医学影像学-呼吸系统(一)

2015-04-16

第四章 呼吸系统

马大庆

第一节 检查方法

一、X线检查

透视 透视是呼吸系统疾病最简单的检查方法。透视检查有时可对胸部摄片起辅助诊断作用。在透视下可以随意选择各种体位,从不同的角度观察与肋骨、纵隔及膈等结构重叠处的肺部病变,并可确定病变位于肺内或肺外;通过病人的呼吸运动可判断肋骨、膈及纵隔有无活动异常。但由于透视影像的空间分辨率及密度分辨率均较低,在显示胸部病变的形态、密度及范围等方面有限度,且不能保留影像资料,因而此种方法逐步被胸部摄片所代替。

摄片 摄片是呼吸系统影像检查最基本的方法。呼吸系统疾病的影像诊断首先要进行胸部摄片检查。胸部摄片也是体格检查的重要项目。在检查方法上,采用正位与侧位摄影以全面观察病变的部位及形态。一般立位正位胸片采用后前位投照,即胸前部靠胶片。对于卧床的患者采用前后位投照,即背部靠胶片。胸部摄片分为普通摄片及高千伏摄片 (high kilovoltage radiography)。胸部普通摄片采用60~80kV,高千伏摄片的投照电压为120~125kV。由于骨和软组织对高千伏X射线的吸收率相似,故高千伏胸片可以显示被肋骨重叠的血管纹理及病变,并可穿透纵隔,使气管、主支气管及心脏后的病变可显示。

体层摄影 体层摄影基本原理是X线曝光时X线管与胶片沿某一支点向相反方向移动。此法清楚显示支点平面的影像,其他层面影像模糊。体层摄影用于观察支气管及肺内病灶。自从CT检查广泛应用以来,此法已较少应用。

支气管造影 支气管造影是向支气管内灌注对比剂显示支气管的方法。常见的对比剂为40%碘化油加适量磺胺粉,也可用有机碘对比剂,主要用于支气管扩张及支气管的良、恶性肿瘤,目前多数支气管造影的适应证已采用CT检查。

二、CT检查

平扫 CT平扫是呼吸系统疾病最常用的检查方法。根据胸部平扫影像可以对多数呼吸系统疾病做出正确诊断。检查时患者取仰卧位, 扫描范围从肺尖至膈角。扫描层厚为8 mm或10mm, 连续扫描。每一扫描层面均应让病人屏气,在常规扫描基础上有时需要增加薄层扫描。薄层扫描用于肺内的小病灶、支气管扩张、肺弥慢性病变等。薄层扫描的层厚可为1.5~4mm。对于肺内孤立的小病灶, 薄层扫描的范围应包括全部病变。肺弥漫性病变的薄层扫描一般采用5~6个层面:即① 右上叶支气管开口,② 气管分歧部,③ 右肺门中部,④ 右中叶支气管开口,⑤ 右下静脉干,⑥ 膈上2 cm处。也可采用具有代表性的3个层面:主动脉弓层面、气管分歧层面、膈上2cm层面。

CT平扫需用肺窗和纵隔窗进行观察。肺窗的窗宽为1000~2000, 窗位为-600~-800, 纵隔窗的窗宽为400Hu,窗位为30~50。观察及分析胸壁骨质病变时应采用骨窗。骨窗的窗宽为1000~2000, 窗位为150~1000。

高分辨CT扫描 高分辨CT(HRCT)扫描采用薄层、骨数字重建和缩小视野等项技术,比普通CT提高了空间分辨率,增加了清晰度。层厚一般为1.0~2.0mm,HRCT适用于肺内2cm以下的病灶、支气管扩张及肺内弥漫病变。其扫描范围同普通薄层扫描。

螺旋CT 螺旋CT的一般扫描层厚为8mm,螺距(pitch)1.5,肺内小病变的显示及三维重建用2~4mm。和常规CT扫描比较,螺旋CT有以下优点:① 病人在一次屏气状态下完成肺脏扫描,避免了因呼吸不均匀造成的病灶遗漏。② 螺旋CT增强扫描效果优于常规CT扫描。③ 螺旋CT扫描可在任何一个层面重建图像。例如对于肺内结节病灶,可保证图像在结节中心重建,减少体积效应,从而保证较准确地测量CT值和观察病变形态。④ 螺旋CT图像经过后处理可进行三维重建。三维CT血管重建可显示肺血管的病变解剖形态,病灶的三维重建可全面观察病变的形态和与周围组织的关系。气管支气管的重建可观察其腔内、外的病变形态。

