摘要
犬肺叶扭转的诊断通常是基于X线片、内窥镜和CT,而少有肺叶扭转超声征象的描述。这篇多中心型、回顾性和前瞻性的文章通过与CT和组织病理学比较,探究扭转的肺叶外周带在超声中所形成的低回声区域并评估其重要性。本研究纳入了15只经手术或尸检确诊为肺叶扭转的患犬,所有患犬都接受了超声和CT检查,13只犬接受了组织病理学检查。其中14只犬的胸腔超声检查中,受累肺叶上可见外周低回声带覆盖于散在的高回声界面上。而在CT中,则可见中央肺气肿区域,外周围绕着软组织衰减带。在1只患犬中未见低回声带,因其整个肺叶完全实变。组织病理学检查也可见外周带,由增厚的脏层胸膜组成,伴有或不伴有潜在肺实质的出血性坏死。这一外周带可能与气道与血管的特殊排列有关,这种排列在肺脏的灌注和通气中起重要作用,使得肺脏外周更容易缺血。本文的发现表明超声中的外周低回声带,伴有中央肺气肿,提示血供和气流的减少,此时需要怀疑肺叶扭转。01
前言
肺叶扭转是一种较少见的危及生命的疾病,也是外科急症,见于不同种属和品种(深胸犬、短头犬和猫)。肺叶扭转为肺叶围绕其支气管部分或完全扭转(多见于右肺中叶,左肺前叶较少见),几个肺叶可以同时或间隔数月发生扭转。肺叶扭转导致支气管阻塞、肺血流减少,从而引起受累肺叶缺血、充血和肺气肿。
关于肺叶扭转的X线、CT和支气管镜检查征象的概述较为详尽,其中一些征象是非特异性的,与其他疾病类似,如肺炎、血栓栓塞、挫伤、肺不张或肿瘤。
肺叶扭转的X线征象包括胸腔积液、肺野密度升高、空气肺泡征、肺叶移位或形状异常、空气支气管征、支气管不规则变窄、纵隔移位、气胸和气纵隔。CT征象包括支气管截断、肺叶增大、实变、囊泡性肺气肿、肺叶位置异常、支气管沿轴向扭曲(漩涡征)、血管走向异常、胸腔积液。虽然CT检查是评估胸腔结构、确认肺叶扭转最有价值的手段,但高成本及低利用率限制了其广泛应用。X线和CT上主要表现为中央型肺气肿,这一征象高度提示肺叶扭转。但在超声检查中,只能对肺叶周围进行评估,充满空气的肺实质阻碍了声束的传播。
超声检查结合其他影像学检查可用于诊断肺叶扭转,但是关于超声检查的征象描述较少。已发现的征象包括肺实变、体积增加、胸腔积液、多普勒评估无血流。还有一些研究发现的征象为外周低回声带和中央散在分布的混响伪影病灶,即气体界面。
该研究假设肺叶周围低回声带和中央囊状散在的高回声灶高度提示肺叶扭转。该多中心回顾性和前瞻性观察研究的目的为(1)评估确诊为肺叶扭转的犬是否存在上述超声检查征象,及其分布和外观,(2)将这一低回声带的超声征象和解剖分布与CT和组织病理学结果进行比较,以便更好地理解其病理学。
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1.超声检查中,外周肺叶存在低回声带,围绕中央的肺气肿,同时伴有胸腔积液,高度提示肺叶扭转。
2.发现上述征象的同时还应怀疑与肺叶扭转表现类似的肺炎(人类医学称为坏死性肺炎),建议结合CT检查。
3.没有看到外周带和肺气肿也不能排除肺叶扭转,如扭转的肺叶整个发生实变时则不会观察到该征象。还应评估整个肺表面,某些情况下,扭转肺叶的背侧可能看起来正常。
02
材料与方法
动物
