肺通气是指肺与外界环境之间的气体交换过程。当膈肌和肋间外肌舒张时,膈肌、肋骨和胸骨自然回位,使胸廓和肺容积缩小,肺弹性回缩,肺内压高于大气压,气体出肺,完成呼气运动。呼气运动时除吸气肌舒张外,还需要呼气肌收缩,使胸廓进一步缩小,肺内压进一步升高,呼气量增加。气胸使胸内负压消失,肺萎陷不张,肺通气停止。阻力增高是临床上肺通气障碍最常见的原因。......
2023-11-02
8.2 肺通气显像
【原理】 受试者吸入放射性气体或放射性气溶胶后,放射性气体或气溶胶随气流进入气道及肺泡内,随后呼出。在此过程中用γ相机进行显像,可显示肺内放射性分布和动态变化,称为肺通气显像。根据所用显像剂的不同,又可分为放射性气体肺通气显像和放射性气溶胶肺通气显像。
放射性气体133Xe或81mKr被吸入后,随吸入的气流到达肺泡,肺内局部放射性气体分布的多少、清除的快慢与该局部通气量、换气量呈正相关。当肺部疾病引起通气和肺泡间气体扩散障碍时,放射性气体进入受阻,清除缓慢,在肺部通气显像上显示放射性分布稀疏、缺损或局部放射性滞留。
将放射性溶胶溶液经雾化吸入后,根据颗粒大小不同(颗粒越大,近端气道沉淀越多)可在呼吸道的相应部位(如喉头、气管、支气管、细支气管和肺泡)沉积和滞留,从而显示气道及肺的影像。当呼吸道的某个部位被阻塞时,雾化颗粒不能通过阻塞部位,则阻塞部位的近端呈现放射性浓集,远端呼吸道及肺泡呈放射性缺损。
【检查方法】
(1)放射性气体吸入肺通气显像法 应用特殊的呼吸装置,让患者反复吸入密闭系统中放射性气体133Xe370~555MBq(10~15mCi),从而使肺显像,肺内各部位的放射性分布与局部通气量成正比。用γ相机显像分别采集平衡影像、清除影像及滞留影像。根据采集时间的不同可分为3个时相。
1)单次吸入相 令患者一次深吸气后,吸入133Xe气体,屏住呼吸15s,采集后位肺影像,即单次吸入影像。此时肺内的放射性分布情况可反映肺各部位的吸气功能和气道通畅情况。
2)平衡相 令患者反复呼吸密闭系统中的133 Xe气体与氧气的混合物,持续3~5 m in,此时两肺野与密闭系统中的放射性气体达到平衡,肺内各部位的放射性分布反映局部肺的容量。
3)清除相 停止吸入放射性气体,改为吸入室内气体,呼出的气体被采集在特殊的容器内。此时相持续120 s,可以每10 s采集一帧图像。该时相可反映肺各部位呼气功能和气道通畅情况。通气显像时可进行定量分析,具体方法是:对吸入法通气显像中清除相的图像和注射法通气显像的图像进行计算机处理,勾画每一肺段或肺叶的感兴趣区域,获取时间-活度曲线,在曲线上可分别计算半清除时间(T1/2)和清除率,该两项参数均可反映肺的呼气功能和气道通畅情况。
(2)放射性气溶胶吸入显像 通常应用的显像剂为99m Tc-DTPA气溶胶1 110~1 480 MBq(30~40 mCi)或锝气体(Technegas)500 MBq。沉积部位决定于雾粒的大小,雾粒直径大于30μm时,主要沉积于喉头及气管;直径10~30μm,主要沉积于支气管;直径3~10μm,沉积于细支气管;直径1~3μm,可达肺泡;直径小于1μm的雾粒则随呼吸排出。因此,为了获得高质量的影像,需要将颗粒大小控制在1~30μm范围。
1)雾化气溶胶肺通气显像
A.显像前准备 向受检者解释检查程序,接雾化器各管口,使之处于工作状态。令患者用嘴咬住口管,用鼻夹夹住鼻子试吸氧气,使之适应此种呼吸。
B.吸入微粒 采用超声雾化或喷气雾化,使受检者尽可能多地吸入气溶胶微粒,吸入时间为5~8 min。常规采集前位、后位、左右侧位、左右后45°斜位6帧影像,必要时也可采集左右前45°斜位,矩阵256×256,ZOOM1或1.5,预置计数100~500k/帧。
2)Technegas气溶胶 通气显像
A.吸入Technegas气溶胶 患者戴面罩,手动瓣膜控制吸入,呼出的放射性气溶胶经面罩上的单向瓣膜排出,并吸收在填料中。患者缓慢吸入经过滤的Technegas-氩气混合物,在最大吸入时屏气5s,使Technegas扩散进入肺泡。患者潮式呼吸1~2次,同样能获得满意结果,大多数患者可得到2500计数/s。
B.采集方法 同99mTc-DTPA肺通气显像,预置计数为100k。若进行动态采集,患者取仰卧位,进行吸入期动态采集,动态分析获得结果。
【注意事项】
(1)放射性显像剂99mTc-DTPA应符合放化纯度要求,放射性活度总量不应低于110MBq,体积不大于4ml。
(2)影响放射性气溶胶在肺内分布的因素与气溶胶颗粒大小、受检者吸入过程中的呼吸方式和气管的解剖结构有关。因此应让受检者吸入气溶胶时平稳呼吸,使气溶胶均匀分布于末梢肺组织,减少中央气道沉积。同时应嘱受检者减少吞咽动作,以免放射性气溶胶进入上消化道,影响图像质量。氧气流量应低于7L/min,以保证雾粒质量。(www.chuimin.cn)
