а) Дыхательные пути:
• Трубчатые структуры
• Проводят воздух через просвет
• Анатомические отделы (от проксимальных к дистальным):
о Трахея
о Бронхи
о Бронхиолы
о Терминальные бронхиолы
о Респираторные бронхиолы
о Альвеолярные протоки
о Альвеолярные мешочки
о Альвеолы
б) Ветви дыхательных путей:
• Порядки дыхательных путей:
о Образуется 23 порядка дихотомически ветвящихся бронхов ниже киля трахеи
о Между терминальными бронхиолами и альвеолярными мешочками располагается 2-12 порядков (обычно 6-8)
о В каждом альвеолярном мешочке расположено 4-29 (обычно 10) альвеол
• Типы дыхательных путей:
о Бронхи:
- >1 мм в диаметре
- Сужаются и ветвятся
- Отдают бесхрящевые бронхиолы
о Бронхиолы:
- <1 мм в диаметре
- Наиболее дистальные бронхиолы, выстланные дахательным эпителием, являются терминальными бронхиолами
о Терминальные бронхиолы:
- Наиболее дистальные воздухопроводящие пути
- Отдают - три порядка альвеолярных протоков
о Респираторные бронхиолы:
- Повышается число альвеол в их стенках
- Отдают три порядка альвеолярных протоков
о Альвеолярные протоки:
- Несколько расположенных рядом альвеол
- Оканчиваются альвеолярными мешочками
о Альвеолярные мешочки:
- Группы или скопления наиболее дистальных альвеол
о Альвеолы
в) Функция дыхательных путей:
• Проведение воздуха через просвет
• Газообмен между вдыхаемым воздухом и кровью:
о Доставка кислорода к альвеолам
о Выведение углекислого газа в атмосферу
На рисунке показаны 24 порядка дихотомического ветвления дыхательных путей от трахеи к наиболее дистальным отделам дыхательных путей, составляющим вторичную легочную дольку. Вторичная легочная долька—наиболее мелкая структурная единица легкого, окруженная соединительной тканью и имеющая многогранную форму. Каждая вторичная легочная долька содержит дистальные ветви долевой бронхиолы и сопровождающую ее легочную (дольковую) артерию. Ацинус состоит их дыхательных путей дистальнее терминальных бронхиол, каждая вторичная легочная долька содержит до 12 ацинусов. Терминальные бронхиолы отдают 2-3 респираторных бронхиолы, в свою очередь отдающих три альвеолярных протока, каждый из которых заканчивается альвеолярным мешочком или альвеолой. Респираторные бронхиолы характеризуются альвеолами в их стенке. Стенки альвеолярных протоков покрыты альвеолами. Альвеолярные мешочки оканчиваются скоплениями альвеол.
Телескопический вид дыхательных путей, демонстрирующий размер и структурные особенности стенки различных типовдыхательных путей в виде уменьшения числа и размеров хрящевых пластинок. Хрящевые пластинки, наблюдаемые в дыхательных путях крупного и среднего калибра (трахея и бронхи), в бронхах среднего калибра постепенно уменьшаются в размерах и количестве. Стенки мелких дыхательных путей (бронхиол) не содержат хрящевой ткани. Дистальные скопления альвеол и альвеолярные мешочки образуют ацинус — функциональную единицу газообмена в легочной ткани. Ацинусами называют дыхательные пути, сосуды и поддерживающие структуры расположенные дистальнее терминальной бронхиолы.
Микроскопическая структура крупных дыхательных путей, содержащих хрящевую ткань. Эти дыхательные пути выстланы псевдополосатым реснитчатым столбчатым (респираторным) эпителием, лежащим на базальной мембране. Реснички участвуют в мукоцилиарном транспорте, продвигающем лежащую выше слизь в краниальном направлении и обеспечивающем клиренс секрета и частиц. Подслизистая рыхлая соединительная ткань ниже базальной мембраны содержит пучки гладкомышечных волокон и серозно-слизистые железы. Хрящевые пластинки расположены ниже подслизистого слоя.
Микроскопическая структура бронхиол, выстланных респираторных эпителием. Бокаловидные клетки участвуют в выработке слизи дыхательных путей и вставлены между реснитчатыми столбчатыми клетками. Пучки гладкомышечных волокон в подслизистом слое формируют спираль. Хрящевая ткань и бронхиальные железы отсутствуют.
