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肺结节平直征(刀切征)的病理机制及影像学诊断价值
摘要
平直征(刀切征)是胸部CT中肺结节边缘的局部平直切迹,其形成与肿瘤生长模式及周围组织反应密切相关。本文结合病理机制与影像学特征,探讨平直征在良恶性肺结节鉴别中的价值,并提出综合诊断策略。研究表明,平直征需联合其他恶性征象(如分叶、毛刺)综合分析,其在肺腺癌中的特异性较高,但单独存在时诊断意义有限。
一、引言 肺结节的良恶性鉴别是胸部影像学的重要挑战。近年来,高分辨率CT(HRCT)的广泛应用使得肺结节的形态学特征(如分叶征、毛刺征、胸膜凹陷等)成为诊断关键。其中,“平直征”(straight edge sign)或“刀切征”(knife-cut sign)作为一种特殊边缘特征,逐渐受到关注。本文旨在通过文献回顾,解析其病理机制及影像学诊断价值。
二、平直征的病理机制 平直征的形成与结节生物学行为及周围结构相互作用相关,良恶性病变中均可出现,但机制不同。
1.恶性结节的病理基础 恶性肺结节(如肺腺癌)的平直征多与以下机制相关:
1)浸润性生长受限:肿瘤细胞向周围肺组织浸润时,若遇到阻力较大的结构(如血管、支气管或胸膜),局部生长受限,形成平直边界。研究表明,约60%的周围型肺腺癌在HRCT中可见平直征,且多与胸膜凹陷相关(参考文献1)。
上图:右肺中央型肺癌,红箭头指示平直征,黄箭头指示突入气管内。
2)伏壁式生长模式:2015年WHO肺肿瘤分类提出,贴壁型生长(lepidic pattern)的肺腺癌倾向于沿肺泡壁匍匐生长,形成相对规则的边缘,而局部纤维化或间质反应可导致平直切迹(参考文献2)。
3)肿瘤异质性:肺腺癌常表现为混合型生长(贴壁型、腺泡型、乳头型等),不同区域生长速度差异可能导致边缘不规则,其中平直征可能反映侵袭性较低的区域(参考文献3)。
上图:肺腺癌,免疫组化高别结果,乳头状癌为主,胸膜下结节显示平直征。
上图:右肺腺癌,(红箭头)可见刀切征。(右上肺结节)肺组织内见一结节状病变,结节内见肿瘤细胞呈腺样(约50%)、乳头状(约30%)、贴壁样(约10%)、复杂腺样及筛状(约5%)、微乳头样(约5%)排列,没润性生长,细胞中-重度异型,核呈卵网形、短杆形或不规则形,染色质增粗,部分可见核仁,核分裂象可见。
2. 良性结节的病理基础良性病变中,平直征的形成机制包括:
1)纤维包裹或瘢痕收缩:炎性肉芽肿(如结核球、隐球菌结节)或机化性肺炎在愈合过程中,周围纤维组织增生可形成光滑的平直边缘(参考文献4)。
图示:炎性肉芽肿的平直边缘,似乎为刀切。治疗后病灶吸收减少。
机化性肺炎(Organizing Pneumonia, OP)的病理机制病理演变过程:
急性炎症期-肺泡腔内渗出纤维素、炎性细胞(中性粒细胞、淋巴细胞)及水肿液。
机化期(关键阶段)-成纤维细胞和肌成纤维细胞迁入肺泡腔,形成“Masson小体”(纤维母细胞团块),并分泌胶原纤维。病变区域逐渐被肉芽组织替代,形成实性结节或斑片状病灶。
纤维收缩与边缘塑形-机化性肺炎的纤维化过程呈局灶性、不均匀分布,但病灶周围常因肺间质反应性增生形成纤维隔,牵拉病灶边缘使其平直化(图)。
若病灶邻近胸膜,胸膜下纤维化进一步强化平直边缘(参考文献:Park CM et al., Radiology 2009)。
