螺旋孤立子（共6篇）
螺旋孤立子 篇1
引言
台风 (或热带风暴) 是一种重要的天气过程, 也是形成自然灾害的主要原因之一, 历来受到国内、国际气象学界的高度重视和持续研究.台风实际上是一个复杂的动力学系统, 无论是它的形成过程和物理机制的基础研究, 还是其路径预报和路径突变预测的业务模式试验以及观测资料的获取、积累和分析, 都需要多学科的交叉研究.
中国是一个台风频发的国家, 在台风的观测、数据获取、分析和数值模拟、预报业务和灾害评估等方面, 都有长期的研究积累, 特别是台风形成机制, 发生、发展与演化的动力学过程的基础研究, 以及与此相关的应用研究 (例如灾害天气预报, 海气相互作用, 高层建筑和跨海大桥结构的技术规范制定, 等等) 已经取得了很多成果, 研究工作也在大气和海洋等科学领域获得深入的进展[1].
本质上, 台风是三维的热带海域上形成的暖中心气旋性低压涡旋, 由于地球的自转产生的科里奥利力使其具有螺旋结构, 从非线性动力学的观点来看, 台风所受的作用主要是平流作用、耗散作用和频散作用, 其中平流作用是一种非线性作用, 它使波形变得陡峭凸起;频散作用使波形展宽而畸变;而耗散作用则使波幅衰减.由于在台风的形成过程中, 从洋面上吸收了大量的凝结潜热来抵消由于涡黏性而消耗的能量, 当这些对抗因素达到平衡时, 台风就以定常速度行进并保持螺旋结构的稳定, 且具有较长的寿命周期.事实上, 根据气象卫星和世界气象观测台网的实际观测资料证实, 一般台风的寿命在6天左右, 在登陆后很快消亡;但是也有一些台风具有较长的寿命, 1971年大西洋上的Ginger飓风的寿命长达一个月, 这说明台风的大尺度螺旋结构是非常稳定的.
1 台风的基本动力学特点
台风可以看作是耗散的非线性动力系统, 概括起来, 它有下述3个显著特点: (1) 具有大尺度强螺旋结构; (2) 具有较长的寿命; (3) 弥散、耗散和非线性作用平衡的结果使它具有局域的形态结构.
从天气学角度研究其稳定形态, 一般是采用第2类条件不稳定性理论, 也就是说, 在热带或副热带海面上 (海面温度在26◦C以上) , 受太阳直射使海水温度升高而蒸发, 提供了充足的水汽, 水汽在抬升中发生凝结, 释放大量潜热, 促使对流运动的进一步发展, 使海平面处气压下降, 造成周围的暖湿空气源源不断地流入补充, 然后再抬升, 如此不断循环, 形成正反馈, 在条件合适的广阔海面上, 循环的影响范围将不断扩大, 可达数百至上千公里, 即第2类条件不稳定 (conditional instability of second kind, CISK) 机制, 在此基础上, Anthes[2], Yamasaki[3]最早建立了台风动力学的数学模型.
而非线性动力学的着眼点则是台风的气旋性低压涡旋特性, Moiseev等[4,5]曾认为哈密顿系统相关函数中出现螺旋分量时就会形成大尺度拟序结构, Moffatt等[6]和刘式达等[7]则提出螺旋度概念是描述这类涡旋运动的主要的拓扑不变量, 螺旋度由螺旋度密度h的局域体积分确定, 因为螺旋度密度h可以由涡量与湍流速度场二者的点积运算表示, 即:h=U·ω, 它包含了流场U与涡旋ω两种运动模态之间的耦合, 当速度流场具有涡旋运动形态时, 螺旋型小尺度速度场U便形成大尺度流场, 它具有速度流场平均值不为0的性质, 实际上是湍流场在低螺旋度密度值下, 对流在水平方向发展的螺旋形态, 地球的自转特性是其激发因素之一, 而湍流内禀的随机性也是形成大尺度空间拟序结构的原因之一, 台风就是这种大尺度螺旋结构的一种运动形态.
当把上述两类观点结合起来, 在非线性动力学的框架下, 思考和探讨台风的运动形态, 特别是能量的局域稳定性时, 一个很自然的问题产生了, 这就是台风与自然界广泛存在的另一类相当普遍的非线性现象——孤立子, 具有非常相似的动力学性质, 孤立子起源于一维浅水波的研究, 也就是著名的非线性Kd V (Kortweg de Vries) 方程, 若用u (x, t) 表示沿x方向的行波速度, ux表示u对x的一阶偏微分, uxxx为其3阶偏微分, 则有ux+6uux+uxxx=0, 记a为波幅, 则它的孤立波解为u (x, t) =2a2sech2[a (x-4a2t) ], 它可以长时间保持行进速度和波形不变, 两个不同波幅的孤立子沿着同一行进方向碰撞之后, 可以分开而恢复, 各自原来的波形基本不变, 这是由于弥散项uxxx与非线性对流项uux两种对抗因素巧妙平衡的结果.其后在等离子体, 磁流体, 引力波, 木星上的红斑, 螺旋星云中都发现具有孤立子特性, 其中值得一提的是光孤立子, 它在光缆通信中已经显示出巨大的应用潜力[8].
2 实验的初步结果
台风这种与孤立子特性相似的性质, 能否将它看作是自然界中存在的一类具有三维螺旋形态的孤立子?
为了探讨这个问题, 本课题组曾在中国科学院大气物理研究所已有研究工作的基础上[9], 根据Anthes[2], Yamasaki[3]建立的数学模型, 在文献[9]的大型地球流体模拟转盘实验设备的基础上, 设计了新的动力学实验, 在动力学相似、几何相似和边界条件相似的条件下, 采用红外线热源加热方法, 首先较好地模拟了自然界中台风的大尺度螺旋结构和基本流场等动力学的宏观特性.然后, 又在Zabusky等[10]研究Kd V方程的著名的数值实验的启发下, 进行了两个模式台风相互碰撞作用的动力学实验[11], 由于这种实验极为困难, 加之设备与实验方法的局限, 只得到了相互碰撞之后, 显示出重新分离和恢复基本形态的趋势, 初步显示了台风具有孤立子的主要动力学特性以及稳定的结构[12].实验结果虽然在《Physical Review E》上发表, 但是, 在大型转盘上, 碰撞过程已经处于能够全程显示的尾部, 时程很短, 也不能确知热源的残留影响是否已经完全消除, 因此, 是否可以将台风看作是一种大尺度螺旋孤立子的问题, 仍未得到一个确定的结果 (见图1) .正如当前物理学界普遍认为的, 孤立子的基本概念是从描述浅水孤立波的简单的一维Kd V方程发展而来[13], 如何将它用于研究像台风这类结构与动力学行为极其复杂的对象, 是一个新的重要的研究课题, 其重要性在于, 研究台风的孤立子特性是一条新的途径, 可以加深人们对台风的形成机制和动力学特性的了解.判断是否为孤立子, 不能苛求于碰撞后能否分离和恢复形状, 而是着重研究它的动力学的局域特性.同时, 孤立子理论的基本概念也应当扩展, 以期能刻画像台风这样极端复杂的一大类自然现象.
