孤立性肺结节的CT增强特点及其血供病理学基础
作者：李相生 肖湘生
单位：李相生(200003 上海第二军医大学附属长征医院影像科)；肖湘生(200003 上海第二军医大学附属长征医院影像科)
关键词：
临床放射学杂志001119 孤立性肺结节(solitary pulmonary nodules，SPN)是指肺内直径≤4cm的类圆形病灶，并且没有肺不张、卫星灶及淋巴结肿大[1]。SPN的定性诊断是临床工作中的重点之一，因为它直接关系到治疗方法的选择与预后，同时，它又是难点之一，各种CT增强扫描技术迅速发展，使SPN的误诊率大为降低。现已成为SPN定性诊断的一个强有力的手段，笔者就SPN的动态增强CT扫描作一综述。
1 检查技术与方法
CT扫描技术分为动态扫描与螺旋扫描2种，动态扫描分为单层与多层动态扫描技术，单层动态扫描技术的优点是都是对同一层面扫描，因此对结节的同一层面的对应区域所测得的增强前后的CT值变化比较准确，缺点是SPN易产生伪影，易受部分容积效应的影响及层面重复性差。也有学者采用螺旋扫描，他们认为这种方法可以减少或消除伪影的形成与病灶遗漏。对比剂的量应根据体重而定，体重增加，对比剂的用量也应增加[2]。CT值测量主要有3种方法：(1)对结节中心层面测量，兴趣区应包括除边缘1～2mm的全部结节或至少包括结节短径的60%。(2)对结节中心层面测量，测量3～4个区域值，取其平均值。(3)对结节中心3个层面测量，若3个层面的CT值差异大于10HU，取其中位值，若3个层面的CT值差异在10HU以内，加以平均即为该结节的CT值，若结节的直径小于10mm，常仅能测得1～2个层面的CT值，有2个取其平均值。病灶内如果有坏死或钙化，兴趣区应避开坏死或钙化区[3，4]。
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2 SPN的CT增强特点
主要从增强值的大小、时间-密度曲线及增强的形态特点三方面来分析
2.1 增强值的大小
根据增强值的大小把强化程度分为4种[5]：(1)无强化：增强值<5HU。 (2)轻度强化：增强值>30HU。 (3)中度强化：增强值>50HU。 (4)显著强化：增强值>70HU。SPN的强化程度与其直径大小无关，而与其组织学类型有关，增强值的大小是SPN定性诊断的一个重要依据。Swensen等[2]报道周围型肺癌的强化程度明显高于良性结节，把20HU作为判断恶性结节的强化程度的下限，敏感性为100%，特异性为76.9%，但是少部分良恶性结节增强值均在20±5HU范围内，因此，增强值在16～24HU的结节考虑为不定性结节，增强值>25HU的结节高度怀疑为肺癌。Yamashita等[4，6]报道周围型肺癌的增强值低于炎性结节而高于良性肿瘤和结核球，增强值在20～60HU是恶性结节的诊断指标。对于不同组织学类型的周围型肺癌，增强值亦存在着差异，腺癌的增强值一般高于鳞癌与大细胞癌，但在统计学上无显著差异。这说明SPN的增强值不仅与其组织学类型有关，还与其他因素有关。把SPN/AO值(SPN的强化峰值与相应时刻的主动脉CT值的比值)作为SPN的强化指标，可以减少或消除由于个体间心输出量的不同造成的误差，恶性结节的SPN/AO值明显高于良性结节，当SPN/AO值>6%时，应高度怀疑为恶性结节[7]。也有学者[8]把CT增强率(结节增强值与平扫CT值的比值)作为SPN强化程度的评价指标，把增强率为13.2%作为恶性结节增强值的下限值，敏感性为87.5%，特异性为95.5%。值得注意的是，少数良性结节可以明显强化，亦有少数恶性结节由于扫描技术不当或其血供较少，CT增强值<20HU。因此，不能单纯从结节的CT增强值肯定结节的良恶性，还要结合其他征象综合分析。
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2.2 时间-密度曲线
时间-密度曲线反映了结节增强值的走行趋势，主要由结节的血液动力学来决定，还受对比剂的用量或是否吸氧等因素的影响[4，6]。肺癌的时间-密度曲线明显不同于良性结节，多表现为一抛物线形态，注入对比剂后结节的增强值进行性升高，到达峰值后又缓慢下降。对肺癌增强峰值到达时间各家报道不一，Swensen等[2]报道肺癌CT增强值在注射对比剂后2min内达峰值，然后逐渐降低，而Yamashita等[4]认为于5min后达峰值，Zhang等[7]认为1min为峰值到达时间。这可能与所选择病例的组织学类型与对比剂的用量和速度不同有关。因为不同组织学类型的肺癌增强峰值到达时间并不相同，腺癌与大细胞癌的增强速度比鳞癌快。良性肿瘤或结核球不强化或轻微强化，表现为一近乎水平的直线。炎性结节在注入对比剂后增强值迅速升高，速度高于恶性结节的强化速度，达峰值后出现轻度下降，之后又上升到原来的峰值状态，从而有一平台期，故其时间-密度曲线形态呈小的锯齿状或不规则形，另外炎性结节的强化持续时间比恶性结节长[7]。
