煤工塵肺小葉內(nèi)線影HRCT與病理的對照研究

關(guān)春爽，馬大慶，崔 平，陳步東，張巖松，柳瑋華

（1．首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院，北京 100050；2．北京豐臺醫(yī)院，北京 100071；3．國家安全監(jiān)管總局職業(yè)安全衛(wèi)生研究中心，北京 102300）

煤工塵肺小葉內(nèi)線影HRCT與病理的對照研究

關(guān)春爽1，馬大慶1，崔 平2，陳步東1，張巖松3，柳瑋華1

（1．首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院，北京 100050；2．北京豐臺醫(yī)院，北京 100071；3．國家安全監(jiān)管總局職業(yè)安全衛(wèi)生研究中心，北京 102300）

目的：評估煤工塵肺患者離體肺標(biāo)本在高分辨率CT（High-resolution Computed Tomography，HRCT）上的影像表現(xiàn)及其病理基礎(chǔ)。方法：52例煤工塵肺標(biāo)本尸檢新鮮離體肺標(biāo)本通過改良Heitzman法進(jìn)行固定。充氣狀態(tài)肺標(biāo)本進(jìn)行HRCT冠狀位及橫軸位掃描。2位有經(jīng)驗(yàn)的胸部影像醫(yī)師獨(dú)立讀片。評估參數(shù)包括小葉內(nèi)線影、微小結(jié)節(jié)、磨玻璃密度影、小葉間隔增厚、鋪路石征、支氣管擴(kuò)張及蜂窩影。根據(jù)HRCT上感興趣區(qū)，做組織學(xué)切片，進(jìn)行影像與病理的對照研究。結(jié)果：52例肺標(biāo)本，31例納入研究范圍。在橫軸位CT上，僅有16．1%的病例分布在支氣管血管周圍，38．7%的病例分布在胸膜下。在冠狀位CT上，上肺區(qū)分布的僅有16．1%。小葉內(nèi)線影的伴隨征象中微小結(jié)節(jié)和增厚的小葉間隔 （100%）是最常見的，其次是磨玻璃密度影（83．9%）和肺氣腫（80．6%）。HRCT上小葉內(nèi)線影與增厚的肺泡間隔一致，組織病理學(xué)上肺泡間隔內(nèi)可見煤斑、炎癥細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞或滲出液等。結(jié)論：煤工塵肺小葉內(nèi)線影可以由多種病理基礎(chǔ)造成，小葉間隔增厚是小葉內(nèi)線影最常見的伴隨征象。

塵肺；體層攝影術(shù)，螺旋計算機(jī)

肺小葉內(nèi)間質(zhì)是位于肺泡間隔內(nèi)的纖維網(wǎng)絡(luò)，連接位于肺小葉中心的核心間質(zhì)和位于小葉周邊的小葉間隔及胸膜下外周間質(zhì)[1]。在正常情況下，小葉內(nèi)間質(zhì)在高分辨率CT（High-resolution computed tomography，HRCT）上不可見，只有當(dāng)間質(zhì)增厚時，才能見到小葉內(nèi)線影。肺小葉內(nèi)線影可見于多種常見疾病[2]。但據(jù)我們所知，很少有文獻(xiàn)[3-14]研究煤工塵肺（Coal worker's pneumoconiosis，CWP）小葉內(nèi)線影在HRCT上的影像表現(xiàn)及與病理的對照研究。因此，本研究的目的是在HRCT上評估CWP離體肺標(biāo)本小葉內(nèi)線影的影像表現(xiàn)及明確小葉內(nèi)線影的病理基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1．1 CWP離體肺標(biāo)本資料及制作方法