本课题组对这个问题进行过一定的探讨和实验研究, 体会到它的极端复杂性.因此, 希望多学科的融合研究, 特别是随着科学界对台风和孤立子这两类复杂的非线性系统研究的深入, 人们有可能在这两类非线性动力系统的局域稳定的运动模式和形态结构方面, 进行深入仔细的比较研究和数值模拟实验, 由于数值实验比大型流体转盘实验更为灵活, 也较少受条件的限制.因此, 可以期望能够进行双台风的并合与互旋实验 (在两台风眼的连线方向上彼此靠近, 相互作反时针方向旋转, 即:藤原效应 (Fujiwhara effects) ) , 以及相互碰撞实验, 在严格的意义下, 对是否可以将台风看作是一种大尺度螺旋孤立子的问题, 给出明确的理论与实验结果, 这对于深刻认识台风的动力学特性, 具有重要的实际意义.此外, 也体现了台风是进行多学科交叉研究和学科融合研究的非常合适的一个课题, 也是一个属于源头创新的课题.
3 学科交叉与融合研究的起点问题
2012年10月26日, 北美沿海区域遭受了200年来最大的一次飓风桑迪 (Sandy) 的肆虐, 螺旋云带达到3 200 km, 过境区域已是一片泽国, 尽管有气象卫星的云图和天气监测网及时的数据汇集, 对该飓风的路径预报仍然非常困难, 并处于不断修正的过程 (见图2) .中国沿海地区, 特别是台湾以及美国、英国等的海洋大气科研机构, 都在大力投入力量从多方面开展对包括台风 (飓风) 在内的灾害天气的预报研究.多学科的交流和学术思想与方法的交叉融合, 对于复杂的自然现象的探讨是非常必要的, 这种学科交叉融合的一个实例就是中高纬度地区阻塞形势的发展和洪涝灾害的形成, 可以用天气尺度 (约5 000 km) 的包络Rossby孤立波 (以及非线性薛定谔孤立波) 进行深入的研究, 已取得丰硕成果, 由于孤立子具有波和粒子的两重特性 (不同尺度的波粒二象性) , 包络Rossby孤立波体现的是“波”的特征[14];而上述学术观点和相应的研究途径强调的则是它的“粒子”特性, 特别是运动的螺旋形态和能量的局域维持特性, 它可以看作是大气科学、海洋科学和非线性科学领域里的一种学科交叉与融合的基础研究, 其理论意义和应用价值在于:
(1) 从非线性动力学的观点来看, 将20世纪以来在非线性科学方面取得的重要进展——孤立子理论与热带气旋的动力学研究结合起来, 提出并通过数值模拟实验试图证实台风是自然界的三维螺旋孤立子, 表明这是研究台风基本理论的一条新的探索途径.
(a) 美国宇航局 (National Aeronautics and Space Administration, NASA) 所属“大地”监测卫星搭载的中分辨率成像光谱仪 (MODIS) 于2012年10月26日拍摄了这张可见光图像.图中可以看到这一飓风挟带的巨大云系, 延伸超过3 200 km.当时桑迪飓风的中心位于巴哈马群岛上空, 飓风眼此时清晰可见, 而其西部边缘则扫过美国东南部海岸地区. (b) 飓风导致的洪水.
(2) 孤立子理论本身是从一维的浅水波Kd V孤立子发展起来的, 它与气象学的研究对象之一——热带气旋结合起来, 可以拓宽与充实孤立子理论本身.因此, 这个课题的研究具有一定的新颖性和重要的实际意义.
4 守恒与平衡运动形态
本文的着眼点主要是根据孤立子理论和孤立子的动力学特性, 试图探讨台风具有的三维螺旋孤立子特性.为此, 下面将要概括地论述台风的主要而基本的非线性动力学特点, 通过分析它与孤立子动力系统的相似之处, 进而确定一个新的研究途径.
台风是三维的气旋性低压涡旋, 垂直尺度与水平尺度的比值约为1∶50, 气压、湿度和风场的分布近似为圆对称, 涡旋半径一般为500∼1 000 km, 外区是螺旋云带, 中区是最大环状风速区, 有强烈的对流与降水, 内区是环形云墙形成的眼区, 范围约为10∼70 km, 此处风弱、干暖和少云.以垂直方向为轴而强烈地旋转, 气流从底层流入, 到达中层时形成强大的垂直气流, 径向风分量很小, 主要为切向风分量.顶层气流流出继而与周围空气混合后下沉, 形成径向一垂直环流圈.垂直高度范围在10∼20 km, 在这个高度上, 离眼区中心100∼150 km以外, 是反气旋环流将气流抽吸出去, 造成台风中心出现很低的气压.当科里奥利力、离心力和气压梯度处于准平衡状态, 旋转大气系统满足下述方程
式中, p为大气压力, ρ为大气密度, vλ为切向速度, f为科里奥利参数, r为台风涡旋流场的半径.
这种平衡使得台风具有稳定的大尺度旋转结构, 计算机数值模拟实验能够模拟出这种三维的基本流场结构.
根据Charney和Eliassen提出的第二类条件不稳定性理论 (CISK) , 在积云对流发展过程中, 水汽的凝结、潜热的释放对大气加热的正反馈作用在台风的形成中起着重要作用[1].Anthes[2]和Yamasaki[3]给出了描述这种运动形态的数学模型, 在圆柱坐标系内的原始方程实际上就是计入科里奥利力的Navier--Stokes方程.对这些方程作某些简化后进行尺度分析和无量纲化, 可以求出一组无量纲参数 (包括Rossby数, Ekman数, Prandtl数, Froude数等) , 作为建立数值实验模型和进行数值模拟实验的依据.为了准确地模拟由原始方程描述的自然界的大尺度螺旋运动, 数值模拟实验必须满足动力学相似、几何相似和边界条件相似等约束条件.模拟实验是建立在严格的相似理论基础之上, 满足动力学与热力学的约束条件, 因此, 数值实验不仅要模拟出台风的一般特征, 也要模拟出温度场、流场、眼区等重要结构, 并与实际观测资料以及天气学观测事实相符合.在此基础上, 实现2个台风相互作用的动力学过程的模拟才能具有可靠的数理基础.由2个台风的相互作用形成的并合与互旋运动已由气象卫星提供的许多云图所证实 (这个现象, 由日本气象学家藤原于1923年在水流实验中首先观测到, 尔后为实际观测所证实 (见图3) , 特别是近年来在西北太平洋出现过的“双台风”, 甚至“多台风”情况, 如2006年的“玛利亚”、“桑美”和“宝霞”;2009年的“芭玛”和“茉莉”;2010年的“狮子山”、“圆规”和“南川”;2011年的“海马”和“米雷”;2012年的“苏拉”和“达维”台风等) , 这一过程发生得非常迅速, 观测自然非常困难, 至今还未获得全过程的清晰的卫星云图.因此, 模拟实验和数值实验研究就更有意义.