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2.3 增强的形态特点
SPN的强化形态一般分5型[6]：(1)不强化：增强值<5HU。(2)均匀强化：增强后无肉眼可辨的密度不均匀区。(3)不均匀强化：增强后病灶内可见点条或片状不强化或强化更显著区。(4)周围强化：外围部分强化而中心部分没有强化。(5)包膜样强化：仅病灶边缘包膜样强化，其余部分均不强化。小于3cm的肺癌多为均匀强化，少数可以不均匀强化，而大于3cm的肺癌多为不均匀强化也可由于中心发生坏死表现为周围强化，且周围实体部分很不规则[9]。不同组织学类型的肺癌强化形态亦有差异，腺癌瘤体周边部分可表现为条点样不均匀强化，此征象是腺癌的一个特点[10]。鳞癌容易发生凝固性坏死，平扫时难以辨认，增强后由于坏死区无强化而呈周围强化。不强化或包膜样强化多提示结核瘤，少数结核瘤可以表现为中心曲线样强化或均匀强化[11，12]。错构瘤一般不强化，少数瘤体内可出现高密度间隔，这些间隔在增强后可表现为轻度强化[13]。炎性假瘤强化模式多种多样，Zhang等报道的7例炎性假瘤，1例呈均匀强化，2例呈不均匀强化，4例呈周围强化，强化的周边部分比恶性结节更不规则，总之，炎性假瘤的强化形态没有明确的特征可寻[7，14]。
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3 血供病理学基础
理论上讲SPN的强化程度取决于对比剂进入血管内外间隙的量与结节的富血管度[3]。
肺癌的血供一直是一个有争议的问题，肖湘生等[15]以为原发性肺癌的血供主要来自支气管动脉等体循环分支，肺动脉一般不参与供血，转移性肺癌也以体循环分支供血为主。韩铭均等[16]经过动物实验与临床研究以为肺癌由支气管动脉单独供血。现在很多人倾向于肺癌由双重供血，支气管动脉供血以肿瘤中心为主，肺动脉供血以肿瘤边缘为主。由于肿瘤肺动脉供血的丧失或减小，一方面，供血的支气管动脉扩张、迂曲，数目增多以加大流量，用以补偿正常来自肺动脉血流的丧失；另一方面，肿瘤内微血管床成比例地增加，肿瘤血管迂曲、扩张，粗细不均匀，有时有动静脉瘘形成。增强后进入瘤体的对比剂量逐步增加，同时，自肿瘤向外引流的淋巴管减少或缺如，从而使对比剂在肿瘤内的滞留时间延长，因此，对比剂对肺癌的灌注与排出是一个慢性过程，动态增强曲线多表现为一抛物线形态，注入对比剂后进行性强化，达峰值后逐步下降。
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为探讨肺癌的强化程度与其富血管度的关系，Yamashita等[4]对肺癌行HE染色及弹力纤维染色，在放大40倍的光镜下计算出直径5mm范围内内径0.02～0.1mm及内径≥0.1mm的血管数目，将血管数目与弹力纤维着色程度分别与强化程度作相关性分析，结果表明结节的强化程度与0.02～0.1mm的血管数目关系更密切，小血管数目与弹力纤维着色程度呈正相关，故笔者以为小血管数目更好地反映肺癌的强化，弹力纤维的分布反映小血管数目。Swensen等[2]对肺癌的血管内皮细胞VIII因子作相关抗原免疫染色，将染色程度与CT强化程度作相关性分析，表明结节的强化程度与结节中心血管着色程度呈正相关。
急慢性感染的病灶内，肺小动脉水平发生弥漫性血栓形成，血管内腔隙容量降低，支气管动脉补偿性供血。急性炎症时，支气管动脉增粗、增多，血供增大明显，炎症区对比剂浓度可较大，CT增强值可较高，由于补偿性供血的支气管动脉腔隙轮廓正常且较直，不易出现阻塞现象，注入对比剂后结节快速强化，速度高于肺癌，由于炎性水肿压迫引流静脉，回流受阻，因此增强值达峰值后可有一平台期。慢性炎症时，肺动脉循环损害较明显而支气管动脉血供增多不明显，则CT增强值较低[3，7]。
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结核瘤的病理基础是纤维组织包裹的干酪样坏死物，中央坏死无强化，其内若残留有血管增生性上皮样肉芽肿可呈曲线样强化，而纤维包膜如血管丰富则表现为环状或包膜样强化，少数结核瘤实质上是一结核性肉芽肿，表现为均匀强化[12]。
参考文献