图示:炎性肉芽肿病变,边界垂直胸膜面的平直征,宽基底与胸膜向贴,仔细观察胸膜与结节之间见细线影,代表结节良性特点。
上图:非典型结核球,边界清楚,平直及尖角,周围无卫星病灶,诊断较为困难。左肺上叶前段病灶术后,病理诊断为结核。
结核肉芽肿病理分期:
急性期-结核分枝杆菌感染引发局部坏死性肉芽肿性炎,中央为干酪样坏死,周围包裹类上皮细胞、朗格汉斯巨细胞及淋巴细胞浸润。
愈合期-机体免疫控制感染后,成纤维细胞活化并分泌胶原纤维,逐渐替代坏死组织和炎性细胞,形成致密纤维包膜。
纤维包裹与收缩-纤维包膜由Ⅰ型、Ⅲ型胶原蛋白构成,质地坚韧,均匀包裹肉芽肿(上图)。
随着时间推移,纤维组织收缩牵拉周围肺实质,使结节边缘趋于平直光滑(类似“刀切”外观)。
影像对应:CT上表现为边缘平直、密度均匀的结节,常伴钙化(如层状钙化)或卫星灶(周围小卫星结节)(参考文献:Jeong YJ et al., AJR 2005)。
上图:结核结节,冠状位左肺上叶沿支气管走形方向,病变最大径与肺轴向和纵向成一定角度。平直、尖角征、卫星灶、薄环状钙化影多种征象。
上图:结核结节边界所示(红箭头)边界平直,内部见散在钙化。
上图:隐球菌结节,病例来源中国医学影像联盟。
球菌结节(Cryptococcoma)病理特点:新型隐球菌感染形成黏液样肉芽肿,中央为菌体和坏死碎屑,周围可见组织细胞、淋巴细胞及多核巨细胞浸润。
愈合期:巨噬细胞吞噬病原体后,成纤维细胞增殖并形成纤维包膜,逐步取代炎性成分。
纤维化特点:隐球菌结节的纤维包膜较结核球薄,但因含较多黏液样基质,收缩力较弱,边缘平直但可能略不规则。CT上平直征常伴低密度区(黏液成分)或轻度强化。(参考文献:Lindell RM et al., Radiology 2007)
2)胸膜牵拉:部分良性结节(如炎性假瘤)邻近胸膜时,胸膜反应性增厚或粘连可导致结节边缘平直(参考文献5)。
上图:结核结节的胸膜牵拉,慢性纤维化期成纤维细胞增殖,胶原沉积,胸膜增厚(可达数毫米),并与肺实质形成致密纤维性粘连。
结核结节周围的肺组织因纤维牵拉而变形,结节边缘被“绷紧”呈平直状。
影像-病理对应-CT表现:结节邻近胸膜处边缘平直,伴胸膜均匀增厚(无结节样突起),局部可有线状索条影(纤维牵拉)。
图示中,方框内所示为中央层面的病灶区域,整体观察呈现较为显著的膨隆形态。红色箭头明确标识出病灶局部存在的凹陷特征。黄色箭头则指向受牵拉的条索状影平行延伸至病灶表面,并在病灶表面与胸膜之间呈现平行分布。此外,远端胸膜存在粘连现象。综合这些征象,病灶明显表现出内部促纤维成分的存在,并处于收缩状态。
三、影像学诊断价值 平直征在良恶性鉴别中具有提示意义,但需结合其他影像特征综合分析(表1)。
1. 恶性结节的影像学特征
平直征伴随其他恶性征象:
分叶征:约80%的恶性结节可见分叶,若合并平直征,特异性显著提高(敏感性72%,特异性89%)(参考文献6)。
毛刺征:毛刺反映肿瘤向周围间质浸润,与平直征共存时高度提示恶性。
胸膜凹陷:平直征常与胸膜凹陷相连,多见于肺腺癌(参考文献7)。
动态变化:恶性结节的平直征在随访中可能伴随体积增大或实性成分增加(参考文献8)。
上图:肺腺癌:80%的恶性结节可见分叶,若合并平直征,特异性显著提高(敏感性72%,特异性89%)。
2. 良性结节的影像学特征
钙化或脂肪密度:错构瘤或结核球的平直征常伴爆米花样钙化或脂肪密度(参考文献9)。