(a) 风云FY2E卫星2012年8月30日09时35分拍摄的“天枰-布拉万”双台风卫星云图, 云图中左下位置为“天枰”, 右上位置为“布拉万”. (b) 1974年时, 飓风Ione及飓风Kirsten之间发生了彼此靠近、相互作反时针方向旋转的互旋运动.
5 动力学的相似性
综上所述, 可以看到, 台风和孤立子在以下3方面具有非常相似的动力学性质:
(1) 弥散、耗散和非线性平流作用平衡的结果使台风和孤立子都具有局域稳定的形态结构;
(2) 在自然界均观测到双孤立子 (孤立波) 、双台风各自的相互作用:碰撞或互旋, 并合或分离;
(3) 台风和三维的孤立子 (如螺旋星云, 生物中的双螺旋等) 都具有螺旋结构, 可以采用螺旋度进行描述.
通过上述的分析, 这些相似的动力学性质为进行深入定量的比较研究与实验奠定了理论基础, 它的主要研究内容可以归结为如下3个方面:
(1) 台风的数学模型:
描述台风结构和形态的主要动力学模型是计入科里奥利力的Navier--Stokes方程, 符合Charney和Eliassen提出的第2类条件不稳定性理论 (CISK) , 体现了在积云对流发展过程中, 水汽凝结潜热的释放对大气加热的正反馈作用.自从Anthes[2]和Yamasaki等[3]给出了描述这种运动形态的数学模型之后, 近20年来, 数学模型的研究已经有了长足的进展, 选择和完善一个好的数学模型, 对于台风的这类研究的顺利开展具有重要作用, 这里所指好的数学模型, 是要以是否满足研究内容的基本要求为衡量标准, 这些要求是:
1) 必须保证数值模拟能够给出台风三维的基本流场和形态结构;
2) 原始方程能很好地描述自然界台风的大尺度螺旋运动;
3) 能够模拟台风从形成初期到消亡末期的动力学过程;
4) 给出台风3D可视化的动态场景的实时图像.
目前已有多种不同侧重的台风数学模型, 建议根据研究的需要, 可以采取Anthes和Yamasaki等的数学模型与现在已有的适当模型相结合的办法, 实现上述要求.当然, 这是一个非常困难的任务, 不仅需要创新, 也需要有数学建模的基础、经验积累和技巧的应用, 从事台风数值实验的研究者应当全力以赴, 首先完成这个建模任务 (包括通过协同方式) , 为接下来的研究内容创造条件.
(2) 双台风动力学的数值实验
虽然在自然界中已经观测到了许多双台风的互旋运动甚至并合的实例, 当2个台风靠近时, 它们将绕着相连的轴线成环状作反时针方向旋转, 旋转中心与位置依两个台风相对质量及台风环流强度来决定, 旋转时一般是一个快一些, 另一个慢一些, 有时也可能并合为一.
实现上述双台风的模拟, 最大的困难, 既在于数值模拟的方法, 也在于模式台风的结构与形态.不过, 现在已经积累了地球流体大型模拟转盘物理实验的经验, 还可以借鉴各种孤立子碰撞的数值实验, 加之, 双台风数值实验参数的调整, 方案的设计等, 有一定的灵活性, 也为这类研究的反复实验提供了便利.
(3) 台风螺旋结构与形态的理论分析和地球流体转盘实验
虽然台风是耗散的非线性动力系统, 但它在形成过程中从洋面上吸收了大量的凝结潜热来抵消由于涡黏性而消耗的能量, 在地转科里奥利力的驱使下, 使台风有大尺度螺旋结构, 维持局域稳定的运动形态, 特别是中心眼区的形成具有重要的动力学意义, 也是不同于其他涡旋结构的标志.
在台风动力学的研究中, 应当从螺旋度的概念出发, 结合研究流体涡旋的其他理论方法 (如拟序结构的形成机理, 等等) 进行分析, 其中螺旋度H (t) 的概念最为有用, 它的定义如下
式中, uxωx, uyωy和uzωz为x, y, z方向的分量, 其中螺旋度密度h包含了流场的速度U与涡旋ω两种运动模态之间的耦合, 而螺旋度H (t) 是在局部空间V上的积分, 体现了能量在局部空间V的稳定积累, 表达了大尺度动力系统的局域性.其实, 将这些概念用于台风螺旋结构的理论分析, 也是一种创新的尝试, 自然也会有较大的难度.此外, 在相似理论等约束条件下, 通过地球流体模拟转盘实验可以显示台风的螺旋结构, 能够检验理论分析的结果.
6 初步结论
可以初步将台风看作是自然界中存在的大尺度三维螺旋孤立子.同时, 孤立子理论的基本概念也应当扩展, 以期能刻画像台风这样极端复杂的一大类自然现象.数值实验还可以研究扰动对台风形成的初始影响, 以及来自不同的背景流场的影响和地形条件的强迫作用[15,16,17,18,19,20].
台风和孤立子之间的动力学特性的相似主要表现在能量的积累和维持, 台风的能量积累是由于洋面上垂直尺度的温差造成水汽的下沉与上升而逐渐形成的, 是一个连续的渐变过程;孤立子的能量积累则是通过突变实现的.但是, 因为积累的能量有限, 因而必定都是局域的, 这是它们的一个相似之点;而在发生、发展的起因方面, 台风和孤立子二者均出现在洋面上, 自然与流体湍流有关, 它的基本概念是小尺度的紊乱会在大尺度范围逐渐形成一种有序结构, 而这种结构的发展和保持则与各自的运动形态密切相关, 这是它们的另一个相似之点.
本文提出这个问题, 也是希望研究台风和孤立子的同行能将各自的、相关的学术观点相互融合起来, 促进研究持续深入地进行.也就是在孤立子理论与热带气旋理论相关成果的基础上, 通过数值模拟实验方法研究和探讨台风的三维大尺度螺旋孤立子特性, 深入认识它们之间的相似的动力学特性和稳定的结构与形态.
气象卫星云图提供了高分辨率的台风的结构, 双台风的相互作用, 以及长期积累的研究成果, 加之3D图像显示方法的进步, 只要模式台风的三维结构符合台风的螺旋结构和基本流场, 实现上述实验是可行的.只是, 理论分析与实验具有很大的难度, 是一种值得面对的挑战.
值得一提的是, 在形态学的意义之下, 台风和螺旋星云的结构形态也是相似的[21] (见图4) , 具有拓扑学二维环面的第一陈氏示性类为0的特性 (即, 欧拉示性数-曲面亏格=χ-g=2-2=0) ;孤立子则不然, 它是在动力学也就是运动形态方面与台风的相似, 这也是值得研究的内容[22].
