尘肺病影像学研究进展
2022-06-08
摘 要：尘肺病是我国最常见的一种职业病，其发生与长期的无机矿物质粉尘的吸入密切相关。粉尘随空气进入肺部，在肺内堆积，引起肺组织损伤，使肺组织发生以弥漫性纤维化为主的改变。尘肺病虽然无法治愈，但可以预防，因此早期尘肺病的诊断是尘肺病研究的重点。尘肺病的诊断以影像学检查结果为主要依据。我国现在所使用的尘肺病诊断标准GBZ 70—2015《职业性尘肺病的诊断》是2015年12月发布的，经历过5次修订，其中规定的尘肺病影像学检查方法也从最初的胸部普通X线更新为如今的高千伏摄影（high kvphotography,HKV）和数字化X线摄影（digital radiography,DR）。近年来，随着医学影像学的发展，临床研究发现其他胸部成像技术如双能量减影（dual-energy subtraction,DES）、计算机X线断层摄影（computed tomography,CT）等都可用于尘肺病的诊断。对此，我们参考国内外文献，介绍各种尘肺病影像学检查方法，分析并比较每种方法在尘肺病诊断中的优劣势，探讨尘肺病影像学检查方法的选择，为临床尘肺病诊疗提供帮助。
关键词：尘肺病 影像学 诊断
近年来，尘肺病的发病率一直在提升[1],1990—2017年，全球范围内的尘肺病例数增加了66%[2]，截至到2018年底，我国累计报告职业性尘肺病87.3万例[3]。尘肺病是一种慢性进行性疾病，其早期临床表现不具有特异性，往往被患者忽视，而且尘肺病无法治愈，患者即使脱离原来的环境，病情也会发生进展[4]。但是如果能够早期发现尘肺，并积极地进行一系列有效的临床措施，如个体化延续护理[5]，则可以大大提高患者的生活质量，延长患者的生存时间，因此，早期、精准的诊断是尘肺病现阶段研究的重点。目前，影像学检查是尘肺病诊断的主要手段，影像学检查不仅可以确定病灶是否存在，还能确定病灶分布情况以及累及的范围等，同时还可以根据影像学表现对尘肺病进行分级，以指导临床对尘肺病的治疗。现对各种影像学检查方法在尘肺病诊断中的应用综述如下。
HKV胸片也存在着一定的缺点，主要是HKV的图像是前后重叠的，这一点是无法避免的。胸部的心脏、胸骨、脊柱、肋骨、膈肌等结构会与部分肺实质相互重叠，导致其中的一些病变很难被发现，特别是隐藏在胸膜、后肋膈窦区肺处的。其次是胸片密度分辨率低的问题，这是X线胸部平片都存在的问题。对于病变的内部结构以及直径<3 mm的病变，HKV胸片都不能清晰地显示出来，这2个缺点给尘肺病的诊断和鉴别诊断带来了很大的困难。
但是CR也存在着一些缺点，主要是CR的空间分辨率不如传统的X射线照片高，一些肺内正常的肺纹理结构在CR上会被显示成小阴影，这常常会造成假阳性结果的出现。全长健[10]通过对35例早期尘肺病灶研究发现，CR上出现误诊病例和漏诊病例的现象最多，其中误诊率最高的为I期尘肺。其次是CR采用IP板替代胶片虽然可以重复使用，但在重复使用过程中也会刮伤IP板，出现划痕，从而影响诊断结果的准确性。除此之外，目前没有建立尘肺CR诊断标准。
从1990年初至今，已有越来越多的学者看到了应用X线数字成像技术诊断尘肺病的优势，并认可了DR在尘肺病诊断中的作用。国际劳工组织修订的2011版《国际尘肺病放射学分类》中就加入了DR，推出了相关诊断指南[11]。李巍伟[14]通过对109例煤工尘肺病患者的DR和HKV胸片结果分析认为，虽然2种检查在评价较大阴影、大阴影和分期方面一致性好，但是DR能更详细的显示小阴影。刘德军[15]的研究也发现，在尘肺病诊断中，DR可以更加清楚的显示出小阴影。郑柳静[16]通过对比职业性尘肺病患者的高千伏胸片和DR胸片发现，比起HKV胸片，DR胸片不仅对小阴影显示更清晰，对尘肺病的检出率更高，这一点在吴志伟等[17]的研究中也有体现，他们比较了135例尘肺病患者的HKV胸片和DR胸片发现，DR胸片图像质量好，不仅优片率高，而且对于Ⅰ期尘肺的诊断，DR也明显更胜一筹。我国也在最新的2015修订的尘肺病诊断标准中增加了DR胸片作为尘肺病的诊断方法之一[18-19]。