收集國家安全監(jiān)管總局職業(yè)安全衛(wèi)生研究中心2000—2013年52例離體肺標(biāo)本，均為男性，年齡48～81歲，平均（65．83±8．431）歲。所有病例均由病理診斷為CWP。納入標(biāo)準(zhǔn)：在HRCT上有小葉內(nèi)線影出現(xiàn)的病例。排除標(biāo)準(zhǔn)：肺結(jié)構(gòu)嚴(yán)重扭曲及制作不良的充氣肺標(biāo)本，其中包括液體不能從肺內(nèi)排出或明顯未達(dá)到肺生理水平的標(biāo)本。記錄吸煙史（包年）。所有標(biāo)本均為完整離體肺標(biāo)本，采用改良Heiztman法固定[15]：新鮮肺在混合福爾馬林溶液中固定1周，之后將標(biāo)本取出，以3～5mL/s的流速通過氣管向肺內(nèi)充氣。充氣標(biāo)本制成的標(biāo)志為液體完全從肺內(nèi)排出，肺體積基本達(dá)到生理水平。在充氣狀態(tài)下進(jìn)行HRCT掃描，掃描完成后，離體肺標(biāo)本通過氣管注入福爾馬林溶液，1～2 d后，用自制解剖長刀將完整肺標(biāo)本按平行于氣管、主支氣管層面切成層厚10mm的冠狀面切片，根據(jù)HRCT上的小葉內(nèi)線影豐富的感興趣區(qū)取材，石蠟包埋，之后切成層厚5μm的組織切片，進(jìn)行HE染色。

1．2 設(shè)備及方法

掃描設(shè)備為GE Lightspeed Ultra 8排螺旋CT、Picker PQ 2000及GE Medical System Lightspeed XQI掃描機(jī)。充氣肺標(biāo)本進(jìn)行冠狀位及橫軸位掃描。HRCT掃描參數(shù)為130 kV/140 kV，150mAs/200mAs，層厚1．25mm/2mm、層間隔10mm，骨重建算法。

1．3 影像資料的評價

2位胸部影像醫(yī)師（工作年限為15年、20年）分別獨(dú)立評估影像，如果出現(xiàn)分歧，協(xié)商讀片。窗寬：1 500 HU，窗位：-600 HU。肺小葉內(nèi)線影定義為在HRCT上肺小葉內(nèi)纖細(xì)的線影，當(dāng)多條小葉內(nèi)線影存在時，表現(xiàn)為纖細(xì)的網(wǎng)影。本研究將小葉內(nèi)線影的形態(tài)分為光滑型及不規(guī)則型，小葉內(nèi)線影的厚度分為≤1mm和＞1mm。在橫軸位上小葉內(nèi)線影的分布分為支氣管血管束周圍（肺野內(nèi)2/3區(qū)）、胸膜下區(qū)（肺野外1/3區(qū)）或隨機(jī)分布；在冠狀位上，以氣管隆突水平為界分為上肺區(qū)、下肺區(qū)，無明顯的區(qū)域優(yōu)勢則為隨機(jī)分布。小葉內(nèi)線影的伴隨征象包括[2]微小結(jié)節(jié)、磨玻璃密度影（Ground-glass opacity，GGO）、小葉間隔增厚、肺氣腫、鋪路石征、界面征、支氣管擴(kuò)張、蜂窩影。

1．4 病理分析

2位病理科醫(yī)師（工作年限12年、18年）分別獨(dú)立診斷組織切片，如果出現(xiàn)分歧，協(xié)商讀片。

1．5 統(tǒng)計分析

表1 煤工塵肺小葉內(nèi)線影的基本數(shù)據(jù)

2 結(jié)果

52例肺標(biāo)本中，31例納入研究，且均為男性，年齡48～80歲，平均（65．13±7．822）歲。煤塵接觸史為（22．61±5．560）年 （14～34年）。患者吸煙史平均為（28．61±10．10）包年（7～48包年）。在31例肺標(biāo)本中，其中純CWP（pure CWP，pCWP）17例，CWP合并肺炎（CWP-肺炎）8例，CWP合并肺水腫（CWP-肺水腫）4例，CWP合并癌性淋巴管炎 （CWP-癌性淋巴管炎）2例。

觀察者間的一致性檢驗(yàn)：由于CWP-肺炎、CWP-癌性淋巴管炎、CWP-肺水腫均不足10例，所以本研究只檢驗(yàn)了pCWP的HRCT表現(xiàn)方面觀察者間一致性，為好到非常好（Kappa值=0．632～1．000，平均Kappa值=0．832）。