图4是哈勃太空望远镜拍摄的涡旋星云以及一对涡旋星系的图片, 可以清楚地看到与台风以及双台风 (图1) 螺旋结构之间的相似, 天体中还有许多与图3类似的涡旋星云.
摘要：台风和孤立子都是小尺度不稳定流动受扰动的激励, 吸收基本流场的能量而形成的.当它们各自所受的耗散、弥散、平流或对流作用分别达到平衡时, 其运动形态在一段较长时间内保持稳定.通过研究螺旋结构, 考察它们在局域能量维持方面相似的动力学特性.通过理论分析和大型地球流体模拟转盘的双台风实验、以及拟开展的数值实验, 将探索和检验“能否将台风看作是大尺度三维螺旋孤立子”, 这既是研究台风和孤立子的形成机制及其动力学特性的一种新的思路, 也是将二者融合起来研究的方法论的一种新途径.
关键词：台风,螺旋孤立子,科里奥利力,数值模拟,基本流场
螺旋孤立子 篇2
1 资料与方法
1.1 一般资料
53例均为我院经手术切除或经CT引导下穿刺活检经病理证实的SPN患者, 男35例, 女18例, 年龄34～77 (平均54.6) 岁;纳入标准:肺部孤立的、直径≤3 cm的类圆形结节, 不伴有明显的肺不张、实变、卫星病灶或局部淋巴结肿大。本组病例中周围性肺癌33例, 结核瘤10例, 炎性假瘤7例, 错构瘤3例。恶性肿瘤的病理组织类型为腺癌19例、鳞癌12例、小细胞未分化癌2例。
1.2 方法
应用GE公司Hispeed CT/i扫描机、高压注射器和非离子型造影剂欧乃派克 (100ml) , 注射速率2.5ml/s。常规薄层扫描后, 采用。具体步骤如下:深吸气后嘱患者憋气自肺尖至膈肌用10mm层厚及层间距、螺距为1进行螺旋CT扫描, 显示肺内孤立性球形结节后再行同层动态增强扫描, 对球形病灶用层厚2mm高分辨CT扫描, 矩阵为512×512, 用骨算法重建, Fov为420, 用肺窗WW1100、WL700观察球形病灶的边缘征象及周围肺野的变化, 用纵隔窗WW400、WL50显示球形病灶的内部结构特点及纵隔淋巴结情况。增强病例取病灶最大径测定增强前后球形病灶CT值相减得到病灶增强CT值[1]。
1.3 统计学分析
采用SPSS 11.0软件进行分析, 计量资料采用t检验, P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
33例肺癌中腺癌19例、鳞癌12例、小细胞未分化癌1例, 肺癌分布在右上叶10例, 右中叶5例, 右下叶4例, 左上叶8例, 左下叶6例;完全均匀强化22例, 不均匀强化10例 (中心强化7例, 边缘强化2例, 明显坏死1例) , 不强化1例。肺良性瘤20例中错构瘤3例轻度强化, 炎性假瘤7例均匀强化, 结核瘤10例 (边缘强化6例, 不强化3例, 重度强化1例) 。将上述SPN以恶性结节、良性结节分类统计分析, 不同SPN的CT值比较见附表。以净增值20HU作为肺恶性结节的阳性指标, 其敏感性为92.1%, 特异性为52.3%, 准确率为82.4%。
由附表可见, 恶性结节的增强值明显高于良性结节的增强值, 两者差异有显著性意义 (P<0.001) ;而两组平扫CT值之间无显著性意义 (P>0.05) ;恶性结节的增强程度明显高于良性结节, 两者差异有显著性意义 (P<0.001) 。
3 讨论
国内外关于肺内结节的影像学研究文献较多, 但是诊断准确率却一直没有明显的提高。随着影像检查技术的不断提高, 肺结节的评价和随访将会更加准确和便捷, 从而做到早期诊断肺癌避免不必要的侵袭性检查或手术。新型快速螺旋CT的投入使用, SPN的诊断有望获得进一步的提高[2]。本文应用16层螺旋CT对SPN进行动态增强扫描, 由于多层螺旋CT扫描的速度快、空间分辨率高, 所以能在短时间对整个肺及结节进行扫描, 并且能在扫描后对结节进行薄层重建。
肺内孤立性肿块类型很多, 本组SPN中, 肺癌占62.6% (3353) , 位居首位, 结核瘤占18.8% (10/53) , 炎性结节占13.2% (7/53) 。说明SPN中绝大多数为肺癌, 其次为结核瘤。动态增强CT通过对比剂注射后同一位置的螺旋CT扫描获得一系列不同时间窗的孤立性肺结节图像, 通过测量不同时间孤立性肺结节密度的变化来评估其性质。本研究结果表明, 恶性结节的增强值明显高于良性结节的增强值, 两者差异有显著性意义 (P<0.001) ;而两组平扫CT值之间无显著性意义 (P>0.05) ;恶性结节的增强程度明显高于良性结节, 两者差异有显著性意义 (P<0.001) 。本研究显示, 以20HU作为恶性结节阳性指标, 螺旋CT同层动态扫描其敏感性为92.1%, 特异性为52.3%, 准确率为82.4%, 与Swensen等[3]研究结果接近。由上述可见, 螺旋CT对肺内孤立结节的诊断具有较高的价值。
摘要：对53例直径≤3cm的肺孤立性结节病灶中心行薄层扫描, 再静脉注射非离子型造影剂 (100ml) 行系列同层动态增强扫描, 测量其增强前后的CT值。结果53例中周围性肺癌33例, 结核瘤10例, 炎性假瘤7例, 错构瘤3例。恶性结节的增强值 (71.3±8.9HU) 明显高于良性结节的增强值 (50.7±19.6HU) , 两者差异有显著性意义 (P<0.001) ;而两组平扫CT值之间无显著性意义 (36.9±6.1vs34.7±7.1HU, P>0.05) ;恶性结节的增强程度 (34..3±7.5HU) 明显高于良性结节 (16.0±18.5HU) , 两者差异有显著性意义 (P<0.001) 。以净增值20HU作为肺恶性结节的阳性指标, 其敏感性为92.1%, 特异性为52.3%, 准确率为82.4%。螺旋CT对肺孤立性结节的鉴别诊断极具价值。
关键词：肺孤立结节,螺旋CT,增强扫描
参考文献
[1]党国际, 张廷.高分辨螺旋CT增强扫描诊断肺内结节[J].中国医学影像杂志, 2003, 11 (16) :425.
[2]赵民建, 马晓峰.单排螺旋CT行肺低剂量扫描的应用价值[J].河北医药, 2007, 36 (6) :445-456.