筛选Azurvet动物转诊中心(法国Saint-Laurent-du-Var)、Olliolis动物转诊中心(法国Ollioules)、医院(法国波尔多)、根特大学(比利时根特)和Fregis医院(法国Arcueil)-年的病例,纳入标准为进行超声和胸部CT检查且已通过手术或尸检证实发生肺叶扭转的动物。记录病史,包括品种、年龄、性别、临床症状、发病时间以及发生扭转的肺叶。
超声检查
在静态图像中记录5种超声检查标准(参见图1):(1)是否存在胸腔积液;(2)扭转肺叶的体积(是否塌陷);(3)沿肺叶边界是否存在外周低回声带,如存在,记录其位置和厚度;(4)是否发生肺气肿(定义为非镜面反射引起的不规则高回声灶);(5)除外周低回声带以外,是否存在较大范围的实变。
由于纳入研究的病例并未全部进行彩色多普勒评估,因此本研究评估的征象不包括多普勒无血流。
CT检查
使用专业DICOM图像查看软件进行分析,根据需要调整软组织窗和肺窗显示设置,(软组织窗平均值WL:40;WW:;肺窗平均值WL:–;WW:)。
评估扭转的肺叶包含6个标准(参见图1):(1)是否存在胸腔积液;(2)扭转肺叶的大小和形状(圆形或三角形);(3)扭转肺叶外周是否有高衰减的“带状”实变,如存在,记录其位置和厚度;(4)是否存在肺气肿,如存在,记录其位置;(5)除外周高衰减带以外是否存在实变区域,如存在,记录其位置;(6)肺门的外观(主支气管的走向和形状是否正常)。
由于所有病例未全部进行CT造影检查,因此本研究不包括高衰减带和肺血管的增强。
图1超声图像(上图)和相应的计算机断层扫描(层厚1mm)造影后的横断面图像(下图):(A)右肺前叶扭转,表现为围绕着中央肺气肿的外周带;(B)左肺前叶扭转,表现为围绕着中央肺气肿的外周带。(C)左肺前叶扭转,完全实变。使用凸阵探头(5-8MHz)平行于肋骨的肋间通路进行超声检查,CT图像为软组织窗(图像A、CWL:40WW:,图像BWL:50WW:)。
03
结果
动物
本研究共纳入15只犬,其中雄性5只,雌性10只,平均年龄5.8y(范围2m-12y)。品种包括:八哥犬(n=4)、约克夏(n=1)、京巴(n=1)、法国狼犬(n=1)、巴尔佐伊(n=2)、阿富汗猎犬(n=1)、混血犬(n=1)、瑞士牧羊犬(n=1)、法兰德斯牧牛犬(n=1)、布列塔尼犬(n=1)和罗素梗(n=1)。所有犬均表现为虚弱和呼吸道症状,最常见的是呼吸困难,偶尔咳嗽和呼吸窘迫。出现临床症状与诊断之间的间隔为1-7d。手术和/或尸检证实所有病例均为肺叶扭转。
19例肺叶扭转的病例中5例右肺中叶扭转(约克夏1例,混血犬1例,京巴犬1例,布列塔尼犬1例和瑞士牧羊犬1例),7例左肺前叶扭转(巴佐伊1例,法国狼犬1例,八哥犬3例,罗素梗1例,法兰德斯牧牛犬1例),5例右肺前叶扭转(巴尔佐伊1例,阿富汗猎犬1例,八哥犬1例,瑞士牧羊犬1例,法兰德斯牧牛犬1例),1例左肺和右肺前叶同时扭转(法兰德斯牧牛犬),1例右肺前叶和中叶同时扭转(瑞士牧羊犬)。
超声检查结果(表1)
动物站立、俯卧位或侧卧位保定,使用凸阵探头进行超声检查。所有犬均发现胸腔积液,15只犬中有14例发现低回声外周带,沿着未塌陷肺叶边缘延伸,并覆盖呈非镜面反射界面的异常实质组织,为肺气肿(图2)。该条带厚度(mm)存在个体差异,在同一动物中取决于肺叶的位置(均值:3.1mm)。14例中有5例出现肺实变(外周带除外),其中1例肺叶完全实变,既没有条带也没有散在的高回声灶(图1)。
图2右肺前叶扭转的超声图像,显示胸腔积液和高回声界面(黑色箭头)周围的低回声带(白星号)。使用凸阵探头(5-8MHz)在肋间平行肋骨通路进行的超声检查。
