Congenital LungDiseases
Adam Guttentag M.D.
G:\photos\Cartoons\it's a rare disease.jpg
Congenital Lung Diseases
Developmental anomalies
Aplasia/hypoplasia/horseshoe lung
Foregut malformations
TE fistula
Sequestration spectrum
Vascular anomalies (veins, arteries,both)
Surfactant deficiency
Prematurity
Abnormal surfactant production
Thoracic anomalies—secondary lunghypoplasia
Congenital diaphragmatic hernia
Skeletal dysplasias
diaphragmatic hernia.jpg                                       00049A95Macintosh HD                   B9800875:
Developmental Anomalies:The “Sequestration Spectrum”
Bronchopulmonary Sequestration
Congenital Cystic AdenomatoidMalformation
Congenital Lobar Emphysema
Bronchogenic Cyst
Scimitar Syndrome
Pulmonary AVM
Congenital Lung Anomalies may include:
Dysplastic pulmonary tissue
Anomalous arterial supply
Anomalous venous drainage
Communication with bronchial tree or GI tract
Gross structural lung anomalies
Diaphragmatic defects
Categorization depends on combination of findings,but may be difficult (“overlap syndromes”)
“Sequestration Spectrum”
pulmonary
vascular
Bronchogenic cyst
CCAM
CLE
Sequestration
Scimitar syndrome
AVM’s
Embryology
Foregut
Esophagus, tracheobronchial tree, stomach, duodenum
GI tract and tracheobronchial tree separate at 26 days
Primitive lung buds send branches into lung mesoderm up to16th week
Peripheral bronchi form acinar structures 16th-24th weeks
Saccular proliferation and alveolar development up untilbirth
Connections of mesodermal vasculature to primitive aortanormally regress
Failure to regress may lead to abnormal systemicconnections
ct1.jpg                                                        00049A79Macintosh HD                   B9800875:
ct2.jpg                                                        00049A79Macintosh HD                   B9800875:
ct3.jpg                                                        00049A79Macintosh HD                   B9800875:
ct4.jpg                                                        00049A79Macintosh HD                   B9800875:

