上用半自动支气管分割法测量可见列上用半自动支气管分割法测量可见的支气管的横截面积。的支气管的横截面积。l在正常人和哮喘患者之间，在基线和在正常人和哮喘患者之间，在基线和用乙酰甲基胆素后支气管面积改变的用乙酰甲基胆素后支气管面
26、积改变的百分率上有显著差异，但这种显著差百分率上有显著差异，但这种显著差异仅见于最小的可见气道中。异仅见于最小的可见气道中。l他他们们也也比比较较了了兴兴趣趣区区在在FRC和和RV时时基基线线及及用用乙乙酰酰甲甲基基胆胆素素后后的的肺肺衰衰减减频频率率分分布布曲曲线线，由由局局部部标标志志如如血血管管分分支支的的类类型型来来保保证证不不同同的图像系列中解剖关系的正确。的图像系列中解剖关系的正确。l在在基基线线和和用用乙乙酰酰甲甲基基胆胆素素后后的的正正常常人人和和哮哮喘患者，他们的肺衰减曲线均有显著差异。喘患者，他们的肺衰减曲线均有显著差异。l在在基基线线上上正正常常人人和和轻轻度度哮哮喘喘患
27、患者者之之呼呼气气气气流流的的测测量量结结果果是是相相似似的的，但但是是在在功功能能性性残残气气量量和和残残气气量量状状态态下下的的肺肺衰衰减减参参数数改改变变百百分率上，哮喘患者比正常人小。分率上，哮喘患者比正常人小。l轻轻度度哮哮喘喘患患者者局局限限性性空空气气贮贮留留l在在用用乙乙酰酰甲甲基基胆胆素素后后，正正常常人人在在1s最最大大呼呼气气量量减减少少10时时肺肺衰衰减减的的相相应应改改变变很很轻轻微微，而而哮哮喘喘患患者者FEVl减减少少20-36时时，其其肺肺衰衰减减减减少少明明显显，这这一一点点表表现现为为与与基基线线相相比比较较的的肺衰减频率分布的明显左移。肺衰减频率分布的明显
28、左移。l在在另另一一小小组组给给予予雾雾化化-2兴兴奋奋剂剂后后，结结果果1s最最大大呼呼气气量量恢恢复复到到基基线线值值，但但病病人人仍仍有有胸胸部部发发紧紧及及呼呼吸吸困困难难等等症症状状，而而且且肺肺衰衰减减参参数数也也没没有完全恢复到基线值。有完全恢复到基线值。l如如果果这这些些观观察察在在未未来来的的对对人人类类的的研研究究中中能能得得到到支支持持，那那么么，生生理理性性影影像像提提供供的的功功能能性性信信息息将将有有助助于于解解决决症症状状和和传传统统肺肺功功能能检检查查中中的的矛盾。矛盾。l 四、展望四、展望l 在高空间分辨力下快速采集容积性影在高空间分辨力下快速采集容积性影像资
29、料，加上先进的图像处理技术提供像资料，加上先进的图像处理技术提供了无与伦比的机会以探究局部肺结构和了无与伦比的机会以探究局部肺结构和功能之间的关系。功能之间的关系。l今天，传统的肺功能检查仍被用作参考今天，传统的肺功能检查仍被用作参考标准以比较功能性成像指标。标准以比较功能性成像指标。l但是，肺功能检查只提供肺功能的总体但是，肺功能检查只提供肺功能的总体指标，而生理性横断面成像能够了解局指标，而生理性横断面成像能够了解局部气道的异常。部气道的异常。支气管扩张的普支气管扩张的普通通CT、HRCT及及其空气贮留其空气贮留l螺旋和电子束螺旋和电子束CT技术结合先进图像技术结合先进图像分析工具提供了更
30、好地显示支气管分析工具提供了更好地显示支气管解剖和呼吸生理这一复合体特征的解剖和呼吸生理这一复合体特征的可能。可能。l功能性成像实践的进一步发展包括：功能性成像实践的进一步发展包括：l建立独立于传统肺功能检查之外的建立独立于传统肺功能检查之外的功能性成像参数之正常值，减少曝功能性成像参数之正常值，减少曝光时间以保证图像质量以及提高快光时间以保证图像质量以及提高快速分析和显示的处理能力。速分析和显示的处理能力。空气贮留在两空气贮留在两种不同呼吸时种不同呼吸时像上的像上的CT表表现及测量现及测量l新的对比剂，例如能注射的、且新的对比剂，例如能注射的、且能在生物体内降解的微球体能在生物体内降解的微球
