1. Cystic fibrosis is a genetic disease that causes thick, sticky mucus to build up in the lungs and digestive tract, leading to various pulmonary complications.
2. The document discusses several common pulmonary manifestations of cystic fibrosis seen on imaging, including bronchiectasis, chronic endobronchial infections, Aspergillus-related lung disease, nontuberculous mycobacterial infections, pneumothorax, atelectasis and lobar collapse.
3. Pulmonary hypertension and cor pulmonale are also complications of advanced cystic fibrosis lung disease that are discussed. The role of CT, chest radiography, and complications of venous access devices are also reviewed.
2. Introduction
M.Y. Ng et al. / Clinical Radiology 69 (2014) e153ee162
Cystic fibrosis (CF) is an incurable autosomal recessive
disease that affects approximately 1 in 2500 live births
among caucasians.
Mutation in the gene coding for
the CF transmembrane
conductance regulator (CFTR)
protein.
Expressed in many different
organs and acts primarily as
a chloride channel.
CFTR
dysfunction
In the lung leads to
dehydration of the
airway surface liquid
cycle of pulmonary
infection and
inflammation
Reduced
mucociliary
clearance
In the majority of cases, CF leads to progressive respiratory failure and premature death.
3. Bronchiectasis and small airway disease
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Permanently dilated
airways and is the hallmark
of CF lung disease.
«Un ciclo de infección e inflamación recurrente conlleva al
desarrollo de bronquiectasias, que afecta típicamente a los
lóbulos superiores en la FQ.»
Recent data have shown a significant correlation between the extent of bronchiectasis and
reduced survival amongst patients with CF.
Rx:
- Tram-lining and cystic lesions containing airefluid levels.
TC:
- «signo del anillo de sello»
- Engrosamiento bronquial.
Figure 1.
Typical chest radiograph of a
patient with CF demonstrating
bilateral generalized bronchial
wall thickening, tram-lining
indicating bronchiectasis, and
the presence of a TIVAD in the
right hemi-thorax.
Figure 3.
CF patient with ABPA. Extensive bronchiectasis with large mucous plugs in the middle lobe and right
lower lobe. However, this appearance is not infrequently seen in CF patients.
4. Chronic endobronchial colonization
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Pseudomonas aeruginosa
Staphylococcus aureus
Complejo Burkholderia cepacia
• Disminución acelerada de la función
pulmonar
• Responsable de brotes devastadores dentro
de las unidades de pacientes con FQ.
B. cepacia bacteriemia neumonía necrotizante "síndrome cepacia".
Figure 2. Cepacia syndrome: fatal
necrotizing pneumonia associated with B.
cenocepacia bacteraemia in an adult with
CF. (a) Baseline check radiograph. (b)
Radiograph taken close to admission
shows early nodular consolidation in the
left lung. (c) Nine days later, further
progression of the nodular consolidation
can be clearly seen in both lungs. These
nodular areas over the next 6 days then
become mass-like, and are seen in the
lower zone bilaterally with the mass-like
consolidation in the left lower zone
showing possible cavitation.
Unfortunately, the patient developed
progressive respiratory failure and died
despite maximal medical therapy.
5. Aspergillus-related lung disease
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Se aísla con frecuencia de las
vías respiratorias de los pacientes
con FQ.
El espectro de la enfermedad pulmonar:
Aspergilosis
broncopulmon
ar alérgica
(ABPA)
Aspergiloma
Aspergilosis
necrotizante
crónica
Studies have indicated that 2–10% of patients with CF have ABPA.
«Puede ser muy difícil de diagnosticar radiológicamente debido a un solapamiento considerable con el
de bronquiectasias típica y taponamiento mucoso visto en la mayoría de los pacientes con FQ»Figure 4. CF patient with semi-invasive aspergillosis. The axial images show a large cavitary lesion in
the right middle lobe with thick walls. On the sagittal images, this cavitary lesion can be seen to cross
the oblique fissure and involve the upper lobe.
6. NTM infection
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The radiological appearances of NTM disease have been classified into two main forms:
Classical (also known as cavitary) and non-classical (bronchiectatic).