Первое из четырех изображений, полученных при КТ крупных дыхательных путей. Трахея — наиболее крупный сегмент дыхательных путей. Ее тонкие стенки поддерживаются переднебоковыми хрящами С-образной формы с мембранозной задней стенкой. Хрящевые кольца определяют округлую форму трахеи при вдохе.
Правый и левый главные бронхи начинаются от трахеи в области киля трахеи. Главные бронхи отдают долевые бронхи.
Правый главный бронх отдает правые верхнедолевые бронхи и промежуточный бронх. Левый главный бронх отдает левые верхнедолевые и нижнедолевые бронхи.
Каждый долевой бронх отдает сегментарные бронхи, в свою очередь ветвящиеся на субсегментарные бронхи и, наконец, на бронхиолы. Наиболее мелкие дыхательные пути, визуализируемые в норме—бронхиолы. Мелкие дыхательные пути дистальнее мышечных бронхиол не визуализируются.
КТ с высоким разрешением: изменения структуры крупных дыхательных путей. Хрящевые пластинки обеспечивают поддержку переднебоковой стенки дыхательных путей и определяют особенности формы нормальных дыхательных путей.
КТ с высоким разрешением: изменения формы крупных дыхательных путей при дыхании.
КТ с высоким разрешением: изменения формы крупных дыхательных путей при выдохе. Хрящи трахеи С-образной формы оказывают поддержку переднебоковым стенкам дыхательных путей при выдохе. Поскольку хрящевая ткань отсутствует в задней стенке трахеи, она изгибается в сторону просвета дыхательных путей.
КТ с высоким разрешением: изменение формы дыхательных путей при выдохе. Схожие особенности отмечаются в главных бронхах, их задняя стенка при выдохе выглядит плоской. Эти морфологические изменения крупных дыхательных путей позволяют различить фазы вдоха и выдоха при КТ.
Первое из четырех изображений, полученных при исследовании пациента старшего возраста с обычной кальцификацией трахеи. Рентгенография органов грудной клетки в ЗП проекции, изображение урезано: определяются кальцифицированные хрящи трахеи и бронхов, визуализируемые в виде тонких белых линий, лучше всего наблюдаемых по ходу стенок дыхательных путей.
Рентгенография органов грудной клетки в боковой проекции, изображение урезано: определяются кальцификаты стенки дыхательных путей, визуализируемые в виде тонкой белой линии, лучше всего видимой по ходу передней стенки трахеи. «Волнистое» отображение кальцификатов соответствует прерывистому характеру расположения отдельных хрящей трахеи С-образной формы на всем протяжении дыхательных путей.
КТ с контрастированием (мягкотканное окно), ограниченное областью средостения, аксиальный срез: определяется кальцификация хрящей главных бронхов.
КТ с контрастированием (мягкотканное окно), аксиальный срез, изображение урезано до средостения: кальцифицированные хрящи главных бронхов. Кальцификация хрящей трахеи и бронхов может наблюдаться у здоровых лиц старшего возраста, что улучшает визуализацию стенок дыхательных путей при рентгенографии и позволяет определить отдельные кальцифицированные хрящи на КТ.
