【doc】正常肺小叶高分辨率CT研究

【doc】正常肺小叶高分辨率CT研究 正常肺小叶高分辨率CT研究 一 16一中国医学计算机成像杂志1997年第3卷第1期 一正常肺小叶高分辨率cT研究 许茂盛童林军.王恭宪沈天真陈星荣 f7 目的:评价HI~CT能否显示正常人肺小叶结构.材料和方法:5例肺标本和,10例正常人进行高分辨宰CT (I-II~T】检查,扫描层厚litlm一1.5唧,问隔l~arn一15rim1,采用高空间频宰重建算法.l宣果:正常肺标本 和活体肺小叶结构可被t'II~T显示.正常人显示完整小叶0个一2个/层(平均0.05个),小叶问隔线0条,8 条/层(平均l_4条).外围肺血管的解剖特点可能有助于正常肺小叶结构的辨认.结论:正常肺小叶结构可在 ?研图像上显示和辨认,肺小叶是肺脏放射学基本单位. 美?词肺小叶正常计算机断层摄影术高分辨率,,—一 一———一 High—resolutionComputedTomogral~lalvofNormal SecondaryPulmonaryI,obule Maosb,en. q,To.n.91.A~jun,WanoG0n,et. Departmentoy?战D,叼,Chinese埘,Hos~tat,zJian9P't'o~71.c831000~ Pu_q~se:Tomves~gatewhethernormalpulmonarylol~ulecmbedetected?theimagtngsofhigh— resolt~teQ~nputedtc~'aograohy(HRCT).Matet'ialBAndlblethodJ~:6freslartonnallungs Decimmftxed anddried叭 thHe|tzmanmethodand4OnornlBlsubjectsthl1.1~ellceofartyevidenceofre8pirat0ry, cardiacofsystemicdilgordel~under~rteCT5csnswereanalysedwith1—1.g~'amcollimatiq~rtandhigh st~tialfrequencyreec~trttet;Jct'lalgorm~m.Ilentlta.=Theo由珂l~llmonaryl0bIde8ofnormallung spedlnanandindividualsIbedemonstratedbyItRCT.0to8interlol~ulnrseptalllnes(rae~rt1. 4]andO一 2polygonallobularstruet'ttres(meartO.o5)weL.'evisible?each19r..al~innormalsubjects.Intheregion whereinterlobularseptUmSweJ~enotvtstble,pulmonaryvltseulatur~maybehelptlain|d目lusee- mIpl】l】?marylobulesmHRCT.C~teluslon:HRCT嘎【Idetect8ec0IpulmonarylobulesinlrtOJ~- nlalsubjects,wlaiclamaybeabasicanatmtdcalunitinpulmonaryimaging. KeywordsSecondarypulmonaryloblfleNol'ralflCTHi曲res0】u廿帆 高分辨率CHRcT)给肺脏放射学带来的巨大进 步,在于它对肺细微结构的显示I,肺小叶结构的 皿CT分辨给肺脏疾病的病理解剖分型,定位以及诊 断与鉴别诊断提供十分重要的依据.因此,正常肺小 叶的全面,正确认识十分重要.尽管国内外对这方面 进行了研究和报告,但对于正常肺小叶的HRcT显示 问题存在不同意见】.我们通过正常肺标本眦T一 组织学对照及正常人胸部HRcT扫描,阐明正常人肺 微细结构的lmCT现. 材料和方法 一 ,离体肺标本I-II~T检查 (一)制备:由上海医科大学解剖学教研室提供的 5具新鲜正常成人肺,男性4例,女性l例,年龄2l岁 一 35岁.