胸部放射诊断学
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第二节 CT检查

一、检查方法与要求

(一)扫描技术与参数

1.扫描范围 从肺尖至肋膈角。

2.窗宽、窗位技术

(1)窗宽:肺窗采用1000~2000HU,纵隔窗采用300~500HU。

(2)窗位:肺窗采用-800~-500HU,纵隔窗采用30~50HU。

3.常规扫描通常采用5~10mm层厚,螺距1.5。高分辨率CT通常采用1~2mm层厚,螺距1.5。

(二)CT平扫(表1-2-1)

表1-2-1 常规胸部CT平扫参数

1.常规CT平扫

用于呼吸系统常见疾病的基本检查或体检。

(1)扫描体位:

采用双手置于头部两侧的仰卧位,胸部正中矢状面垂直于扫描床并与床面长轴的中线重合。

(2)扫描范围:

肺尖至膈下,一般为胸骨切迹平面至后肋膈角下界。

(3)扫描参数:

层厚5mm,层间隔5mm。

2.特殊CT检查

(1)高分辨率CT(high resolution CT,HRCT):

能够清晰地显示肺内细微结构,用于观察诊断弥漫性病变(间质病变、肺泡病变、结节病变)、支气管扩张及肺小结节等。

1)扫描体位:

采用双手置于头部两侧的仰卧位。

2)扫描范围:

肺尖至膈肌下2~3cm。

3)扫描参数:

采用高电压和高电流,如140kV,140~210mAs。层厚1mm,重建间隔0.7~1mm。图像重建采用高空间分辨率算法。

(2)病灶的容积显示及多平面重建:

层厚0.5~2mm。能够多平面、多角度、立体显示肺内病灶的轮廓及与周围结构(如小血管和小支气管等)的关系,有利于计算病灶倍增时间及随诊观察,常用于观察诊断肺内结节或肿块。

(3)气管、支气管CT仿真内镜:

层厚0.5~2mm。能显示气管及较大支气管,特异性、敏感性均较低,显示的小支气管形态容易失真,目前一般不用于细支气管的检查。可用于观察诊断气管支气管病变、评价支气管内支架的疗效。

(4)CT肺功能成像(CT pulmonary functional imaging):

既能显示肺的形态学变化,又能定量测量肺功能。可用于诊断肺气肿,评估肺减容术的疗效等。

(5)低剂量CT(low dose CT,LDCT):

通过降低管电流或管电压的方式降低曝光剂量,其他扫描参数同常规扫描。目前主要用于肺癌筛查。

(三)CT增强扫描

1.普通CT增强扫描

用于鉴别肺门周围的血管断面与其周围肺内病灶、肺门或纵隔淋巴结断面,或判断胸部大血管受累情况。对比剂用量见表1-2-2。

表1-2-2 胸部CT增强扫描对比剂用量

2.动态CT增强扫描(dynamic enhancement CT scan)

注射对比剂后在设定的时间范围内对某一选定层面进行动态连续扫描。常用于肺内孤立结节的定性诊断。

3.肺血管CT成像

也称肺动脉CTA,能够显示肺动脉及其大分支。可用于诊断肺血管病变(如肺栓塞等),判断胸部大血管受累情况。

(1)常规肺动脉CTA检查技术 1)扫描参数:

如表1-2-3。采用实时曝光剂量调节降低辐射剂量。扫描范围自膈肌水平至胸廓入口。

表1-2-3 常规肺动脉CTA扫描参数

2)对比剂参数:

碘对比剂40~60ml,经肘静脉注射。注射速率4ml/s,以同样速率注射生理盐水100ml。

3)扫描方式:

采用自动触发扫描方式。

(2)双能量肺动脉CTA检查技术 1)扫描参数:

如表1-2-4。采用实时曝光剂量调节降低辐射剂量。扫描范围自膈肌水平至胸廓入口。

表1-2-4 双能量肺动脉CTA扫描参数

2)对比剂参数:

碘对比剂60~80ml,经肘静脉注射。注射速率4ml/s,以同样速率注射生理盐水100ml。

3)扫描方式:

