鐘桂棉 趙振軍
老年肺與吸煙肺的影像學(xué)研究進(jìn)展
鐘桂棉 趙振軍
趙振軍 教授
隨著人口老齡化進(jìn)程和生活環(huán)境空氣污染,老年性肺部疾患明顯增加,國(guó)內(nèi)外有關(guān)肺老化影像學(xué)研究也越來(lái)越多,但某些早期病變與肺老化沒(méi)有明顯界限,甚至與肺老化過(guò)程同時(shí)存在,難以區(qū)分與鑒別;吸煙也是引起多種呼吸系統(tǒng)疾病的重要原因,而且與肺老化的影像學(xué)表現(xiàn)有不少相似之處,故本文就老年肺與吸煙肺的影像學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行闡述。
國(guó)外學(xué)者Verbeken等[1]在20世紀(jì)90年代初開(kāi)始提出了老年肺(senile lung)的組織病理學(xué)概念,認(rèn)為老年肺表現(xiàn)為肺泡腔均勻擴(kuò)大,而肺泡壁完整,其腔壁也隨年齡增長(zhǎng)逐漸均勻增厚,最終可引起老年性肺氣腫。肺老化的病理改變始于肺小葉,隨著年齡的增加,肺泡上皮細(xì)胞及彈力纖維退化,肺泡表面活性物質(zhì)分泌減少,導(dǎo)致肺的順應(yīng)性下降;繼之細(xì)支氣管壁平滑肌增生、膠原纖維生成,使肺的氣腔壁逐漸增厚;與此同時(shí),部分支氣管和氣管的上皮細(xì)胞變性,并與磷酸鹽和鈣結(jié)合[2]。
吸煙肺指的是由吸煙引起的肺部病理改變。吸煙主要引起的是肺部小氣道功能的損害,由于香煙中煙堿(尼古?。?、煙焦油、亞硝基胺、一氧化碳等多種有害物質(zhì)易聚集在小氣道內(nèi),從而激活炎癥細(xì)胞,釋放多種介質(zhì),破壞肺結(jié)構(gòu),最終引起氣道、肺實(shí)質(zhì)和肺血管的慢性炎癥[3]。其病理生理改變主要包括:小氣道壁的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、杯狀細(xì)胞化生、平滑肌細(xì)胞的肥大,呼吸性細(xì)支氣管炎及肺泡炎,小氣道管腔狹窄,肺泡接觸段的破壞,小氣道的反應(yīng)性升高[4]。
2.1 X線表現(xiàn) 輕度吸煙肺與老年肺在X線上的表現(xiàn)通常都用“肺紋理增加”這一放射學(xué)名詞來(lái)描述,難以區(qū)分與鑒別;重度吸煙肺的X線表現(xiàn)可見(jiàn)明顯的肺氣腫,故兩者在X線表現(xiàn)上相似,表現(xiàn)只是程度上的不同而已。
2.2 高分辨CT(HRCT)表現(xiàn)HRCT可顯示肺實(shí)質(zhì)細(xì)微結(jié)構(gòu),能清楚顯示肺小葉,是目前檢測(cè)肺部細(xì)微病變的最敏感的方法[5],故HRCT能清晰顯示老年肺與吸煙肺的影像學(xué)改變,對(duì)兩者之間的鑒別有重要作用。
近年來(lái)國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者也對(duì)此進(jìn)行了研究,認(rèn)為老年肺的HRCT表現(xiàn)主要包括:肺氣腫,肺間質(zhì)性改變、馬賽克樣灌注、支氣管壁增厚、空氣潴留和胸膜肥厚等[6-9];吸煙肺的HRCT的表現(xiàn)主要包括:肺氣腫、肺微結(jié)節(jié)、小葉間隔增厚、支氣管壁增厚、磨玻璃樣密度影和空氣潴留等[10-13]。由此可見(jiàn),老年肺與吸煙肺的HRCT表現(xiàn)的確有很多相似之處,現(xiàn)就兩者異同點(diǎn)具體分析如下。
2.2.1 肺氣腫:HRCT上肺氣腫主要表現(xiàn)為肺組織CT值降低,吸氣末肺野內(nèi)大小不等、常為無(wú)壁無(wú)肺紋理的低密度區(qū),可合并有肺大泡。
肺老化肺氣腫形成的主要原因是肺的順應(yīng)性降低,殘留氣腔增加所致。肺泡腔呈均勻性擴(kuò)大,肺小葉間隔均勻性增厚,無(wú)肺泡壁破環(huán)和肺小葉變形[14]。一般呈輕度氣腫性改變,但氣腫性改變的程度隨年齡的增加而增加。李坤成等[9]研究認(rèn)為老年肺肺氣腫多表現(xiàn)為輕微的小葉中央型肺氣腫,分布上主要在中下肺野,上肺野幾乎不出現(xiàn),與國(guó)外學(xué)者Wakayama等[15]和Soejima等[16]研究的結(jié)論一致。分析其原因?yàn)椋弘S年齡的增加,肺的順應(yīng)性降低,回縮速度減慢,呼吸肌收縮能力也減弱,以運(yùn)動(dòng)幅度較大的膈肌最為顯著,中下肺被長(zhǎng)期牽拉,容積增大,導(dǎo)致出現(xiàn)氣腫樣改變,而且主要是肺小葉體積的增大,肺泡壁尚完整。