г) Функциональные и структурные зоны дыхательных путей:
• Проводящая зона:
о Функция:
- Только проведение воздуха
о Компоненты:
- Трахея
- Бронхи
- Бронхиолы
о Характер ветвления:
- Дихотомический: деление на два ствола
- Асимметричный: различный диаметр
о Структура:
- Нет альвеол в стенках дыхательных путей
- В эпителии газообмен не происходит
• Переходная зона:
о Функция:
- Проведение воздуха
- Дыхание
о Компоненты:
- Респираторные бронхиолы
- Альвеолярные протоки
о Характер ветвления:
- Дихотомичный
- Симметричный
- Часто деление на три или четыре ствола
о Структура:
- В стенках дыхательных путей содержатся альвеолы
- Позволяют осуществлять газообмен
• Респираторная зона:
о Функция:
- Только дыхательная
- Газообмен
о Компоненты:
- Альвеолы
- Альвеолярные мешочки
о Характер ветвления:
- Дихотомический
о Структура:
- Тонкие стенки
- Контактирует с капиллярной мембраной
Строение дыхательных путей
а) Трахея:
• Соединяет гортань с главными бронхами
• Микроскопическая анатомия:
о Эпителий:
- Псевдополосатый реснитчатый столбчатый эпителий
- Бокаловидные клетки
о Структуры подслизистого слоя:
- Подслизистые серозно-слизистые железы
о Пристеночные незамкнутые хрящевые кольца в виде лошадиной подковы (16-20)
о Сзади располагается мембранозный отдел с поперечными пучками мышечных волокон
• Функциональная анатомия:
о Реснички продвигают слизь ко входу в гортань
о Подслизистые серозно-слизистые железы секретируют воду, электролиты и слизь в просвет дыхательных путей
б) Бронхи:
• Соединяют трахею с мышечными бронхиолами
• Микроскопическая анатомия:
о Эпителий:
- Псевдополосатый реснитчатый столбчатый эпителий
- Бокаловидные клетки
о Структуры подслизистого слоя:
- Серозно-слизистые железы
- Пучки гладкомышечной ткани
о Скопления хрящевой ткани в виде полумесяца
в) Мышечные бронхиолы:
• <1 мм в диаметре
• Микроскопическая анатомия:
о Эпителий:
- Псевдопополосатый реснитчатый столбчатый эпителий, переходящий в реснитчатый кубовидный эпителий
о Структуры подслизистого слоя:
- Расположенные в виде спирали гладкомышечные волокна
- Соединительная ткань
о Отсутствие хрящевой ткани
г) Терминальные бронхиолы:
• Последние проводящие бронхиолы
• Тонкие стенки, сниженный диаметр
• Микроскопическая анатомия:
о Выстланы реснитчатым столбчатым эпителием, переходящим в кубовидный эпителий
о Бокаловидные клетки отсутствуют
о В стенках содержится гладкомышечная и соединительная ткань
д) Респираторные бронхиолы:
• Между терминальными бронхиолами и альвеолярными протоками
• Микроскопическая анатомия:
о Выстланы реснитчатым простым кубовидным эпителием (в дистальных отделах ресничек нет)
о В стенках содержится гладкомышечная и соединительная ткань
о Стенки прерываются мелкими воздушными карманами (альвеолами)
е) Альвеолярные протоки:
• Между респираторными бронхиолами и проксимальными альвеолами/альвеолярными мешочками
• Прямые трубчатые пространства, полностью ограниченные альвеолами
• Микроскопическая анатомия
о Пучки гладкомышечных волокон в стенках отличает их от альвеол
ж) Альвеолы и альвеолярные мешочки:
• Мелкие чашевидные структуры:
о Выпячивание стенок респираторных бронхиол, альвеолярных протоков и альвеолярных мешочков
о Разделены тонкими стенками (перегородками)
• Легкие взрослых содержат - 300 миллионов альвеол
• Микроскопическая анатомия альвеолярных перегородок:
о Продолжается уплощенный плоский эпителий:
- Эпителлиальные клетки 1 типа (плоские пневмоциты) покрывают 93% поверхности альвеол
- Клетки 2 типа (круглоядерные) производят сурфактант
о Альвеолярные макрофаги:
- Межальвеолярные мигрирующие клетки
- Часть защитного механизма легких
о Прилежащие капилляры
о Промежуточная интерстициальная ткань
На рисунке показана структура части легочного ацинуса во вторичной легочной дольке. Ацинус включает в себя структуры дистальнее терминальной бронхиолы. Терминальная бронхиола—последний из проводящих дыхательных путей и отдает две или более респираторных бронхиол, являющихся переходными дыхательными путями с альвеолами в их стенках. Каждая респираторная бронхиола отдает три альвеолярных хода, выстланных альвеолами. Альвеолярные ходы оканчиваются альвеолярными мешочками и альвеолами. Поры Кона обеспечивают сообщение между соседними альвеолами. Каналы Ламберта обеспечивают сообщение в пределах ацинуса и между соседними ацинусами, таким образом обеспечивая коллатеральную вентиляцию.