ct med.jpg                                                     00049A79Macintosh HD                   B9800875:
 mri 1.jpg                                                      00049A79Macintosh HD                   B9800875:
mri coro.jpg                                                   00049A79Macintosh HD                   B9800875:
Sequestration
Abnormal lung tissue without normalbronchial connection and with systemicarterial supply
Intralobar 75%
Extralobar 25%
Sequestration - ImagingFeatures
Abnormal opacity in medial lung base on CXR
CT shows abnormal lung parenchyma well
Arteriography classically used to show systemicsupply, venous drainage
MRI or CT now used to evaluate for systemic arteryand should replace arteriography
US prenatal / neonatal --homogeneous echogenicity(ELS)
Intralobar Sequestration
Probably acquired in most cases
Very rare in infants
Only 50% discovered before age 20
Sx: cough, sputum, recurrent pneumonia
Etiology - many hypotheses
early bronchial obstruction with recurrent infection 
chronic inflammation 
parasitization of systemic vessels in the pulmonaryligament
Intralobar Sequestration
Above and contiguous with the diaphragmwithin otherwise normal lung
Systemic arterial supply
73% descending aorta
21% upper abd aorta, celiac, or splenic artery
16% multiple supplying arteries
95% with pulmonary venous drainage(L to L shunt)
98% in lower lobes (60% on L)
Intralobar SequestrationRadiology
Usually appears as space occupying massor persistent consolidation
Purely soft tissue vs. air containing
Often multiple air-containing cystic areas
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\087.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\088.jpg
6/74
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\089.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\090.jpg
5/75
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\091.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\092.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\093.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\094.jpg
Pulmonaryvenous drainage
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\081.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\082.jpg
Intralobar sequestrationwith bronchialcommunication
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\083.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\084.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\079.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\080.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\085.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\086.jpg
Extralobar Sequestration
6% of congenital lung lesions
65% with associated congenital anomalies (CDHmost common)
 M:F = 4:1
Etiology: probably abnormal budding fromprimitive foregut forming accessory lung with itsown blood supply and pleural covering
Communication with GI tract rarely persists
Extralobar Sequestration
Separate visceral pleural covering
90% on left, almost always in medial basebetween lung and diaphragm
95% with systemic arterial supply
>80% with systemic venous drainage (azygos)
Unusual locations
Mediastinum, retroperitoneum, pericardial space,diaphragm
May have assoc. bronchogenic cyst, CCAM
Extralobar Sequestration -Clinical
Sx: dyspnea, cyanosis, feeding problems
61% discovered by age 6 mo.
Only 10% Asx (much less than ILS)
Rarely presents as recurrent infection
Extralobar Sequestration -Radiology
May be seen in utero  as a mass or inassoc. with polyhydramnios or hydrops
High output CHF
Solid mass in LLL
G:\photos\Pediatric\extralobar US.jpeg
G:\photos\Pediatric\extralobar MRI.jpeg
SequestrationIntralobar vs Extralobar
Feature
Intralobar
Extralobar
Pleura
Within normal lobarpleura
Separate pleuralinvestment
Sex incidence
M=F
M>F
Laterality
60% on left
80-90% on left
Arterial supply
Systemic
Systemic
Venous drainage
Pulmonary vein
Azygos, hemiazygos orportal vein
Foregut communication
Very rare
More common
Other congenital anomalies
Uncommon
Common
Diagnosis in neonates
Rare
Common
pa.jpg                                                         00049A82Macintosh HD                   B9800875:
lat.jpg                                                        00049A82Macintosh HD                   B9800875:
Neonate with abnormal prenatal US
ct1.jpg                                                        00049A82Macintosh HD                   B9800875:
cty2.jpg                                                       00049A82Macintosh HD                   B9800875:
ct3.jpg                                                        00049A82Macintosh HD                   B9800875:
ct4.jpg                                                        00049A82Macintosh HD                   B9800875:
Congenital CysticAdenomatoid Malformation(CCAM)
Congenital dysplastic lesion of lung
25% of congenital lung lesions
Communicate with bronchial tree
Pulmonary arterial and venousconnections
R=L  Upper lobes predominate slightly
CCAM - Clinical Features
M=F
Majority present in neonatal period
Acute respiratory distress
Decreased breath sounds, cardiacshift, hyperresonance
Large lesions may cause hypoplasiaof normal lung
Unusual cause of fetal hydrops
CCAM - Subtypes
Type I: one or more large cysts (>2cm) withrespiratory epithelium. >50% of cases.
Type II: cysts all <2cm, cuboidal epithelium.Associated with other severe congenitalmalformations. 40% of cases
Type III: tiny cysts, usually <5mm. Usuallyinvolves entire lobe or lung. <10% of cases.
CCAM - Prenatal Imaging
Polyhydramnios, fetal hydropssecondary to obstructed venous return
Mass may be echogenic (type III) orshow cysts of varying size and number(types I and II)
10 - 20% shrink on follow-up
Prenatal DDX:  bronchogenic cyst,sequestration, CDH
CCAM - Post-natal Imaging
Type I: unilateral air-filled lesion. May be very largeand herniate across the midline.
Cysts may progressively expand and worsen respiratorydistress.
Initially may appear solid due to retained fluid in cyst(s).
Air fluid levels may be seen.
Type II: Small uniform cysts may be seen.
Type III: Solid mass or consolidation is usualappearance. Generally large.
CCAM - Treatment andPrognosis
Treatment: surgical removal--risk of infectionor neoplasm
Fetal surgery or shunting may be considered toprotect unaffected lung for large masses.
Prognosis: depends on size of lesion and statusof unaffected lung.
Poor prognosis if fetal hydrops present.
Type II lesions may have worse prognosis dueto assoc. renal and cardiac anomalies.
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\096.jpg
Air filled type I CCAM
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\100.jpg
Air filled Type I CCAM
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\099.jpg
Prenatal US type ICCAM
heart
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\097.jpg
Bubbly type II CCAM
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\098.jpg
CCAM - Differential Dx
if air filled  CLE
if solid by US  Sequestration(extralobar)
if bubbly  CDH
if single large cyst  Bronchogenic cyst
All can present in neonate as a mass onCXR
CT is often helpful in making the dx
G:\photos\Cartoons\new brain.jpg
CLE.jpg                                                        00049A95Macintosh HD                   B9800875:
Congenital Lobar Emphysema
a.k.a. ”neonatal lobar hyperinflation
Overinflated lobe with compression of normallung
Causes:
Abnormal bronchial cartilage with  atresia orobstruction
50% with bronchial obstruction
Abnormality of lung development e.g. too many ortoo few alveoli
LUL 43%   RML 35%   RUL 20%
Congenital Lobar Emphysema
Usually presents within 1-2 months asrespiratory distress.
In bronchial atresia/compression,aeration is via collateral air drift.
Associated cardiac anomalies
May do well with conservativemanagement.
Congenital Lobar EmphysemaRadiology
Hyperlucent and expanded area of lung actingas a mass
Maintains size on expiratory or decubitus view
“Mediastinal swing” on fluoroscopy
CXR may show a “solid” mass initially
CT  shows normal vessels in hyperexpandedlobe
CLE LUL.jpg                                                    0004B090Macintosh HD                   B9800875:
CLE of LUL
CLE CXR.jpg                                                    0004B090Macintosh HD                   B9800875:
CLE RML CT.jpg                                                 0004B090Macintosh HD                   B9800875:
CLE RML CT2.jpg                                                0004B090Macintosh HD                   B9800875:
CLE of RML
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\100.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\096.jpg
CLE CXR.jpg                                                    0004B090Macintosh HD                   B9800875:
CLE RML CT2.jpg                                                0004B090Macintosh HD                   B9800875:
CCAM vs CLE
pa.jpg                                                         0004B057Macintosh HD                   B9800875:
lat.jpg                                                        0004B057Macintosh HD                   B9800875:

