共同学习《尘肺病的影像学诊断》

心脆 · 发表于 2010-2-8 16:50

尘肺病是一个临床概念，需要综合诊断。影像学诊断不仅能够明确病变的存在，明确病变范围、分布等，还能对病变进行分级，以指导治疗。目前高千伏x射线胸片改变是诊断尘肺病的主要依据和首选方法，还有多种胸部成像技术可供选择，包括CR、DR、CT、MRI等，大大提高了尘肺诊断的敏感性和准确性。其中CT用于尘肺诊断已有了较多的研究，多认为CT、特别是高分辨率CT(high resolution CT,HRCT)在显示尘肺病变改变的敏感性上都要优于胸片。这里必须指出，我国尘肺病诊断标准只适用于X射线后前位胸片，CT不能作为尘肺病诊断和粉尘作业人员健康监护的常规检查方法，只能是由医生根据需要决定是否进行的补充检查。诊断尘肺病时必须提供可靠的职业暴露史及劳动卫生学和流行病学资料，同时有临床相关检查和实验室检查，以排除其他肺部疾病的可能性。
1、胸部x线平片
高千伏(100～120 kv以上)x线胸片是尘肺病诊断和分期的主要依据(图1-4)。常规投照体位为后前位。国际劳工组织(international labour organizatlon，ILO)1980年制定了尘肺的x射线诊断分类标准，并于2000年颁布了新版本。我国尘肺诊断标准(GBZ70-2002)规定，X线胸部甲片摄影是粉尘作业工人健康检查的常规方法；其他有关检查均作为补充，只在职业病医生认为必要时进行，主要在诊断困难或鉴别诊断时应用。虽然高千伏摄影可显著缩短曝光时间，提高照片清晰度，同时减少被检者的皮肤照射量，但x线平片仍然有如下目前仍未克服的缺点：首先，是图像的前后重叠，部分(约25％～30％)肺实质和胸膜由于胸骨、肋骨、膈肌、脊柱及心脏等结构的重叠，不能很好地显示，重叠处的病变往往被掩盖，因此X线平片往往会低估尘肺的范围，特别是后肋膈窦区肺和胸膜的病变往往显示不清；其次，x射线平片的图像密度分辨力低，不能显示小的(直径<3mm)病变，也不能显示病变的内部结构，不利于鉴别诊断。
2、体层摄影术
在尘肺病x射线诊断和鉴别诊断中。直线体层摄影仍是一种经济实用的检查方法，主要适用于以下几方面：
(1)确定有无大阴影，特别是在平片上出现小阴影聚集时；
(2)疑有肺大泡、限局性肺气肿和空洞时；
(3)肺部炎症、胸膜增厚或心影增大等疾病，使某些尘肺病变受其遮盖无法观察或不能仔细分析时；
(4)鉴别是否合并肺结核、肿瘤、肺门淋巴结肿大或其他疾病。
3、计算机x线摄影(computed radiography，CR)和数字化x线摄影(digital radiography，DR)
随着电了计算机技术的迅速发展和广泛应用，直接数字化x线摄影(DR)和CR以其高质量图像和高工作效率正逐渐替代现有传统X线摄影技术，成为当今数字化x线摄影技术的代表，应用空间广阔。
CR和DR都为数字成像，有许多相似之处，但也有许多不同之处。CR为间接数字成像，需要影像板(image plate，IP)作为信息转达介质；DR为直接数字成像，以探测器(platepancl)替代传统胶片作为成像介质，即将接收的模拟信息直接数字化，形成数字矩阵，然后再经数模转换成数字图像。CR与DR成像密度分辨力高，可以根据需要进行各种图像后处理；高保真存储、传输、调阅及复制。DR较CR成像速度更快，图像层次更丰富，尤其数字成像的后处理功能，可以通过调整窗宽和窗位改变灰阶，达到显示不同解剖组织的目的；不必重新曝光。近来的研究表明，与CR相比，DR在图像质量、后处理功能、工作流程能力、患者吸收剂量方面均明显优于CR，将成为数字化x线摄片的主流。
DR把成像过程分为探测、成像显示、图像处理和存储4个步骤，主要优点是使图像清晰度更高，密度分辨力也大大增加，并减少运动伪影和散射线对图像质量的影响。因此，DR对小阴影密集度能够提供更加客观的信息，使肺部小结节性病变的检出率明显高于普通高千伏x线胸片，可在尘肺病诊断的基础上发现新的影像学诊断线索，做出更加客观的诊断。