Микропрепарат под высоким увеличением (окраска гематоксилин-эозином): структура мелких дыхательных путей. Терминальная бронхиола является последней чисто проводящей структурой дыхательных путей и отдает респираторные бронхиолы, характеризующиеся наличием альвеол в их стенках. Альвеолярный ход—трубчатая структура, выстланная альвеолами.
На рисунке показана микроскопическая структура альвеол. Альвеолярно-капиллярная мембрана—основная область дыхания, в которой альвеолы контактируют с богатой капиллярной сетью легкого. Вдыхаемый кислород доставляется к капиллярам, а углекислый газ—в дыхательные пути. Пневмоциты 1 типа—плоские клетки с плотными межклеточными соединениями, выстилающие поверхность альвеол. Плотные межклеточные соединения препятствуют проникновению жидкости в альвеолярное пространство. Пневмоциты 2 типа—более крупные многогранные клетки, вырабатывающие сурфактант и перерабатывающие вазоактивные вещества крови. Альвеолярные макрофаги—мигрирующие клетки, являющиеся важным компонентом защитных механизмов легких.
Микропрепарат под высоким увеличением (окраска гематоксилин-эозином): микроскопическая структура альвеол. Тонкая плоская форма альвеолярных пневмоцитов обеспечивает газообмен с прилежащими капиллярами в области альвеолярно-капиллярной мембраны. 300 миллионов альвеол человеческого легкого обеспечивают огромную площадь поверхности для газообмена (70 м2).
Фотография дерева без листвы, показывающая его схожесть с картиной на КТ при клеточном бронхиолите, обусловившей термин «тени в виде дерева с почками». Мелкие ветки дерева соответствуют расширенным центролобулярным бронхиолам, заполненным воспалительными клетками и/или экссудатом на КТ с высоким разрешением; круглые почки соответствуют воспаленной ткани в области бронхиол.
Бесконтрастное КТ (легочное окно), аксиальный срез, изображение урезано:у пациента с иммунной недостаточностью и туберкулезом определяется множество очаговых теней в виде «дерева с почками» (короткие линейные тени с узловыми тенями на концах). Такая картина является прямым признаком бронхиолита, приводящего к утолщению стенки и заполнению просвета терминальных бронхиол сочетанной клеточной инфильтрацией с воспалением окружающих дистальных дыхательных путей.
Бесконтрастное КТ (легочное окно), аксиальный срез, изображение урезано: у пациента с бронхопневмонией определяются распространенные тени в виде «дерева с почками», образующие ранние ацинарные узелки в правой нижней доле. Имеется небольшой правосторонний плевральный выпот.
Бесконтрастная КТ (легочное окно), аксиальный срез: в левом легком определяется круглый очаг низкой плотности с непрерывной стенкой, являющийся центролобулярной (проксимальной ацинарной) эмфиземой. Очаги низкой плотности сосредоточены в центре вторичной легочной дольки. Центролобулярная артерия может визуализироваться в виде точки в центре эмфизематозного пространства.
Бесконтрастное КТ (легочное окно), аксиальный срез: у женщины 61 года с диспноэ определяется распространенная центролобулярная эмфизема и буллезная болезнь в левой нижней доле. Несмотря на распространенную деструкцию легочной ткани, центролобулярные артерии все так же визуализируются в виде точечных теней в центральном отделе вторичных легочных долек.
КТ с контрастированием (легочное окно), аксиальный срез: у мужчины 68 лет с диспноэ определяется двусторонняя парасептальная (дистальная ацинарная) эмфизема и буллезная болезнь левого легкого. Несмотря на распространенную деструкцию легочной ткани, центролобулярные артерии все так же визуализируются в виде точечных теней в центральных отделах вторичных легочных долек.
КТ с контрастированием (легочное окно), аксиальный срез: в основании правого легкого у мужчины 54 пет с панацинарной эмфиземой вследствие недостаточности α-1-антитрипсина определяется сниженная плотность легочной ткани с небольшим количеством нормальных сосудов. Весь ацинус подвержен деструкции легочной ткани. Наличие легочной ткани более высокой плотности говорит о присутствии неизмененных областей.
КТ у пациента с констриктивным бронхиолитом, обусловленным повреждением при вдыхании дыма. КТ с высоким разрешением (легочное окно) при выдохе, аксиальный срез: определяется очень умеренная неоднородность плотности легочной ткани.