CT增强扫描 CT增强扫描所用的对比剂浓度为1ml约300mg碘,一般用量100ml。由肘静脉手推或压力注射器注入对比剂。增强扫描用于肺门及纵隔淋巴结与血管的鉴别、淋巴结的定性诊断如结核性与肿瘤转移的区别及肺内结节病灶的鉴别诊断等。注射对比剂后在感兴趣层面上以秒为单位选择一定时间范围连续扫描称动态CT扫描。动态CT扫描可以在感兴趣层面上根据扫描时间和血管影像的密度变化区分主动脉、肺动脉和肺静脉充盈期,可用于血管病变的诊断。对于肺内的孤立结节病灶的鉴别诊断,可对中心层面动态扫描做出CT增强时间-密度曲线。

三、MR检查

呼吸系统的MRI检查一般采用自旋回波(SE)及快速自旋回波(FSE)序列。对于肺门及纵隔病变往往需加用梯度回波序列(TFE 、FFE)以区别是否为血管病变。为减少呼吸运动的伪影,胸部MRI检查应当使用呼吸门控或屏气扫描。增强扫描用于肺血管病变的诊断和肺内结节等病变的鉴别诊断。

第二节 正常影像解剖

一、正常X线表现

正常胸部X线表现见图4-1

图4-1

图4-1 正常胸片。正位(a)及侧位(b)

(一)胸廓 胸廓(chest cast)的影像包括软组织和骨骼。

1.软组织的影像有(图4-2)

(1)胸锁乳突肌和锁骨上皮肤皱褶:胸锁乳突肌在两侧肺尖的内侧形成带状致密阴影,密度均匀,边缘清楚。摄片时如果头颈部偏斜可使一侧的阴影较突出,易误认为是肺尖部病变。锁骨上皮肤皱褶是沿锁骨上缘的薄层软组织密度阴影,与锁骨平行,厚度均匀,约3~5mm。此为锁骨上缘的皮肤与皮下组织的投影。

图 4-2

图4-2 正常胸部和解剖变异示意图

(2)胸大肌:胸大肌在两肺中野的外侧形成扇形阴影,从肺野向外上方至腋部,见于男性。右侧一般较显著,应与肺脏病变区别。

(3)女性乳房和乳头:女性乳房在两侧肺脏的下野形成高密度阴影,其下缘清楚、呈半圆形,其上部密度逐渐减低至消失。女性乳房阴影向外上方伸至肺外的腋部。两侧乳房不对称或一侧乳房切除术后不应将乳房阴影误认为肺内病变。男性及女性乳头在两肺下野均可形成两侧对称的小圆形致密阴影。男性乳头阴影一般位于第五前肋间,女性乳头位置可较低,两侧不对称的乳头阴影易误诊为结节病灶。

(4)第一、二肋骨伴随阴影:为在第一、二肋骨下缘由胸膜反折及胸膜外的软组织形成的1~2mm宽的细带状软组织阴影。不应将此阴影误认为胸膜增厚。

2.骨骼的影像有(图4-2):

(1)肋骨:肋骨近端与胸椎构成胸肋关节。后肋较窄,骨皮质较厚,近水平方向走行。前肋较宽,骨皮质较薄,从外上向前下走行。后肋与前肋之间在腋部形成肋弓。肋骨前端为肋软骨,未钙化的肋软骨不显影。肋软骨钙化后形成斑点及斑片状的高密度阴影,边缘呈条状与骨皮质相连。一般第一肋软骨先钙化,而后自第十肋骨向上依次钙化。

肋骨常见的先天变异有:①颈肋:颈肋为发生于第七颈椎的短小肋骨,可位于一侧或两侧。②叉状肋:肋骨的前端呈叉状,常合并宽度增加。也有的叉状不明显而呈铲状。相邻的肋骨发育较小。③肋骨联合:肋骨联合为相邻的肋骨局部融合,或局部突起形成假关节,肋间隙变窄。肋骨联合在第5、6肋较多见。