(3)受检者要练习空白吸入。有痰时,应咳出再行吸入雾粒。对哮喘患者必要时可在雾化剂中加入少量解痉剂。
【图像分析及结果判断】 正常肺通气显像与灌注显像相似,单次吸入相与平衡相肺影像相近,只是前者肺影像不如平衡相图像清晰。单次吸入相和平衡相图像显示两肺放射性分布均匀,清除相肺内放射性迅速消失,正常人2 m in的肺清除率达95%以上,T1/2为(21.4±4.5) s。
(1)正常影像
1)放射性气体通气显像
A.单次吸入显像 主要反映肺的局部通气功能和气道通畅情况。由于一次吸入放射性气体较少,故肺尖及肺的边界轮廓不甚清晰。
B.平衡期显像 主要反映肺的同期各部位容量。两肺放射性分布均匀,肺的上、下野无明显差别。由于脊柱的影响,静态图像可见两肺叶之间存在明显条带状空白区域,左下肺野由于心脏的关系,放射性分布也可能相对减少。
C.清除影像 主要反映肺局部的呼气功能、气道通畅情况。放射性分布随着放射性气体的逐渐呼出而均匀地减少,各部位放射性减低迅速,半清除时间不足2 m in,肺内放射性133 Xe 2~3 m in内应基本消失,此后影像上无局部放射性滞留。
2)放射性气溶胶通气显像 正常肺叶内放射性分布基本均匀,周边略低。正常肺通气影像和肺灌注影像所见基本一致。受检者吞咽气溶胶可致食管、胃显影,必要时饮水冲洗后复查。
Technegas肺通气显像时影像与雾化气溶胶肺通气显像所见基本相同,由于其在中央气道沉积少,故外周肺组织显像较好,获得的影像质量高。
(2)异常影像
1)放射性气体通气显像 单次吸入影像和平衡期影像的异常表现主要是局部放射性的减低或缺损,提示有通气功能障碍。若只单次吸入影像异常,而平衡期影像基本正常,则提示以气道病变为主;若二者表现一致,则提示多为肺实质病变或局部气道完全阻塞所致。清除影像的异常表现为局部放射性下降缓慢。当其他部位放射性已基本清除后,该局部还有放射性滞留。
2)放射性气溶胶通气显像 ①气道狭窄不畅,因流体动力学改变使狭窄部位形成涡流,故流经该处的气溶胶微粒部分沉积下来,影像呈现放射性浓聚的“热点”,而狭窄部远端的气溶胶微粒分布正常或下降;②气道完全性阻塞,气溶胶微粒不能通过阻塞部位,因而呈放射性缺损区;③气道和肺泡若有炎症、肺泡萎陷、肺气肿、肺大疱等,则气流减低,致使气溶胶微粒的进入减少,呈现放射性减低区;④肺叶、肺段或肺段以下由于血栓等致血供丧失,早期有无效通气,放射性分布不受影响或减低不明显,后期由于出现肺梗死,肺泡萎缩,可见放射性分布稀疏缺损改变;⑤肺局部肿瘤可致肺局部通气丧失,形成放射性分布缺损改变。
【临床应用】 肺通气显像作为一种无创性检查方法,能了解肺的通气情况,对诊断慢性阻塞性肺疾病较X射线胸片及常规的肺功能试验方法敏感,特别是与灌注显像结合时对诊断PE有重要价值。
(1)通气与灌注显像联合应用(V/Q显像)诊断呼吸系统疾病 联合应用V/Q显像时可提高诊断符合率,特别是对大病灶的诊断率接近100%。还能用于PE与慢性阻塞性肺部疾病的鉴别诊断:灌注显像正常者,可排除PE的诊断;灌注显像有局限性放射性缺损稀疏时,通气显像若正常(不匹配),则PE的诊断可成立;若灌注、通气显像均异常(匹配),则多为慢性阻塞性肺部疾病所致的肺实质疾病;若既有相匹配的改变,又有不匹配的征象,则应考虑在慢性阻塞性肺部疾病基础上发生PE的可能。
(2)气道阻塞性疾病的诊断 肿瘤、支气管吸入异物、黏液栓堵塞均可产生不同程度的通气显像异常。阻塞一旦发生,显像即可显示异常,当阻塞解除后,显像又可恢复正常。
(3)慢性阻塞性肺部疾病的诊断 肺通气显像可以估价肺的局部通气功能,对慢性阻塞性肺疾病的诊断及预后的估价都有意义。慢性阻塞性肺疾病患者,炎症和黏液使其气道黏膜表面不光滑,气体通过不畅,形成涡流。通气图像上表现为中央气道内放射性沉积增多,形成不规则分布的“热点”,而末梢肺实质内放射性分布减少,且不均匀,表现为散在的弥漫性减低区或缺损区。灌注图像显示放射性分布呈非节段性斑片状减低区或缺损区,病变部位与通气图像基本匹配。
(4)肺大疱 肺通气及灌注显像表现为匹配的呈肺叶状分布的放射性缺损区,可对肺减容手术前患者肺功能的判断及手术预后的估测提供可靠的依据。
(5)肺肿瘤 由于放射性气溶胶吸入通气显像可以进行多体位照相及SPECT显像,所以其对肺部肿瘤的诊断优于应用放射性气体的通气显像。此外,通过V/Q比值对局部肺功能及分肺功能的测定,可对肿瘤手术前患者肺功能的判断及手术预后的估测提供可靠的依据。
(6)支气管哮喘 哮喘发作时,由于气道痉挛,故中央气道内放射性沉积增多,在阻塞气道近端更为明显,通气图像可见肺叶或肺段的放射性减低或缺损,用支气管扩张药物后病情轻者重复显像可见图像恢复正常。通气显像对哮喘诊断、预后判断、临床疗效观察均具有重要意义,可以显示支气管痉挛部位、范围,并了解治疗效果。
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