采用自动触发扫描方式。

4.CT灌注成像

多用于肺结节的鉴别诊断,临床上尚未普及推广。

5.能量CT成像

目前已用于肺栓塞诊断、良恶性胸部肿块性质鉴别以及疗效评估等领域。

(四)CT引导肺穿刺活组织检查

CT引导肺穿刺活组织检查(CT guided needle biopsy in chest lesion)可用于肺内病变的定性诊断,但有假阴性出现。

二、相关疾病及诊断要求

胸部CT是呼吸系统疾病最常用且最有价值的影像检查方法。目前,胸部CT的常规检查项目包括平扫、增强扫描以及CT引导肺穿刺活组织检查。通过CT值测量对于分析肿块内部成分,如实性、液性、脂肪性和血管性等,以及边缘的细微变化有一定价值,有助于肿块性质的判定。

对于粟粒性病灶,如血行播散型肺结核、肺转移瘤等,可以显示病灶的分布和数目。对于肺大泡、局限性轻度肺气肿等轻微改变,以及支气管的扩张、气管和支气管腔内狭窄或梗阻、支气管阻塞征象的清晰显示也是其优势之一。对于肺间质性病变,如间质性肺炎、肺间质纤维化等,可以显示网状影、线状影、蜂窝状影,同时有助于病变活动度的判断、疗效监测以及预后评价等。对于鉴别纵隔、胸膜内外病变以及膈肌上下病变,显示肺内病变对纵隔或胸膜的侵犯也有明显优势,可为手术方案的制定提供重要依据。CT对纵隔内及肺门部淋巴结肿大和钙化也有重要价值。

胸部CT检查影像更为清晰,对检出和诊断胸部疾病的优势高于常规X线检查,医师可根据临床实际情况而选用。但是,胸部CT检查仍有其一定的局限性,由于肺癌、肺结核以及肺炎可能有类似的影像学表现,弥漫性间质性病变的表现亦缺乏特异性,常难以明确诊断。需要指出的是,能谱CT成像技术作为CT发展史上的重大变革,将影像诊断从形态学范畴带入功能学范畴,不仅能提供CT值,尚能提供单能量成像、能谱曲线、物质密度图、有效原子序数等参数信息,已初步应用于包括肺栓塞等在内的胸部疾病的诊断,以及肺结节和肿块的定性诊断,对于纵隔淋巴结的定性诊断、肺血流及通气障碍的评估及尘肺的诊断亦有一定优势。

(一)肺血管性疾病

1.CT肺动脉成像技术

目前,CT肺动脉成像(CTPA)是诊断肺血管性疾病的常用检查方法,其空间分辨率较高,一次注射对比剂可同时显示胸部各脉管系统,患者仅需一次屏气即可完成胸廓入口至肺底扫描,相对于肺动脉造影和放射性核素肺通气检查,更为安全、快速、经济。

肺动脉栓塞作为常见疾病,根据栓子发生的部位可分为:①中心型肺栓塞,指发生于主肺动脉、左右肺动脉干、肺叶动脉的栓塞;②周围型肺栓塞,指仅发生于肺段动脉、亚段动脉及更小动脉分支的动脉;③混合型肺栓塞,指中心型和周围型栓塞并发。

肺动脉栓塞的CTPA表现进一步分为直接征象和间接征象。其中直接征象是指肺动脉内完全或部分充盈缺损,间接征象主要包括①马赛克征,表现为局限血管纹理分布不均或稀疏,肺内灌注不均;②肺梗死,表现为以胸膜为基底的楔形实变,尖端与供血肺动脉相连,周围为磨玻璃样渗出,可见支气管充气征;③Westermark征,表现为接近栓子近侧肺血管增粗,而远端肺纹理变细或缺如;④胸膜肥厚、胸腔积液以及肺动脉高压等。但CTPA较难评估周围动脉及肺段动脉等分支血管内栓子有无,亦不能显示因肺栓塞导致的肺灌注状态。需要指出的是,CTPA可显示栓子不同程度自行破碎、溶解或机化的演变过程,可作为治疗前后观察肺动脉栓塞疗效的检查手段。