图 1 肺错构瘤的典型表现: 边界清楚肿块,含钙化、脂肪,非钙化部分具有“低密度、低强化”特点,平扫CT值33 HU,增强38 HU
图 2A、B 为同一病例。A. 病理切片( HE × 200) 报告: ( 右上肺结节) 软骨组织呈分叶状,周边被覆支气管上皮呈裂隙状,病变考虑( 肺) 软骨瘤性错构瘤; B. 右肺门浅分叶结节,边界清楚,呈“低密度、低强化”,平扫 CT 值 26 HU,增强 31 HU
图 3A ~ C 为同一病例。A. 病理切片( HE × 200) 报告: ( 右上肺肿物) 送检8cm×6cm×4cm 肺组织一块,内有直径3 cm 灰白色结节一个,质脆。镜下: 符合软骨性错构瘤,未见癌; B、C. 病灶内强化不均匀,但低强化部分与高强化部分的界面仍具有良性病变边缘清楚、 光滑的特点,即“强化分界征”
图 4A ~ C 为同一病例。A.病理切片( HE×200) 报告: ( 右下肺肿物) 肿瘤呈分叶状,表面被覆单层柱状上皮,肿瘤主要由软骨、脂肪和纤维构成,病变符合肺错构瘤; B、C. 病灶呈“强化分界征”,平扫CT值31 HU,增强扫描低强化区 CT值28HU,高强化区 62 HU。卫星灶:结核球周围常见卫星灶,平直征可能由纤维包裹导致(参考文献10)。
病例:该患者为76岁男性,经检查发现患有结核肉芽肿病变。影像学结果显示,右肺上叶分叶状结节影,并呈现尖角征及部分平直征象。此外,周围可见斑点状及小结节状类似病灶伴纤维化病灶,并伴有牵拉性肺气肿改变。综合各项检查结果,最终病理结果证实为结核病变。炎性背景:机化性肺炎的平直征多伴周围磨玻璃影或支气管充气征(参考文献11)。
图示信息,炎性肉芽肿。男,79岁。检查时间(2023.7.9)。左肺舌叶及右肺中叶内侧段明显的长条索状影,左肺舌叶区域更呈现出广泛的支气管扩张及条索影。其中,左肺舌叶的主要病灶表现为片状实变影,其基底部较宽且紧贴纵隔胸膜,远端逐渐变细并向远心端延伸。此外,病灶与胸膜之间呈现出幕状粘连的现象,病灶前缘局部平直并略显内凹。
3. 诊断局限性 技术依赖性:HRCT层厚≤1mm可清晰显示平直征,而常规CT(层厚5mm)可能漏诊(参考文献12)。非特异性:约15%的良性结节(如炎性假瘤)也可表现为孤立性平直征(参考文献13)。
四、综合诊断策略
基于文献与临床实践,推荐以下诊断流程:
1)多征象联合分析:若平直征合并分叶、毛刺或胸膜凹陷,恶性概率>85%(参考文献14)。若平直征伴钙化或卫星灶,优先考虑良性病变。
2)功能影像学补充:PET-CT中SUVmax>2.5支持恶性(敏感性90%,特异性83%)(参考文献15)。动态增强CT:恶性结节多呈明显强化(CT值增加>20HU)(参考文献16)。
3)短期随访:对不确定结节(直径6-8mm),建议3个月后复查HRCT,观察平直征是否伴随体积变化(参考文献17)。
五、讨论与结论 平直征作为肺结节边缘特征之一,其诊断价值在于反映肿瘤与周围组织的相互作用。尽管在肺腺癌中具有较高特异性,但单独使用时诊断效能有限。未来研究可结合人工智能(AI)模型,量化平直征的角度、长度及其与周围结构的关系,进一步提高诊断准确性(参考文献18)。
结论:平直征是肺结节良恶性鉴别的重要线索,需联合形态学、功能影像及临床背景综合评估。放射科医生应熟练掌握其病理机制及影像特征,以减少误诊并优化临床决策。
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