Wright等[17]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明吸煙可引起不同類型的肺氣腫,原因是吸煙可導(dǎo)致呼吸性細(xì)支氣管炎、小氣道狹窄、肺泡接觸段的破壞以及小氣道的反應(yīng)性增高等改變。病理改變可見(jiàn)肺泡腔擴(kuò)大,肺泡壁及肺泡接觸段破壞,與Saetta等[18]及馬鴻達(dá)等[19]研究結(jié)果相似。并且他們認(rèn)為小葉中心型肺氣腫是吸煙引起最常見(jiàn)的肺氣腫,肺氣腫的類型與吸煙指數(shù)相關(guān),輕度吸煙者一般與老年肺表現(xiàn)相似,表現(xiàn)為輕度的小葉中心型肺氣腫,但在分布上較老年性肺氣腫彌散,可出現(xiàn)在上中下肺野;而且重度吸煙肺可出現(xiàn)全小葉型肺氣腫,但多同時(shí)合并小葉中心型肺氣腫;而間隔旁型肺氣腫較少出現(xiàn)。
2.2.2 肺間質(zhì)改變:老年肺與吸煙肺的間質(zhì)改變主要指的是支氣管壁和小葉間隔的增厚。李坤成等[9]人研究認(rèn)為肺老化的肺間質(zhì)改變無(wú)特異性分布區(qū),與肺間質(zhì)纖維化的早期改變相似,但是其小葉間隔均呈均勻性增厚,程度較輕,與肺間質(zhì)纖維化的小葉間隔不規(guī)則增厚、境界不規(guī)則不同,可予鑒別。Remy-Jardin等[5]研究認(rèn)為肺老化出現(xiàn)肺間質(zhì)改變程度較輕,與環(huán)境因素(如吸煙及空氣污染)有關(guān),認(rèn)為暴露在環(huán)境因素的正常健康成年人,其肺部也會(huì)出現(xiàn)支氣管壁和小葉間隔增厚等間質(zhì)性改變。
支氣管壁與小葉間隔增厚是吸煙肺較常見(jiàn)的征象,兩者增厚程度與吸煙指數(shù)相關(guān)。小葉間隔增厚多表現(xiàn)為位于胸膜下垂直與胸膜面的線樣影,呈光滑樣改變,未見(jiàn)網(wǎng)狀影及結(jié)節(jié)狀增厚改變。鐘桂棉等[13]通過(guò)病理對(duì)照研究,發(fā)現(xiàn)光鏡下小葉間隔呈輕、中度增厚,內(nèi)見(jiàn)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。
由此可見(jiàn)老年肺與吸煙肺出現(xiàn)的肺間質(zhì)改變較為相似,且兩者互為影響因素,可同時(shí)存在,沒(méi)有明顯界限,鑒別較難。
2.2.3 磨玻璃樣密度影:磨玻璃樣密度影在HRCT表現(xiàn)為肺密度輕度增加,但肺血管和支氣管紋理仍清晰可見(jiàn)的區(qū)域。
老年肺出現(xiàn)磨玻璃樣密度影原因?yàn)椋貉雠P位時(shí),由于重力作用影響,再加上老年肺本身的通氣能力下降,導(dǎo)致通氣/血流比例下降。分布上主要出現(xiàn)在近后胸膜處,病理上主要是炎癥細(xì)胞在肺泡腔內(nèi)滲出聚集[20]。該征象在俯臥位時(shí)會(huì)消失或程度明顯減輕,更說(shuō)明其與通氣/血流有密切關(guān)系[5]。
長(zhǎng)期吸煙者肺的HRCT上可出現(xiàn)磨玻璃樣密度影,呈彌漫或局限分布。病理上表現(xiàn)為肺泡壁和隔性間質(zhì)的輕度增厚或肺泡腔內(nèi)充滿巨噬細(xì)胞、中性白細(xì)胞和液體(反映活動(dòng)性肺泡炎)[5,21]。該征象在俯臥位時(shí)減輕不明顯。Cosio等[22]還認(rèn)為無(wú)癥狀吸煙者肺內(nèi)只是磨玻璃樣密度影單獨(dú)存在,代表著肺泡炎癥,戒煙可以恢復(fù),但此觀點(diǎn)未有足夠證據(jù)證實(shí),需進(jìn)一步研究。
2.2.4 空氣潴留:空氣潴留是指過(guò)多的氣體在呼氣的任一階段存留于部分或全肺組織內(nèi),HRCT主要表現(xiàn)為呼氣末密度不能升高的肺組織,是檢出空氣潴留的最精確的方法之一。空氣潴留征象是氣道,尤其是小氣道狹窄或阻塞的結(jié)果,被視為小氣道病變的診斷依據(jù)。
Lee等[23]研究認(rèn)為,導(dǎo)致肺空氣潴留的因素很多,包括:肺氣腫、哮喘、支氣管炎、慢性氣道疾病、吸煙者以及部分無(wú)癥狀的人群也可出現(xiàn)。其發(fā)生頻率與年齡有關(guān),程度與年齡和吸煙也密切相關(guān),空氣潴留的程度尤其與年齡呈正相關(guān)。吸煙肺HRCT出現(xiàn)空氣潴留征象,主要是因?yàn)槲鼰熞鸬男獾啦∽兯?;而老年肺出現(xiàn)空氣潴留側(cè)與其病理改變密切相關(guān),肺泡腔擴(kuò)大,肺泡上皮細(xì)胞及彈力纖維退化,肺泡表面活性物質(zhì)分泌減少,肺的順應(yīng)性下降,繼之細(xì)支氣管壁平滑肌增生,導(dǎo)致其更易受環(huán)境污染(如吸煙)所致。因此,年齡與吸煙都是引起空氣潴留的重要因素,很多時(shí)候共存,此征象在老年肺與吸煙肺上難以區(qū)分開(kāi)來(lái)。