КТ с высоким разрешением (легочное окно) при выдохе, аксиальный срез: определяется мозаичная плотность, обусловленная воздушными ловушками. В норме при выдохе наблюдается увеличение плотности легочной ткани. Аномальная легочная ткань визуализируется в виде двусторонних множественных долевых воздушных ловушек. Часть из них имеет многогранную форму и отображает воздушные ловушки в прилегающих вторичных легочных дольках. Центральная долевая артерия визуализируется вместе с частью пораженной вторичной легочной дольки.
Исследование мужчины 51 года, вдохнувшего бариевое контрастное вещество: определяются множественные тени ацинарных узелков высокой плотности в левой нижней доле. Рентгенография органов грудной клетки в ЗП проекции, изображение обрезано: в нижней левой доле определяются ацинарные розетки металлической плотности, являющиеся барием в легочных ацинусах. Каждый ацинарный узелок имеет 6-10 мм в диаметре.
КТ с контрастированием (костное окно), аксиальный срез, изображение урезано до нижней доли левого легкого: определяются ацинарные узелки, контрастированные барием, часть из которых образует скопления во вторичных легочных дольках. При визуализационных исследованиях нормальные легочные ацинусы не визуализируются и определяются лишь при заполнении жидкостью, клетками или барием.
Основные единицы структуры легочной ткани
а) Первичная легочная долька:
• Все альвеолярные протоки, альвеолярные мешочки и альвеолы дистальнее последних респираторных бронхиол:
о Включает кровеносные сосуды, нервы и соединительную ткань
о В легких человека содержится 20-25 миллионов первичных легочных долек
• Не имеют клинического или визуализационного значения
б) Ацинус:
• Часть легкого дистальнее терминальных бронхиол, включающая:
о Респираторные бронхиолы
о Альвеолярные протоки
о Альвеолярные мешочки
о Альвеолы
о Сопутствующие сосуды и соединительная ткань
• Функциональная единица газообмена в легких
• Диаметр ацинуса составляет 6-10 мм
• В легком объемом 5,25 л содержится 25000 ацинусов
в) Вторичная легочная долька:
• Мелкие обособленные единицы легкого, окруженные соединительной тканью и междолевыми перегородками
• Структура:
о Приток воздуха обеспечивается долевыми бронхиолами, предтерминальными бронхиолами отдают:
- Более мелкие предтерминальные бронхиолами
- Терминальными бронхиолами
- Респираторными бронхиолами
о Кровоснабжаются долевыми артериями и их ветвями
о Ограничены междолевыми перегородками, содержащими легочные вены и лимфатическими сосудами
• Морфология:
о Неравномерная многогранная форма
о 1,0-2,5 см в диаметре
Коллатеральные сообщения
а) Альвеолярные поры (поры Кона):
• Круглые или овальные сообщения
• Размеры 2-10 микрон
• Обеспечивают сообщение между прилегающими альвеолами
б) Каналы Ламберта:
• Прямые сообщения между альвеолами и респираторными, терминальными и предтерминальными бронхиолами
• Функция:
о Могут обеспечивать лишь добавочное сообщение внутри ацинуса
о Могут обеспечивать коллатеральную вентиляцию в пределах ацинуса
Топографические особенности визуализации
а) Трахея:
• Конфигурация задней стенки на КТ зависит от фазы дыхания:
о Изгибается наружу при задержке дыхания
о Уплощается и изгибается внутри во время выдоха
б) Бронхи/бронхиолы:
• Бронхи <2 мм в диаметре в норме не визуализируются на КТ с высоким разрешением
• Бронхиолы редко визуализируются в пределах 1 см от плевральной поверхности на КТ с высоким разрешением
в) Вторичная легочная долька:
• У здоровых людей в норме не визуализируется
• Наиболее развиты и лучше всего визуализируются в периферических отделах легких
• Междолевые перегородки на нижних пределах КТ в тонкосрезовом разрешении:
о Субплевральные перегородки имеют толщину около 0,1 мм
о Наиболее часто наблюдаются на верхушках, передней поверхности и вблизи средостенной плевры