小葉內(nèi)線影的影像表現(xiàn)：在31例肺標(biāo)本中，所有小葉內(nèi)線影厚度均≤1mm。小葉內(nèi)線影以支氣管血管束分布為主及以上肺區(qū)分布為主均為16．1%。小葉內(nèi)線影最常見的伴隨征象是微小結(jié)節(jié)及小葉間隔增厚（100．0%）（表1）。其中10例（32．3%）GGO重疊在小葉內(nèi)線影形成的網(wǎng)影上形成鋪路石征。

小葉內(nèi)線影的 HRCT影像與病理對照：①pCWP，與小葉內(nèi)線影相對應(yīng)的病理基礎(chǔ)為煤斑、膠原纖維及巨噬細(xì)胞聚集在肺泡間隔，并見小血管壁增厚，偶見橋纖維形成。小葉間隔增厚與小葉間隔纖維化相關(guān)，肺氣腫與肺泡腔擴(kuò)張及肺泡壁破壞相關(guān)，可見或不可見纖維增生。在肺泡腔或肺泡間隔內(nèi)可見巨噬細(xì)胞、紅細(xì)胞及單核細(xì)胞等，這與GGO相關(guān)（圖1）。②CWP-肺炎，小葉內(nèi)線影與單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、紅細(xì)胞或滲出液進(jìn)入肺泡間隔相對應(yīng)。這些細(xì)胞及滲出液也可以出現(xiàn)在肺泡腔內(nèi)，這與GGO和實(shí)變相關(guān)。當(dāng)細(xì)胞及漿液浸潤到肺泡間隔和肺泡腔內(nèi)，在HRCT上表現(xiàn)為鋪路石征。在肺泡間隔內(nèi)可見少量纖維增生，這亦與小葉內(nèi)線影的形成相關(guān)（圖2）。③CWP-癌性淋巴管炎，癌細(xì)胞在肺泡間隔、小血管周圍、呼吸及終末支氣管周圍、小葉間隔內(nèi)聚集，這與小葉內(nèi)線影、小葉間隔增厚及小結(jié)節(jié)相關(guān)（圖3）。④CWP-肺水腫，肺泡腔、肺泡間隔內(nèi)可見漿液、少量炎癥細(xì)胞、紅細(xì)胞及少量膠原纖維，這與HRCT上小葉內(nèi)線影、GGO及鋪路石征相關(guān)（圖4）。

圖1a 男，65歲，CWP患者。冠狀位HRCT，雙肺上葉可見不規(guī)則型小葉內(nèi)線影（箭）、微小結(jié)節(jié)（空箭）和局限性肺氣腫（箭頭）。方框內(nèi)為取材區(qū)。 圖1b 男，65歲，CWP患者。組織切片表現(xiàn)為肺泡間隔煤斑、肺泡腔的擴(kuò)大、輕度纖維化及增厚的血管壁（HE）。圖2a 男，74歲，CWP合并肺炎患者。冠狀位HRCT，左肺可見光滑型小葉內(nèi)線影（箭）、磨玻璃密度影（箭頭），右肺上葉鈣化斑塊（空箭），右肺中葉結(jié)構(gòu)扭曲。方框區(qū)為取材區(qū)。 圖2b 男，74歲，CWP合并肺炎患者。組織切片顯示肺泡間隔及肺泡腔內(nèi)炎癥細(xì)胞及紅細(xì)胞聚集。肺泡間隔內(nèi)可見輕度纖維增生（HE）。