螺旋孤立子 篇3
孤立性肺结节（solitary pulmonary nodules,SPN）是指肺实质内单发圆形或类圆形致密影，直径小于3 cm，不伴有肺不张或淋巴结肿大，目前普遍接受以3 cm为界限。SPN的诊断和鉴别诊断一直是胸部影像学的重点和难点，随着CT及PET/CT的普及应用，SPN在影像学上的特征得以充分显示，为结节的定性提供了更多重要的信息。区别结节的良、恶性是影像学的最终目的，充分认识结节的特征，正确地评价结节的性质既能使恶性结节的患者早期就得到及时的手术治疗，又能使良性结节的患者避免不必要的手术。本文对恶性SPN的CT及PET/CT征象进行相关分析，以提高对恶性SPN的认识。
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集我院2010年2月至2014年5月经组织病理证实为恶性SPN患者52例，其中男41例、女11例，年龄41～83岁，平均年龄（59.38+10.17）岁。病灶长径5～30 mm。组织病理报腺癌28例、鳞癌12例、小细胞肺癌8例、不典型腺瘤样增生4例。依据病灶密度分为实性密度与磨玻璃密度，其中实性密度占35例，磨玻璃密度占17例。
1.2 检查方法
采用西门子Biography 64 True Point PET/CT扫描仪器，扫描范围从肺尖到肺底。扫描参数：管电压120 kV，参考毫安秒90 m As，螺距1.4，准直器64×0.6 mm，旋转速度0.5 s/r，扫描层厚5 mm，重建1 mm层厚。增强扫描时通过肘静脉注射60～70 ml碘帕醇（浓度370 mgI/ml）对比剂，胸主动脉触发分别进行平扫、动脉期和延迟期扫描。PET/CT扫描前肘静脉注射显像剂18F-FDG，注射比例0.14 m Ci/kg。受检者静息卧床1 h开始采集图像，先行CT扫描从颅底至骨盆，管电压120 kV，参考毫安秒120 m As，扫描层厚5 mm，螺距1.4。PET每床位覆盖范围21 cm，相邻两床位重叠1/3扫描区域，每个床位采集时间为2 min，局部延迟显像每床位采集时间3 min。
1.3 图像评判
在西门子工作站上由2名高年资诊断医师独立阅片。CT图像分析病灶边缘形态、内部结构、邻近组织改变。PET图像采用西门子TrueD软件分析，病灶摄取值采用半定量法：选择病灶感兴趣区（region of interest,ROI），测量其最大标准摄取值（maximum standardized uptake value,SUVmax），以SUVmax≥2.5作为诊断恶性结节标准。2名医师图像评价一致方可入选统计结果。
1.4 统计学方法
使用SPSS 16.0软件进行相关分析。SUVmax及病灶形态征象采用χ2检验；平扫、动脉期、延迟期CT值采用F检验，P<0.05为差异具有统计学意义。
2 结果
磨玻璃密度结节与实性密度结节影像图及病理图如图1、2所示。
注：患者，男，53岁，右肺下叶磨玻璃结节原发灶。无任何临床症状，体检偶尔发现右肺上叶背段小结节影，并进行PET/CT检查。病理结果为腺癌
注：患者，男，48岁，多年吸烟史，右肺上叶实性结节伴右侧胸腔积液，纵隔淋巴结肿大。病理结果为高分化腺癌
2.1 SUVmax分析
将52例SPN患者依据密度差异分为2组，即实性密度结节与磨玻璃密度结节，分别统计2组18F-FDG的SUVmax，见表1。
2.2 对35例实性密度结节病例分组
对35例实性密度结节均进行增强扫描，并将平扫定义为A组、动脉期定义为B组、延迟期定义为C组。A、B、C 3组数据经Kolmogorow-Smirnov正态性检验，P值为A组0.417、B组0.129、C组0.738，均大于0.05，说明资料符合正态分布，方差检验结果有效。所有患者数据均分别测量每组CT横轴位图像结节最大面积处CT值，A组为（26.05±8.09)HU,B组为（37.68±6.17)HU,C组为（60.22±11.68)HU,3组方差分析结果：F=132.365,P=0<0.05。因此A、B、C 3组CT值差异有统计学意义。
2.3 SPN影像学征象
在本组病例中，SPN在螺旋CT影像征象主要表现为毛刺征（43/52）、空泡征（10/52）、支气管气相征（16/52）、胸膜凹陷征（30/52）、分叶征（43/52）、血管集束征（37/52）。不同病理类型在分叶征与血管集束征存在统计学差异（P<0.05），而毛刺征、空泡征、胸膜凹陷征、支气管气相征均无统计学差异（P>0.05），见表2。
3 讨论
肺癌是最常见的一种癌症，据统计，2012年世界范围内约有1 800万肺癌患者和1 600万人死于肺癌[1]。2013年美国报道肺癌患者新增228 190例，其中159 480例死亡。近年来，低剂量CT应用一方面增加了肺结节被筛查出的可能，如美国国立癌症研究所公布低剂量螺旋CT用于肺癌筛查可以有效降低肺癌死亡率达20%；另一方面被筛查出的肺结节定性诊断仍是难点，特别是SPN，其病理类型、生长方式、局部播散方式复杂，影像学征象表现为多种多样，尽管包含如炎性假瘤等良性病变，但有30%～40%的SPN为恶性结节。
18F-FDG与PET/CT作为一种无创检查方式被推荐用于3～30 mm的SPN定性诊断[2,3]。国外文献对于肺部孤立结节的PET检查[4,5]报道18F-FDG-PET对肺结节良恶性鉴别准确率为90%～94%，敏感性和特异性分别为94%～96%与78%～86%。朱栋元等[6]综述中描述了一项包含176例非小细胞肺癌患者的回顾性研究，发现中心型且原发灶>4 cm的SUVmax明显高于其他类型肺癌。李乐保等[7]基于18F-FDG-PET/CT采集条件，对70例周围型肺癌SUVmax测定发现不同直径的肺结节其SUVmax差异显著。直径小于等于1 cm时，SUVmax为1.81±0.73；直径大于1 cm且小于等于2 cm时，SUVmax为2.68±1.21；当直径大于2 cm且小于等于3 cm时，SUVmax为4.88±1.51；当直径大于3 cm且小于等于5 cm时，SUVmax显著上升，达7.72±1.86。70例中出现4例假阴性患者的SPN直径均小于3 cm。