In the classical form, cavities are typically seen in the upper lobes with adjacent
nodules.
The bronchiectatic form typically involves cylindrical bronchiectasis with centrilobular
nodule formation, which can range from small to large nodules.
23% of patients with CF
• Mycobacterium avium intracellulare
• Mycobacterium abscessus
Contraindicación relativa
para el trasplante de
pulmón.
Figure 5. Chronic M. abscessus infection in a 25-year-old patient with CF. The patient presented with declining lung function and pyrexia.
This thoracic high-resolution CT image shows evidence of bronchiectasis (white arrowheads) and widespread bilateral nodules
(white arrows), which would be in keeping with the non-classical/bronchiectatic form of NTM. Long-term therapy with a
combination of oral and nebulized anti-mycobacterial drugs was commenced.
7. Pneumothorax
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Pneumothorax has an incidence of 0.64% per year among patients with CF.
Risk factors for pneumothorax in CF include: P. aeruginosa or B. cepacia complex
infection, ABPA, previous massive haemoptysis, and a forced expiratory volume in 1 s
(FEV1) of <30%–predicted.
Pneumothoraces in CF are a poor prognostic indicator with nearly 50% of patients
dying within 2 years.
Figure 6. Left-sided pneumothorax in end-stage CF. This patient had end-stage CF lung disease and was on the
transplant list. Unfortunately, the patient died of progressive respiratory failure within 2 weeks of pneumothorax
despite drainage, pleurodesis, intravenous antibiotics, and supportive interventions
8. Atelectasis, lobar collapse, and idiopathic collapsed lung
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Atelectasis and lobar collapse are well-recognized complications of CF and occur in
4–11% of patients.
The upper lobes are most frequently affected and mucus plugging is thought to
have a central role in the pathophysiology of this process.
Lung transplantation is an option in severely asymmetrical lung disease but is
considered high risk.
Figure 8.
Right upper lobe collapse in a 18-year-old man
with CF who was chronically infected with
Ralstonia mannitolilytica and methicillin-resistant
S. aureus. (a) The baseline appearances for this
patient with the subsequent development of right
upper-zone opacification (b). (c) Evidence of
progression to complete collapse of the right
upper lobe as evidenced by volume loss with
a vertically orientated horizontal fissure, right
hilum is pulled up, and the trachea is
displaced to the right. At this point, the patient
received intensive in-patient therapy from a
specialist CF team. Treatment included
intravenous antibiotics, inhaled mucolytics, chest
physiotherapy, and intermittent positive-pressure
breathing with resolution of the lobar collapse (d).
A new cavitary lesion was noted in the right upper
zone, which cleared with further antibiotic therapy.
La Figura 9.
Idiopática pulmón colapsado. (a) Radiografía de tórax de un paciente con FQ mayores de 18 años. (b) En una radiografía posterior 2 años
más tarde, nueva consolidación se muestra con ligera pérdida de volumen en el pulmón derecho. (c) 1 año más tarde, la radiografía de
tórax muestra la consolidación más florida y el colapso casi total del pulmón derecho. (d) CT imagen coronal que muestra el pulmón
derecho colapsado con broncogramas y bronquiectasia sin evidencia de obstrucción en las vías respiratorias visibles. (e-f).
9. Pulmonary hypertension and cor pulmonale
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Pulmonary hypertension is defined as a mean pulmonary arterial pressure ≥25 mmHg and in CF
patients may result from chronic hypoxia, which is characteristic of advanced CF lung disease.
Definitive diagnosis of pulmonary hypertension requires right heart catheterization, but the
diagnosis may be strongly suggested by echocardiography or a number of imaging methods.
The chest radiograph in pulmonary hypertension may show:
Enlargement of the pulmonary trunk
Elevation of the cardiac apex suggesting an increase in the size of the right heart
Enlargement of the right interlobar artery (>15 mm for females and 16 mm for males), or
pruning of the peripheral arteries.
At thoracic CT, the signs most likely to indicate pulmonary hypertension are
enlargement of the pulmonary artery by >31.5 mm or a mean pulmonary artery
diameter/ascending aorta diameter (mPAD/AAD) ratio >1
Figure 10.
