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CT的肺功能性成像及其应用 卫生部北京医院放射科北京大学第五临床医学院  刘甫庚 在美国，约有一千五百余万人患有呼气性气流阻塞疾病，每年因本病导致死亡者超过八万四千人，是死亡原因中的第四位。 阻塞性肺病包括肺气肿、慢性支气管炎、哮喘、呼吸性细支气管炎和支气管扩张等一组疾病。 必威体育精装版的文献强调了早期诊断气流阻塞和气道反应性潜在的异常在临床处理这些疾病上的重要性。 支气管扩张 哮喘合并 空气贮留 全细支气管炎 呼气气流阻塞的病因是多样的，它可不同程度地累及大的可见的气道和小气道(细支气管)。 这些病因包括： 由于支气管扭曲、支气管壁增厚、水肿或粘液分泌过多引起的支气管管径固定的不可逆性改变； 发生于肺气肿中的由于肺组织破坏所致气道正常弹性力的丧失以及由于气道反应性异常而致气道直径的可逆性改变。 气道反应性是指气道在受到刺激时可逆性地改变自身直径的反应能力。 气道反应性增高被认为是哮喘的标记，也能引起其它气道疾病，包括慢性支气管炎和吸烟所致的慢性阻塞性肺病等，使其发病率和死亡率显著增加。 哮喘合并 空气贮留 气道反应性可通过测定应用支气管收缩剂后气流的改变来直接评定，或者在气流阻塞患者中应用支气管扩张剂后测量可恢复的气流阻塞来间接评估。 呼气流率峰值和1s最大用力呼气量(FEVl)是呼气气流阻塞中最常用的测量方法，但它们主要反映大气道的功能。 在用力呼气曲线中部的呼气流率(FEF25—75)和3s最大用力呼气(FEV3)是小气道功能测量的方法，在气流阻塞者中，其结果也常属异常，但这些测量可变性很大，作用有限。 使用肺功能检查来测量可逆或不可逆的气流阻塞也由于其结果和症状间的不—致而受到限制。 实际上所有的肺功能检查和测量都是综合性的，既不能表达支气管反应性和气流阻塞中可能存在的分布不均匀性，也不能对受累气道的分布和级别作出定位。 此外，常规的肺功能检查不能区别由于呼气气流阻塞导致的各种生理紊乱。 必须找到一种用于慢性气流阻塞时的、可区分静态或动态气道改变的办法，从而评价气道局部的变化。 HRCT是一种评价肺实质细节的成熟的技术，它能够获得小到200至300μm，相当于第7至9级细支气管的特征性的肺解剖细节。 HRCT既清晰显示细支气管解剖细节，又可区分静态或动态气道改变 利用电子束或螺旋CT快速成像的功能，在呼吸周期中作一系列高质量的容积扫描已成为可能。 根据支气管和肺在不同呼吸时相中的衰减值和形态上的改变可以评价气道，特别是小气道的功能改变，帮助作出定性和定位的诊断。 螺旋扫描能在一次屏气中获得大范围兴趣区的容积资料，在不同呼吸时相或不同生理状态下所获得的系列图像提供了气道结构和功能之间关系的重要信息。 容积数据经过先进的算法处理后可得到重叠多平面或三维的重建，从而使支气管结构特征得以更精确地显示。 当参考了病人的呼吸时相和生理状态后，由HRCT获得的定量信息可增进对造成气流阻塞多种因素的认识。 一、检查技术 由于在一次呼吸过程中肺实质结构的三维位置变化可达到3cm甚至更多。 此外，心脏搏动也可以使肺容积产生很大差异，特别是左肺下叶。这种心肺运动之间的密切关系和这些器官的复杂结构使正确评价气道的结构与功能变得更为困难。 因此，可重复的屏气方法对肺功能性成像和对传统的肺功能检查一样都是很重要的。 理想的功能性成像是用肺量计来控制扫描机．以一定的流量或容积触发图像的采集。 训练病人和使用流量—容积环以进行视觉反馈很重要，特别在测定空气贮留的视觉指标或气道管径改变时可保证呼吸状态的一致。 成像过程的必威体育精装版进展已能把中央的气管、支气管树作三维切割。 结合容积数据资料，先进的成像技术可确定大气道的结构参数，如支气管短缩和分支角度 而这在以前是不可能在活体中明确的 Wood等曾运用集成性半自动方法从系列的横断面HRCT图像中取得容积数据资料，以进行气管支气管树的三维提取和分析。 这种方法用衰减阈值和体素大小将支气管树进行切割，可以在不同生理状态下(如吸气和呼气末时)得到的多组图像上很容易地评价气道形态和大小的动态变化。 二、小气道的功能性成像 肉眼不可见的小气道的功能可以通过肺衰减(Lung attenuation)及其在不同生理状态下的变化来判断。 肺是由空气、软组织和血液各种独立成份组成的复合体，肺衰减可因其中任何一种成份的改变而受到影响。 在解释肺衰减时，肺容积、肺血管容积、病人体位和呼吸状态的改变都要考虑在内。 仰卧位时，从非下垂部到下垂部的肺衰减呈递增样，常与下垂部的灌注增加及通气减少有关，这种梯度在肺容量小的时候更明显。 在呼气末正常肺表现为衰减增加，这与肺组织体素内的含气量减少有关。 正常肺呼气末表现为衰减增加，从非下垂部到下垂部的肺衰减呈递增。 正