(2)锁骨:锁骨位于第一肋骨前端水平。锁骨内侧与胸骨构成胸锁关节,锁骨内侧的下缘在菱形韧带附着处有一凹陷,称为菱形窝,不可误认为骨破坏。

(3)肩胛骨:在标准后前位胸片上肩胛骨投影于肺野之外。若投照时上肢内旋不足,可使肩胛骨内侧不同程度地与肺野重叠,不应误认为肺及胸膜病变。

(4)胸骨:在后前位胸片上胸骨的大部分与纵隔阴影重叠,在上纵隔两侧仅可见部分的胸骨柄阴影。若投照时体位不正则一侧较为明显,不应误认为纵隔淋巴结肿大或肺内病变。

(5)胸椎:第1~4胸椎因与气管的透亮阴影重叠故可显示。突出于纵隔阴影之外的胸椎横突易误认为肿大的淋巴结。

(二)气管和支气管

1.气管 在后前位胸片上可以显示气管。气管位于上纵隔中部,上缘在第6、7颈椎高度,远端在第5、6胸椎平面,并延续为左、右主支气管。

2.支气管及其分支 在高千伏胸片上可以显示两侧主支气管。主支气管以下的分支在胸部平片上不能显示。支气管造影可以显示7级左右的支气管分支。支气管体层可显示肺叶及肺段支气管分支。支气管的命名见表4-1。

表4-1 支气管分支的名称

右侧

左侧

上叶 1.尖支

2.后支

3.前支

中叶 4.外支

5.内支

下叶 6.背支

7.内基底支

8.前基底支

9.外基底支

10.后基底支

上叶 上部

1+ 2.尖后支

3.前支

舌部

4.上支

5.下支

下叶 6.背支

7+8.前内基底支

9.外基底支

10.后基底支

(三)肺

1.肺野 在胸部平片上,两侧肺部表现为透明的区域,称为肺野。为方便病变的定位,将每侧肺野沿纵轴及横轴分别划分为3个区域。沿纵轴的划分是将一侧肺野从肺门至肺野外围分成3等份,分别称为内、中、外带。沿横轴的划分是从第2、4肋骨的前端下缘分别作一水平线,将肺部分为上、中、下三野。第一肋骨以内的部分称为肺尖,锁骨以下至第二肋骨外缘以内的部分为锁骨下区。

2.肺叶和肺段

(1)肺叶:右肺以水平叶间裂和斜裂为界分为上、中、下三个肺叶,左肺以斜裂分为上、下两个肺叶。右肺上叶位于右肺的上、中肺野。下界为水平叶间裂,后缘以斜裂上部为界。右肺中叶位于右肺的前下部。其上缘为横裂,内侧与心脏相连,后下缘以斜裂下叶为界,前部连于前胸壁。右肺下叶位于右肺的后下部,前缘为斜裂,其前上方为上叶,前下方为下叶。

左肺上叶位于前上方,分为上部和舌部(舌叶),相当于右肺上叶及中叶所占据的肺野。下叶位于后下方,相当于右肺下叶所占据的肺野。两叶之间为斜裂。

肺内额外的肺叶称为副叶,为先天变异。常见的副叶有:① 奇叶:位于右肺上叶的内上部,外缘为奇副裂,为奇静脉发育异常所至。② 下副叶:又称心后叶。位于内基底段的内侧,右肺较多见。其外缘为下副裂。

(2)肺段:肺段呈圆锥状,基底部位于肺野的外围,尖端在肺门方向。右肺有10个肺段,左肺有8个肺段。每一肺段各有相应的支气管。肺段的名称与相应的支气管分支的名称一致,各肺段的X线解剖形态如图4-3。

图4-3

图4-3 肺段的X线解剖

a.右肺;b.左肺

(四)肺门

肺门阴影由肺动脉、肺静脉、支气管和淋巴组织的投影构成,主要成分为肺动脉和肺静脉。在后前位胸片上,肺门阴影位于两肺中野的内带,左肺门比右肺门通常高约1~2cm。右肺门的上部由右上肺动脉及肺静脉的分支组成,右肺门的下部为右下肺动脉。右肺门上下部的夹角称为右肺门角。左肺门由左肺动脉及上肺静脉的分支构成。左肺动脉弓在左主支气管及左上叶支气管之间形成半圆形阴影。

在侧位胸片上,左、右肺门一般有不同程度的重叠,右肺门多位于前方,左肺门位于后方。两侧肺门影完全分开时,二者之间有气管支气管影像。

胸膜 叶间胸膜位于叶间裂,正位胸片可见上、中叶间胸膜影,为细线状,从右肺门中部水平走行。斜裂胸膜在侧位胸片上显示,为后上向前下的线形阴影。常见副叶的叶间裂为从右肺尖向奇静脉走行的奇副裂和位于右心膈角处的右下副裂。

