借助于某种介质(如X射线、电磁场、超声波等)与人体相互作用,把胸腔内部组织器官结构、密度以影像方式表现出来,供医师分析,从而对胸部健康和疾病状况做出判断的方法。
在胸部疾病诊断过程中,肺、呼吸道、纵隔、肺血管等解剖区域表现出许多重要的放射学征象。
胸部X线透视和摄片
X线是在临床上应用最为广泛的胸部影像学评价方法。胸部X线透视用于检查肺部、胸膜、纵隔及心脏、大血管病变,其优势是可对胸部进行全面动态的直接观察,如心脏搏动、膈肌活动、毗邻腹腔脏器对胸腔的影响等。也可在X线造影检查中用以定位观察、指示诊疗操作,如心导管置管等。相比胸部透视,X线胸片显像更清楚,而曝光率约为0.045毫西弗/秒,对人群的健康风险非常有限;能发现细微的病变;影像资料的客观记录有利于疾病诊治的复查对比,可利用胸部组织的密度差异观察不同厚度和密度存在差别的病变。正位胸片能用于检查胸廓(包括肋骨、胸椎、软组织等)、胸腔、肺组织、纵隔、膈肌、心脏大血管等病变。侧位片和前斜位片能显示心室、心房、肺动脉段等心腔、大血管及纵隔内毗邻结构的更多异常。胸部X线摄片能清晰地记录肺部的大体病变,如肺部炎症、肿块、结核等,在快速筛查肺内肋骨骨折、气胸等疾病上具有优势。
支气管造影
支气管造影是直接观察支气管病变的检查方法,在明确支气管扩张的部位、性质和范围方面具有优势。支气管正常造影表现:各叶段支气管分支由粗变细,分级清楚,分布正常,管壁光滑,充盈均匀并容易充盈至远端。支气管扩张常见表现为支气管充盈后粗细不均且有局部扩张,支气管固定僵硬、聚拢扭曲,造影剂排空延迟。若有局部支气管狭窄或阻塞或有管腔的压迫变形,多见于肿瘤、外伤、异物、结核或炎症。管壁不规则,造影剂突出管壁,可能是支气管胸膜瘘、食管瘘。碘油是最常用的支气管造影剂,碘油造影一度普遍应用于支气管扩张的诊断和病变范围的确定。为了使造影满意和防止并发症,造影术必须在肺部炎症控制2~3周后进行。支气管造影会给患者带来一定痛苦,检查后造影剂可能引流不畅,随着其他胸部影像学技术进展,其应用受到了一定限制。
胸部CT
胸部CT是通过X线计算机体层摄影(computed tomography)对胸部进行检查的一种方法。利用X射线束对人体胸部各层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X射线,转变为可见光后,由光电转换变为电信号,再经模拟/数字转换器(analog/digital converter)转为数字,经数字/模拟转换器(digital/analog converter)把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的像素,并按矩阵排列,构成CT图像。最终所获图像是用不同的灰阶来反应胸部组织和器官的密度,不同部位使用不同窗宽窗位,能较充分反映解剖内容和病灶影像表现。在胸部CT检查中多采用螺旋CT扫描,即X线球管围绕人体做连续旋转扫描的同时,扫描床自动匀速水平进床,因此,扫描线在患者体表上呈螺旋形。与常规CT扫描不同,螺旋式扫描所获得的是连续层面信息,是扫描范围内所有组织的信息,避免了断层CT扫描时由于呼吸运动容易造成遗漏小病灶的弊端。适用于:
①肺部良恶性肿瘤和肿瘤样病变的诊断和鉴别诊断;
②肺部急慢性炎症及弥漫性病变的诊断和鉴别诊断;
③肺血管性病变的诊断和鉴别诊断;
④胸部职业病的诊断和鉴别诊断;
⑤胸膜病变的诊断和鉴别诊断;
⑥纵隔肿瘤和大血管病变的诊断和鉴别诊断;
⑦胸部外伤;
⑧胸部手术后疗效的评价;
⑨气管和支气管内异物。
胸部CT平扫
胸部CT平扫是胸部疾病中最常用的CT检查方法。胸部的骨骼、软组织、空气、液体及脂肪在CT图像上有良好的自然对比度,利用组织的自然密度差可以对胸部的许多生理、病理改变做出诊断,对于病变的定位、判断病变的性质均较可靠。原则上扫描时间应尽量短,以减少呼吸及心血管搏动的影响。有条件者尽量使用螺旋CT扫描,一次屏气既可完成全胸部扫描,这样既无呼吸运动伪影,又不发生平面间漏扫,有利于肺结节性病灶特别是微小结节灶、气管支气管病变、血管性病变等的诊断;螺旋CT还可在任何一个层面创建图像,并可进行血管和病变的三维重建。常规胸部CT检查分别用纵隔窗及肺窗观察,纵隔窗可观察心脏、大血管的位置,胸廓病变,纵隔内淋巴结的大小,纵隔内肿块及这些结构的比邻关系;肺窗用于观察肺裂和肺血管,肺野内渗出性病变,对肿块形态、分叶、胸膜凹陷征、毛刺征的观察肺窗比纵隔窗更为清晰。
胸部增强CT