T1coronal.jpg                                                  0004B057Macintosh HD                   B9800875:
T2 axial.jpg                                                   0004B057Macintosh HD                   B9800875:
T1WI
T2WI
Bronchogenic Cyst
Mediastinal >> pulmonary (6:1)
Mediastinal - mostly near carina
Pulmonary - lower lobes predominate (R=L)
Usually Asx, may present with infection orcompression effects
Pulmonary cysts usually contain air
Cyst contents watery to mucinous, with variableattenuation
No enhancement!
Bronchogenic Cyst
Lined by respiratory epithelium
May have smooth muscle, mucusglands, cartilage in wall
May have fibrous connection toesophagus or bronchial tree
Bronchogenic Cyst
May contain a variety of fluids:
Simple serous fluid (40%)
Hemorrhagic
Proteinaceous
Milk of Calcium
Histologically often indistinguishablefrom GI duplication cyst
Bronchogenic Cyst - Imaging
CXR:  retrocardiac/subcarinal oval mass
CT:  smoothly defined, no discernable wall,
0-60 HU
MRI:  very bright on T2WI, low to high signalon T1WI
No enhancement with IV contrast
pa.JPG                                                         0004B059Macintosh HD                   B9800875:
lat.JPG                                                        0004B059Macintosh HD                   B9800875:
ct.JPG                                                         0004B059Macintosh HD                   B9800875:
CECT
 MR T2.JPG                                                      0004B059Macintosh HD                   B9800875:
PDWI
 MR T1.JPG                                                      0004B059Macintosh HD                   B9800875:
T1WI
MR T2 heavy.JPG                                                0004B059Macintosh HD                   B9800875:
T2WI
pa.jpg                                                         0004B058Macintosh HD                   B9800875:
lat.jpg                                                        0004B058Macintosh HD                   B9800875:
T1 coronal MR.jpg                                              0004B058Macintosh HD                   B9800875:
T2 axial MR high.jpg                                           0004B058Macintosh HD                   B9800875:
T2 axial MR low.jpg                                            0004B058Macintosh HD                   B9800875:
pa.jpg                                                         0004B08CMacintosh HD                   B9800875:
lat.jpg                                                        0004B08CMacintosh HD                   B9800875:
ba swallow.jpg                                                 0004B08CMacintosh HD                   B9800875:
Duplication cyst
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\104.jpg
G:\photos\Cartoons\vacuum lock brain\vacuum lock brain .jpg
G:\photos\Cartoons\vacuum lock brain\brain pop.jpg

