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第八章呼吸系统显像 1 呼吸系统显像包括 第一节肺灌注显像第二节肺通气显像第三节肺灌注显像和肺通气显像的临床应用第四节肺肿瘤显像 2 重点掌握 第一节肺灌注显像的原理及正常图形第二节肺通气显像的原理及正常图形第三节肺灌注显像和肺通气显像的临床应用第四节肺肿瘤显像的临床应用 3 第一节肺灌注显像 PulmonaryPerfusion Imaging 4 原理 肺泡毛细血管的直径为7 9 m 1 m 百万分之一米 10 6米 当静脉注射直径为10 60 m的放射性颗粒后 颗粒随血流进入肺血管 最后将暂时栓塞在毛细血管床内 局部栓塞的颗粒数与该处的血流灌注量成正比 因此 用 照相机或扫描机可以获得肺毛细血管床影像 影像的放射性分布反映各部位血流灌注情况 故这种显像称为肺灌注显像 可用于诊断与肺血流灌注有关的各种疾病 5 是否会引起病人呼吸困难 不会 因为 正常人成人有3亿个肺泡 每个肺泡由100条毛细血管围绕 来源肺动脉系统 故约有300亿条毛细血管 肺泡的平均直径约50 m 容积约0 004mm3 故肺泡 毛细血管膜的面积约50 100M2 是体表面积的数十倍 6 一次静脉注射量仅为100万个的颗粒 栓塞的毛细血管约占肺毛细血管总数的几十万分之一 偏大的颗粒仅能阻塞千分之一的毛细血管前动脉 颗粒在体内可很快降解成更小的分子 被吞噬细胞清除 99mTc MAA的生物半排时间为2 9小时 因此 进行肺灌注显像一般不致引起心肺血液动力学和肺功能改变 大量临床应用表明是安全的 7 肺功能严重受损的患者 该患者本来就呼吸困难 栓塞毛细血管后更加重呼吸困难 右 左分流的先天性心脏病患者 放射性颗粒通过分流道进入大循环可能引起心 脑 肾血管栓塞 青霉素 链霉素过敏者 MAA也会可能过敏 对以下病人应慎用或禁用 8 注意 备急救药品 出现意外时抢救 注药前15分钟令病人吸氧 MAA的注射量最好为20 70万颗粒为宜 9 常用显像剂 99mTc标记的大颗粒聚合人血清白蛋白99mTc MAA 99mTc MAAmacroaggregatedalbumin 10 方法 99mTc MAA 1 3mCi 约20 70万颗粒 仰卧位慢速 60秒 静脉注射99mTc MAA混悬液 密切注意病人的情况 遇到不良反应立即停止注射 注射后即可进行前 后 左 右侧多体位静态显像 拟诊肺栓塞患者应增加左 右前斜和左 右后斜体位显像 11 二 正常所见 正常人各体位的双肺影像清晰 形态 解剖同X线胸片 放射性分布基本均匀 叶间沟放射性较少 直立位肺尖部受重力影响血流量较低 故放射性也较少 12 左肺 上叶 分2段 11 尖后段 12 前段 中叶 分2段 13 上舌段 14下舌段 下叶 分4段 15 背段 16 前内基底段 17 外基底段 18 后基底段 13 右肺 上叶 分3段 1 尖段 2 后段 3 前段 中叶 分2段 4 外段 5 内段 下叶 分5段 6 背段 7 内基底段 8 后基底段 9 外基底段 10 前基底段 14 15 16 268 正常肺灌注和肺通气 平衡相 影像 99mTc一MAA和133Xe 左列为肺灌注影像 右列为肺通气影像 上为前位 中为右后斜位 下为右侧位 前位 右后斜位 右侧位 17 三 异常影像及其临床意义 一侧肺不显影 主要见于先天性一侧肺动脉发育不全一侧肺动脉栓塞一侧肺静脉血栓形成肺门肿瘤 18 前位右肺灌注不显像 19 274 同一病人的肺动脉栓塞片 前位X线胸片 右肺未见明显异常 20 276前位X线胸片的动脉造影 右肺动脉不显影 21 肺叶性异常 左肺分为上 中 下三叶 左肺的中叶称舌叶 右肺也分为上 中 下三叶由于解剖位置的关系 各叶的灌注影像需在适当体位才能得以充分显示 上叶和中叶以前位和侧位最佳下叶以后位和侧位最好肺叶性异常主要见于肺叶动脉栓塞 22 后位 右肺下叶不显像 23 肺段性异常 肺叶分为若干肺段 左肺8段 右肺10段 常需分析前位 后位 