2.2.5 肺微結(jié)節(jié):微結(jié)節(jié)是指肺內(nèi)直徑<2 mm的小結(jié)節(jié),邊緣常模糊,主要分布在胸膜下或肺內(nèi)。
吸煙肺HRCT出現(xiàn)肺微結(jié)節(jié)概率約35%,與病理切片對(duì)照示細(xì)支氣管周圍炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),細(xì)支氣管內(nèi)大量組織細(xì)胞滲出。非吸煙者中約16%也會(huì)出現(xiàn)此征象,大部分為老年人[13]。李子川等[8]研究認(rèn)為此征象是是吸入性呼吸性細(xì)支氣管炎和肺炭末沉積癥的征象,老年人在生活中對(duì)接觸的空氣中各種微小塵粒及空氣污染等有害因素在肺內(nèi)的長(zhǎng)期積累,可能也會(huì)產(chǎn)生類似于吸煙所導(dǎo)致的肺內(nèi)病理改變。所以此征象在吸煙肺與老年肺之間也可共存,難以區(qū)分。
由此可見(jiàn),老年肺與吸煙肺的影像學(xué)表現(xiàn)十分相似,某些征象可從其形態(tài)與分布上給予鑒別(如肺氣腫等),但更多征象在兩者之間卻沒(méi)有明顯界限,難以區(qū)分與鑒別(如肺間質(zhì)改變等)。
2.3 老年肺與吸煙肺的定量和功能學(xué)研究 除了形態(tài)學(xué)上的研究外,目前國(guó)內(nèi)外已有不少學(xué)者開(kāi)始嘗試對(duì)老年肺和吸煙肺進(jìn)行HRCT形態(tài)學(xué)的定量分析以及采用CT后處理專用軟件包(QIA,定量圖像分析)評(píng)價(jià)吸煙肺與老年肺的肺功能,如HRCT定量分析肺氣腫。
鐘桂棉等[24]對(duì)老年肺和吸煙肺的HRCT形態(tài)學(xué)進(jìn)行了定量分析,方法是將左右兩肺按上中下肺區(qū)分成6個(gè)區(qū)域,觀察包括:肺氣腫、肺實(shí)質(zhì)微結(jié)節(jié)、磨玻璃密度影、小葉間隔增厚、空氣潴留、支氣管壁增厚6項(xiàng)征象,然后按照標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)分系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)分,1個(gè)肺區(qū)出現(xiàn)1種上述CT征象計(jì)為1分,未出現(xiàn)計(jì)為0分,最后計(jì)算出總分值。結(jié)果發(fā)現(xiàn),吸煙組和非吸煙組的積分總分值有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);吸煙組的積分總分值與吸煙指數(shù)呈高度正相關(guān)(P<0.01)。
此外,鐘桂棉等[24]還通過(guò)對(duì)吸煙組和非吸煙組的所有病例圖像經(jīng)工作站肺氣腫肺定量軟件處理,算出肺氣腫體積占全肺容積的比例(體素指數(shù)),分析其在吸煙組及非吸煙組之間的差異及與吸煙指數(shù)之間的關(guān)系。結(jié)果顯示,肺氣腫定量分析在吸煙組與非吸煙組之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),且與吸煙指數(shù)呈正相關(guān)(P<0.01)。
總體上,目前這些研究都尚處于不太成熟階段,例如怎樣好地利用CT來(lái)量化肺氣腫等問(wèn)題還沒(méi)有得到解決。但相信隨著軟件和硬件技術(shù)的不斷改進(jìn),CT肺功能成像技術(shù)將對(duì)老年肺與吸煙肺病變的鑒別更有價(jià)值。
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[中圖分類號(hào)]R 56;R 81
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
doi:10.3969/j.issn.1003-9198.2012.04.005
收稿日期:(2012-05-20)
作者單位:510175廣東省廣州市,廣州市番禺中心醫(yī)院放射科(鐘桂棉);510080廣東省廣州市,廣東省人民醫(yī)院放射科(趙振軍)