尽管DR具有明显的优势，但是它同CR和HKV一样都是平面成像，它们存在着同样的问题。通过DR拍片得到的图像也是平面图像，结构重叠处的病变往往不能很好地被显示出来，而且DR图像同样也存在密度分辨率低的问题，无法清楚地显示小阴影（直径<3 mm）以及病变内部具体结构。除此之外，王峥等[20]研究发现，由于DR胸片对于肺纹理的显示相较于HKV更加锐利，会导致DR结果中阴性率偏高，罗玉明等[21]的研究也同样发现DR对于尘肺壹期、贰期存在过高诊断，他们认为这是DR胸片参考HKV诊断标准进行诊断导致的，因此建立尘肺病DR诊断标准势在必行。
DES联合DR虽然相比于其他胸部X线图像，能够提供更多有效的肺部信息，但这个方法同样也存在患者会接受更高的辐射剂量的问题[27]。因此，DES在尘肺病中的应用还需要更多的临床研究和探索。
与普通CT相比，高分辨率CT(high resolution computed tomography,HRCT）采用高分辨率重建算法进一步提高了空间分辨能力，对肺部早期纤维化、微结节和轻微肺气肿等病变及病变内部结构显示更佳[31]。曹子文等[32]进行了尘肺病患常规CT和HRCT资料的比较，认为HRCT在观察肺间质改变上比常规CT具有优势，吴富巨等[33]分析了70例陶工尘肺病患者的部DR、常规CT和HRCT结果，发现HRCT对于尘肺病灶的检出率要高于DR与常规CT。CT后处理技术也是一个重要亮点，如多平面重建技术，可以利用后期处理软件，通过对原始的横轴位图象的处理，进行多平面重组，以获得标准线上组织器官或者病变各个角度的切面图像，充分显示病变的边缘以及病变与血管的关系、病变的具体细节等，有助于区分尘肺病和其他肺部肿块疾病[34]，还有平均密度投影，在尘肺大阴影的评价上具有明显优势[35]。
导致尘肺病发生的致病性粉尘有很多种，其中最主要的就是游离SiO2。而双能量CT扫描技术就是一种可以确定肺组织中SiO2含量的方法。他能够对患者肺内SiO2进行定量分析，为尘肺病诊断分级提供更多有用的信息。通过对尘肺病患者和非接尘人员的双能量CT的分析，王英杰等[36]证实了应用双能量谱CT可以定量检测肺组织内SiO2的含量。朱春梅等[37]利用双能量CT可以定量测定肺组织内SiO2含量的特点，探测出SiO2含量与尘肺病CT表现之间存在剂量效应关系。双能量CT扫描技术为尘肺病临床诊断提供一种更加客观专业的方法。
作为尘肺病诊断有力的辅助手段，CT大大提高了尘肺诊断和鉴别诊断的准确性，但是CT仍然存在一些需要解决的问题。（1）国外虽然很早就开发出了一种尘肺的CT扫描分级标准[38]，但是该标准在日本以外地区使用并不广泛，所以建立一个国内外公认的CT诊断标准是亟待解决的问题，目前，在诊断尘肺中CT只能作为一种辅助检查手段，可以是有争议的X线胸片的重要补充。（2）做CT检查所接受到的辐射剂量要比胸片大。（3)CT检查费用比普通胸片高很多。
综上所述，尘肺病尚未有治愈的方法，只能通过脱离原来的工作环境、积极治疗相关并发症、提高自身身体素质等一系列措施来延缓尘肺病的发展进程。因此，早期尘肺病的影像学诊断至关重要。尘肺病的影像学检查方法各有优势，如CT是轴位横断数字成像，可以为尘肺病的诊断和鉴别诊断提供很多有效信息，MRI在区分尘肺肿块和其他肺部肿块样病变方面有着巨大优势，但是现在施行的尘肺病的影像学诊断标准只是根据高千伏X线胸片和DR胸片制定的，所以应该加快研究步伐，建立新的尘肺诊断标准，让尘肺病的影像学诊断更加科学、准确。
作者声明本文无实际或潜在的利益冲突
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关键词：尘肺病 影像学 诊断