31、体(micropheres),或综合了放射性或综合了放射性核素、磁共振、核素、磁共振、X线资料的技术线资料的技术有望能对灌注、通气及结构的参有望能对灌注、通气及结构的参数作实时的采集。数作实时的采集。l生理性成像将从研究工具领域持生理性成像将从研究工具领域持续发展为评价各种呼吸道疾病的续发展为评价各种呼吸道疾病的实用技术。实用技术。l五、支气管扩张的螺旋五、支气管扩张的螺旋CT动态扫描动态扫描l螺螺旋旋CT动动态态扫扫描描在在支支气气管管扩扩张张的的诊诊断断中中具具有有无无创创性性、高高度度敏敏感感性性和和特特异异性性，不不仅仅能能够够如如实实地地描描绘绘出出支支气气管管扩扩张张及及其其空空气
32、气贮贮留留的的范范围围和和程程度度，而而且且可可将将空空气气贮贮留留量量化化以以初初步步评评估估病变肺的功能状况。病变肺的功能状况。l因因此此，它它在在实实际际工工作作中中已已基基本本取取代代支支气气管管造造影影而而成成为为本本病病诊诊断断中中的的首首选方法。选方法。l33例例支支气气管管扩扩张张患患者者分分别别做做深深吸吸、呼呼气气末末全全肺肺螺螺旋旋CT扫扫描描以以确确定定有有无无支气管扩张及计算支气管扩张积分。支气管扩张及计算支气管扩张积分。l积积分分标标准准：全全肺肺分分为为六六叶叶，舌舌叶叶和和中叶均被视为独立肺叶；中叶均被视为独立肺叶；l根根据据各各肺肺叶叶中中支支气气管管扩扩张张
33、所所管管辖辖的的远远端端肺肺组组织织占占该该叶叶体体积积之之百百分分比比来来进行积分。进行积分。l0分：无支气管扩张；分：无支气管扩张；l1分：百分比分：百分比25%；l2分：百分比为分：百分比为25%-50%；l3分：百分比分：百分比50%。l每个病人积分为各层面相加后之每个病人积分为各层面相加后之平均数平均数,每例之积分为其六个肺每例之积分为其六个肺叶积分相加数，最高分叶积分相加数，最高分18分，最分，最低分低分0分分l空空气气贮贮留留的的积积分分评评估估采采用用视视觉觉评评估和估和CT值测定相结合之方法。值测定相结合之方法。l若若深深呼呼气气时时的的CT值值增增加加少少于于100HU认为
34、有空气贮留。认为有空气贮留。l根根据据每每个个肺肺叶叶上上全全部部空空气气贮贮留留区区域域在在该该肺肺叶叶体体积积中中所所占占的的百百分分比比，也也采采取取3分分制制以以表表达达空空气气贮贮留留的的程度。程度。l0分，无空气贮留区域；分，无空气贮留区域；l1分，百分比分，百分比25%；l2分，百分比为分，百分比为25%-50%；l3分分,百分比百分比50%。l每每个个病病人人积积分分为为其其全全部部六六个个肺叶积分相加，最高肺叶积分相加，最高18分。分。支气管扩张、支气管扩张、空气贮留的空气贮留的3分制表达分制表达l28例例病病人人在在CT检检查查后后一一周周内内做做了了肺肺功功能能测定。包括
35、：测定。包括：l用力肺活量（用力肺活量（FVC），），l一秒最大呼气量（一秒最大呼气量（FEV1），），l一一秒秒最最大大呼呼气气量量与与用用力力肺肺活活量量之之比比（FEV1/FVC），），l25%肺肺 活活 量量 时时 最最 大大 用用 力力 呼呼 气气 流流 率率（FIF25），），l50%肺活量时最大呼气流率（肺活量时最大呼气流率（FIF50），l残气量（残气量（RV）。）。l每每项项肺肺功功能能结结果果均均为为实实际际测测定定值值与预计值的百分比。与预计值的百分比。l 我我们们分分别别统统计计了了支支气气管管扩扩张张与与空空气气贮贮留留的的发发生生率率并并计计算算了了相相关关性性，同