计算机断层扫描结果(表1)
在镇静或全身麻醉下进行计算机断层扫描(表1),所有动物均为俯卧位。
典型的CT表现(在本研究15/15例中观察到)为胸腔积液、肺门周围实变、肺叶体积增大、主支气管截断(图3)。扭转的肺叶形状为三角形(8)或圆形(7),右肺中叶扭转时多呈三角形(4/4)。15例中有14例出现肺气肿,累及肺叶中央。在这14只犬中,有6只受影响的肺叶背外侧部分外观保持正常(图4),在肺气肿外周,观察到一个高衰减的肺叶实变带(图1、3和4)。其中8例,高衰减的外周带累及整个肺叶外周,另外6例,仅累及3个扭转肺叶腹侧的2个。和超声上观察到的结果类似,衰减带的厚度变化范围为1-11mm,均值为4.3mm。14只犬中有6只在肺叶内也观察到了非肺门实变区域。扭转的肺叶完全实变的情况下,未发现肺气肿或外周带。
图3一只1岁混血犬右肺中叶扭转的软组织重建算法计算机断层扫描的横断面图像(层厚1mm;WL:40;WW:),造影后显示胸腔积液,心影的团块效应,肺门区域明显增强(黑色箭头)和外周的高衰减(软组织密度)带(白色箭头)影响扭转肺叶腹侧的2/3。
图4一只3岁阿富汗猎犬右肺前叶扭转的CT图像,(A)为软组织窗(WL:40;WW:;层厚1mm),(B)为肺窗(WL:–;WW:;层厚1mm)的重建算法。造影后显示胸腔积液,纵隔移位提示团块效应,外周软组织密度衰减带(白色箭头),累及扭转肺叶腹侧2/3,并围绕中央的肺气肿区域(黑色星号)。扭转肺叶背侧外观正常(黑色箭头),无异常外周带。
组织病理学结果
对13例肺实质进行了组织病理学检查(图5),所有样本的结果均与缺血性和/或出血性坏死一致。其中有1例存在间质纤维化。12例存在肺气肿,在整个肺叶实变的病例中,组织病理学上未观察到肺气肿。肺气肿区域周围可见脏层胸膜增厚及肺实质缺血性和/或出血性坏死,从而形成了一条厚度不等的条带或实变区域(图5)。胸膜增厚是由于水肿或浅表纤维蛋白沉积所致,此外,还可见到中性粒细胞。在1例急性病例中,在脏层胸膜发现水肿和间皮活化的证据(细胞呈纺锤状)。肺门处可见出血。在前瞻性研究中,对整个肺叶的不同位置依次进行检查发现:背侧区域为正常的肺实质(如CT所见),在扭转的肺叶腹侧2/3处可见缺血性坏死、肺气肿和胸膜增厚区域。
其中1只犬同时存在其他异常:累及纵隔淋巴结的淋巴瘤(CT显示明显增大),而扭转的肺叶在CT和组织学上均没有发现肿瘤浸润。其他14只犬,没有胸部疾病病史,且在超声、CT或组织学检查中也未发现潜在胸部疾病的证据。但胸腔积液的性质未确定,可考虑继发于肺叶扭转。
图5肺叶扭转的超声图像(A)和组织病理学图像(×40)(B),图(A)覆盖中央气肿(白色箭头)的外周低回声带(白色箭头),图(B)可见增厚的胸膜(黑色箭头)覆盖肺出血(黑色短箭头)和肺气肿(黑色星形)。
04
讨论
1.至今尚无肺叶扭转病例中CT上中央气肿外周带的相关报道。该研究中,肺叶扭转的其他CT征象与文献报道的相似:支气管截断、肺叶增大、实变、肺气肿、肺叶位置异常、支气管扭曲和胸腔积液。其中有些征象(肺门支气管截断/扭曲)无法通过超声评估,除非肺叶完全实变,因此很难通过超声诊断肺叶扭转。超声也难以评估肺叶体积,但在该研究中,可以通过评估其大小和形状来判断异常肺叶是否塌陷。CT检查可客观评估扭转肺叶的体积。