侧位和斜位八个体位的影像 才能确定所见的影像异常是否符合肺段性异常 各段异常有自己特殊的位置和形态 如楔形 条状 矩形等 多发性肺段性放射性减低或缺损是肺段动脉栓塞的主要表现 24 25 弥漫性异常 两肺放射性分布不均匀 有多发散在的放射性减低或缺损区 常见于慢性阻塞性肺疾病所致广泛肺血运受损 26 27 放射性分布逆转 正常人直立位时受重力影响 肺底血流量较肺尖大3 10倍 故肺灌注影像的肺底放射性也较肺尖高3 10倍 当肺血管内压力增高 这种血流分布的梯度就会逐渐消失而呈现近乎均匀的分布 甚至相反 即肺尖放射性与肺底相同 或反较肺底增高 双肺呈 八 字形影像 称为放射性分布逆转 多见于 慢性阻塞性肺部疾病晚期 二尖瓣狭窄 某些先天性心脏病 28 第三节肺通气显像 PulmonaryVentilationImaging 29 放射性气体通气显像 30 1 原理及方法 反复吸入密闭系统中的133Xe 氙 或81mKr 氪 等放射性气体 待其充盈气道和肺泡并达平衡浓度后 约2 3分钟 可用Y照相机多体位显示全肺各个部位的放射性气体充盈情况 是为平衡影像 了解肺的容积 31 原理及方法 接着停止吸人放射性气体 原有充盈在肺泡和气道中的放射性气体自然呼出 用照 相机以每5秒1帧的速度连续采集2分钟 可获得动态显示放射性清除的系列影像 称为动态清除影像 了解肺的排泄功能 正常人90秒内清除完 5 10分钟后再进行静态显像 显示滞留在肺内的放射性气体 为滞留影像 32 2 正常图形 正常人的平衡影像表现气道和肺内放射性分布大致均匀 除总气管和左 右支气管显影以外 与肺灌注影像相似 动态清除影像特点是全肺各部位放射性一致性迅速下降 通常图形 在90秒内清除完毕 33 270 正常肺通气影像 133Xe 后位 A 单次吸入133Xe影像 B 反复呼吸133Xe60秒肺影像 C 反复呼吸133Xe120秒肺影像 D G分别为停止吸入133Xe后15 30 45 和60秒的肺影像 至60秒肺内存留放射性已很少 34 3 异常影像 根据异常影像的位置和形态也可分为 一侧肺通气异常 肺叶性通气异常 肺段性通气异常 弥散性通气异常 局部清除缓慢和滞留影像上出现局部放射性增高 是判断气道阻塞部位的灵敏而可靠的依据 35 二 放射性气溶胶通气显像 36 原理及方法 受检者吸入99mTc DTPA气溶胶雾粒 雾粒由气道进入肺泡 然后又逐渐清除 叫气溶胶通气显像 一般在吸入一定量的放射性雾粒后显像一次 以观察气道通畅和肺泡充盈情况 为平衡期显像 4小时后再显像一次观察有无局部放射性滞留 此法较上述气体通气显像简便实用 37 第四节肺灌注显像和肺通气显像的临床应用 38 一 肺动脉血栓栓塞症的诊断和疗效观察 肺动脉血栓栓塞症简称肺栓塞是一种比较严重的急性疾病 如不及时治疗 病死率相当高 由于其临床症状不典型 而且在最初几天内局部肺泡和气道多无明显变化 X线胸片多正常 因此常得不到早期诊断而造成严重后果 自应用肺显像以来 肺栓塞早期诊断率有了明显提高 使该病可以得到及时而有效的治疗 39 诊断的方法和要点如下 多体位肺灌注影像正常 可排除肺栓塞 典型多肺段性放射性缺损 可诊断为肺栓塞 肺灌注影像出现多个典型肺段性放射性缺损区 肺栓塞的可能性近乎100 图10 3 40 其它类型的放射性分布异常的特异性较差 也可见于肺部其它疾病 如肺炎 慢性阻塞性肺部疾病 肺结核 肺大疮 肺癌等 因此总的来说 单纯依靠肺灌注显像对肺栓塞的诊断率并不理想 总的灵敏度约75 特异性仅有65 左右 但这种典型表现并不多见 41 277 双肺多发肺栓塞女 29岁 过期妊娠 剖腹产术后两天 改变体位后活动时突然出现胸闷 胸痛 憋气 呼吸急促 口唇发绀 四肢发凉 全身大汗 头晕 咳嗽 小量咳血等症状 肺灌注影像左上为前位 右上为后位 左下为左侧位 右下为右侧位 右肺上叶前段和后段 下叶背段 左肺上叶上舌段 下叶背段和后基底段呈现放射性缺损 42 278 续前 双肺多发肺栓塞肺灌注影像 左上为左前斜45 右上为右前斜45 