36、同时时与与肺肺功功能能结结果果作作了了对对比比分析。分析。l33例例支支气气管管扩扩张张患患者者于于深深呼呼气气末末图图象象上上有有112个个肺肺叶叶存存在在空空气气贮贮留留，占占全全部部肺肺叶数（叶数（198个）的个）的56.6%；l而而在在深深吸吸气气末末时时仅仅有有26个个患患者者的的98个个肺肺叶显示肺密度减低区。叶显示肺密度减低区。l有有98个个肺肺叶叶存存在在支支气气管管扩扩张张（49.5%），在两种呼气时相上均得以清楚显示。在两种呼气时相上均得以清楚显示。l各各个个肺肺叶叶上上支支气气管管扩扩张张与与空空气气贮贮留留的的发发生率及其相关性见表生率及其相关性见表-1。支气管扩张及其
37、支气管扩张及其空气贮留空气贮留 表表1 各肺叶中支气管扩张与空气贮留的发生率及其相关性各肺叶中支气管扩张与空气贮留的发生率及其相关性 部部 位位 支气管扩支气管扩 支气管扩支气管扩 空气贮留空气贮留 空气贮留空气贮留 二者相二者相 张肺叶数张肺叶数 张发生率张发生率 肺叶数肺叶数 发生率发生率 关系数关系数 （个）（个）（%）（个）（个）（%）Rn 左上叶左上叶 10 30.30 12 36.36 0.6547 舌舌 叶叶 20 60.60 22 66.67 0.7226 左下叶左下叶 25 75.76 26 78.79 0.8838 右上叶右上叶 9 27.27 13 39.39 0.439
38、0 右中叶右中叶 13 39.39 17 51.52 0.7138 右下叶右下叶 21 63.64 22 66.67 0.8727l98个个存存在在支支气气管管扩扩张张的的肺肺叶叶于于深深呼呼气气末末时时均均显显示示有有大大小小不不等等的的空空气气贮贮留区（留区（100%）。）。l7例例 14个个 无无 支支 气气 管管 扩扩 张张 的的 肺肺 叶叶（12.5%）于于深深呼呼气气末末CT发发现现有有局局灶性的空气贮留。灶性的空气贮留。l这这种种较较小小的的空空气气贮贮留留在在深深吸吸气气末末CT上上未未能能表表现现出出肺肺密密度度减减低低区区或或视视觉觉评估无法判断它的存在。评估无法判断它的存
39、在。l支气管扩支气管扩张所致空张所致空气贮留气贮留l无支气管扩无支气管扩张的局灶性张的局灶性的空气贮留。的空气贮留。l91/98（92.8%）个个肺肺叶叶的的支支气气管管扩扩张张积积分与空气贮留积分相一致；分与空气贮留积分相一致；l其其中中，1分分者者21个个（21.4%），2分分者者40个（个（40.8%），），3分者分者30个（个（30.6%）。）。l二二种种积积分分在在7个个（7.2%）肺肺叶叶中中不不相相符符，但但均均为为空空气气贮贮留留积积分分大大于于支支气气管管扩扩张张积积分。分。l有有14个个肺肺叶叶存存在在空空气气贮贮留留而而无无支支气气管管扩扩张张，其其空空气气贮贮留留积积分
40、分仅仅为为1分分，于于深深呼呼气末时表现为局灶性的肺密度减低区。气末时表现为局灶性的肺密度减低区。l33例例总总的的支支气气管管扩扩张张积积分分与与总总的的空空气气贮贮留留积积分分具具有有高度的相关性（高度的相关性（r=0.94,P0.001）（）（表表-2）。）。表表2 空气贮留积分与支气管扩张积分、空气贮留积分与支气管扩张积分、肺功能指数的相关性肺功能指数的相关性 呼气末的平均呼气末的平均 相关系数相关系数 统计学意义统计学意义 空气贮留积分空气贮留积分 （Rn）（P）平均支气管扩张积分平均支气管扩张积分 0.94 0.05 FVC -0.18 0.05 FEV1/FVC -0.36 0.