以上研究总结了18F-FDG对肺结节的敏感性、特异性，并采用直径大小进行相关分类，给出了相应的SUVmax值。不难看出SUVmax变化范围很大，在3 cm范围内SUVmax差异可达14.11。国内学者以SUVmax>2.5作为良恶性诊断分水岭灶，如此大范围波动容易引起定性诊断的困惑。本组病例进一步将SPN以密度划分为实性密度结节与磨玻璃密度结节，并且发现2组密度结节的SUVmax值统计存在差异。实性密度结节SUVmax值为7.75±3.23，与上述文献报道相近。以磨玻璃密度为主的结节，特别是纯磨玻璃密度结节SUVmax往往小于2.5，本组17例磨玻璃结节SUVmax<2.5的有10例。如图1所示，直径1.67 cm的磨玻璃结节患者其SUVmax=1.0,SUVmean=0.70。一方面，磨玻璃结节病理特点与肿瘤的伏壁式生长不破坏支架结构，导致代谢活性不显著；另一方面，对于部分分化较好的肿瘤，其18F-FDG代谢也不显著。同时，肺泡间隔增厚、肺泡内含黏液或富蛋白液体以及肺泡腔未被肿瘤完全占据是形成磨玻璃样改变的病理基础[8]，因此磨玻璃密度结节总体呈现低代谢特点。吴湖炳等[9]指出，病灶<3 cm时SUV值与病灶大小关系密切，病灶越小，SUV越小。临床上除了上述因素影响SUV值外，受检者体质量指数、血糖水平、显像时间、探测器灵敏度等因素也直接影响SUV值，仅靠单一影像学特征对SPN进行定性诊断具有一定困难。田蓉等[10]提出从患者年龄、性别、吸烟史、恶性肿瘤史、结节形态、18F-FDG摄取程度等因素分析SPN。
CT以空间分辨力优势可使病灶的内部结构、边缘特点及其邻近组织的关系清晰显示，而强化CT扫描提供实性密度结节病灶血供情况，有助于良恶性鉴别。结节的形态及边缘特征反映了潜在的病理学特征。肿瘤的膨胀性、堆积式生长方式遇见正常组织阻碍时，呈现不规则形、分叶等形态。文献[11,12]报道周围型小肺癌分叶征的发生率为84%～90%。直径<1 cm的结节分叶征明显低于直径在2～3 cm的结节。本组病例分叶征发生率约为82.7%(43/52），与文献报道水平相近。血管是肿瘤赖以生存的源泉，肿瘤呈现块状时往往伴随血管集束征象。本组病例中实性结节的不同扫描期像，结节CT值差异显著。通过对实性密度结节的平扫、强化、延迟扫描CT值定量分析，有助于提升诊断准确性。李兰涛等[13]采用18F-FDG-PET/CT联合高分辨力CT对88例孤立性SPN进行研究，对SPN的特异性和准确性均比单独诊断有所提高。
螺旋孤立子 篇4
1 资料与方法
1.1 研究对象
2005~2009经手术病理证实的11例SFTP患者,男7例,女4例;年龄36~76岁,平均53.0±14.2)岁。6例为体检时偶然发现;5例表现为咳嗽、咳痰、气喘、胸痛及胸闷,1例伴有低血糖。11例患者实验室检查均无明显异常。
1.2 CT检查
11例患者均行MSCT平扫及增强扫描,使用Toshiba Aquilion 16层螺旋CT,采集层厚7mm,重建间隔7mm;管电压和电流分别为120k V、150m A。7例行MPR重建,层厚2mm或1mm,1mm重建。增强扫描用高压注射器于肘前静脉内团注对比剂碘海醇,浓度300mg I/ml,剂量1.5~2.0ml/kg,注射流速3ml/s。
1.3 病理检查
11例患者均接受手术治疗,病理标本行常规HE染色和免疫组化检查。免疫组化抗体Vim、CD34、CD99、S-100、CK和Bcl-2均购于Dako公司。以染色呈棕黄色为阳性。Vim阳性染色部位为细胞质,CD34和CD99阳性染色部位为细胞膜,S-100阳性染色部位为细胞核和细胞质,CK阳性染色部位为细胞质,Bcl-2阳性部位为细胞膜和细胞质。
2 结果
2.1 MSCT表现
4例患者肿瘤位于右侧胸腔,7例位于左侧胸腔。5例直径<5cm,平扫密度均匀,增强扫描均匀强化(图1),增强后CT值升高35~80Hu;5例肿瘤直径>10cm,密度不均匀,内部见不规则片状低密度区,呈轻至中度不均匀强化,低密度区无强化,呈“地图样”改变,2例肿瘤内出现斑点状及小斑块状钙化(图2);1例直径在5~10cm之间,平扫密度均匀,增强后见小片状坏死区,未见钙化。7例MPR重建患者中5例可见周围组织压迫不张的肺组织,4例肿瘤内部见杂乱血管(图3)。
患者男,41岁。A.肺窗:右侧斜裂(箭)走行区类圆形结节,边缘光滑,无分叶及毛刺;B、C.病灶平扫密度均匀,增强扫描中度均匀强化,D.大体标本:肿瘤边界清楚,表面光滑,包膜完整,切面为结节状,灰白色,质地略硬,未见坏死及出血区。
患者男,72岁。A.右侧胸腔单发分叶状巨大肿块,密度不均匀,可见不规则低密度区,内部多发钙化(箭);B.增强扫描明显不均匀强化,呈“地图样”改变(箭);C.病理检查结果,镜下可见瘤细胞梭形,排列成编织状,细胞核长梭形,间质大量胶原纤维沉积(HE,×200)。
患者女,74岁。A.左下胸腔单发巨大肿块,密度不均匀,可见大片低密度区;B.增强扫描明显不均匀强化,呈“地图样”改变(箭);C、D.MPR重建图像示周围压迫不张的肺组织明显强化(箭),肿块与周围血管及心脏分界清晰,并可见多发杂乱血管(箭)
2.2 手术、病理表现
手术中见5例SFTP来源于脏层胸膜,4例来源于壁层胸膜,2例来源于右侧斜裂。大体病理见肿块形态不规则,类圆形或分叶状,切面灰红色、灰白色或灰黄色,质中或质硬。镜下见瘤细胞呈梭形,排列成编织状,细胞核呈长梭形,局灶细胞可见核仁,间质大量胶原纤维沉积(图2C)。有2例部分区域瘤细胞密集,核有异型性,核分裂象易见,考虑为低度恶性。免疫组化结果显示,11例患者肿瘤组织Vim(+)、CD34(+)、S-100(-)、CK(-),CD99(+)8例,Bcl-2(+)9例。
3 讨论
SFTP是一种少见的梭形细胞肿瘤,以往认为只发生于胸膜,目前认为该肿瘤起源于表达CD34抗原的树突状间质细胞,后者弥漫分布于人体的结缔组织中[2]。近年越来越多胸膜外孤立性纤维瘤,包括脑膜、眼眶、上呼吸道、甲状腺、肝脏、后腹膜、肾上腺、肾、精索、膀胱、前列腺、脊髓、骨膜和软组织等[3]。约50%的SFTP无任何临床症状,为体检时偶然发现,如肿瘤较大,可出现咳嗽、胸闷、气促、呼吸困难、胸痛等压迫症状。本组11例患者中,5例有咳嗽、咳痰、胸闷、气促及呼吸困难,1例同时伴有低血糖。
3.1 SFTP的MSCT表现
MSCT对SFTP的定位及定性诊断价值很高。MSCT发现该肿瘤均为单发肿块,边界清晰,边缘光滑,较小的肿瘤多呈均匀软组织密度,随着肿瘤增大,发生黏液变性、囊变、坏死的几率增加,表现为混杂密度。部分病灶内可发生斑点状或斑片状钙化,常发生在较大的肿瘤,可能与肿瘤坏死有关[4]。本组2例患者病灶内部见斑点状或小斑片状钙化,均发生于直径>10cm的肿瘤,且均可见低密度坏死区。