Pulmonary hypertension in an adult with CF subsequently confirmed with right heart catheterization. (a)
Axial CT section showing a dilated right ventricle, which is much larger than the left ventricular
cavity. (b) A dilated pulmonary trunk measuring 35 mm (red line), while the ascending thoracic aortic
diameter measures 24 mm, which indicates a mPAD/AAD ratio >1.
10. Complications of totally implantable venous access devices
(TIVAD)
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Venous stenosis due to a TIVAD. (a) A SVC venogram demonstrating mid-SVC occlusion. (b) A wire is
passed through the occlusion and the tip of the TIVAD has been snared into the right brachiocephalic vein
in order that the stent can be deployed. (c) The stent is deployed across the SVC with its superior edge
below the confluence of the brachiocephalic veins. There is a significant waist to the SVC stent, which is
subsequently dilated with a 15 mm balloon. (d) The stent with no significant waist and the tip of the TIVAD
is now back in the SVC having been snared and re-sited to its original position. A repeat venogram shows
successful opening of the occlusion.
11. Role of CT and chest radiography
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12. M.Y. Ng et al. / Clinical Radiology 69 (2014) e153ee162
Editor's Notes
La esperanza de vida de los pacientes con fibrosis quística (FQ) ha aumentado constantemente en las últimas décadas con el correspondiente aumento en la frecuencia de las complicaciones de la enfermedad. Los radiólogos son cada vez más involucrados con la gestión y la identificación de las complicaciones pulmonares de la FQ Este artículo revisa las manifestaciones comunes de la enfermedad pulmonar de la FQ, así como la actualización de los radiólogos con una serie de complicaciones menos conocidos de la enfermedad. Detección precoz y precisa de los efectos pulmonares de la FQ son cada vez más importante para prevenir el daño pulmonar irreversible y dar a los pacientes la mayor posibilidad de beneficiarse de las nuevas terapias que estén disponibles, que corrige el defecto subyacente que causa CF.
Las mejoras en la atención de la FQ han dado lugar a un aumento de la esperanza de vida media de 37 años de edad y los niños nacidos con FQ en este siglo se prevé que vivir más allá de la edad de 50 años. Como resultado, la población CF está aumentando y la presencia de complicaciones pulmonares es probable que cada vez más frecuentes. El reconocimiento temprano y el manejo adecuado de estas complicaciones es esencial para la continua mejora en la supervivencia de los pacientes con FQ Además, los nuevos fármacos dirigidos al defecto CFTR subyacente se están haciendo disponibles, lo que plantea la posibilidad de frenar la progresión de la enfermedad. y radiólogos tienen un papel vital que desempeñar en la gestión de los CF para ayudar a que los pacientes se benefician de estos nuevos medicamentos personalizados. Los estudios de imagen tienen el beneficio adicional de permitir a los clínicos para orientar las intervenciones diagnósticas y terapéuticas más efectiva.
En este artículo revisamos el espectro de manifestaciones pulmonares de la FQ de características comunes, como bronquiectasias y neumotórax, a través de condiciones menos conocidas, como el "síndrome cepacia" e idiopática colapso pulmonar progresiva. También se discute el papel de la tomografía computarizada (TC) y la radiografía de tórax en la gestión.
Las bronquiectasias se refiere a anormales, vías respiratorias dilatadas permanentemente y es el sello distintivo de la enfermedad pulmonar de la FQ. Un ciclo de infección recurrente y la inflamación complica el desarrollo de bronquiectasias, que afecta típicamente a los lóbulos superiores en CF, como se muestra en la figura 1. Los datos recientes han demostrado una correlación significativa entre el grado de bronquiectasia y reducción de la supervivencia entre los pacientes con CF.
La bronquiectasia a menudo se subdividen en cilíndricas, varicosas y bronquiectasias quísticas en base a los hallazgos patológicos o radiológicos. Los signos de bronquiectasias en la radiografía de tórax incluyen tranvía-guarnición y lesiones quísticas que contienen niveles de fluido de aire. En la TC, las características adicionales de las bronquiectasias son el "signo del anillo de sello", donde el diámetro bronquial interna es mayor que su correspondiente arteria; engrosamiento de la pared bronquial; la presencia de los bronquios visibles dentro de 1 cm de la pleura costal o tocar la pleura mediastínica y la falta de estrechamiento normal de los bronquios. Fig 3 muestra un ejemplo de las características de los TC de bronquiectasia severa.