近年来，尘肺病的发病率一直在提升[1],1990—2017年，全球范围内的尘肺病例数增加了66%[2]，截至到2018年底，我国累计报告职业性尘肺病87.3万例[3]。尘肺病是一种慢性进行性疾病，其早期临床表现不具有特异性，往往被患者忽视，而且尘肺病无法治愈，患者即使脱离原来的环境，病情也会发生进展[4]。但是如果能够早期发现尘肺，并积极地进行一系列有效的临床措施，如个体化延续护理[5]，则可以大大提高患者的生活质量，延长患者的生存时间，因此，早期、精准的诊断是尘肺病现阶段研究的重点。目前，影像学检查是尘肺病诊断的主要手段，影像学检查不仅可以确定病灶是否存在，还能确定病灶分布情况以及累及的范围等，同时还可以根据影像学表现对尘肺病进行分级，以指导临床对尘肺病的治疗。现对各种影像学检查方法在尘肺病诊断中的应用综述如下。
1 高千伏X线摄影（high kvphotography,HKV)
HKV不同于普通X线，其检查需要在一定的条件下（100 mA管电流和120 kV以上管电压）才能进行。HKV摄影通过增加管电压提高X射线的穿透能力，显著缩短曝光时间，最大程度地减少由于闭气不良而产生的运动伪影，同时曝光时间的减少也降低了受检者和技师接受的辐射剂量[6]。除此之外，HKV胸片还有一个显著的优点，即图像质量较低千伏X线胸片显著提高。HKV胸片的曝光裕度较高，图像层次更加丰富，对于气管、肺门和胸膜等结构的展示更加清晰，从而提高了尘肺诊断的准确性[7]。HKV胸片也存在着一定的缺点，主要是HKV的图像是前后重叠的，这一点是无法避免的。胸部的心脏、胸骨、脊柱、肋骨、膈肌等结构会与部分肺实质相互重叠，导致其中的一些病变很难被发现，特别是隐藏在胸膜、后肋膈窦区肺处的。其次是胸片密度分辨率低的问题，这是X线胸部平片都存在的问题。对于病变的内部结构以及直径<3 mm的病变，HKV胸片都不能清晰地显示出来，这2个缺点给尘肺病的诊断和鉴别诊断带来了很大的困难。
2 计算机X线摄影（computed radiography,CR)
CR是一种间接X射线成像技术，其成像过程需要用到成像板（imaging plate,IP），一种可以记录信息并被激光读出信息的载体。IP板通过一系列X射线曝光、信息读取，最后形成能被我们看到的影像。与传统摄影相比，CR是X线摄影技术结合传统的计算机处理形成的一种数字化成像技术，他的出现方便了数据保存和网络传输[8]。此外，CR摄影速度快并且具备多种图像后处理功能，不仅提高了影像质量，也减少了患者接收到的辐射。胡茂能等[9]分析了尘肺患者和0+期患者的CR胸片与传统高仟伏胸片，认为与高仟伏胸片相比，CR在尘肺病诊断中有着更好的应用价值，能够提高尘肺病诊断的准确率。但是CR也存在着一些缺点，主要是CR的空间分辨率不如传统的X射线照片高，一些肺内正常的肺纹理结构在CR上会被显示成小阴影，这常常会造成假阳性结果的出现。全长健[10]通过对35例早期尘肺病灶研究发现，CR上出现误诊病例和漏诊病例的现象最多，其中误诊率最高的为I期尘肺。其次是CR采用IP板替代胶片虽然可以重复使用，但在重复使用过程中也会刮伤IP板，出现划痕，从而影响诊断结果的准确性。除此之外，目前没有建立尘肺CR诊断标准。
3 数字化X线摄影（digital radiography,DR)
DR成像需要使用X射线探测器采集穿过人体的X射线，通过计算机系统的处理，快速形成我们所看到的图像。DR是一种高级X线摄影技术，在临床实际应用中DR相比于HKV或CR具有更多的临床优势[11-12]。首先DR成像速度更快，所需的检查时间更短，减少了患者接受的辐射剂量，其次DR空间分辨率更高，图像显示更清晰，层次更丰富且图像质量更好。从1990年初至今，已有越来越多的学者看到了应用X线数字成像技术诊断尘肺病的优势，并认可了DR在尘肺病诊断中的作用。国际劳工组织修订的2011版《国际尘肺病放射学分类》中就加入了DR，推出了相关诊断指南[11]。李巍伟[14]通过对109例煤工尘肺病患者的DR和HKV胸片结果分析认为，虽然2种检查在评价较大阴影、大阴影和分期方面一致性好，但是DR能更详细的显示小阴影。