SFTP的强化方式与肿瘤内的组织成分有关,体积小的肿瘤多表现为轻至中度或明显均匀强化,当肿瘤巨大时,可出现特征性的“地图样”强化[5],主要是强化的肿瘤实质与无强化的坏死、囊变区所致。部分肿瘤内见增粗杂乱血管影,与文献[6]报道的SFTP是一种富血供肿瘤相一致。本组5例直径>10cm的患者中4例出现“地图样”强化及杂乱血管影。
MSCT三维重建图像更能显示病变内部细微结构及与周围的肺组织、支气管的关系,以及病变与胸膜及纵隔关系。MSCT重建图像有利于发现相邻肺组织的移位和肿瘤边缘变窄,以及受压后明显强化的肺不张[7],为定位、术前诊断提供更大的帮助。
3.2 SFTP的病理特征
SFTP的病理学诊断应结合大体标本、组织学特点及免疫组化结果。典型的SFTP在大体上为边界清楚或具有(假)包膜的分叶状肿块,切面呈灰红色、灰白色或灰黄色,质中或质硬,部分可见出血及囊变,部分肿瘤有蒂与胸膜相连,少数与周围组织粘连较为紧密。镜下瘤细胞呈梭形,排列成编织状,细胞核呈长梭形,局灶细胞可见核仁,间质大量胶原纤维沉积,个别病例见黏液变、小囊性变、脂肪细胞化,核分裂象少见或未见(<4个/10HP)。恶性SFTP除具有上述特点外,还包括细胞核的异型性、显著增加的细胞密度、肿瘤性坏死及核分裂(>4个/10HP)4个特征[8]。SFTP的肿瘤大小与良恶性关系不大[9]。大部分组织学表现为良性的SFTP不复发和转移,而个别良性肿瘤也会出现复发和浸润。SFTP免疫组化阳性标志主要包括Vim、CD34、CD99和Bcl-2[10],其中的Vim阳性率为100%,CD34阳性率为80%~100%、CD99阳性率为70%~75%,CD34是SFTP的特异性标志物,Bcl-2较CD34更为敏感,Bcl-2阳性率为100%。本组11例中,Vimentin及CD34(+)11例;CD99(+)8例;Bcl-2(+)9例;而S-100、CK等均为阴性,与文献报道结果基本一致。
总之,SFTP是一种少见的梭形细胞软组织肿瘤,MSCT三维重建图像对显示病变内部细微结构及其与周围组织的关系有重要意义,肿块内出现“地图样”强化及杂乱血管,同时伴有邻近肺组织受压不张、移位时可提示诊断,病理检查尤其是免疫组化检查作出准确诊断。
摘要：目的 探讨胸膜孤立性纤维瘤(SFTP)的多层螺旋CT(MSCT)表现与病理特征。资料与方法 回顾性分析经手术病理证实的11例SFTP的MSCT表现与病理特征。结果 11例均表现为胸腔单发实性肿块,5例为胸部单发巨大肿块占位病变,边缘清晰;6例为结节状肿块,肿块直径2.1～16.5cm;密度均匀(5例)或不均匀(6例),2例中央出现钙化。4例巨大肿瘤内见杂乱血管,肿瘤不均匀强化呈“地图样”。镜下肿瘤组织由梭形细胞组成,排列成编织状,局灶细胞可见核仁,间质大量胶原纤维沉积。免疫组化显示,11例患者Vim(+)、CD34(+)、S-100(-)、CK(-);其中8例CD99(+);9例Bcl-2(+)。结论 SFTP的MSCT表现有一定特征性,MSCT重建对病变的显示及诊断提供很大的帮助,病理形态学观察及免疫组化检查可以明确诊断。
关键词：孤立性纤维瘤,胸膜,体层摄影术,螺旋计算机,病理学,外科,免疫组织化学
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螺旋孤立子 篇5
关键词：孤立性肺结节,多层螺旋CT,鉴别诊断,应用价值
孤立性肺结节是在肺实质内单发的圆形或者类圆形的结节, 其边界较为清晰, 直径在3 cm以下[1], 患者多不伴有肺不张, 无感染, 无肺门及纵隔淋巴结肿大。孤立性肺结节是影像学检查中最常见的一种病变情况, 由于缺少特异性, 所以需要使用更好的检查方法对患者的病变进行良性与恶性鉴别。近年来, 随着多层螺旋CT在临床的广泛应用, 对孤立性肺结节的诊断取得了较好的效果, 现将多层螺旋CT对孤立性肺结节的诊断和鉴别诊断价值分析报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
将我院2009年2月—2011年12月收治的经病理学检查证实的62例孤立性肺结节患者作为本次试验的研究对象, 入选标准:患者肺部实质内有单发的肺结节, 呈圆形或者类圆形, 直径在3 cm以下, 无肺不张, 无感染, 无肺门淋巴结肿大, 无纵隔淋巴结肿大, 资料完整。62例患者中, 男39例, 女23例, 患者年龄最大为77岁, 最小为21岁, 平均年龄 (51.88±7.84) 岁。病灶直径在0.5 cm～9 cm之间, 平均直径为 (2.42±0.55) cm。
1.2 方法
所有患者均进行多层螺旋CT扫描, 采用Philips Brilliance多层螺旋CT扫描仪, 造影剂为碘海醇。扫描前患者进行屏气训练, 从肺尖扫描到膈肌顶端。首先进行全肺扫描, 层厚为10 mm;在对结节进行初步定位后, 以结节为中心进行2.5 mm层距扫描, 再进行重建。增强扫描延迟时间为20 s～25 s。
原始数据使用薄层重建方法进行重建, 包括多平面重组、最大密度投影、小视野靶重建等。观察孤立性肺结节的大小、位置、边缘、内部特征及病变与周围结构的关系。
1.3 统计学方法
计量资料采用t检验, 计数资料采用χ2检验, P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 62例患者的病变类型
62例孤立性肺结节患者中包括22例良性病变和40例恶性病变。良性结节包括:7例肺结核, 13例炎性结节, 2例血管瘤。恶性结节中包括腺癌27例, 细支气管肺泡癌8例, 鳞癌5例。
2.2 良性肺结节与恶性肺结节的病变直径
22例良性肺结节中, 直径1 cm以下12例, 1 cm～2 cm 8例, 2 cm以上2例;40例恶性肺结节中, 直径1 cm以下7例, 1 cm～2 cm 23例, 2 cm以上10例。良性肺结节与恶性肺结节病变直径比较有显著性差异 (P<0.01) 。见表1。
2.3 良性肺结节与恶性肺结节的影像学特征比较
恶性肺结节多伴有分叶征、胸膜凹陷征、血管集束征和含气支气管征, 与良性肺结节比较有显著性差异 (P<0.01) 。见表2。及图1、图2。
2.4 恶性肺结节多层螺旋CT的影像学特征