胸部增强扫描通过造影剂增加病变组织与正常组织及血管之间的密度差异,提高病变的检出率,有助于分析病灶的性质,如纵隔内肿块性质的鉴别、肿大淋巴结的检出、异位血管与动脉瘤的识别。用高压注射器经静脉注入水溶性有机碘剂,如60%~76%泛影葡胺60毫升后再行扫描的方法。血内碘浓度增高后,器官与病变内碘的浓度可产生差别,形成密度差,使病变显影更为清楚。静脉注射造影剂后可利用螺旋CT扫描进行胸腔内血管造影,即CT血管造影(CT angiography; CTA),三维重建时去掉皮肤、肌肉、骨骼等不需要显示的结构,只显示三维的血管结构。利用CT扫描下的肺动脉造影(CT pulmonary angiography; CTPA),能很好地显示中央及周围肺动脉血管分支情况,通过不同的后处理技术,能够将解剖结构和病变直接显现出来,已经成为诊断肺动脉相关疾病的标准。
胸部高分辨率CT
胸部高分辨率CT(high resolution CT; HRCT)是指较常规CT具有更清晰的空间和密度分辨力的CT扫描技术,可以显示正常的小叶间隔、小叶中心小动脉和细支气管的形态,主要用于弥漫性肺间质病变、支气管扩张及孤立小病灶的诊断。主要用来观察肺内病变,不用造影剂增强。在呼气相进行HRCT检查对小气道异常疾病具有诊断价值。
胸部低剂量CT扫描
胸部低剂量CT扫描是指利用肺组织密度的特点,在其他扫描参数不变的情况下,降低管电流成像。CT与X线胸片相比,明显提高了早期肺癌的检出能力,但其X线照射剂量也明显高于胸片。通过降低管电流成像可使受检者的辐射剂量也相应下降,亦能达到肺内结节病变诊断要求,适用于健康人群查体及对射线敏感人群的检查,对于具有肺癌高风险的人群而言,年度低剂量CT能有效检出可以治愈的肺癌,降低死于肺癌的人数。
CT引导下胸腔内病变穿刺活检
CT引导下胸腔内病变穿刺活检是介入放射学的一部分,使得胸部CT突破了单纯形态诊断学的范畴。选择病灶离体表最近、直径最大,同时避开骨骼、大血管和神经,在较小的创伤下获得胸腔内组织,协助后续诊断。
CT图像的后处理技术
CT图像的后处理技术是在断面扫描基础上,对某些标线指定的胸部组织进行不同方位的重组,以得到包括冠状、矢状、斜位、曲线等任意解剖方位的二维图像;还可在X、Y轴的二维图像上对Z轴进行投影转换和负影显示处理,通过计算机进行三维重建。使用计算机软件将图像数据重建为三维支气管立体图像,通过鼠标模拟支气管镜操作进入支气管腔,可充分显示病变和周围浸润情况。
胸部磁共振成像
胸部磁共振成像即胸部MRI,被广泛应用于临床,并日趋完善,时间虽短,也已显出其优越性。气管和肺因含空气,相关病变在MRI像上诊断价值有限;心脏大血管呈现“流空效应”,呈黑色无信号区。对肺野内肿块性病变、纵隔异常增宽及肺门增大,MRI具有定性诊断价值。MRI可鉴别肺内及纵隔内肿块性质:如囊性、实质性、脂肪性或血管性(动静脉畸形);明确肿块的位置、大小和范围,并能明确肿块与纵隔的解剖关系,明确肿瘤对胸膜、胸壁的侵犯范围,对肿瘤的分期和制定治疗方案十分重要。对观察食管肿瘤向管外侵犯的范围,确诊对纤维化或肉芽肿性纵隔炎具有诊断价值。能协助鉴别肺血管疾病或实质性肿块造成的肺门增大。MRI检查在心脏大血管检查中具有快速、省时、无创的优点,可显示房室、血管的大小、内腔,并可观察血液动力学改变,有利于功能诊断,也可识别异常组织。MRI优于CT的良好对比解析度,故可检出直径1厘米的肿块,而且MRI在肿块与血管鉴别上具有优势,但需使患者能在检查过程中保持体位不动与心率稳定,以确保MRI图像质量。
核素肺显像
核素肺显像包括肺灌注显像(pulmonary perfusion lmagin)、肺通气显像(pulmonary ventilation lmaging)和肺肿瘤显像(imaging of lung tumor)。
肺灌注显像显示肺组织的血流灌注情况,常用显像剂为锝(technetium; Tc)标记的巨聚白蛋白(Tc-MAA)。一次静脉注入Tc-MAA37MBq(含MAA 0.5毫克,约20万~50万直径为10~60微米颗粒)后,可以均匀地暂时栓塞在肺毛细血管床内,局部栓塞的颗粒数与该处血流灌注量成正比,由于栓塞的毛细血管仅占毛细血管总数的几十万分之一,不会引起心肺血液动力学和肺功能的改变。通常于注射后立即显像,正常人双肺影像清晰,放射性分布基本均匀,受重力影响肺尖部血流量低,放射性相对稀疏。
肺通气显像反映呼吸道及全肺各个部位肺泡的气体充盈情况。受检者吸入密闭系统的氙(Xenon; Xe)等放射性气体或Tc气溶胶,待其充盈气道和肺泡后进行显像。正常人表现为气道和肺内的放射性均匀分布,当气道狭窄或阻塞,或肺泡内存有渗出物或萎陷时,通气量或通气空间减少,出现放射性减低或缺损异常。
肺肿瘤显像选择使用在正常肺组织浓聚较少但可浓聚于肺癌细胞内的显像剂如Tc-葡萄糖等。静脉注射后可以使肺癌病灶明显显像,良性肿瘤、炎性病变也有轻度浓聚,但聚集量通常低于恶性肿瘤。
肺部超声
对危急重病患者采用肺部超声检查已经取得极大进展,与其他胸部影像学诊断方法相比,具有实时、快捷、便于动态观察等优点。尽管超声波无法穿透充有气体的结构,但这并不妨碍肺组织处于异常疾病状态时进行诊断,其中包括气胸、肺实变、肺不张、胸腔积液及其他病症。