1，Remy-Jardin M, Remy J, Giraud F,et al. Pulmonary nodules: Detection with thick-section spiral CT versus conventional CT. Radiology, 1993, 187:513
2，Swensen SJ, Brown LR, Colby TV,et al. Lung nodules enhancement at CT: Prospective findings. Radiology, 1996, 201:447
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3，Swensen SJ, Brown LR, Colby TV,et al. Pulmonary nodules: CT evaluation of enhancement with iodinated contrast material. Radiology, 1995, 194:393
4，Yamashita K, Matsunobe S, Tsuda T,et al. Solitary pulmonary nodule: Preliminary study of evaluation with incremental dynamic CT. Radiology, 1995, 194:399
5，郑向鹏，张国桢.孤立性肺结节CT研究进展.上海医学影像杂志，1999，8：36
6，Yamashita R, Matsunobe S, Tarahashi R,et al. Small peripheral lung carcinoma evaluated with incremental dynamic CT: Radiology-pathologic correlation. Radiology, 1995, 196:401
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7，Zhang M, Rono M,et al. Solitary pulmonary nodules: Evaluation of blood flow patterns with dynamic CT. Radiology, 1997, 205:471
8，Littleton JT, Durizch ML, Moeller G,et al. Pulmonary masses: Contrast enhancement. Radiology, 1990, 177:861
9，Yamashita K, Matsunobe S, Tsuda T,et al. Intratumoral necrosis of lung carcinoma: A potential diagnostic pitfall in incremental dynamic computed tomography analysis of solitary pulmonary nodules? J of Thoracic Imaging, 1997, 12:181
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10，张振峰，张承惠.支气管肺癌瘤体血液循环特点及其临床运用研究进展.临床放射学杂志，1999，18：311
11，赵静，郭启勇，郭峰，等.孤立性肺结节磁共振增强类型与病理的对比研究.临床放射学杂志，1999，18：402
12，Murayama S, Murakami J, Hashimoto S,et al. Noncalcified pulmonary tuberculomas: CT enhancement patterns with histological correlation. J of Thoracic Imaging, 1995, 10:91
13，Potenote G, Macori F, Caimi M,et al. Noncalcified pulmonary harmartomas: Computed tomography enhancement patterns with histologic correction. J of Thoracic Imaging, 1999, 14:101
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14，Agrons CA, Kirejczyk WM, Conran RM,et al. Pulmonary inflammatory pseudotumor: Radiologic features. Radiology, 1998, 206:51