取材时保持脏层胸膜完整,保留气管,离断肺 动,静脉,分别插管固定,冲洗残留血液后,按Ileilz- iilan法从气管内注入新鲜配制固定液(成分为聚乙 二醇400,95%乙醇,40%甲醛和洁净水,其组成比为 3:2:5:10)约2000ec至双肺膨胀选正常形态止,放 置24一船小时,其间补充充填l一2次.为使肺标本尽 量接近活体,其中有2例于固定前分别从肺动脉和匹 支肺静脉内注入带广告颜料之1596热明胶溶液适量, 肺动脉注入者带兰色,肺静脉注入者带红色,以便观察 肺血管与支气管,小叶间隔关系.然后将膨胀固定肺 标本置于通风处,用充气泵(Prewar"rd一舯0)从气管 内注气.约船小时一72小时左右干燥后行CT扫描. (二)皿CT扫描:使用Elsemt2400(Exe1)和Sh madal8(3T一60o0rrCT机.将膨胀固定肺标本水平放 置于扫描床上,用泡沫垫将之垫起.先扫描定位象,取 作者单位:~10006il『江省中医院放射科{忤茂盛);上海几五医院放射科{童韩 军);上棒蛊科大学华山蛊院放射科(王毒宪,沈天真,陈量荣) 中国医学计算机成像杂志1907年第3卷第l期 层厚lmm或1.?【I,层间隔10mm作全肺扫描.扫描 条件为120Kvp,210mAs,扫描时间墨.重建时用高空间 频率算法(}d咖一印a出lE~quencyal窖0血I),矩阵 512×512,Fov取20cm,24cm,象素为0.39ram, 0.47mm~观察窗窗位一60旺?左右,窗宽1000I, 160吁,必要时适当调节. (三)大体及组织学切片:将扫描后的肺标本进行 低温冰冻,按CT扫描线切取断面标本,将之与腻T 图像进行对照,选择兴趣区取材,经75%,86%,95%酒 精梯度脱水,火棉胶包埋,连续组织切片,厚度约 0m,HE,,B染色. 二,正常人HNCT检查 (一)研究对象:选择1991.3,1996.3间正常体检 者或因其它疾病(主要来自手外科手臂外伤病人和神 经外科轻症脑外伤病人)来院检查者.经询问病史及 体格检查除外心肺疾病及可能引起肺脏改变的全身疾 病,共40例,男性鹦侧,女性12侧,年龄为盟岁一63 岁,平均46.8岁.其中25例扫描前摄有胸片.另15例 经电视透视排除肺部疾病. (二)CT扫描:基本与肺标本扫描相同,唯适当提 高曝光条件,FOv为24cm一35cm,Slscmt2400扫描的 31人中,有15人同时行进普通CT扫描.即层厚为 1啊nrn,重建时用重建算法(B,所取层面及层间 隔与HNCT一致,主要为帮助HNCT辨认血管结构. 三,观察内容 (一)肺标奉大体及组织学观察:根据舢er和 lCe~d[Sl的定义,即肺小叶是指由3—5个终末细支气管 组成的肺单位或由初级小叶组成的肺单位相互间由纤 维结缔组织分隔,肺小叶分为小叶核心(corestzll~ ture),周围结构(per~endstructure)及小叶实质三种 一 17一 结构-21. (二)肺标本HNCT表现:参照组织学所见辨认肺 标本ItNCT肺小叶三种结构并测量小叶间隔长度及 厚度. (三)正常人HNCT表现:参照肺标本切面,HNCT 所见,对正常肺HNCT结构进行观察,包括小叶间隔 能否显示,小叶核心结构能否辨认,肺动脉,肺静脉 走行,形态及位置等. 结果 一 ,肺标本大体及组织学所见(图1一? 离体肺表面呈多个不规则多边形,大体切面上完 整的肺小叶可被见到,肺小叶在肺的各个部位发育不 一 致,形态不规则,排列无规律可循.综观全肺,肺小 叶以上肺野,肺底部膈面发育较好,形态较完整.与文 献所见相符.肺小叶间隔为细线状阴影,长约 0.6cm,3cm,平均1.6cm?0.58cm,粗细一致.厚约 0.1mm一0.4he1.小叶内尚可见更细小的分隔,可能 即为腺泡隔.在填充广告颜料的肺标本切面上,可 见肺静脉(红色)及其分支走行于小叶间隔内,肺动脉 (蓝色)和支气管位于小叶中央,两者之间为细小筛孔 状结构,即肺泡管,肺泡囊及肺泡等结构.在中央部, 可见较大的支气管和肺动脉也位于小叶间隔内. 二,肺标本HNCT所见 HNCT上,完整的小叶结构可被显示.小叶间隔 呈粗细一致的线状影,厚约0.叽一0.缸m,小叶内 动脉能见到,呈圆形或分支状结构,其分支可达胸膜 表面或距之3rim1一?【I处(图3).在近胸膜面处.肺 动脉分支呈"'形(图4),与肺静脉分支略有不同.