刘德军[15]的研究也发现，在尘肺病诊断中，DR可以更加清楚的显示出小阴影。郑柳静[16]通过对比职业性尘肺病患者的高千伏胸片和DR胸片发现，比起HKV胸片，DR胸片不仅对小阴影显示更清晰，对尘肺病的检出率更高，这一点在吴志伟等[17]的研究中也有体现，他们比较了135例尘肺病患者的HKV胸片和DR胸片发现，DR胸片图像质量好，不仅优片率高，而且对于Ⅰ期尘肺的诊断，DR也明显更胜一筹。我国也在最新的2015修订的尘肺病诊断标准中增加了DR胸片作为尘肺病的诊断方法之一[18-19]。
尽管DR具有明显的优势，但是它同CR和HKV一样都是平面成像，它们存在着同样的问题。通过DR拍片得到的图像也是平面图像，结构重叠处的病变往往不能很好地被显示出来，而且DR图像同样也存在密度分辨率低的问题，无法清楚地显示小阴影（直径<3 mm）以及病变内部具体结构。除此之外，王峥等[20]研究发现，由于DR胸片对于肺纹理的显示相较于HKV更加锐利，会导致DR结果中阴性率偏高，罗玉明等[21]的研究也同样发现DR对于尘肺壹期、贰期存在过高诊断，他们认为这是DR胸片参考HKV诊断标准进行诊断导致的，因此建立尘肺病DR诊断标准势在必行。
4 双能量减影（dual-energy subtraction,DES)
DES技术是建立在数字化X线摄影技术基础上的一种检查手段，通过2次曝光把得到的不同能量的2幅影像进行加权减影，选择性减去骨或软组织，从而获得单纯的软组织像、单纯的骨骼像和原始图像。国内外对DES技术的应用研究主要集中在肺内结节、钙化及胸部外伤等疾病的诊断方面[22-23]，但是近年来有研究发现，将DES与DR联合可用于尘肺病的诊断。余梁等[24-25]通过将DES与DR联合使用，分别与HKV、胶片-增感屏X线摄影技术在尘肺病诊断中进行比较，发现DES联合DR在尘肺病的检出、小阴影总体密集度及尘肺并发症的显示上更加优秀，他们认为DES联合DR在尘肺诊断上有着独到优势，可应用于尘肺病的检查及诊断，韩鹏举等[26]也做了相关研究，认为DES联合DR诊断尘肺病，能提高尘肺病的检出率。DES联合DR虽然相比于其他胸部X线图像，能够提供更多有效的肺部信息，但这个方法同样也存在患者会接受更高的辐射剂量的问题[27]。因此，DES在尘肺病中的应用还需要更多的临床研究和探索。
5 计算机X线断层摄影（computed tomography,CT)
CT的发明是影像学领域的极大发展，通过探测器接收穿过人体一定厚度层面的X射线束，然后将其转变为可见光，再经过各种信号转换形成数字，由计算机处理，最终形成一幅CT图像。CT是轴位横断数字成像，CT的出现弥补了传统X线中存在的前后组织重叠的缺点，有利于尘肺的小阴影，肺部间质纤维化改变，胸膜改变以及并发症等的发现[28]。周建中等[29]通过对60例尘肺患者的X线胸片及低剂量CT片分析，认为低剂量CT扫描的图像质量比X线胸片的高，在发现肺部小阴影、肺气肿，肺部钙化灶及胸膜增厚等方面都显著优于X线。刘波[30]也对50例尘肺患者CT片和胸部平片进行了比较，发现CT能检出更多的钙化、淋巴结肿大或小矽结节等，这些都证实了CT对尘肺病的诊断更加准确全面，对病变的显示更加清晰详细。与普通CT相比，高分辨率CT(high resolution computed tomography,HRCT）采用高分辨率重建算法进一步提高了空间分辨能力，对肺部早期纤维化、微结节和轻微肺气肿等病变及病变内部结构显示更佳[31]。曹子文等[32]进行了尘肺病患常规CT和HRCT资料的比较，认为HRCT在观察肺间质改变上比常规CT具有优势，吴富巨等[33]分析了70例陶工尘肺病患者的部DR、常规CT和HRCT结果，发现HRCT对于尘肺病灶的检出率要高于DR与常规CT。CT后处理技术也是一个重要亮点，如多平面重建技术，可以利用后期处理软件，通过对原始的横轴位图象的处理，进行多平面重组，以获得标准线上组织器官或者病变各个角度的切面图像，充分显示病变的边缘以及病变与血管的关系、病变的具体细节等，有助于区分尘肺病和其他肺部肿块疾病[34]，还有平均密度投影，在尘肺大阴影的评价上具有明显优势[35]。