2.能量CT

能量CT可定量分析血管灌注状态,通过解剖和功能两个层面对肺栓塞的程度、范围、肺灌注状态进行评估。对于不易显示的较小肺动脉栓子,通过分析肺灌注缺失形态,包括楔形、局限性及不均匀斑片改变3种类型,可预测栓子的存在。如楔形灌注缺损多伴有肺栓塞,而局限性及不均匀斑片肺灌注缺损一般伴有肺实质病变。此外,能量CT尚可用于预测肺栓塞患者的预后,分析最初肺栓塞部位碘基图的血流灌注情况,可以量化肺实质血流灌注状态,有效评估疗效情况。

3.图像扫描及后处理技术比较

肺动脉栓塞原则上以肺动脉期扫描(延迟时间15~18秒)为主,但单一的肺动脉期扫描对肺动脉5、6级分支特别是肺动脉主干栓塞后远端分支显示不佳,行双期扫描有利于在动脉晚期更好地观察肺动脉细小分支。后处理以横断面、矢状面及冠状面多平面重组(MPR)为主。肺动脉瘤延迟15~18秒,容积再现(VR)重组能直观显示其位置和形态。肺动静脉瘘以肺动脉期和实质期扫描为主,行VR和薄层最大密度投影(thin MIP)重组,通过三维旋转能以最佳角度显示供血动脉、引流静脉及瘤体间的关系。肺隔离症扫描范围应从胸廓入口至肺底,MPR、VR重组可显示异位供血动脉、引流静脉及病变全貌。部分性肺静脉畸形引流应双期扫描,对侧肘静脉注射对比剂可减少头臂静脉高密度对比剂对畸形引流静脉的干扰,VR和thin MIP重组可显示肺静脉畸形引流全程。

此外,仿真成像技术可使用较薄层厚进行扫描,增加单位时间在Z轴方向上的分辨率,可显示更细的血管,且后处理速度快。因其具有无创性、可重复性高、安全且费用少等优点,已成为目前直观显示血管内腔的较好检查方法。

(二)胸部肿瘤

1.CT对肺肿瘤的诊断价值

肺肿瘤的CT检查方法包括平扫+增强、灌注、能量成像。肺部良性肿瘤多呈圆形,边缘光滑,伴或不伴分叶,密度均匀;肺部恶性肿瘤边缘多不规则,伴毛刺、分叶,密度多不均匀,可伴肺门、纵隔内转移淋巴结。肺结节作为肺内常见病变,根据直径将≤8mm的病灶定义为亚厘米结节,直径﹥3cm的病灶定义为肿块;根据影像上病灶的成分,将肺结节分为非实性结节(纯磨玻璃结节)、部分实性结节(混合性磨玻璃结节)及实性结节。良性肺结节多表现为圆形或椭圆形,可有卫星灶,伴钙化,胸膜面呈带状或星状密度增高影,肺门引流呈“双轨状”,空洞一般呈裂隙状。恶性肺结节多不规则,边缘有细毛刺,可伴丛毛征、不规则小棘状突起或大小不等、深浅不一的分叶,内部可见空泡征或空洞,一般空洞为单发、厚壁,洞壁朝向胸膜面,洞内壁一般不规则,有壁结节,周边常出现血管集束征、胸膜凹陷征及肺门引流征等。常规CT成像作为肺结节性质判定的重要方法,多依据形态学征象,但因存在异病同影及同病异影表现,部分病变术前明确诊断有一定困难。

(1)常规CT:

对于部分肺结节和肿块病变缺乏诊断特异性,容易漏诊和误诊,且辐射剂量仍然较大。尽管近年来随着低剂量螺旋CT的应用,有效降低了胸部疾病普查的辐射剂量,但限于管电流降低的影响,图像质量有所降低,对微结节的分辨率有时较低。对于肺癌的疗效评估,常规CT多依据肿块的大小变化,即实体肿瘤的治疗反应评价标准来判断疗效,由于肿瘤形态学改变晚于组织代谢方面的改变,瘤体缩小与瘤细胞死亡间存在不同步性,其灵敏度和准确率有限。

(2)CT灌注成像:

CT灌注成像可活体反映肿瘤血管生成的微血管变化,能更准确地对肺部肿瘤进行分期、分级、预后及疗效判断。但CT灌注成像的准确性较差,与设备、扫描技术、操作者的主观偏倚及患者个体化差异均有关系。此外,亦与肿瘤血管的自身变异(即肿瘤存在空间和时间上的异质性)、肿瘤血管的功能状态在不同部位甚至相邻区域存在差异有关。同时,选择的感兴趣区大小、位置不同,其灌注参数值亦存在不同程度的差异。由于呼吸伪影的干扰,实际工作中有相当数量患者的数据无法分析,对设备单次扫描范围和数据采集速度的要求也较高。