分叶征和毛刺征是恶性肺结节较为常见的特征, 检出率较高。本组17例患者有胸膜凹陷征, 表现为脏层胸膜的小三角影或者喇叭样阴影。29例患者有血管集束征, 主要表现为结节周围有肺内血管到达病灶或者穿过病灶, 或者有非内血管向结节方向移动和牵拉。14例患者还伴有肺内血管增粗并到肿瘤边缘被截断。恶性肺结节还会出现有病灶内含磨玻璃密度, 表现为肺部视野内淡薄的密度增高影像[2], 可以观察到血管影。13例患者还伴有支气管进入肿瘤时被阻塞。
3 讨论
孤立性肺结节是肺部最常见的一种异常影像, 其中有40%左右的孤立性肺结节为恶性病变[3]。如何对患者进行更好的定性诊断十分重要, 其有助于临床方案的制订, 能够提高患者的生活质量。
CT是诊断孤立性肺结节的首选检查方法, 而随着多层螺旋CT的普及, 孤立性肺结节的检出率正明显提高, 但是由于其病灶较小, 对结节的定性诊断仍存在一定的困难。
使用多层螺旋CT能够提高空间分辨率, 并改善图像质量[4];此外, 多层螺旋CT还具有较为强大的后处理功能, 能够从多个角度观察结节的形态, 清晰地显示出结节、血管、支气管三者的关系, 并显示血管和支气管是否有改变, 以更全面地分析肺部的结节[5]。同时, 多层螺旋CT还能够清晰地反映出结节组织的密度差异, 在增强扫描后更好地显示血管形态及异常改变。
对孤立性肺结节的鉴别需要从以下几个方面进行:大小、形态、密度、与邻近组织的关系、增强的特点及生长情况。其中结节大小方面, 一般直径较大的孤立性肺结节恶性病变可能性较大。结节形态方面, 边缘越模糊, 有分叶或者毛刺, 一般提示为恶性结节病变。此外, 由于恶性肿瘤对肺内血管结构的牵拉和侵犯较为严重, 还会出现血管集束征等。而通过多层螺旋CT对结节与支气管关系的判断, 含气支气管影也有助于辅助诊断是否为恶性病变。
综上所述, 多层螺旋CT对孤立性肺结节的良性与恶性具有较高的鉴别诊断价值, 值得在临床推广应用。
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螺旋孤立子 篇6
关键词：肺周围孤立性结节,多层螺旋CT,临床应用价值
肺周围孤立性结节在临床上较为常见多发，存在恶性结节与良性结节两类之分，其中肺癌属于恶性结节，而结核球、错构瘤、炎症等则属于良性结节。应用常规的非侵入性的肺周围孤立性结节诊断方法发现诊断符合率较低，常常出现漏诊和误诊的现象而导致治疗不及时而产生严重的后果，因此需找一种安全有效的诊断对于肺周围孤立性结节患者具有十分重要的意义[1,2]。随着医疗诊断技术的不断进步与发展，多层螺旋CT在肺周围孤立性结节定性中应用越来越广泛，且取得了理想的效果，本文选择于2008年11月至2012年10月在我院接受治疗的144例肺周围孤立性结节患者作为研究对象，旨在探讨分析多层螺旋CT在肺周围孤立性结节定性中的临床应用价值，具体信息如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
对照组中男性45例，女性27例；年龄介于30～81岁，平均年龄（56.9±10.3）岁；经手术病理学诊断确诊肺癌患者26例，结核球患者15例，错构瘤患者17例，炎症患者14例；观察组患者中男性43例，女性29例；年龄介于29～83岁，平均年龄（57.4±11.2）岁；经手术病理学诊断确诊肺癌患者28例，结核球患者16例，错构瘤患者18例，炎症患者10例；两组患者在性别、年龄、病情等一般资料上比较差异不显著（P>0.05），具有可比性。
注：*与对照组比较差异有统计学意义（P<0.05)
1.2 检查方法
对照组通过磁共振成像（MRI）诊断检查，观察组患者则通过多层螺旋CT诊断检查，具体操作方法如下： (1) 对照组：仪器使用西门子1.5T磁共振及工作站，以横轴位和冠状位扫描为主，采用体部相控阵线圈，检查FOV=25～40cm，矩阵160×256～256×384，层厚5～8mm，层间距1～2mm。根据病人呼吸情况采用不同呼吸控制模式（呼吸触发扫描、屏气扫描及不控制呼吸扫描）。 (2) 观察组：采用GE Lightspeed 16i螺旋CT机，自肺尖至肺底扫描，扫描参数：层厚5.0cm, pitch=1.375, 120kV, 250mAs, SFOV30～35cm，所有病例均行轴位平扫及增强扫描，采用Medrad高压注射器，经肘静脉注射非离子型碘剂，总量80mL，流量3m L/s，延迟时间12～15s。
1.3 统计学分析
采用SPSS13.0统计学软件，计数资料采用χ2检验，P<0.05差异有统计学意义。
2 结果
观察组72例患者的诊断结果和手术病理学诊断结果相一致的有62例，诊断符合率为86.1%（62/72），而对照组72例患者的诊断结果和手术病理学诊断结果相一致的有49例，诊断符合率为68.1%（49/72），两组比较差异显著（P<0.05），具有统计学意义，具体见表1。
3 讨论
恶性结节具有较高的病死率，而良性结节虽然引发死亡的几率较低，但是严重影响患者的生活质量，所以肺周围孤立性结节患者都希望疾病得到确诊从而可及时进行治疗，为了挽救患者的生命、提高患者的生活质量，因此对于出现结节可以病症的患者必须给予重视[3]。手术病理学诊断属于侵入性检查，这种检查方法对于肺周围孤立性结节定性的诊断具有较高的准确性，然后不仅给患者带来不必要的疼痛，甚至存在因延误疾病诊断治疗的最佳时期而付出惨痛代价的可能性[4,5]，如何能够根据不同病症、并且安全有效的诊断肺周围孤立性结节一直是临床工作的一大难点，受到社会各界的广泛重视，针对性的研究从未停止[6,7]。
本文通过对比分析多层螺旋CT与MRI在在肺周围孤立性结节定性诊断中发现观察组的诊断符合率显著高于对照组，分别为86.1%和68.1%，差异显著（P<0.05），显示出多层螺旋CT在肺周围孤立性结节定性中的优越性，主要原因在于多层螺旋CT具有较高的分辨率、影像信息丰富、集操作便捷等众多优势[8]，科学有效的使用能够很大程度提高肺周围孤立性结节的诊断符合率，对于疾病的早期诊断、治疗具有十分重要的意义。
本次研究发现多层螺旋CT在肺周围孤立性结节定性诊断价值较高，是一种安全有效的非侵入性的肺周围孤立性结节诊断手段，对于疾病的治疗具有较好的参考和借鉴作用。
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