41、05 FIF25 -0.51 0.05 FIF50 -0.77 0.01 RV 0.75 0.01l空气贮留是指在呼气过程中全部或部分空气贮留是指在呼气过程中全部或部分肺内保留有过多的空气。肺内保留有过多的空气。lCT影象上的空气贮留常被认为是小气影象上的空气贮留常被认为是小气道病变的表现。道病变的表现。l由于扩张的支气管壁顺应性降低，致其由于扩张的支气管壁顺应性降低，致其远端的小气道通气性下降，形成阻塞性远端的小气道通气性下降，形成阻塞性改变；改变；l因此，空气贮留虽然常见于小气道疾病因此，空气贮留虽然常见于小气道疾病如哮喘及闭塞性细支气管炎，但也可见如哮喘及闭塞性细支气管炎，但也可见于支气
42、管扩张。于支气管扩张。空气贮留在两空气贮留在两种不同呼吸时种不同呼吸时像上的像上的CT表表现及测量现及测量lHansell等等曾曾对对70例例支支气气管管扩扩张张患患者者做做了了动动态态CT扫扫描描，在在有有严严重重支支气气管管扩扩张张的的311个个肺肺叶叶中中59%呼呼气气时时都都有有空气贮留；空气贮留；l本本组组中中98个个有有支支气气管管扩扩张张的的肺肺叶叶中中呼呼气气时时都都存存在在空空气气贮贮留留（100%）；各各肺肺叶叶上上空空气气贮贮留留与与支支气气管管扩扩张张的的发生率基本一致，存在密切相关性发生率基本一致，存在密切相关性。l所所以以，此此时时的的空空气气贮贮留留被被认认为为是
43、是支支气管扩张所致。气管扩张所致。支气管扩张的普支气管扩张的普通通CT、HRCT及及其空气贮留其空气贮留l长期慢性反复发作的小气道感染可长期慢性反复发作的小气道感染可累及邻近的支气管，致其管壁纤维累及邻近的支气管，致其管壁纤维化和顺应性降低，形成支气管扩张。化和顺应性降低，形成支气管扩张。lIm等在等在48例动态呼气例动态呼气CT片上见到空片上见到空气贮留者中气贮留者中85%（41例）都有支气例）都有支气管扩张；管扩张；l本组本组112个有空气贮留的肺叶中个有空气贮留的肺叶中98个个（87.5%）肺叶都有支气管扩张，各）肺叶都有支气管扩张，各肺叶上空气贮留的发生率均较支气肺叶上空气贮留的发生率
44、均较支气管扩张高；管扩张高；l另另有有14个个无无支支气气管管扩扩张张的的肺肺叶叶也也见见到到空空气气贮贮留留，占占全全部部100个个无无支支气气管管扩张肺叶数的扩张肺叶数的14%。l在在Hansell等等的的406个个无无支支气气管管扩扩张张的的肺叶中也见到肺叶中也见到17%有空气贮留。有空气贮留。l表表明明这这些些空空气气贮贮留留可可先先于于支支气气管管扩扩张张而而存存在在，可可能能是是细细支支气气管管的的慢慢性性粘粘液液阻阻塞塞和和/或或其其它它各各种种原原因因引引起起的的细支气管狭窄或闭塞所致。细支气管狭窄或闭塞所致。l支气管扩支气管扩张所致空张所致空气贮留气贮留l无支气管扩无支气管扩
45、张的局灶性张的局灶性的空气贮留。的空气贮留。l本组中本组中98个病变肺叶于深呼气末个病变肺叶于深呼气末影象上均可见到空气贮留。影象上均可见到空气贮留。l其中有其中有91个（个（92.9%）肺叶的支）肺叶的支气管扩张积分与空气贮留积分相气管扩张积分与空气贮留积分相等，其平均支气管扩张积分与平等，其平均支气管扩张积分与平均空气贮留积分之间的相关系数均空气贮留积分之间的相关系数为为0.94，表明支气管扩张与空气表明支气管扩张与空气贮留高度密切相关；贮留高度密切相关；深呼气末时空深呼气末时空气贮留的普通气贮留的普通CT、HRCT影影像比较像比较l另另14个有空气贮留而无支气管扩张个有空气贮留而无支气管