主 要区别在位于小叶中央内的肺动脉分支角度较小而肺 123 啊1肺标本大体切片.显示肺小叶间膈结构即小叶间隔,肺静脉(克有红色颜料)和 棱心结构即支气管及其伴行的肺动脉.啊2 片.与圈1同一病例.啊3肺标本BRCT图像.与圈1同一病倒.圈4肺标本HRc'r 圈像.显示外围肺动脉呈"r'形. 4 肺标本组织学切 一 18一 静脉位于小叶间隔内分支角度大.小叶内支气管的显 示十分有限,一个层面髂见到的小叶支气管仅2—3 支,多数不能被lmCT显示.小叶实质部分也不能显 示,HRCT呈低密度"空虚区".组织学上小叶内细条状 间隔即腺泡隔亦不能显示. 三,正常人肺HRcT表现(线图,图3—9] 正常活体上肺小叶结构可以在mT上显示,尽 管不如肺标奉上的结构清晰,明确,显示的小叶间隔数 量也较肺标本少得多.本组帅例共扫描718层,能见 A , ? ' 墁圈正常^肺?RcT示意图.A.肺小_犬悻解剖示意匦B一 可为眦T辨认的小叶结掏.,r_肺静脉,Ar_.障动脉.培一小叶 阃氍,P--胸膜 中国医学计算机成像杂志l?7年第8眷第l期 到的较完整肺小叶37个,显示线样小叶间隔者1O帼 个.单一层面上,完整小叶显示者为0个一2个,平均 005个,小叶间隔线显示0条一8条,平均1.4条.小 叶支气管不能显示,小叶内动脉及其分支可以见到, 能显示的最小血管距胸膜面约3nUU一5ram,直径约 0.斯?【I.在小叶间隔不能见到的部位参照肺标本上外 围肺动脉,肺静脉的差别,可以对部分血管进行分辨, 但仍有一定数量的血管分辨困难,因为薄层扫描血管 常常显示呈截面,此时10mm层厚扫描图象可助鉴 别,小叶内实质及小叶内条状分隔均不能见到.肺门 周围结构主要有支气管,肺动脉和肺静脉及其分支. 支气管和肺动脉常常伴行,周围由结缔组织包绕即支 气管血管鞘,但它不能被?GT显示,故而肺动脉呈 圆形或柱状高密度影,而支气管则呈中空之相同管径 阴影,肺静脉血管影与肺动脉所见相类似.叶间裂由 脏层胸膜反折而成,双侧斜裂都髂显示呈线形高密度 影,水平叶间裂因其水平走行不易显示,可为带状无 血管区,有时部分呈条状影. 啊5正常人舅片.曩6胸部普通CT扫描. 与圈5同一病铸.肺小叶结扮不蕾辨认 一一一78 圈7舅部HRCT扫描.与田5同一病耐显示线状肺小叶问隔阴影圈8舅部HRcT 显示正常^肺底部多边形小叶结构.圈9 膏部瑚iCT显示左肺上叶前耋簟肺动脉呈.Y"形a 讨论 一 ,正常肺小叶的?T显示和辨认 9 肺小叶的显示关键在于小叶间隔的辨认,离体肺 标本HRCT图象上,基于无呼吸,心跳等运动伪影和胸 壁,骨骼等的影响,肺小叶间隔髂够清-l}显示,国内外 , .r } i中国医学计算机成像杂志1997年第3卷第1期 报道与本研究是一致的-31.而正常人HRCT扫描对 肺小叶的显示存在争论.显然,CT扫描机的质量将直 接影响肺小叶的显示,Naidich等…认为即使使用较高 级的CT扫描机也不能分辨小叶间隔,因为目前CT 机使用的最大矩阵是512x512,在Fov小至15cm的 情况下象素为0.3ram左右,而正常小叶间隔厚度约 为0.1mm,仅占象素的1/3而不能被显示.国内也有 着者报告正常人肺小叶不能显示.但Webb等"认为, 如果某些组织周围结构与之密度相差较大,CT可以 分辨比象素更小的结构.此观点被Mura诅等及 Stein等的研究所认同.我们的结果也如此.只是由 于小叶间隔过分纤细,正常可被显示的数量有限.本 组所见的小叶为每层线样间隔影0个一8个(平均1.4 个),构成多边形小叶者为每层0个一2个(平均0.05 个),Marata等报告每层0个一7个(平均3个), Stein等…报道每层线状小叶间隔为0个一5个,完整 小叶数为0个.我们的结果与之基本相仿.尽管他们 使用了不同的CT机(均为GE9800),但如果均为具有 较高分辨率的扫描机,肺小叶的显示情况是相似的. 正常肺小叶间隔的显示有限,HRCT图像上辨认 肺小叶结构会有一定困难,此时需参考肺血管的解剖 特点.解剖学上,肺动脉为小叶核心结构,往往与支气 管伴行,肺静脉为周边结构,位于小叶间隔内.这种关 系在肺外围部分相对较清楚,而在中央部大的支气管 和伴行动脉也可行走于小叶间隔内,因此肺血管对鉴 别外周小叶结构价值更大.