Figure 1a. A 65-year-old man with coal worker's pneumoconiosis．High-resolution computed tomography reveals pulmonary intralobular lines(arrow)，micro nodules(hollow arrow)and focal emphysema(arrowhead)in the bilateral upper-zones in the coronal view． The area indicated by the rectangular outline is the region of interest．Figure 1b. A 65-year-old man with coal worker's pneumoconiosis．Pathological findings reveal coal macules，destruction of the alveoli，slight fibrosis and thickened vascular walls(HE)． Figure 2a. A 74-year-old man with coal worker's pneumoconiosis-pneumonia．High-resolution computed tomography reveals pulmonary intralobular lines(arrow)，GGO(arrowhead)in the left lung and calcified plaque(hollow arrow)，tortuous structures in the right middle lobe in the coronal view．The area indicated by the rectangular outline is the region of interest．Figure 2b.A 74-year-old man with coal worker's pneumoconiosis-pneumonia．Pathological findings reveal the accumulation of inflammatory cells and several red blood cells in the alveolar septa and the alveolar spaces．Slight fibrosis is evident in the alveolar septa(HE)．

當(dāng)充氣肺標(biāo)本內(nèi)仍有少量福爾馬林溶液殘留時，肺HRCT上可出現(xiàn)斑片狀高密度影，邊緣模糊，而在病理上肺泡腔內(nèi)可見液體，不可見細(xì)胞，肺泡間隔內(nèi)不會出現(xiàn)液體。

3 討論

HRCT上小葉內(nèi)線影是一種常見的影像表現(xiàn)，本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，①小葉內(nèi)線影厚度≤1mm，可以是光滑或不規(guī)則型的；②CWP小葉內(nèi)線影最常見的伴隨征象是微小結(jié)節(jié)和小葉間隔增厚；③CWP小葉內(nèi)線影與煤斑、纖維增生、炎癥、腫瘤及滲出等相關(guān)。

CWP為長期吸入直徑小于5μm的煤塵顆粒，此顆?？傻竭_(dá)遠(yuǎn)端氣腔內(nèi)，停留在呼吸細(xì)支氣管和肺泡內(nèi)，最初的病變是由煤塵、巨噬細(xì)胞和成纖維細(xì)胞組成的混合物——煤斑，當(dāng)煤斑增大，其內(nèi)出現(xiàn)膠原，就是微小結(jié)節(jié)[16]。所以微小結(jié)節(jié)是CWP小葉內(nèi)線影最常見的伴隨征象之一。單純煤塵不會引起肺內(nèi)纖維性反應(yīng)，故CWP纖維化范圍較小，支氣管擴(kuò)張及蜂窩較少出現(xiàn)，但由于煤塵多為混合物，含有二氧化硅及其他礦物質(zhì)，而游離的二氧化硅能夠引起肺內(nèi)纖維化反應(yīng)[3]。這種纖維化反應(yīng)，可能是不規(guī)則型小葉內(nèi)線影數(shù)目明顯高于光滑型的主要原因。不規(guī)則型與肺泡間隔纖維化及煤斑、巨噬細(xì)胞聚集相關(guān)，而光滑型與炎癥細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、紅細(xì)胞或漿液滲出等有關(guān)。小葉間隔增厚亦是小葉內(nèi)線影最常見的伴隨征象之一，可能與兩者的病理基礎(chǔ)相近有關(guān)[4]。肺氣腫出現(xiàn)率較高可能與CWP或吸煙史有關(guān)。煤斑的擴(kuò)大導(dǎo)致細(xì)支氣管平滑肌萎縮，之后出現(xiàn)呼吸性細(xì)支氣管擴(kuò)張，最終導(dǎo)致肺氣腫。吸煙是肺氣腫及阻塞性肺疾病發(fā)生的重要因素，而且粉塵接觸及吸煙的相互作用能夠?qū)е庐a(chǎn)生肺氣腫、微小結(jié)節(jié)及間質(zhì)受累[5-6]。

CWP-肺炎及CWP-肺水腫在HRCT上出現(xiàn)鋪路石征，這與各種細(xì)胞及漿液同時浸潤到肺泡間隔及肺泡腔相關(guān)。這些細(xì)胞由各種炎癥細(xì)胞、紅細(xì)胞等組成。Chong等[7]報道的結(jié)果與本研究相一致。CWP-癌性淋巴管炎在HRCT上表現(xiàn)為小葉內(nèi)線影、小葉間隔增厚、支氣管血管束增粗及小結(jié)節(jié)。另外，小淋巴管不僅出現(xiàn)在小葉間隔內(nèi)，還可以出現(xiàn)在肺小葉內(nèi)，小葉內(nèi)淋巴管在肺泡及間質(zhì)性肺疾病中有重要的病理生理作用[8]，因此，癌性淋巴管炎的癌細(xì)胞可以出現(xiàn)在肺泡間隔、小葉間隔及支氣管血管周圍間質(zhì)。

