肺段间平面的解剖学实质与CT表现

摘要

背景和目的:
　　 肺段间平面是肺段的边界，它是一层插入相邻肺段间的组织间隔，虽然有学者提出邻接肺段之间有支气管交通支，但是普遍和经典的观点仍认为肺段间平面在形态和功能上分隔了相邻的肺段。目前对于该结构的解剖学及影像学研究并不充分，上世纪50年代起至今，对该结构的研究主要集中在肺表面及断面的表现。通过观察，发现它在肺表面呈锯齿状，而在断面上有肺段间静脉经过。虽然在2000年后出现了关于虚拟人的报道，但由于虚拟人数据是通过对整尸进行铣切，肺段没有灌注，所以目前还没有针对肺段间平面的三维重建报道，故而其三维形态也无从而知。另外，从组织学的角度出发，肺内其他结构研究得较为彻底，但是对肺段间平面的详细报道目前未见，只在部分文献中登载了其低倍光镜下的组织学表现。影像学关于肺段间平面的报道也较少，国外学者在对肺韧带的影像学研究中无意发现该结构伸入下叶位于左下肺静脉下方的部分形成介于内侧底段和后底段之间的段间平面，并研究了该段间平面的影像学表现。但该文献并未涉及其他位置的段间平面，也未阐明段间平面CT表现不恒定的原因。
　　 随着胸外科技术的快速发展，以肺段切除术为代表的一系列新手术方式运用于临床，其优越性主要体现在切除范围小、有利于保存术后肺功能、对患者创伤小、利于患者术后恢复等。胸外科医师投入大量精力发展了一系列术中定位肺段间平面的方法，临床对肺段间平面的研究在步步深入，而目前关于肺段间平面的解剖学及影像学研究已不能满足临床的发展。
　　 所以，本研究紧扣临床关注的问题，深入研究了肺段间平面的影像学表现及其解剖学实质。关于其影像学表现的研究可以指导医师术前定位段间平面，而关于其本质的研究可以帮助我们进一步了解该结构的作用，解释其影像学表现的原因，并设计新的使其显影的影像学方法。
　　 材料与方法:
　　 1.肺段间平面的解剖学实质研究。
　　 (1)肺段间平面的HE染色:取新鲜段间平面组织块经过常规脱水、石蜡包埋、组织切片和HE染色，光镜下下观察肺段间平面的组织结构。
　　 (2)透射电镜:常规组织前固定和后固定后行超薄切片，透射电镜观察。
　　 (3)扫描电镜:常规组织固定、叔丁醇梯度脱水干燥、喷金，行扫描电镜观察。
　　 (4) Micro-CT扫描，比较段间平面的厚度。球管电压49 kV，电流100μA，空间分辨率8.9μm。原始图像大小4000×2672像素。原始图像经NRecon重建后获得二维平面图像。
　　 2.观察MSCT上肺段间平面的直接表现。从1075例临床胸部MSCT图像中，筛选出肺部没有明显异常的104份图像。扫描硬件参数:64排多层螺旋CT(GE，USA)，球管电压，120 kV;电流110mA;图像分辨率512×512;扫描层厚为0.625毫米。在相同的参数设置条件下（窗宽:1200Hu;窗位:-700Hu），用eFilm软件打开MSCT图像，观察段间平面直接的影像学表现。确定肺段间平面的标准（1、必须是线状高密度影;2、必须连接至肺段间静脉;3、必须在横矢冠三种平面都可见）。
　　 3.研究导致肺段间平面在MSCT上显示的直接原因。
　　 (1)首先是不同位置肺段间平面的厚度差异分析。我们根据在MSCT图像中是否可视为依据，将肺段间平面分为“可视”段间平面与“不可视”段间平面。前者以左肺S7-S10为代表，后者以S6-S7为代表。我们在新鲜尸体肺的以上位置分别切取10例和20例组织块，在染色干燥后行Micro-CT扫描，并测量两种肺段间平面的厚度。用independent-t检验来比较可视与不可视肺段间平面的厚度差异。