(3)能量成像:

能量CT低剂量扫描结合自适应迭代重建技术,在降低辐射剂量的同时,可得到较高的图像质量,对肺内微细结构显示清晰,尤其是对直径≤10mm的结节检出率高于常规CT,可作为高危人群筛查早期肺癌的影像学检查手段。能量CT在消除硬化效应的同时,可提供病变精确的CT值,通过能谱曲线的斜率反映肺部占位病变的强化表现,同时分析碘基图、水基图、直方图等多个参数,可为鉴别肺结节和肿块病变性质提供更有价值的信息。

对于肺癌病理类型的鉴别,常规CT仅通过单一CT值鉴别,目前已有文献指出,能量CT定量指标在鉴别肺鳞癌和肺腺癌中有一定价值。但其报道尚少,有待进一步研究证实。此外,通过能量CT的虚拟平扫技术可在不增加辐射剂量的前提下,获得与常规平扫相当的图像质量。由于能量CT的碘基值可反映肿块血流灌注状态,而水基值和CT值一定程度与肿块通气量有关,有研究显示,随着恶性肿块的增大,平均碘基值减低,而磨玻璃样结节的水基值和CT值低于实性结节。

能量CT可通过物质分离技术定量分析病灶碘浓度变化从而评价肿瘤疗效。尤其是合并阻塞性肺不张、肺炎,或因胸腔积液导致病灶表现复杂,难以明确肿块边界等情况下,通过单能量成像可更好地勾画肿块边缘,从而利于对比治疗前后肿瘤大小的变化情况。

2.CT对纵隔肿瘤的诊断价值

CT对诊断纵隔肿瘤有一定的技术优势,其较高的密度分辨率有助于区分脂肪性、实质性、囊性、钙化及出血等影像学特征。可明确肿瘤的部位、大小、形态和内部结构,亦可了解肿瘤与周围结构之间的关系。通过增强扫描尚可区分血管性及非血管性结构特点,对肿瘤的定性诊断有一定价值。如胸内甲状腺肿有明显强化,气道受压移位明显,且与甲状腺强化一致,发生恶变时轮廓多不清楚,常侵犯周围结构;神经源性肿瘤增强后神经鞘瘤有明显强化,神经纤维瘤和交感神经节细胞神经瘤均匀强化,恶变者边缘模糊并侵犯邻近结构。

(三)纵隔及肺门淋巴结性质

肺癌淋巴结转移与否是判断术前分期、制定治疗方案及预后评价的重要因素,目前主要方法有纤维支气管镜、超声引导下穿刺活检及纵隔镜检查等,尽管具有较高的准确率,作为有创检查,容易合并气胸、出血以及瘤细胞种植转移等而受到限制。

1.常规CT

判定纵隔及肺门淋巴结性质,多依据淋巴结的大小、形态、强化程度等形态学特征,缺乏特异性和准确性。转移淋巴结的病理类型与原发灶存在密切相关性,定性分析淋巴结可有助于鉴别肺内占位性病变的性质。

2.能量成像

能量CT可通过纵隔及肺门淋巴结的最佳单能量图像更好地显示淋巴结病变,通过分析原发病灶与淋巴结的能谱曲线以及碘基值等差异,有助于进一步明确淋巴结性质。但目前有关能量CT对纵隔及肺门淋巴结性质判定的文献报道尚少,且存在一定的争议,尚需要积累样本进一步证实其临床应用价值。

(四)肺血流和通气障碍

导致肺血流和通气障碍的病因较多,包括肺动脉栓塞、肺膨胀不全、肺实变和肺肿瘤等,以往多是通过肺核素通气和灌注显像评估肺血流和通气功能,但其特异度较低,且难以明确导致肺血流通气障碍的原因。