46、扩张的肺叶其空气贮留积分均仅为的肺叶其空气贮留积分均仅为1分，分，表示它可先于支气管扩张而存在，表示它可先于支气管扩张而存在，也可以是小气道病变发展到一定程也可以是小气道病变发展到一定程度的结果，二者相互影响，共同作度的结果，二者相互影响，共同作用。用。l这些患者中的小气道病变过去只能这些患者中的小气道病变过去只能靠病理诊断，现在可以由动态靠病理诊断，现在可以由动态CT对对支气管扩张和其伴有的小气道病变支气管扩张和其伴有的小气道病变的范围做出正确的判断。的范围做出正确的判断。l深呼气后的深呼气后的CT上见到的空气贮留还上见到的空气贮留还能提供其它的各种检查都未被怀疑能提供其它的各种检查都未被怀
47、疑的小气道病变的线索。的小气道病变的线索。l这些病变中包括一些固定性的气道这些病变中包括一些固定性的气道闭锁或狭窄，如细支气管炎、闭塞闭锁或狭窄，如细支气管炎、闭塞性细支气管炎等；性细支气管炎等；l也可以是反应性的如在哮喘中的气也可以是反应性的如在哮喘中的气流阻力增加等。流阻力增加等。l小小气气道道功功能能障障碍碍主主要要表表现现为为FIF25、FIF50降低和降低和RV增高。增高。l本本组组中中空空气气贮贮留留积积分分与与肺肺功功能能试试验验中中的的小小气气道道功功能能（RV，FIF50及及FIF25）具具有有高高度相关性；度相关性；lHansell等等也也认认为为空空气气贮贮留留的的范范围
48、围与与小小气气道道功功能能密密切切相相关关，而而与与气气体体交交换换改改变变不不存存在在相关性。相关性。l表表明明支支气气管管扩扩张张病病人人的的空空气气贮贮留留是是小小气气道道阻阻塞塞的的结结果果，空空气气贮贮留留积积分分的的多多少少可可初初步步反映小气道功能的变化情况。反映小气道功能的变化情况。全细支气管炎的全细支气管炎的空气贮留空气贮留全细支气全细支气管炎的空管炎的空气贮留气贮留lFranquet等等曾曾对对34例例原原发发性性Sjogren综综合合症症患患者者进进行行了了扫扫描描，发发现现这这些些病病人人的的空空气气贮贮留留范范围围与与肺肺功功能能试试验验（PFTS）无无任任何何关关系
49、系，他他们们认认为为是是空空气气贮贮留留程程度度轻轻且且在肺叶内呈小斑片状分布所致。在肺叶内呈小斑片状分布所致。l他他们们还还发发现现在在那那些些肺肺功功能能试试验验正正常常的的病病人当中也可以观测到空气贮留。人当中也可以观测到空气贮留。l因因此此，他他们们认认为为呼呼气气末末CT扫扫描描不不仅仅是是检检测测小小气气道道疾疾病病的的功功能能性性评评估估方方法法，而而且且能能在在肺肺功功能能异异常常前前或或症症状状出出现现前前确确诊诊肺肺内的轻微病变。内的轻微病变。l目前得到公认的空气贮留诊目前得到公认的空气贮留诊断标准为：断标准为：呼气时的呼气时的CT值增值增加少于加少于100HU时就表示有空
50、时就表示有空气贮留。气贮留。l尽管深呼气末尽管深呼气末CT扫描是诊断扫描是诊断空气贮留的唯一方法，但是空气贮留的唯一方法，但是严重的空气贮留于深吸气末严重的空气贮留于深吸气末CT上也能得以显示。上也能得以显示。下垂部、非下垂部肺密度衰减曲线下垂部、非下垂部肺密度衰减曲线l本本组组病病例例中中存存在在空空气气贮贮留留的的112个个肺肺叶叶有有98个个（87.5%）肺肺叶叶于于深深吸吸气气末末用用视视觉觉观观察察能能判判断断肺肺密密度度减减低低区区的的存存在在，表表明明深深吸吸气气末末CT扫扫描描特特别别是是深深呼呼气气末末HRCT扫扫描描不不仅仅能能准准确确显显示示支支气气管管扩扩张张的的存存在