1986年日本Fukuhisa等提出了数字图像处理对尘肺摄影的影响。1992年日本的Matsumoto利用CR对尘肺的诊断进行评价。1993年美国Mannino等进行DR与传统x线摄影在尘肺诊断方面的对比研究，指出数字图像的质量优于传统平片，特别是在小阴影的显示上。2006年以来，国内赵景臣、卢伟贤、周镔等的类似研究发现数字成像在图像质量方面优于高千伏胸片，尘肺I期检出率提高。上述研究表明，CR、DR优于高千伏X线胸片，对尘肺病的诊断具有很大的价值，可广泛应用于临床，并有希望推动国家制定新的数字成像尘肺病影像诊断标准(图5～8)。
X线数字成像虽有诸多优点，但空间分辨力不及模拟图像，设备较普通x线成像设备复杂，且后处理技术容易引起诊断纠纷，目前费用也比较高，限制了CR、DR技术在接尘人员职业健康监护中的推广应用；且国内尚无数字成像的尘肺渗断标准片，故目前数字成像技术还不能用于尘肺诊断。
4、CT
随着CT在临床的逐渐普及、应用，由于它具有较普通胸片更高的密度分辨力，且所获得的断面影像一般不受邻近层面病变的影响，特别是近年来HRCT的临床应用，其在尘肺病诊断中的作用也开始受到关注。
CT均为轴位断层数字成像，克服了传统x线片中组织、器官前后重叠的缺点，且能有效去除骨骼和软组织的对小阴影的遮挡，有利于小阴影、胸膜改变、微小肺间质改变以及早期肺气肿等的显示。而且用高灵敏度和高转换率的探测器探测x射线的衰减率，图像的密度分辨力大为提高，使cT显示尘肺病变更加清晰，对尘肺的诊断更全面、准确。目前多排螺旋CT薄层（1.25 mm或以下)扫描常规重建图像，也已近乎达到高分辨效果(图9)。
20世纪70年代，国外即有作者将CT应用于石棉肺的诊断，认为CT显示弥漫性、增殖性肺部病变的准确性和可信性可成倍增加。20世纪80年代，国内潘纪戊等较早地将CT技术用于尘肺诊断研究，通过对100例煤工肺部CT扫描，发现在确定有无尘肺方面，CT与我国尘肺诊断标准(GB590686)分期一致率可达72％，两种小阴影中、下肺区分别占全部层面的58％(R)及6％(1R)，各肺区1类密集度多达69.15％，出现小阴影的层面中，位于肺后部的小阴影为92.35％。刘赓年等比较石棉肺患者的胸部平片和CT，指出CT的优越性在于能够更准确地反映肺内纤维化的范围及密集度。用CT检查石棉工人，还可以发现胸部平片所观察不到的胸膜及肺实质的改变，对位于左下脾脏后方胸膜钙化、纵隔胸膜改变，膈面增厚或粘连、脊柱旁胸膜肥厚或钙化均可提高检出率，还可发现正常血管血液灌注不平衡以至部分丧失，以此推测可能因肺间质纤维化对肺毛细血管破坏所至，此现象为肺间质纤维化病变早期征象，为诊断提供一定的参考依据。高兴汉等的研究显示螺旋CT有利于尘肺病的早期诊断。李宝平等研究发现64层螺旋和HRCT在煤工尘肺早期肺气肿诊断方面优于肺功能检查。
HRCT可取得最薄的准直扫描(1.0～1.5 mm)，采用高空间频率重建法(即GE“骨算法”)能显示正常和异常肺间质及局灶性和弥漫性实质异常的形态学特征，对微结节、轻度肺气肿或纤维化显示更佳(图10)。 Harkin等研究发现HRCT可提高胸膜病变诊断的特异性和检出肺实质病变的敏感性，认为HRCT在诊断x射线平片可疑的胸膜病变有较重要的价值，可以降低诊断的假阳性率。Mesanori等的研究结果显示，HRCT能更清楚地显示肺内病变和胸膜病变的数量，形态大小和分布，有助于鉴别石棉肺和特发性肺纤维化，并提出CT显示的胸膜下区细支气管阻塞性改变多见于石棉肺，而细支气管扩张多见于特发性肺纤维化。Kido和Ohishi等分别利用HRCT开展石棉肺和其他尘肺的诊断研究，认为在胸膜斑和肺间质性病变显示方而，HRCT占据优势。