о Локализацию можно предположить по определению перегородочных вен
• Толщина дольковых бронхиол соответствует наиболее низкому разрешению тонкосрезовой КТ:
о В норме не визуализируются
о Дольковые бронхиолы имеют диаметр - 1 мм
о Визуализизация зависит от толщины стенки
о Расположение можно определить по положению центральной долевой артерии
г) Ацинус:
• В норме ацинусы не визуализируются
• В эксперименте с наполнением одного ацинуса он приобрел вид розетки, затем приобретает сферический вид:
о Ацинарный/воздушный узелок
Аномалии при визуализации
а) Центродолевые узелки: инфекционный бронхиолит:
• КТ признаки:
о Мелкие узелки:
- Различная плотность
- Размер варьирует от нескольких мм до 1 см
о Центродолевое расположение:
- Расположены в 5-10 мм от плевральной поверхности
• Наблюдается при заболеваниях:
о Воспалительный (клеточный) бронхиолит:
- Воспаление/инфильтрация центролобулярных бронхиол
- Вовлечение окружающей интерстициальной ткани и альвеол
о Этиология:
- Бактериальная
- Микобактериальная
- Микотическая
- Вирусная
б) Тени по типу «дерева в почках»: инфекция мелких дыхательных путей:
• КТ:
о Линейное ветвление на периферии
о Ассоциированные центролобулярные узелки:
- Различная плотность
- Скопления узелков
- Расположены в нескольких миллиметрах от плевральной поверхности
о Картина напоминает «дерево с почками»
• Патологические сочетания:
о Инфекция мелких дыхательных путей
о Расширенные центролобулярные бронхиолы:
- Наполнение просвета бронхиол воспалительным экссуда-том/кпетками
о Околобронхиальное воспаление
о Этиология:
- Микобактериальная инфекция
- Бронхопневмония
- Инфекционный бронхиолит
в) Низкая плотность в центролобулярной области: центролобулярная эмфизема:
• КТ:
о Центролобулярные очаги (3-10 мм) низкой плотности
о Низкая плотность расположенной вблизи центролобулярной артерии
о Невыраженная стенка
• Наблюдается при заболеваниях:
о Центролобулярная (проксимальная ацинарная, центроацинарная) эмфизема:
- С вовлечением проксимального отдела ацинуса
- Растяжение и разрушение респираторных бронхиол
- Увеличенное воздушное пространство в центральном ацинусе с относительно нормальным дистальным отделом ацинуса
о Сильнее поражаются верхние доли и верхний сегмент нижних долей
г) Низкая плотность доли легкого: панлобулярная эмфизема:
• КТ:
о Диффузная широкая область низкой плотности
о Сниженный размер легочных сосудов
• Возникает при заболеваниях:
о Панлобулярная (панацинарная) эмфизема:
- Поражается весь ацинус и все ацинусы во вторичной легочной дольке
- Диффузное или с преимущественным поражением нижних долей
- Ассоциировано с недостаточностью α-1-антитрипсина
д) Низкая плотность доли легкого: парасептальная эмфизема:
• КТ:
о Кистозные области вблизи междолевых перегородок и плевры, крупных сосудов и бронхов
о Часто сочетается с центролобулярной эмфиземой
• Наблюдается при заболеваниях:
о Поражение периферических отделов легочного ацинуса и субплевральных вторичных легочных долек
о Расширенные альвеолярных ходы
о Преимущественно поражение верхней доли
о Ассоциировано с буллезной болезнью
е) Низкая плотность доли легкого: констриктивный бронхиолит:
• КТ:
о Мозаичная плотность, мозаичная перфузия
о Неоднородное распределение
о Воздушные ловушки на КТ при выдохе
• Возникает при заболеваниях:
о Концентричное сужение мембранозной части бронхиол за счет фиброза с нарушением тока воздуха в легких:
- Воздушные ловушки
- Мозаичная плотность/перфузия
ж) Ацинарные узелки: инфекция:
• КТ:
о Узелковые дымчатые тени от 6 до 10 мм
• Возникает при заболеваниях:
о Воспаление терминальных и респираторных бронхиол
о Щажение дистальных воздушных пространств
о Диссеминация инфекции по дыхательным путям:
- Туберкулез
- Ветряночная пневмония на ранних стадиях