pCWP有明確的粉塵接觸史，而且在HRCT上出現(xiàn)微小結(jié)節(jié)、不規(guī)則型小葉內(nèi)線影及肺氣腫，小葉內(nèi)線影以下肺區(qū)分布為主等可有助于診斷[4，6]。 CWP-肺炎、CWP-肺水腫及CWP-癌性淋巴管炎均需要在HRCT上有CWP的影像表現(xiàn)。除了這些，CWP-肺炎有咳嗽、發(fā)熱、胸痛等臨床表現(xiàn)，HRCT上有大片狀實(shí)變影及其周圍出現(xiàn)的光滑型小葉內(nèi)線影、鋪路石征等可明確診斷。CWP-肺水腫的病因很多，如急性左心功能不全、腎功能不全、毒氣吸入、藥物過敏等，HRCT上表現(xiàn)為光滑型小葉內(nèi)線影、小葉間隔增厚、斑片狀或大片狀實(shí)變影等有助于診斷[17]。CWP-癌性淋巴管炎如果有肺內(nèi)惡性腫瘤的病史，在HRCT上出現(xiàn)結(jié)節(jié)樣小葉內(nèi)線影及小葉間隔增厚，而且以上肺區(qū)分布為主可以明確診斷[17]。因此，結(jié)合HRCT上的影像表現(xiàn)及臨床表現(xiàn)等可以做出影像診斷。

圖3a 男，62歲，CWP合并癌性淋巴管炎。冠狀位HRCT，右肺上葉可見光滑型及結(jié)節(jié)樣小葉內(nèi)線影（箭）和小葉間隔增厚（箭頭）。方框區(qū)為取材區(qū)。 圖3b 男，62歲，CWP合并癌性淋巴管炎。組織切片顯示癌細(xì)胞在肺泡間隔、小血管周圍聚集（HE）。 圖4a 男，71歲，CWP合并肺水腫。冠狀位HRCT，雙肺下葉可見鋪路石征（箭）、局限性肺氣腫（箭頭），左肺上葉可見微小結(jié)節(jié)（空箭）。方框區(qū)為取材區(qū)。 圖4b 男，71歲，CWP合并肺水腫。組織切片顯示肺泡腔內(nèi)可見漿液及炎癥細(xì)胞，肺泡間隔可見少量纖維增生（HE）。

Figure 3a. A 62-year-old man with coal worker's pneumoconiosis-lymphangitis carcinomatosa．High-resolution computed tomography reveals intralobular lines(arrow)，thickened interlobular septa(arrowhead)and small nodules in the right upper-zone in the coronal view．The area indicated by the rectangular outline is the region of interest．Figure 3b. A 62-year-old man with coal worker's pneumoconiosis-lymphangitis carcinomatosa．Pathological findings reveal cancer metastasis in the alveolar septa and around the vessels(HE)．Figure 4a. A 71-year-old man with coal worker's pneumoconiosis-pulmonary edema．High-resolution computed tomography reveals a crazy-paving pattern(arrow)and the foci of emphysema(arrowhead)in the bilateral lower-zones in the coronal view and the micro nodules(hollow arrow)in the left upper-zone lobe．The area indicated by the rectangular outline is the region of interest． Figure 4b. A 71-year-old man with coal worker's pneumoconiosis-pulmonary edema．Pathological findings reveal a significant amount of serous fluid filling the alveolar spaces，inflammatory cells infiltrating into the alveolar spaces and slight fibrosis in the alveolar septa(HE)．