左下为左后斜45 右下为右后斜45 双肺多发放射性缺损区 43 279 续前 肺栓塞溶栓治疗后肺灌注影像 前 后 右 左侧四体位恢复正常 44 280 续前 肺栓塞溶栓治疗后左前斜45 右前斜45 左后斜45 右后斜45 四体位恢复正常 45 发病最初几天内同时进行肺灌注显像和通气显像 二者结果不吻合 称 不匹配 mismatch 即灌注影像呈现放射性缺损区 而相应部位的通气影像基本正常 则肺栓塞的可能性很大 图10 4 肺实质病变的两种显像结果常常是大致吻合的 称 匹配 match 因此用这种联合显像可以明显提高诊断肺栓塞的灵敏度和特异性 3 肺灌注显像和通气显像联合 46 271 肺灌注影像与通气影像匹配 不匹配示意图 第一排示灌注影像与通气影像匹配 左为灌注影像 楔形白区为灌注缺损区 右为通气影像 楔形白区为通气缺损区 位置与形状与左图灌注缺损区一致 第二排示灌注影像与通气影像不匹配 左为灌注影像 有楔形灌注缺损区 右为通气影像 未见相应部位有楔形通气缺损区 47 女61岁术后胸痛c 后位 肺灌注影像 左肺大片放射性缺损区 d 后位 肺通气影像 未见明显异常 与灌注像不匹配 48 在发病最初几天内同时进行肺灌注显像和胸部X线摄片 若灌注影像出现放射性缺损区 而X线胸片相应部位正常或出现阴影但其范围较小者 肺栓塞的可能性也很高 如两种影像显示的病变在范围上基本一致 或X线胸片显示的病变范围较放射性减低缺损区大 则肺栓塞的可能性极小 并常可根据X线胸片影像的特点对病变作出诊断 4 肺灌注显像和X胸片联合 49 272 女61岁术后胸痛a 前位 肺灌注影像 左肺大片放射性缺损区 b 前位 X胸片未见明显异常 与灌注像不匹配 50 6 肺静脉栓塞的诊断 肺静脉栓塞导致肺动脉压力增高 可减少肺灌注量 出现与肺栓塞类似的表现 由于本法具有简便和无创等优点 利于重复检查以观察肺栓塞病情演变和疗效 如溶栓治疗中进行系列显像观察 可为选择合适的终止治疗时间提供依据 避免用药过多导致出血并发症 51 二 肺癌手术选择和术前估计术后残留肺功能 52 手术选择 肺癌病灶直接压迫或浸润邻近肺血管可导致其灌注区血流减少 在肺灌注影像上出现相应的放射性减低区 其范围比X线胸片所示的癌病灶为大 图10 7 因此肺癌患者术前进行肺灌注显像有助于根据放射性减低区的大小估计肿块浸润的范围和肺血管受累的程度 对决定能否进行手术切除和切除范围有重要指导意义 53 手术选择 现在一般惯用计算机ROI技术计算病侧肺灌注残余量占健肺灌注量的百分数 L 来进行这种估计 前位 后位 病侧肺的放射性计数L 100 前位 后位 健肺放射性的总计数L值越小说明肿块浸润范围和肺血管受累程度越大 L值大于40 可望通过肺叶切除术而将肿瘤切除 L值为30 40 需进行患侧全肺切除 L值小于30 则手术切除的成功率很小 54 病侧肺的放射性计数L 100 健肺放射性的总计数 55 肺癌病人能否接受手术治疗 除取决于灌注缺损的范围外 还应考虑病人术后残留的肺功能能否维持足够的气体交换 几十年来人们为了在术前准确估计术后残留肺功能 尝试了诸如 支气管肺活量测定 支气管内放射性呼吸测定 单测肺动脉气囊阻断等测定一侧或区域肺功能的方法 这些方法虽然准确可靠 但操作复杂 且为有创性 无法广泛应用 术前估计术后残留肺功能 56 术前估计术后残留肺功能 国内外的经验证明 采用肺灌注显像计算出保留肺组织的放射性计数占全肺总计数的百分数 保留肺组织的放射性计数 全肺总计数 再乘以术前肺活量 如1秒钟用力呼气容量 FEV1 0 可以在手术前较准确地定量预测术后残留肺功能 如FEV1 0 预测术后残留肺功能FEV1 0大于0 8L者可以耐受切除术 本法安全 迅速 无创 痛苦小 有助于对手术的安全性作出可靠的估计 使一些肺功能较差的肺癌患者获得手术治疗的机会 57 保留肺组织的放射性计数 全肺总计数 58 肺癌患者疗效观察 肺癌患者化疗前亦需要了解病变区域血流灌注情况 如患侧血流严重受损 提示化疗难以达到预期疗效 肺灌注显像还可用于观察肺癌患者放疗的疗效 