cahill pa.jpg                                                  0004B079Macintosh HD                   B9800875:
cahill pa close.jpg                                            0004B079Macintosh HD                   B9800875:

cahill pa.jpg                                                  0004B079Macintosh HD                   B9800875:
cahill pa close.jpg                                            0004B079Macintosh HD                   B9800875:
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\109.jpg
Scimitar Syndrome
“pulmonary venolobar syndrome”, “hypogeneticlung syndrome”
Anomalous venous return to IVC
Systemic arterial supply
Small RPA
Abnormal development of right lung, usuallysmall in size
Abnormal bronchial branching in right lung
May have abnormal lobation
Varying degrees of abnormality of parenchyma, arteriesand veins
Scimitar Syndrome
25% with other C-V anomalies
1/3 show clear anomalous vein on CXR
Often Asx, may have:
Hemoptysis from bronchial collaterals
Symptomatic L  R shunt
Recurrent infection
cottman ct 1.jpg                                               0004B07CMacintosh HD                   B9800875:
cottman ct 2.jpg                                               0004B07CMacintosh HD                   B9800875:
cottman ct 3.jpg                                               0004B07CMacintosh HD                   B9800875:
cottman ct 4.jpg                                               0004B07CMacintosh HD                   B9800875:
pa.jpg                                                         0004B081Macintosh HD                   B9800875:
lat.jpg                                                        0004B081Macintosh HD                   B9800875:

ctlung.jpg                                                     0004B081Macintosh HD                   B9800875:
ctlung2.jpg                                                    0004B081Macintosh HD                   B9800875:
ct med1.jpg                                                    0004B081Macintosh HD                   B9800875:

ctmed2.jpg                                                     0004B081Macintosh HD                   B9800875:

ctmed3.jpg                                                     0004B081Macintosh HD                   B9800875:

ctmed4.jpg                                                     0004B081Macintosh HD                   B9800875:
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\110.jpg
c:\documents and settings\jdagostino\desktop\jpeg\111.jpg
Pulmonary AVM
Majority congenital
Persistence of fetal anastamotic capillaries
Pathology = cavernous hemangioma
Simple type: single feeding and draining vessels(79%)
Complex type: multiple feeders, drainers
~5% with systemic feeders, occasionallysystemic drainage
Pulmonary AVM
Most found in 3rd or 4th decades
1/3 found in pts with Osler-Weber-Rendusyndrome
<20% of O-W-R pts have AVM’s
1/3 multiple
8% bilateral
Pulmonary AVM Symptoms & Signs
50% symptomatic (classic triad: DOE, cyanosis,clubbing)
 L shunt (murmur or bruit may be heard)
Paradoxical embolization and brain abscesses
Loss of lung’s filter function
Polycythemia due to chronic hypoxia
Occasional hemoptysis
Pulmonary AVMRadiography
Plain film: one or more circumscribed nodules.Enlarged feeding and draining vessels may beseen. Ca++ rare
Grow over time
CT: CT angiography can now easily showlesions AND establish size and number offeeders
MRI: GRE or MRA imaging can show flow innodules
pa.jpg                                                         00049A7DMacintosh HD                   B9800875:
ct.jpg                                                         00049A7DMacintosh HD                   B9800875:
 
Pulmonary AVM - Treatment
Ablation recommended for all>3mm
Angiographic placement of coils,detachable balloons preferred overresection
gorda sunset 1.jpg                                             00000298Macintosh HD                   B9800875:
That’s all, folks!