Debido a la presencia casi universal de las bronquiectasias en pacientes con FQ mayores, puede ser difícil diferenciar alteraciones pulmonares coexistentes. Moco taponamiento y la apariencia de árbol en brote son comúnmente asociados con bronquiectasias, pero también son características de la aspergilosis alérgica broncopulmonar (ABPA) y la infección por micobacterias no tuberculosas (MNT). Se requiere un alto grado de sospecha para estas condiciones cuando se informa imágenes torácicas de pacientes con FQ
Además de causar bronquiectasia, CF también afecta a las vías respiratorias pequeñas. La obstrucción de las vías aéreas pequeñas con moco típicamente causa periférica atrapa el aire en el pulmón. Esto se ve como mosaicismo en las imágenes de CT. Los estudios realizados en niños diagnosticados con FQ mediante el cribado neonatal han demostrado que la enfermedad de las vías respiratorias pequeñas con frecuencia detectable por CT, incluso en ausencia de evidencia clínica de enfermedad pulmonar.
Los pulmones de los pacientes con FQ son colonizados con frecuencia con una variedad de organismos característicos tales como Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, y Burkholderia cepacia. Es imposible diferenciar estos organismos sobre la base de los estudios radiológicos. P. aeruginosa se convierte en el patógeno respiratorio dominante a la edad de 18 años, y puede ser particularmente difícil de erradicar una vez que se ha establecido biofilms en el pulmón. B. cepacia infección compleja a menudo se asocia con disminución de la función pulmonar acelerado y ha sido responsable de brotes devastadores dentro de las unidades de FQ. La combinación de B. cepacia bacteriemia y neumonía necrotizante se conoce como el "síndrome cepacia". Esta es una condición temida y mal entendido asociada con una mortalidad muy elevada. Las apariciones radiológicos del síndrome Cepacia no se han descrito en detalle en la literatura. En la experiencia de los autores, la radiografía de tórax en el síndrome Cepacia se caracteriza por progresiva, bilateral y difusa consolidación nodular como se muestra en la figura 2.
Aspergillus fumigatus es un hongo que se aísla con frecuencia de las vías respiratorias de los pacientes con FQ El espectro de la enfermedad pulmonar relacionada con el Aspergillus incluye la aspergilosis broncopulmonar alérgica (ABPA), aspergiloma y aspergilosis necrotizante crónica (también conocida como aspergilosis semi-invasivo). Los estudios han indicado que el 10.2% de los pacientes con FQ tienen ABPA. A pesar de esta alta prevalencia, ABPA puede ser muy difícil de diagnosticar radiológicamente debido a un solapamiento considerable con el bronquiectasias típica y mucosas taponamiento visto en la mayoría de los pacientes con FQ. Fig 3 ilustra una imagen de TC torácica característica de un paciente con FQ y ABPA.
Aspergiloma es una complicación poco frecuente de la FQ, que se observa con mayor frecuencia en pacientes con enfermedad pulmonar cavitaria, tales como aquellos con tuberculosis anterior o sarcoidosis.16 aspergilomas desarrollar cuando Aspergillus spp. coloniza una cavidad preexistente. Los hallazgos radiológicos iniciales son de una cavidad con paredes engrosadas e irregulares, que progresa en una bola fúngica. El hallazgo en la TC de una lesión sólida rodeada de aire dentro de una cavidad, el signo del cuarto creciente, es característico de un aspergiloma.