(五)纵隔

纵隔位于两肺之间,上部为胸廓入口,下缘为膈,前部为胸骨后缘,后部为胸椎,纵隔经胸膜和肺门与肺相连。在侧位胸片上,根据解剖标志将纵隔划分为前、中、后部及上、中、下部,从而把纵隔分为九个分区。

前纵隔位于胸骨之后,气管、升主动脉和心脏之前。中纵隔相当于气管、主动脉弓、心脏和肺门的区域。食管及食管以后为后纵隔。自胸骨柄下缘,即与胸骨体相交处至第四胸椎椎体下缘做一连线,横线以上为上纵隔,横线以下至肺门下缘水平线之间,为中纵隔。肺门下缘水平线以下至膈为下纵隔。

(六)膈

在正位片上,膈呈圆顶状,内侧较外侧的位置高。膈与胸壁间形成尖锐的肋膈角,与心脏形成心膈角。在侧位片上,膈与前胸壁形成前肋膈角,与后胸壁形成后肋膈角,后肋膈角的位置低而深。一般右膈顶在第五肋前段至第6前肋间水平,右膈通常比左侧高1~2cm。在平静呼吸状态下,膈运动幅度约为1~2.5cm,深呼吸时为3~6cm,膈的左右侧运动大致对称。

正常人在膈上缘有的出现局限性半圆形隆起,称为局限性膈膨出。此种现象是由于部分膈肌较薄弱或膈肌的张力不均,多发生于前内侧。有时膈呈波浪状,在吸气时可见3~4个弧形凸起,边缘相互重叠,深吸气时尤为明显。有的在深吸气时膈面可出现数个小三角形突起,此为在深吸气时膈肌过度下降,附着于各肋前端的膈肌因过度牵引所致。

胸腔或腹腔压力改变,可致膈位置变化。当胸腔压力减低,如肺不张、肺纤维性病变,以及腹腔压力增高如妊娠、腹水、腹部巨大肿瘤等,均可导致膈位置升高。反之,胸腔压力升高可使膈位置降低,常见肺气肿、气胸及胸腔积液等。胸部或腹腔炎症可使膈运动减弱。当膈神经麻痹时,可使膈运动减弱或消失,并可出现矛盾运动,即吸气时正常侧膈位置下降,而患侧膈位置上升,呼气时反之。

二、正常CT表现

(一)胸壁

CT纵隔窗可显示胸壁的骨骼。胸壁前部有胸骨和胸锁关节,可见其骨皮质和骨髓腔。在同一CT层面不能显示肋骨全长,故肋骨的序数和详细形态不易判断。胸壁后部有胸椎及后部肋骨,可分辨出椎体、椎弓、横突和棘突。椎管中央有硬膜囊。肩胛骨位于胸壁两侧。在肺尖层面第一胸肋关节有时突入胸廓内, 类似肺内结节。

胸壁的各组肌肉也在纵隔窗显示。在第五肋以上有胸大肌及胸小肌,第七肋以下有腹直肌及外斜肌。后胸壁有斜方肌、菱形肌和胸椎棘突周围肌群。

胸壁的最外部为皮肤及皮下组织。胸壁前方可见女性乳房的结构。腋窝部有丰富的脂肪, 其内淋巴结肿大易于发现。

(二)胸膜

CT可以根据叶间裂识别肺叶。水平叶间裂与CT层面平行,其邻近无肺血管影像。斜裂为线状影像,在上部CT层面其位置靠后,在下部的CT层面其位置逐渐靠前。有时线形影像不明显,根据无血管区域,其位置可判断。奇副裂在CT上为肺尖部的线状影像,向上连纵隔。

(三)支气管、肺动脉和肺静脉

一些支气管呈水平或近似水平方向走行,如右上支气管、右上叶前段和后段支气管, 右中叶支气管、右及左下叶背段支气管及左舌叶支气管等。在同一扫描层面可显示其长轴形态。其他支气管呈斜行及上下方走行,在CT上为圆形或椭圆形的环状断面。肺动脉与支气管伴行,其横断面呈小结节影像。

肺静脉位于肺段或亚段之间。下叶肺静脉呈水平方向至左心房,CT上显示其长轴影像。而肺动脉在下叶多为横断面影像。在CT连续层面上,较大肺静脉与肺动脉交替出现。追踪观察相邻数个层面的血管走行可将二者区别。