　　 (2)在明确厚度的差别后，我们又对胎儿肺行3.0T和7.0T磁共振扫描，目的是确定不同种类的肺段间平面的厚度差是否由先天因素造成。7.0T磁共振扫描仪(70/16 pharma Scan，Bruker BiospinmbH，Germany)，参数如下:T1-weighted序列:TR:384.4 ms, TE:15.8 ms, matrix size:512×512, NEX:1,OV:6×6 cm, and the acquisition time:14 m32 s.T2-weighted: slice thickness:0.5mm, slice interval:0.5 mm, and the parameters:R:17000.0 ms, TE:50.0 ms, matrix size:256×256，扫描次数:4，FOV:6cm×6 cm，and the acquisition time:28m15s.扫描层厚8mm，层间距0.8mm。3.0T磁共振扫描仪(General Electric，Milwaukee，USA)参数如下:T1-FLAIR序列:TR:2，580.0 ms，TE:23.4 ms，matrix size:512×512，扫描次数1;and T2-weighted序列:TR4600.0 ms，TE111.6ms，matrix size:512×512，and扫描次数1，层厚2 mm;层间距1.5 mm。
　　 (3)确定年龄因素与肺段间平面的显示之间的关联。将104例MSCT图像根据年龄分为年轻组（平均29.6岁，年龄跨度23-47岁）和年老组（平均年龄68.1岁，年龄跨度62-81岁）。用卡方检验来比较两组人群肺段间平面出现率的差别，用直线回归法来确定每个MSCT图像中出现肺段间平面个数与年龄之间的关系。
　　 结果:
　　 1.肺段间平面的解剖学实质
　　 肺段间平面是由三层结构构成，周围为相邻两个肺段的肺泡壁，中间填充大量的胶原纤维。肺泡壁上皮细胞通过紧密连接相连，可防止肺泡内物质进出;胶原纤维的方向与肺段间平面的走行方向一致，而且胶原纤维就发自肺泡壁，胶原纤维间见成纤维细胞。
　　 2.肺段间平面的影像学表现
　　 (1)根据该标准我们发现，在MSCT中右肺的S1-S3，S4-S5和S7-S10，它们的出现率分别为71.2％，54.8％和70.2％;左肺的S1+2-S3，S4-S5，S7-S8 and S7-S10，它们的出现率分别为39.4％，64.4％，18.3％和89.4％。肺段间平面的影像学表现可分为三类，第一类最多见，表现为高密度的线状影，连接段间静脉和肺的纵隔面;第二种情况少见，高密度线状影出现在肺中部，不连接肺的纵隔面;第三种情况，这种线状高密度影出现在肺底，右肺出现率为5.8％，左肺出现率为34.6％。通过连续层面追踪观察以及三维重建图像的证明，我们发现S7-S8之间的段间平面往往从两段的上部延续到肺底。该段间平面从左下肺静脉的下方出现，一直持续出现到肺底平面。
　　 (2)厚度是导致肺段间平面可视的根本原因。MSCT图像中可视段间平面的平均厚度为681.3±75.3μm，不可视段间平面的厚度为221.7±54.1μm，厚度差有统计学差异。
　　 (3)段间静脉的变异与段间平面的可视性关系密切，变异的主要类型是段间静脉的消失与位置过于靠近肺的纵隔面。
　　 (4)年龄因素与肺段间平面的可视性无关。
　　 (5)结果在7.0T-MRI图像中，左肺S7-S10的出现率类似于成年人MSCT表现，而右肺底S7-S8亦见肺段间平面，所以，先天因素是造成该平面厚度差的重要原因，但后天的发育、呼吸运动和体位因素也无法排除。同时，可证明在段间平面内有组织液的存在。该组织液与段间平面的厚度之间的关系不明，是组织液量增加使得段间平面变厚，还是本来段间平面较厚从而容纳了更多的组织液。
　　 结论:
　　 肺段间平面由三层结构构成，周围层为相邻肺段的肺泡壁，中间层为胶原纤维;在特定的位置肺段间平面厚度较厚，在MSCT图像表现为高密度线状影，厚度较薄的位置在MSCT无法显示。

目录

声明

摘要

创新点

研究背景及目的

第一部分 肺段间平面的解剖学实质研究

材料与方法

结果

第二部分 肺段间平面的MSCT图像表现研究

材料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

致谢

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