导致尘肺病发生的致病性粉尘有很多种，其中最主要的就是游离SiO2。而双能量CT扫描技术就是一种可以确定肺组织中SiO2含量的方法。他能够对患者肺内SiO2进行定量分析，为尘肺病诊断分级提供更多有用的信息。通过对尘肺病患者和非接尘人员的双能量CT的分析，王英杰等[36]证实了应用双能量谱CT可以定量检测肺组织内SiO2的含量。朱春梅等[37]利用双能量CT可以定量测定肺组织内SiO2含量的特点，探测出SiO2含量与尘肺病CT表现之间存在剂量效应关系。双能量CT扫描技术为尘肺病临床诊断提供一种更加客观专业的方法。
作为尘肺病诊断有力的辅助手段，CT大大提高了尘肺诊断和鉴别诊断的准确性，但是CT仍然存在一些需要解决的问题。（1）国外虽然很早就开发出了一种尘肺的CT扫描分级标准[38]，但是该标准在日本以外地区使用并不广泛，所以建立一个国内外公认的CT诊断标准是亟待解决的问题，目前，在诊断尘肺中CT只能作为一种辅助检查手段，可以是有争议的X线胸片的重要补充。（2）做CT检查所接受到的辐射剂量要比胸片大。（3)CT检查费用比普通胸片高很多。
6 磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI)
MRI和CT一样也是断层成像，它通过人体内氢质子的磁共振现象获得所需的电磁信号，再经过对信号的一系列处理（接收、空间编码和图像重建等），产生MRI图像。MRI最大的优点就是软组织分辨率高，对比度好，所获得的图像清晰，他在煤工尘肺肿块与其他肺部肿块样病变的鉴别诊断中具有很高的应用价值[39]。但是，MRI一般是用于神经系统和其他软组织的检查，而且其空间的分辨力低，对肺部纤维化和钙化成份不敏感，因此并不适合于肺小病变的诊断。除此之外，MRI的价格非常昂贵，禁忌证较多，扫描速度慢，无法在患者1次屏息中完成扫描，所以很少用于尘肺病的诊断。7 正电子发射型计算机断层显像检查技术（positron emission conuputed tomography,PET/CT)
PET/CT是结合PET和CT两种技术形成的一种检查方式。PET可以反映病灶的代谢、分子或功能等信息，CT可以提供详尽的解剖结构信息，两种成像技术相辅相成，可以早期快速发现病灶，并对病灶进行精确定位及良恶性判断。所以国内外有许多研究者利用PET/CT鉴别肺癌与肺部良性结节或肿块病变[40-41]，但很少有人采用PET/CT诊断尘肺。PET/CT在尘肺诊断中主要用于鉴别尘肺大阴影与肺癌。CHOI等[42]通过对49名尘肺病患者PET/CT结果进行分析发现，PET/CT可以在肺癌和尘肺的进行性大块纤维化（PMF）的鉴别中发挥重要作用，但国内有研究者通过对PET/CT误诊的尘肺病例研究发现，尘肺患者肺部不同大小的、不同肺区的病变对放射性物质摄入量不同，而对于高代谢病灶，他们很容易被误诊为肺癌[43]，所以还需要更进一步的研究。综上所述，尘肺病尚未有治愈的方法，只能通过脱离原来的工作环境、积极治疗相关并发症、提高自身身体素质等一系列措施来延缓尘肺病的发展进程。因此，早期尘肺病的影像学诊断至关重要。尘肺病的影像学检查方法各有优势，如CT是轴位横断数字成像，可以为尘肺病的诊断和鉴别诊断提供很多有效信息，MRI在区分尘肺肿块和其他肺部肿块样病变方面有着巨大优势，但是现在施行的尘肺病的影像学诊断标准只是根据高千伏X线胸片和DR胸片制定的，所以应该加快研究步伐，建立新的尘肺诊断标准，让尘肺病的影像学诊断更加科学、准确。
作者声明本文无实际或潜在的利益冲突
参考文献
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