Aspergilosis necrotizante crónica (también conocida como aspergilosis semi-invasivo) es una manifestación adicional de la enfermedad pulmonar relacionada con el Aspergillus, que normalmente afecta a los pacientes con un grado leve de inmunodepresión pero puede complicar CF. Aspergilosis necrotizante crónica se caracteriza por la consolidación, que se convierte en necrótica y puede cavitación (véase la figura 4). La aparición de esta condición puede ser difícil de diferenciar de la aspergilosis invasiva-angio, pero por lo general se desarrolla durante meses en lugar de días o semanas en este último estado. Además, angio-invasivo aspergilosis normalmente ocurre en pacientes inmunocomprometidos y en gran medida, en el contexto de la FQ, sería más probable en el paciente sometido a trasplante de pulmón.
La tuberculosis pulmonar es poco común en la FQ NTM, sin embargo, son comunes y se encuentran en los pulmones de hasta un 23% de los pacientes con FQ y Mycobacterium avium intracellulare y Mycobacterium abscessus son las especies más frecuentes de NTM en CF. NTM puede conducir a la simple colonización saprophagous, pero igualmente se puede causar una infección pulmonar grave, progresiva. El tratamiento de la NTM normalmente requiere un tratamiento prolongado con múltiples medicamentos contra la micobacteria y ciertas especies, como M. abscessus, se considera una contraindicación relativa para el trasplante de pulmón.
Las apariciones radiológicos de la enfermedad NTM se han clasificado en dos formas principales: clásico (también conocido como cavidad) y no clásica (bronquiectasias). En la forma clásica, cavidades se ven típicamente en los lóbulos superiores con nódulos adyacentes. La forma bronquiectásica normalmente implica bronquiectasias cilíndricas con formación de nódulos centrolobulillar, que puede ir desde pequeñas a grandes nódulos. Un ejemplo de la enfermedad pulmonar relacionada con NTM en la FQ se muestra en la figura 5. Es importante señalar, sin embargo, que con frecuencia es difícil diferenciar las características de la infección por NTM de enfermedad subyacente CF pulmón. La decisión sobre cuándo iniciar la terapia anti-micobacteriana debe guiarse por la combinación de las características clínicas, radiológicas y microbiológicas.
Neumotórax tiene una incidencia de 0,64% por año entre los pacientes con FQ Fig 6 muestra un ejemplo de un neumotórax en el lado izquierdo en un paciente con enfermedad pulmonar CF en etapa terminal. El neumotórax se piensa desarrollar cuando tapones de moco de las vías respiratorias conduce a un aumento de la presión en los alvéolos. Si la presión alcanza un nivel crítico superior a la presión intersticial, se rompe el aire de los alvéolos y perfora a través de la cavidad pleural que resulta en un pneumothorax.23 factores de riesgo para neumotórax en CF incluyen P. aeruginosa o B. cepacia infección compleja, ABPA, hemoptisis masiva anterior, y un volumen espiratorio forzado en 1 s (FEV1) de <30% -predicted. Neumotórax en la FQ se trata generalmente con un drenaje torácico como la observación o la aspiración con frecuencia resultar en el fracaso. Incluso con la inserción de drenaje de pecho, sin embargo, hay una alta tasa de fuga de aire constante, que puede requerir pleurodesis o intervención quirúrgica (véase la figura 7). Neumotórax en la FQ son un indicador de mal pronóstico con casi el 50% de los pacientes mueren dentro de 2 años.
La hipertensión pulmonar se define como una presión arterial pulmonar media ≥25 mmHg y en pacientes con FQ puede resultar de la hipoxia crónica, que es característica de la enfermedad pulmonar CF avanzada. El diagnóstico definitivo de la hipertensión pulmonar requiere cateterismo cardíaco derecho, pero el diagnóstico puede ser sugerido fuertemente por ecocardiografía o una serie de métodos de imagen. La radiografía de tórax en la hipertensión pulmonar puede mostrar agrandamiento del tronco pulmonar, elevación de la punta del corazón que sugiere un aumento en el tamaño del corazón derecho, la ampliación de la derecha de la arteria interlobular (> 15 mm para las mujeres y 16 mm para los hombres), o la poda de las arterias periféricas.