2.通过对CT和超声图像的比较,有助于评估“外周带”样实变的解剖分布,即围绕整个肺叶周围,或仅沿肺叶腹侧的2/3分布。在1例误诊为肺叶扭转的病例报告中,超声和CT检查结果均显示了类似的表现(中央气肿周围的外周带)。此病例中,该发现与不常见的肺炎(在人类医学中称为坏死性肺炎)有关,为液体和多支血管血栓导致的支气管阻塞。该研究中,将这一超声和CT征象与组织学对比,提示为缺血性病变,这一发现对我们了解该条带的病理性质也很重要,而且提供了发生在这些位置的原因的相关线索。
3.超声和CT观察到的外周带与组织学上的胸膜增厚(水肿和/或炎性和纤维蛋白重塑)和邻近肺出血一致。组织学上可见相邻肺出血量各不相同(图5),从而解释了各病例影像上看到的外周带的厚度为何不一致。该研究在组织病理学和影像学上发现了相似的表现:在CT所见的囊状结构以及超声上散在的界面与组织学上的气肿区域相对应,扭转的肺叶背侧可见正常肺实质,且组织病理学检查证实为正常肺实质组织。在另外5例中,扭转的肺叶背外侧在CT上也表现为正常肺实质。
4.为解释扭转的肺叶中肺脏病灶(外周带围绕中央肺气肿)的分布,应评估扭转的肺叶、品种、持续时间和扭转程度等参数的影响。该研究未获得肺叶扭转程度,且研究数量较小不能进行统计学分析,因此未评估肺叶扭转程度与扭转分布的相关性。但肺叶扭转会导致肺叶内通气-灌注不匹配,这在一定程度上解释了扭转肺叶的病灶分布。在误诊为肺叶扭转的坏死性肺炎的病例中也观察到类似的影像学征象,这与气道和血流受阻相关:支气管阻塞(坏死)和严重的血栓栓塞。肺通气-灌注不仅与重力相关,且受肺叶血管和支气管特定解剖结构的影响。肺组织遵循组织分形分布,即血管和支气管从主分支开始有规律的细分,并逐渐变细。因此,根据向心组织,肺血管运输能力分布(运输空气和血液的能力)遵循区域等流速曲线,肺门附近的流速曲线较高,而外周组织的流速曲线较低。这种曲线梯度使外周和腹侧部分的肺叶更易受局部缺血的影响。此外,肺动脉除了向呼吸性细支气管、肺泡管和肺泡远端部分供应血流外,还为更远端的脏层胸膜供应血液。因此,脏层胸膜与外周肺实质对缺血的敏感性相同。该研究虽然无法评估运输率,但假设外周肺实质对缺血易感可解释超声、CT和组织学上观察到的缺血带的外周分布。
5.CT上可见15例扭转的肺叶中有6个肺叶的背侧存在正常肺实质组织(其中1例在组织学上已证实),表明该部分肺叶可能不易发生缺血,但这种现象的原因仍然不确定。该研究认为对缺血敏感性较低可能是由于距肺门较近和/或部分扭转所致。
6.肺叶扭转时肺气肿发生的病理生理机制尚不清楚,有人提出了几种假设,一种可能是支气管撕裂的结果,单向阀效应会导致残留气体积聚。另一种为肺泡破裂和间质内残留气体的积聚。两种现象也可能同时发生。由于压力升高和/或缺血(氧化应激和血液供应减少)引起的肺泡破坏(壁细胞死亡),可导致肺气肿、出血和/或坏死引起的实变。
7.由于超声评估肺叶扭转困难以及病例数量较少,因此该研究存在许多局限性。由于缺乏对影像检查尤其是超声检查流程和数据记录的标准,尚无法获得这些数据的参考标准:(1)超声中对肺叶体积的测量;(2)不能在同一水平比较CT、超声图像与组织学图像上的“外周带”;(3)并非所有病例都有彩色多普勒评估和增强CT,因此未将其纳入研究。(4)并未评估该征象的敏感性及特异性。
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