如肿物缩小伴血流灌注区增加 提示出现良好的疗效 59 282 肺癌化疗前肺灌注影像 左肺有血流灌注 60 284 续前 肺癌化疗后肺灌注影像左肺放射性分布明显改善 61 三 慢性阻塞性肺部疾病的表现 平衡相有弥散性放射性减低和 或缺损 滞留相有弥散性滞留 这种表现常很明显 较X线胸片灵敏 并具有较高的特异性 有利于对本病的诊断 62 慢性阻塞性肺部疾病的表现 肺灌注影像与肺通气影像平衡相所见大致匹配 随着肺血管内压力的增高 还可出现程度不等的肺内放射性分布逆转的表现 说明病变已明显而广泛地损伤了肺毛细血管床和毛细血管前动脉 因此可用这些显像观察病情的严重程度和评价疗效 63 第五节肺肿瘤显像 PulmonaryTumorImaging 64 一 亲肿瘤药物显像 一 67Ga显像原理 用67Ga成功地进行肿瘤显像已有20多年历史 但其显像原理至今仍未完全弄清 一般认为无载体67Ga类似3价铁离子 在血液中能与输铁蛋白等迅速结合 然后可与肿瘤细胞表面的特异受体结合 部分进入瘤细胞而沉积在细胞浆中的溶酶体中 65 原理 正常或丰富的血流是实现上述聚集的必要前提 一些较大肿瘤的中心血供不良 67Ga不能进入而表现为放射性减低 瘤体血管通透性的增加也是一个重要因素 瘤体常有炎性细胞浸润 实验证明白细胞也可摄取67Ga 故67Ga也可进行炎症病变显像 但却因此而减低了特异性 66 二 显像方法 静脉注射67Ga 枸缘酸钠3 4mCi后 6 72小时多次显像 67Ga T1 278h 67 三 临床应用 67Ga阳性率与病理类型很有关系 如上海同位素协作组曾报道49例肺癌阳性率83 6 按病理分类 肺鳞状上皮癌阳性率为95 腺癌阳性率78 未分化癌阳性率42 68 临床应用 炎症灶和有些良性病变也可出现阳性结果 上海协作组报道19例肺部这类病变有8例阳性 占42 1 说明67Ga显像特异性不高 只有结合临床判断才有价值 另外一些亲肿瘤药物99mTc 葡庚糖酸盐 99mTc glucoheptonate 99mTc GH 99mTc 葡萄糖酸盐 99mTc gluconate 99mTc Glu 69 281 肺癌阳性显像 67Ga 前位 右肺门团块状放射性浓聚影 70 二 99mTc MIBI显像 99mTc MIBI 99mTc methoxyisobutylisonitrile 甲氧基异丁基异晴 本是一种心肌显像剂 但也可用于肿瘤显像并成为代表性的亲肿瘤显像剂 99mTc MIBI是被细胞的线粒体摄取 细胞代谢活性越高 摄取越多 其浓聚程度代表了细胞的活力水平 肺部原发性和转移性恶性肿瘤均能大量摄取99mTc MIBI 故肺癌和肺转移癌都可得到较高质量的图像 显像方法同心肌显像 但肿瘤细胞摄取更快 有时5分钟就可有较高浓聚 故无须进行延迟显像 71 平面显像可动态观察到30分钟即可 SPECT显像可在30分钟时采集图像 SPECT显像更有利于发现转移灶 与CT相比99mTc MIBI可发现更多的纵隔淋巴结转移 放疗或化疗后 X线胸片或CT是以肿瘤的缩小程度来判定疗效的 但残留肿块是否仍有细胞活性则无法判定 99mTc MIBI只浓聚在有生命力的细胞中 坏死或纤维化的肿瘤不摄取 故肿瘤对99mTc MIBI的摄取是判定疗效更客观的指标 72 通常用肿瘤 本底 正常组织 摄取比值来观察摄取度 治疗前后进行比较 治疗后该比值降低越多 疗效越好 也有一部份肺癌肿块不浓聚或低浓聚99mTc MIBI 是受一种叫P 糖蛋白的抑制 其在肿瘤的表达程度越高 肿瘤 本底比值越低 对化疗越不敏感 因为p 糖蛋白可导致肿瘤对多种药物抵抗 因此 99mTc MIBI显像结果还可预测化疗疗效 73 三 放射免疫显像 RII 1 原理 放射性核素标记抗肿瘤抗体作为阳性显像剂的肿瘤定位技术 其基本原理是标记抗体经一定途径引入人体后可定向地与肿瘤细胞相应的抗原结合 从而使肿瘤部位放射性聚集 用 照相机显示肿瘤及其转移灶的部位及范围 RII技术是综合杂交瘤 核医学显像及计算机处理等高技术的优势