刘培成等的HRCT在尘肺诊断中的应用价值方面的研究表明，HRCT可清晰显示尘肺的磨玻璃样结节影、各型肺气肿及小支气管扩张等细微病变。Akira等研究90例胸片上呈圆形阴影的尘肺病例的HRCT，胸片表现为p型阴影的尘肺在HRCT中显示为边缘不清楚的小叶中心性支气管周围致密影，或为细小的分支结构或少数紧密相邻的逗点；而q型或r型影在HRCT表现为边缘锐利的圆形结节或紧缩的不规则形结节。在Remy-Jardin等的研究中，在48例胸片上无尘肺表现者中，HRCT检出11例有结节，说明肺结节检出方面，HRCT与胸片或CT联合应用优于单独使用这两种技术。
目前国内外针对CT和HRCT在尘肺诊断中的应用已做大量的研究，认为CT在单纯尘肺的诊断上并不优于X线胸片，但对大阴影的检出率CT比胸片高出25％左右，而对空洞钙化检出率CT明显优于胸片，特别是HRCT能早期发现矽肺结节。另外，CT在检出小阴影的敏感性上较胸片为高，特别是在检flJ卣径<2 mm的小阴影上更有优势。多数学者认为CT、特别是HRCT在显示矽肺、煤工尘肺、石棉肺和其他尘肺中肺实质、气道和胸膜的改变的敏感性上都要优于胸片。
多层螺旋CT(MSCT) MSCT的快速扫描(容积扫描)或高速度采集数据技术能有效地克服呼吸运动所致的伪影和呼吸运动不均匀所造成的小病灶漏检，有很好的时间分辨率、高度分辨力和空间分辨力，可获得更高质量的图像；MSCT还能用更纤薄的层厚、更丰富、更有效的图像后处理方法来显示胸部病变，提高了尘肺影像学诊断的敏感性和特异性。
MSCT低剂量肺扫描以15～30mAs的低剂量(约为正常剂量的1/10)进行肺扫描，既降低了扫描成本，又减少了患者的辐射剂量，为可疑尘肺患者的普查提供了一种比普通x线平片更有效、更准确而又相对价廉的影像学方法。Rusinek等和Diederih等的资料显示，低剂量胸部CT扫描在显示肺实质病变和胸膜病变方面其敏感性和准确性与正常剂量扫描大致相同．但显示纵隔结构往往欠清楚。陈步东等研究显示低剂量螺旋CT扫描最大密度投影(maximum intensity projectlon。MIP)重建能满意地显示常规剂量扫描MIP重建所能显示的结节。
MSCT各向同性扫描能够以冠、矢状显示整个肺野，即多平面各向同性重建(multiplanar reconstructlon，MPR)，可对原始扫描数据进行任何平面的重建。其图像质量与轴位图像相同，尤其是配合三维重建结节显示(图11～15)，彻底改变了CT只能显示横断面解剖的尴尬，为尘肺病灶的观察提供了新的模式。Hiroaki等的研究结果显示，用1mm层厚，8:1的螺距进行扫描后，22.1％的病例冠状MPR图像显示的病变比轴位图像多．或者能提供更多的信息，72.4％的病例相等。Diederich等研究指出冠状MPR在显示肺和胸膜病变方面可以弥补轴位图像的不足；主要的较大的支气管也往往与轴位图像垂直，轴位图像显示不如冠状图像清楚；而对于靠近胸壁的结构或病灶特别是膈肌附近的结构，MPR图像比轴位图像显示更清楚。陈步东等研究显示MIP重建图像对肺部微小结节的显示优于常规CT和HRCT。
尘肺的CT定量、半定量分析与诊断
ILO尘肺国际分类常被用为一种流行病学工具。对胸片上的尘肺的严重度和范围作半定量分析，但胸片在检出浸润性肺病上既不敏感也无特异性．非常需要一种以CT为基准的定量分析系统，现在已经有学者开始了这方面的工作。对尘肺病例的CT表现用肉眼视觉主观观察，作病变的定性和半定量分析。对于矽肺和煤工尘肺等一般将所见的结节数量分为5级(O：无结节；1：少量结节．血管影未消失；2：较多结节．血管影轻度消失；3：大量结节．血管影中度消失；4：大量结节．血管影重度消失，可有或无结节融合)。Ooi用这种方法的结果和肺功能改变指数呈负相关。