15，肖湘生，韩希年，欧阳强，等.肺癌的DSA研究及临床意义.中华放射学杂志，1997，31：446
16，韩铭均，颜小琼，王丽雅，等.支气管肺癌的血液供血.大白鼠肺鳞癌的血液灌注与选择性支气管动脉造影的对照研究.中华放射学杂志，1988，22：243
(收稿：1999-08-20 修回：2000-06-26), 百拇医药
单位：李相生(200003 上海第二军医大学附属长征医院影像科)；肖湘生(200003 上海第二军医大学附属长征医院影像科)
关键词：
临床放射学杂志001119 孤立性肺结节(solitary pulmonary nodules，SPN)是指肺内直径≤4cm的类圆形病灶，并且没有肺不张、卫星灶及淋巴结肿大[1]。SPN的定性诊断是临床工作中的重点之一，因为它直接关系到治疗方法的选择与预后，同时，它又是难点之一，各种CT增强扫描技术迅速发展，使SPN的误诊率大为降低。现已成为SPN定性诊断的一个强有力的手段，笔者就SPN的动态增强CT扫描作一综述。
1 检查技术与方法
CT扫描技术分为动态扫描与螺旋扫描2种，动态扫描分为单层与多层动态扫描技术，单层动态扫描技术的优点是都是对同一层面扫描，因此对结节的同一层面的对应区域所测得的增强前后的CT值变化比较准确，缺点是SPN易产生伪影，易受部分容积效应的影响及层面重复性差。也有学者采用螺旋扫描，他们认为这种方法可以减少或消除伪影的形成与病灶遗漏。对比剂的量应根据体重而定，体重增加，对比剂的用量也应增加[2]。CT值测量主要有3种方法：(1)对结节中心层面测量，兴趣区应包括除边缘1～2mm的全部结节或至少包括结节短径的60%。(2)对结节中心层面测量，测量3～4个区域值，取其平均值。(3)对结节中心3个层面测量，若3个层面的CT值差异大于10HU，取其中位值，若3个层面的CT值差异在10HU以内，加以平均即为该结节的CT值，若结节的直径小于10mm，常仅能测得1～2个层面的CT值，有2个取其平均值。病灶内如果有坏死或钙化，兴趣区应避开坏死或钙化区[3，4]。
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2 SPN的CT增强特点
主要从增强值的大小、时间-密度曲线及增强的形态特点三方面来分析
2.1 增强值的大小
根据增强值的大小把强化程度分为4种[5]：(1)无强化：增强值<5HU。 (2)轻度强化：增强值>30HU。 (3)中度强化：增强值>50HU。 (4)显著强化：增强值>70HU。SPN的强化程度与其直径大小无关，而与其组织学类型有关，增强值的大小是SPN定性诊断的一个重要依据。Swensen等[2]报道周围型肺癌的强化程度明显高于良性结节，把20HU作为判断恶性结节的强化程度的下限，敏感性为100%，特异性为76.9%，但是少部分良恶性结节增强值均在20±5HU范围内，因此，增强值在16～24HU的结节考虑为不定性结节，增强值>25HU的结节高度怀疑为肺癌。Yamashita等[4，6]报道周围型肺癌的增强值低于炎性结节而高于良性肿瘤和结核球，增强值在20～60HU是恶性结节的诊断指标。对于不同组织学类型的周围型肺癌，增强值亦存在着差异，腺癌的增强值一般高于鳞癌与大细胞癌，但在统计学上无显著差异。这说明SPN的增强值不仅与其组织学类型有关，还与其他因素有关。把SPN/AO值(SPN的强化峰值与相应时刻的主动脉CT值的比值)作为SPN的强化指标，可以减少或消除由于个体间心输出量的不同造成的误差，恶性结节的SPN/AO值明显高于良性结节，当SPN/AO值>6%时，应高度怀疑为恶性结节[7]。也有学者[8]把CT增强率(结节增强值与平扫CT值的比值)作为SPN强化程度的评价指标，把增强率为13.2%作为恶性结节增强值的下限值，敏感性为87.5%，特异性为95.5%。值得注意的是，少数良性结节可以明显强化，亦有少数恶性结节由于扫描技术不当或其血供较少，CT增强值<20HU。因此，不能单纯从结节的CT增强值肯定结节的良恶性，还要结合其他征象综合分析。
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2.2 时间-密度曲线