结缔组织包绕的支气管和其伴随的肺动脉称为支气管血管束。正常结缔组织不能显示,支气管血管束边缘光滑清楚,自肺门至小叶肺动脉逐渐变细,可达胸膜下5mm处。

(四)次级肺小叶(Secondary Lobules)

次级肺小叶是指小叶支气管远端的肺组织。包绕肺小叶的结缔组织间隔,称为小叶间隔。肺小叶表现为多边体形态,基底部位于脏层胸膜。小叶间隔在HRCT上偶可显示,表现为与胸膜垂直的线状影像,与胸膜相连。小叶中央的点状结构称为小叶核,为伴随小叶支气管的小叶中央动脉的横轴位投影,小叶核距离小叶间隔及胸膜约1cm。

(五)肺门

正常肺门的CT影像主要由肺动脉及肺静脉构成。肺门可分为上、下部。肺门上部由两上叶支气管、肺动脉上干的分支、肺静脉上干的肺上静脉构成。右肺门下部由中叶支气管、右下叶支气管、右叶间动脉、右中叶肺动静脉、右下叶的肺段支气管和肺动脉构成。左肺门下部由左舌叶肺段支气管的起始部、左下叶的肺段支气管起始部和相应的肺动脉及肺静脉构成。

(六)膈

膈在CT层面呈软组织密度影像,其前部为膈的胸骨部及肋骨部,可有轻度的波浪状或不规则。膈的后部为腰椎部,两侧的膈脚为凹面向前的线状影。右侧膈脚起自第1-3腰椎前面,左侧起自第1-2腰椎。肌肉发达者膈脚较明显,老年人的膈脚可为不规则状。较粗大或分叶状的膈脚类似淋巴结。膈脚后部为胸腔,前部为腹腔。

(七)纵隔

CT影像的纵隔窗用以显示纵隔的结构。CT可显示纵隔内的心脏、大血管、食管、气管、支气管、膈神经等结构。其中心脏、大血管的变异不应误认为病变。

纵隔淋巴结正常时很少显示。目前将正常淋巴结的上界定为15mm,但小于15mm的淋巴结也可有肿瘤转移。增强扫描可使淋巴结与血管断面区别。

胸腺位于近胸廓入口的血管前间隙,为箭头状,10岁以后其边缘呈凹陷状,在20岁以下胸腺的密度与肌肉相似,50岁以上为脂肪密度。

胸部的CT解剖见图4-4、图4-5

图4-4

图4-4 正常肺门及支气管的CT表现

a.气管分叉平面;b.右上叶支气管平面;c.中间段支气管平面;d.右中叶支气管平面;e.肺静脉干平面

图4-5

图4-5 正常纵隔的CT表现

a.胸廓入口平面;b.胸骨柄平面;c.主动脉弓平面;d.主-肺动脉窗平面;e.肺动脉分叉平面;f.左下肺静脉干平面

三、正常MR表现

气管与支气管的管腔内无质子,表现为极低信号。其管壁在T1WI呈中等信号。对肺段以下的支气管,MRI难以显示。矢状位或倾斜的冠状面可显示气管与主支气管的完整行程。

肺泡内质子密度很低,故肺实质MR信号很弱,两侧肺野表现为极低信号。肺纹理显示较差,这是因支气管和血管均呈低信号。肺内叶间裂及小叶间隔也不能显示,这给肺叶区分带来困难。

肺门及纵隔淋巴结呈圆形及卵圆形中等信号,边缘光滑整齐,一般将肺门淋巴结增大的标准定为短径大于1cm,纵隔淋巴结肿大的标准定为短径大于1.5 cm。胸腺呈中等信号,边缘清楚,信号均匀。其体积在青春期最大,其后逐渐萎缩。中年以后胸腺主要含脂肪成分,MR信号升高,与周围脂肪组织对比度减少,可显示不清。由于流空效应,心脏及血管腔内血流在SE序列无信号呈黑色,在梯度回波序列则呈高信号。心脏肌层及血管壁在SE序列呈中等信号。食管呈圆形中等信号。食管粘膜在T2WI呈高信号,食管壁厚约3mm。

MRI不易显示胸膜。胸壁肌肉组织在T1WI呈中等信号,T2WI呈更低信号。脂肪组织呈高信号。骨皮质内质子密度很低,呈低信号,而其中的骨髓由于含有大量脂肪而呈高信号。

横膈呈低信号的细线状影,厚2~3mm。(图4-6)

图4-6

图4-6 胸部冠状位,过主支气管平面