En la TC torácica, los signos más probables para indicar la hipertensión pulmonar son la ampliación de la arteria pulmonar por> 31,5 mm o un diámetro arteria pulmonar / aorta ascendente media (MPAD / AAD) relación> 1 (figura 10). Otros signos que sugieran hipertensión pulmonar son diámetro derecho medioventricular grande que el izquierdo, haciendo una reverencia o enderezar el tabique interventricular, espesor de la pared del ventrículo derecho mayor de 4 mm, el reflujo del medio de contraste en la vena cava inferior (VCI) y / o venas hepáticas y un <reducción de 16,5% en el área de sección transversal de la arteria pulmonar derecha en sístole a diasystole.
TIVAD se insertan frecuentemente en pacientes con FQ como el acceso venoso periférico se hace más difícil o frecuente con el tiempo. Un número de complicaciones puede ocurrir con estos dispositivos, incluyendo el desarrollo de hematomas, lesión arterial, infección, neumotórax, obstrucción, fallo mecánico (por ejemplo, fractura del catéter), y la migración de la tip catéter. El neumotórax es relativamente poco frecuente y por lo general se produce en el momento de la inserción. La obstrucción de la luz del puerto es la complicación más común de un TIVAD y por lo general es causada por una trombosis. El tratamiento trombolítico administrado a través de la línea de obstrucción es frecuentemente efectiva en esta situación.
TIVAD-estenosis venosa asociada, como se muestra en la figura 12, puede presentarse con abierta vena cava superior (SVC) y la obstrucción puede ser confirmado con venografía. Estenosis venosa se puede tratar con la retirada del dispositivo, angioplastia o colocación de stent. El papel de la anticoagulación para prevenir la re-estenosis no está claro.
Estenosis venosa debido a un TIVAD. (a) Un venograma SVC demostrando mediados de SVC oclusión. (b) Un alambre se pasa a través de la oclusión y la punta de la TIVAD ha sido atrapado dentro de la vena braquiocefálica derecha con el fin de que el stent puede ser desplegado. (c) El stent se despliega a través de la vena cava superior con su borde superior, por debajo de la confluencia de las venas braquiocefálicas. Hay una cintura significativa a la stent SVC, que posteriormente se dilata con un globo de 15 mm. (d) El stent sin cintura significativa y la punta de la TIVAD ahora está de vuelta en el SVC de haber sido atrapado y reubicado a su posición original. Una repetición venograma muestra exitosa apertura de la oclusión.
Tomografía computarizada del tórax permite la detección temprana de la enfermedad pulmonar en comparación con la radiografía de tórax y en unos CF mostrando paciente signos de deterioro de la función pulmonar, los hallazgos de la radiografía de tórax no mostraron poca frecuencia pobre correlación con el cuadro clínico. Sin embargo, el debate acerca de la frecuencia y cuándo usar la TC sigue sin resolverse. Varios trabajos han recomendado aumentar la frecuencia de los TC de tórax ya que ha habido varios estudios pequeños que muestran una mejora en la calidad de vida y una reducción en las tasas de exacerbación vías respiratorias como consecuencia del aumento de los exámenes de TC. Esto ha ido tan lejos como los exámenes anuales de TC en algunas instituciones, a pesar de los riesgos de la radiación conocidos especialmente en esta de grupo de pacientes. Para minimizar la exposición a la radiación, las técnicas de TC de baja dosis se han defendido, y en un informe de investigación de la TC de tórax para controlar a los pacientes con FQ, las dosis de radiación media de 0,35 mSv y 0,69 mSv para imágenes espiratorio y de inspiración, respectivamente, se logró. Un modelo de riesgo de radiación puso el riesgo estimado de cáncer inducido por la radiación para un examen anual de CT que comienza cuando el paciente tiene 2 años en 0,08% para los hombres y 0,46% para las mujeres que asumen los aumentos promedio de supervivencia a los 50 años de edad. Recomendaciones alternativas incluyen imágenes por resonancia magnética (IRM) del índice de pecho o de pulmón libre (LCI). El LCI se ha demostrado a superar las limitaciones de la espirometría en la detección temprana de la enfermedad y es comparable a CT. En nuestra institución (Hospital de la Universidad del Sur de Manchester), CT normalmente se reserva para los casos difíciles, como la evaluación de trasplante pulmonar, infección atípica, enfermedad Aspergillus co-existente, y la presentación tardía de la CF.