时间-密度曲线反映了结节增强值的走行趋势，主要由结节的血液动力学来决定，还受对比剂的用量或是否吸氧等因素的影响[4，6]。肺癌的时间-密度曲线明显不同于良性结节，多表现为一抛物线形态，注入对比剂后结节的增强值进行性升高，到达峰值后又缓慢下降。对肺癌增强峰值到达时间各家报道不一，Swensen等[2]报道肺癌CT增强值在注射对比剂后2min内达峰值，然后逐渐降低，而Yamashita等[4]认为于5min后达峰值，Zhang等[7]认为1min为峰值到达时间。这可能与所选择病例的组织学类型与对比剂的用量和速度不同有关。因为不同组织学类型的肺癌增强峰值到达时间并不相同，腺癌与大细胞癌的增强速度比鳞癌快。良性肿瘤或结核球不强化或轻微强化，表现为一近乎水平的直线。炎性结节在注入对比剂后增强值迅速升高，速度高于恶性结节的强化速度，达峰值后出现轻度下降，之后又上升到原来的峰值状态，从而有一平台期，故其时间-密度曲线形态呈小的锯齿状或不规则形，另外炎性结节的强化持续时间比恶性结节长[7]。
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2.3 增强的形态特点
SPN的强化形态一般分5型[6]：(1)不强化：增强值<5HU。(2)均匀强化：增强后无肉眼可辨的密度不均匀区。(3)不均匀强化：增强后病灶内可见点条或片状不强化或强化更显著区。(4)周围强化：外围部分强化而中心部分没有强化。(5)包膜样强化：仅病灶边缘包膜样强化，其余部分均不强化。小于3cm的肺癌多为均匀强化，少数可以不均匀强化，而大于3cm的肺癌多为不均匀强化也可由于中心发生坏死表现为周围强化，且周围实体部分很不规则[9]。不同组织学类型的肺癌强化形态亦有差异，腺癌瘤体周边部分可表现为条点样不均匀强化，此征象是腺癌的一个特点[10]。鳞癌容易发生凝固性坏死，平扫时难以辨认，增强后由于坏死区无强化而呈周围强化。不强化或包膜样强化多提示结核瘤，少数结核瘤可以表现为中心曲线样强化或均匀强化[11，12]。错构瘤一般不强化，少数瘤体内可出现高密度间隔，这些间隔在增强后可表现为轻度强化[13]。炎性假瘤强化模式多种多样，Zhang等报道的7例炎性假瘤，1例呈均匀强化，2例呈不均匀强化，4例呈周围强化，强化的周边部分比恶性结节更不规则，总之，炎性假瘤的强化形态没有明确的特征可寻[7，14]。
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3 血供病理学基础
理论上讲SPN的强化程度取决于对比剂进入血管内外间隙的量与结节的富血管度[3]。
肺癌的血供一直是一个有争议的问题，肖湘生等[15]以为原发性肺癌的血供主要来自支气管动脉等体循环分支，肺动脉一般不参与供血，转移性肺癌也以体循环分支供血为主。韩铭均等[16]经过动物实验与临床研究以为肺癌由支气管动脉单独供血。现在很多人倾向于肺癌由双重供血，支气管动脉供血以肿瘤中心为主，肺动脉供血以肿瘤边缘为主。由于肿瘤肺动脉供血的丧失或减小，一方面，供血的支气管动脉扩张、迂曲，数目增多以加大流量，用以补偿正常来自肺动脉血流的丧失；另一方面，肿瘤内微血管床成比例地增加，肿瘤血管迂曲、扩张，粗细不均匀，有时有动静脉瘘形成。增强后进入瘤体的对比剂量逐步增加，同时，自肿瘤向外引流的淋巴管减少或缺如，从而使对比剂在肿瘤内的滞留时间延长，因此，对比剂对肺癌的灌注与排出是一个慢性过程，动态增强曲线多表现为一抛物线形态，注入对比剂后进行性强化，达峰值后逐步下降。
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为探讨肺癌的强化程度与其富血管度的关系，Yamashita等[4]对肺癌行HE染色及弹力纤维染色，在放大40倍的光镜下计算出直径5mm范围内内径0.02～0.1mm及内径≥0.1mm的血管数目，将血管数目与弹力纤维着色程度分别与强化程度作相关性分析，结果表明结节的强化程度与0.02～0.1mm的血管数目关系更密切，小血管数目与弹力纤维着色程度呈正相关，故笔者以为小血管数目更好地反映肺癌的强化，弹力纤维的分布反映小血管数目。Swensen等[2]对肺癌的血管内皮细胞VIII因子作相关抗原免疫染色，将染色程度与CT强化程度作相关性分析，表明结节的强化程度与结节中心血管着色程度呈正相关。
急慢性感染的病灶内，肺小动脉水平发生弥漫性血栓形成，血管内腔隙容量降低，支气管动脉补偿性供血。急性炎症时，支气管动脉增粗、增多，血供增大明显，炎症区对比剂浓度可较大，CT增强值可较高，由于补偿性供血的支气管动脉腔隙轮廓正常且较直，不易出现阻塞现象，注入对比剂后结节快速强化，速度高于肺癌，由于炎性水肿压迫引流静脉，回流受阻，因此增强值达峰值后可有一平台期。慢性炎症时，肺动脉循环损害较明显而支气管动脉血供增多不明显，则CT增强值较低[3，7]。
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参考文献