由于肺动脉位于小叶内, 其分叉角度往往较小,较锐利,呈"r形,而肺静脉位 于小叶间隔内,故分支角度较大,且有向胸膜延伸的倾 向.此点可以用来辨认那些小叶间隔不显示时的肺结 构.但由于I玎?T层厚很薄,不一定能见到较完整的 血管分支结构,因此目前的CT图像上尚不能辨认所 有的正常小叶结构. 二,肺小叶是肺脏放射学基本结构 本世纪五十年代,Millerm对肺亚段以下结构的 研究表明,肺微细结构可分为肺初级小叶,腺泡和次级 小叶即肺小叶三种不同的概念.Miller_I认为由于肺 小叶的结构和组成成分相对较固定,肺小叶是肺脏解 剖和功能的基本单位.这概念被Heitml~n等所赞 同,并研究应用于肺脏放射学.但普通x线分辨能力 较差,正常肺小叶多不能显示,异常肺小叶的显示也十 分有限,因此有将腺泡作为分析和讨论肺部疾病的基 本单位,理由是腺泡结构是在整个肺内肉眼均可辨 19 认的微小结构.此争论直到Webb等及Bergin等 应用HRCT对肺标本的研究后得知肺小叶结构可被 HRCT显示,而腺泡则不能,如此肺小叶作为肺脏放射 学基本单位才被众多着者所接受"I.】.本研究也显 示了肺小叶较明确的解剖学结构和离体肺良好的 HRCT显示,它对认识疾病的解剖部位进而对疾病的 分析和鉴别颇有价值.同时我们注意到,作为肺小叶 下位结构——腺泡尽管有时可以被组织学显示,但不 能被HRCT检出,因此用它来分析HRCT征象存在一 定困难. 显然,离体肺标本因无呼吸,心跳血流等的运动影 响和胸壁(包括骨骼)的伪影存在,其图像分辨率较正 常人高得多,对肺小叶的显示也较正常人好.因此如果 CT的分辨率能进一步提高,CT的扫描时间进一步缩 短的话有可能使肺微细结构的显示更加清晰. 参考文献 1WebbWR,SteinMG.nrIl由einerWE,eta1.Normalandd~ease isolatedlungs:Hh—r?咖CTl~iology1988;166:81—87 2BerginC,m~ggUVrCcblentzC,eta1.TheBeo0"laryp?lmml哪 lobule;NormalandabnormalCT~upearauces.AJR1988;151: 21—25 3杜彬,李铁一.正常肺高分辨CT表现的解剖基础研究.中华放射学 杂志1904;28:728—732 4NishimuraK.KitaichlM.1zuntiT,eta1.Usualm~tial pnemnonia:htstotogiccorrel~ienwithhigh—resolutm~CT Radiology1902;182:337—342 5Heitznk~El{,TheIug:Radidogic—pflhologiccorrehtim~s 2nded~tkm.StLouis:Me,by.1984:42—69 6Heitzm~ER.MarkarianB,BergerIRA,et且lTheo0"Iary pulmemlyl6岫e:Apracticalc~eeptforiI.tepr眦蜘ofchest radiogrophy.IRoentgenmmt~nyofthehOt.halsecc~pal- monarylobule.R~diology1969;93:507-512 7Nai~chDP,ZerhotmiEA.Slegelman8s.Computedtcsnogrzphy andmagneticnx日g【eofthe?Klr缸.2nded.NewYork:Raven. 1902:341—405 8MurataK,KhanA.HermanPC,.Pulmc~ryPmhyInaldi日8e: Ev~luatkmwithhi一r?oluHmCT.Radiology1蚰9:170:629— 636 9SMG.MJ,MullerN1.etm.Pulm~arylymp~gmc spreadofcardIna:Apve~?CTSC~LS.Radiology19~7; 162:371—375 10MillerWSThelI?Ig:rins~reld.111.Chart~C.nm?: Pl~bliah[er.1950:56—70 儿上海第一医学院x线诊断学缩写组.x线诊断学上海:上海科 学技术出版社,19踮:3—9