对于石棉肺，Gamsu等用两种方法分析：一种方法是把石棉肺间质纤维化按其严重程度分为4级(0：正常；1：少许间质异常(选择性的4层HRCT中有一层)；2：两肺内有多灶性的有限异常，或在一侧肺内至少2层有异常；3：在多数层面上有密集的间质异常)；另一种方法是累加法．统计每例在两肺或一侧肺的多层面上见到的6种石棉肺间质纤维化CT表现的出现率和数量。有作者对30例接触石棉工人的肺部选择性地采用HRCT进行石棉肺的范围和严重度的半定量分析(16例有病理结果)，用第1种方法中的14例0或1级者中有5例病理为阴性，9例为石棉肺，16例2或3级者病理全为石棉肺；用第2种方法CT上出现1种异常者中60%病理为石棉肺，出现3种以上异常者则100％为石棉肺，认为两种方法合用更好。目前还未能证实CT半定量分析是否能准确反映患者的接尘量，但已证实CT半定量分析较胸片的半定量分析的读片者之间差异为小，并与患者的肺功能检查存在相关性。
利用CT还可进行尘肺的数字化定量分析，不仅较视觉主观评定更为准确，且能减少读片者间差异。简便的方法是测量肺区平均CT值，以了解肺内纤维化的数量，如Wollmer等测量33例石棉工人，发现肺平均CT值显著增加，但在胸片上仅3例被诊断为石棉肺。其他学者的研究也证明石棉工人的肺平均CT值较同龄对照组为高，有的甚至在CT上也未见到肺实质异常，提示CT定量可在肉眼检出之前发现病变。但由于尘肺中的纤维化常和肺气肿共存，而肺气肿的数量和范围因人而异，因此，一般认为肺部平均CT值并不能正确地反映肺内纤维化的数量。Ooi等利用“密度面具”(density mask)法，希望分别测定肺气肿和结节的量，把界线值分别定为<-900Hu(肺气肿)和>-100Hu(结节)，肺气肿和结节区与全肺区的比例即肺气肿指数(emphysema index，EI)和结节密集度指数(nodular profusion index，NPI)，发现在76例矽肺中NPI与肺功能改变有很好的相关，EI则与FFV(用力呼气容积)及FEVl／FVC(1秒钟用力呼气容积／用力肺活量)显著相关。刘培成等研究认为CT定量密度直方图客观测到煤工尘肺纤维化及其程度。
CT在尘肺病的真断中应用和限制鉴于CT技术用于尘肺诊断的优越性、CT在尘肺诊断的敏感性和特异性以及其在鉴别诊断中的重要作用，不久的将来CT是可考虑的尘肺诊断的影像学方法之一，至少应与胸片两者互为补充。虽然以胸片为依据的尘肺的国际分类或我国的分期标准存在不足，但已作为检出和半定量尘肺的方法在官方和学术文献中被长期应用，更重要的是迄今为止尚未建立相应的获得公认的CT尘肺分类(期)诊断标准，故不能作为诊断职业病的依据。此外，费用相对过高，检查不方便及特异性不完全等，均是CT难以成为尘肺的常规检查的原因。目前CT只能作为鉴别和进一步明确诊断的检在手段之一，但从事尘肺病诊断者了解尘肺病的CT诊断进展是非常必要的。
5 尘肺病的影像诊断展望
随着医学影像进入数字化时代，数字成像设备生产成本及使用成本进一步降低，数字化摄影和检查技术进一步规范，建立尘肺数字胸片及CT片诊断标准是大势所趋，数字成像必将成为尘肺病诊断的主要依据；而计算机辅助诊断(computer aided dignosis，CAD)将成为便捷、客观、较准确的研究尘肺病的诊断方法，具有很好的发展前景，但这需要影像、临床、计算机工作者以及劳动保障部门的广泛协作。最新修订的尘肺病诊断标准已报经国家批准，于2009年11月1日起正式实施，新标准仍然采用高千伏x线胸片作为尘肺病诊断和分期的主要依据。

【图片说明】
图1 正常高千伏胸片
图2 高千伏胸片，尘肺病Ⅰ期，小阴影总体密集度为1级，分布范围达到4个肺区
图3 煤矿采掘工，小阴影总体密集座2级。分布范围达到6个肺区，高千伏胸片诊断尘肺病Ⅱ期
图4 石棉厂配料工，高千伏胸片尘肺病Ⅲ期，大阴影面积之和超过右上肺区面积

图15 煤工尘肺病结节3D立体重建显示清晰解剖关系