1，Remy-Jardin M, Remy J, Giraud F,et al. Pulmonary nodules: Detection with thick-section spiral CT versus conventional CT. Radiology, 1993, 187:513
2，Swensen SJ, Brown LR, Colby TV,et al. Lung nodules enhancement at CT: Prospective findings. Radiology, 1996, 201:447
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4，Yamashita K, Matsunobe S, Tsuda T,et al. Solitary pulmonary nodule: Preliminary study of evaluation with incremental dynamic CT. Radiology, 1995, 194:399
5，郑向鹏，张国桢.孤立性肺结节CT研究进展.上海医学影像杂志，1999，8：36
6，Yamashita R, Matsunobe S, Tarahashi R,et al. Small peripheral lung carcinoma evaluated with incremental dynamic CT: Radiology-pathologic correlation. Radiology, 1995, 196:401
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7，Zhang M, Rono M,et al. Solitary pulmonary nodules: Evaluation of blood flow patterns with dynamic CT. Radiology, 1997, 205:471
8，Littleton JT, Durizch ML, Moeller G,et al. Pulmonary masses: Contrast enhancement. Radiology, 1990, 177:861
9，Yamashita K, Matsunobe S, Tsuda T,et al. Intratumoral necrosis of lung carcinoma: A potential diagnostic pitfall in incremental dynamic computed tomography analysis of solitary pulmonary nodules? J of Thoracic Imaging, 1997, 12:181
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10，张振峰，张承惠.支气管肺癌瘤体血液循环特点及其临床运用研究进展.临床放射学杂志，1999，18：311
11，赵静，郭启勇，郭峰，等.孤立性肺结节磁共振增强类型与病理的对比研究.临床放射学杂志，1999，18：402
12，Murayama S, Murakami J, Hashimoto S,et al. Noncalcified pulmonary tuberculomas: CT enhancement patterns with histological correlation. J of Thoracic Imaging, 1995, 10:91
13，Potenote G, Macori F, Caimi M,et al. Noncalcified pulmonary harmartomas: Computed tomography enhancement patterns with histologic correction. J of Thoracic Imaging, 1999, 14:101
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15，肖湘生，韩希年，欧阳强，等.肺癌的DSA研究及临床意义.中华放射学杂志，1997，31：446
16，韩铭均，颜小琼，王丽雅，等.支气管肺癌的血液供血.大白鼠肺鳞癌的血液灌注与选择性支气管动脉造影的对照研究.中华放射学杂志，1988，22：243
(收稿：1999-08-20 修回：2000-06-26), 百拇医药