1.CT灌注成像

可定量评估肺动脉栓塞引起的肺组织灌注改变,目前常用的技术包括CT同层连续动态增强扫描和单球管CT全肺灌注扫描。其中CT同层连续动态增强扫描可综合评估肺栓塞的结构和功能改变,但不能实现全肺容积扫描,仅能做出诊断性结论,难以与其他疾病相鉴别,且注射速率较高,临床创伤性较大。值得一提的是,电影成像技术较为耗时,扫描过程复杂,肺栓塞患者在检查过程中难以保持屏气状态,进一步限制了其临床应用。单球管CT全肺灌注扫描解决了同层动态增强扫描技术的不足,采用CT密度测定法及剪影技术,实现了全肺灌注检查。采用CT密度测定法的优势是可实现全肺组织的灌注,便于鉴别诊断,但CT值变化较小,肉眼不易辨别,人工勾画的感兴趣区包括肺实质以及肺间质成分,所测量的CT值不能完全反映肺实质的密度,且难以重复、准确性较低。剪影技术结合伪彩能直观显示肺灌注异常区域,但该方法的平扫和增强扫描数据独立采集,图像配准困难,且后处理过程复杂,难以保证图像质量。

2.能量成像

经后处理可得到单能肺血管图像、肺灌注图像以及最小密度投影(MinIP)图像等,可有效反映肺解剖结构信息以及肺组织的血流灌注状态。如部分肺磨玻璃样改变的患者常规CTPA显示多正常,但碘基图可呈斑片状血流灌注增高,而病变区域MinIP图像表现为斑片状充气减低;肺动脉高压患者可表现为灌注缺损而CTPA图像无异常发现,MinIP图中灌注异常区域充气增加;对于弥漫性肺气肿患者,其碘基图和MinIP图像表现与肺动脉高压较为类似;间质性纤维化患者的碘基图呈血流灌注明显减低,而MinIP图像病灶区域呈高密度。

(五)肺炎性疾病

1.常规CT

多可明确诊断,慢性间质性炎症常规10mm层厚即可显示。高分辨率CT(HRCT)表现为互相牵拉的清晰纤维索条影以及增厚的肺间质、小叶间隔,并见间质周围相应出现小叶性肺气肿,尚可见扩张的细支气管。尘肺病变在HRCT显示的敏感性优于胸片,但鉴于其是混合能量成像,可产生硬化效应,对定量分析的准确性有一定影响。HRCT可精确显示肺组织形态学改变,可识别累及次级肺小叶尤其以小叶中心为特征的疾病,其横断面图像可反映大体病理学特点。对于尘肺常见的细支气管病变,HRCT表现为小叶中心结节和致密分枝状影,这些在X线胸片上较难显示。

炎性包块在10mm层厚图像上显示为规则或不规则肿块,密度不均匀,边缘可见尖角或长毛刺,可伴钙化及空洞。HRCT表现为密度均匀或不均匀肿块,边界清晰锐利,尖角和长毛刺显示更加清晰;实质部分为软组织密度,可强化,但强化幅度变化很大。周围可见血管增粗、纤维索条、卫星灶及胸膜增厚等。

尽管HRCT的层厚仅1mm,但不能完全取代10mm层厚的图像,实际工作中,应综合两种检查技术,其中常规层厚用于检出和发现病变,HRCT可提供肿块边界形态和间质形态信息,观察纤维索条等征象及有无小叶气肿等,以提供更多的诊断依据。

2.能量成像

通过物质分析技术,以水和SiO2作为基物质对,定量分析肺组织的SiO2量,可为尘肺的早期准确诊断以及与其他肺疾病的鉴别诊断提供依据。同时,可通过定期监测易患尘肺人员肺组织的SiO2含量,有效改善其工作环境以及预防尘肺的发生和发展。

(六)肺外伤性疾病

肋骨骨折是胸部外伤后的常见疾病,CT具有扫描速度快的特点,可明显减少扫描过程中由于患者呼吸及疼痛等因素导致的运动伪影。并可进行薄层、多角度、任意平面成像,避免了X线检查中多次搬动患者可能引起的危险性,尤其适用于外伤中危重的患者。

图像后处理技术可进行多方位、多角度、多平面和旋转观察,能消除重叠和体位等因素的影响,提供更多、更完整的信息,弥补了传统影像的缺陷和不足,其中SSD技术可用于解剖较复杂区域的显示,清晰显示肋骨骨折情况,有利于病灶定位。

(郭华 高剑波)