本研究是回顧性分析，標(biāo)本數(shù)目有限，疾病種類較少。然而，很多文獻(xiàn)均提及小葉內(nèi)線影。例如，小葉內(nèi)線影在很多特發(fā)性間質(zhì)性肺炎中均可以出現(xiàn)，病理上表現(xiàn)為炎癥細(xì)胞浸潤及小葉內(nèi)間質(zhì)纖維化導(dǎo)致肺泡間隔間質(zhì)增厚[9]。慢性過敏性肺炎在HRCT上表現(xiàn)為廣泛的小葉內(nèi)線影、小葉間隔增厚、支氣管擴(kuò)張及蜂窩影，與肺泡細(xì)胞增生、間質(zhì)纖維化、局限性間質(zhì)肺炎、細(xì)支氣管炎等有關(guān)。這些影像表現(xiàn)可以預(yù)測纖維化和生存期縮短[10]。肺移植患者中小葉內(nèi)線影出現(xiàn)率為58．3%，而其他器官移植患者中的出現(xiàn)率為28%，兩者有明顯差異，小葉內(nèi)線影的病理基礎(chǔ)是滲出和炎癥[11]。人感染H7N9禽流感早期在肺內(nèi)出現(xiàn)局灶性GGO、小葉內(nèi)線影及實(shí)變影，進(jìn)展期病情進(jìn)展迅速，新出現(xiàn)GGO及線影，肺內(nèi)原有病灶融合、實(shí)變，呈多葉多段分布[12-13]。在肺癌篩查中吸煙的人群也可出現(xiàn)小葉內(nèi)線影，而且與年齡、吸煙呈正相關(guān)，提示為特發(fā)性間質(zhì)性肺炎，但是預(yù)后好于臨床診斷的特發(fā)性間質(zhì)性肺炎[14]。

總之，CWP肺小葉內(nèi)線影纖細(xì)，以下肺區(qū)分布為主，其病理基礎(chǔ)與纖維增生、煤斑、炎癥細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞或滲出等相關(guān)。微小結(jié)節(jié)和小葉間隔增厚是CWP小葉內(nèi)線影最常見的伴隨征象。

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A comparative study of HRCT findings and pathological basis of intralobular lines in coal workers'pneumoconiosis

GUAN Chun-shuang1,MA Da-qing1,CUI Ping2,CHEN Bu-dong1,ZHANG Yan-song3,LIU Wei-hua1
(1.Beijing Friendship Hospital,Capital Medical University,Beijing 100050,China; 2.Beijing Fengtai Hospital,Beijing 100071,China; 3.National Research Center for Occupational Safety and Health,Beijing 102300,China)

Objective:To evaluate the imaging features of high-resolution CT(HRCT)and pathological basis in patients with coal workers'pneumoconiosis(CWP)．Methods:Fifty-two fresh lungs from patients with CWP were fixed and inflated by the Heitzman method．The inflated specimens underwent HRCT coronal and transverse planes scanning．Two experienced chest radiologists independently made the diagnosis results．The evaluation parameters included intralobular lines，micronodules，ground-glass opacity(GGO)，thickened intralobular septa，crazy-paving pattern，bronchiectasis，and honeycombing．A comparative study of image and pathology was performed on the tissue sections according to the HRCT region of interest．Results:Of the 52 specimens，21 were excluded because of structure distortion，and 31 were enrolled in this study．In the transverse projection，only 16．1%of the specimens exhibited peribronchovascular predominance，and 38．7%exhibited subpleural predominance．In the coronal view，the incidence of distribution in the upper-zone was only 16．1%．Among the accompanying signs of intralobular lines，micronodules and thickened interlobular septa were the most common observations(100%)，followed by GGO (83．9%)and emphysema(80．6%)．The intralobular lines on HRCT corresponded to thickened alveolar septa that were associated with coal macules，fibrosis，inflammation，tumors，and serous fluid based on pathology．Conclusion:The intralobular lines of CWP on HRCT correlate with a variety of pathological backgrounds．The thickened interlobular septa are the most frequent accompanying sign．

Pneumoconiosis;Tomography，spiral computed

R135．2；R814．42

A

1008-1062（2015）12-0873-04

2015-05-11；眼

2015-06-07

關(guān)春爽（1980-），女，河北唐山人，主治醫(yī)師。

馬大慶，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院，100050。