COPD的HRCT表現(xiàn)型分型及其分析

南京醫(yī)科大學附屬江寧醫(yī)院放射科(江蘇 南京 211100)方思月 王 劍

COPD的HRCT表現(xiàn)型分型及其分析

南京醫(yī)科大學附屬江寧醫(yī)院放射科(江蘇 南京 211100)
方思月 王 劍

目的 探討HRCT對COPD進行表現(xiàn)型分型的價值。方法 對127名處于穩(wěn)定期的COPD患者(FEV1＜80%)使用HRCT進行胸部掃描，分析其肺氣腫和支氣管管壁增厚的程度，以此將患者分為3個表型：存在輕微肺氣腫或無肺氣腫，伴或不伴支氣管管壁增厚(A表型)；存在肺氣腫但不伴有支氣管管壁增厚(E表型)；有較重的肺氣腫并伴有較重的支氣管管壁增厚(M表型)，分析各表型相應的臨床表現(xiàn)和肺功能特征。結果 A表型中不吸煙的人數(shù)、活動及靜止時均出現(xiàn)哮喘的發(fā)病率、體質(zhì)指數(shù)及CO彌散率最高，肺功能指標顯示肺通氣障礙較輕；M表型則有大量咳痰、排痰性咳嗽及哮喘，可逆性氣流受限較E表型嚴重。結論 以HRCT對COPD進行形態(tài)學表現(xiàn)型分型，可以顯示不同表型的多個臨床特點及肺功能特征。

慢性阻塞性肺疾??；表型；體層攝影術，X線計算機

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種具有多種肺和肺外效應的多系統(tǒng)疾病，不同患者在臨床表現(xiàn)、生理指標、影像學特征、全身炎癥反應、頻發(fā)急性加重、合并癥和對治療的反應性等方面都存在明顯的異質(zhì)性，對COPD的重要組成部分進行識別及分組(表型)，能反映疾病的預后，并指導臨床治療[1,12-14]。本研究擬通過COPD患者的胸部高分辨率CT(High-resolution computed tomography，HRCT)影像，尋找應用HRCT評價COPD的方法，并依此確立COPD的HRCT影像學表型分類，以探索COPD臨床個體化治療方案選擇的判斷指標。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2010年3月至2014年2月我院呼吸科收治的127名穩(wěn)定期COPD患者，其中男97例，女30例，年齡43～78歲，平均年齡(66±7)歲，病例納入和排除標準：符合慢性阻塞性肺疾病全球倡議(GOLD，2014更新版)診斷標準，除外胸廓畸形、胸部手術病史以及肺結核、肺部腫瘤、支氣管擴張癥、閉塞性細支氣管炎以及彌漫性泛細支氣管炎等影響肺功能的疾病的病人。本組研究患者均簽署知情同意書，所有患者均在二天內(nèi)完成常規(guī)肺功能檢查及HRCT檢查，對患者進行COPD一般特征及臨床資料采集，內(nèi)容包括：年齡、體重指數(shù)、吸煙指數(shù)、咳痰、咳嗽、哮喘等。

1.2 肺功能檢查采用德國Master Screen diffusion肺功能儀：患者取坐位，給予患者吸入支氣管擴張劑(沙丁胺醇氣霧劑400μg)，15分鐘后測定第1秒用力肺活量(FEV1)、第1秒用力肺活量占預計值的百分比(FEV1%)、第1秒用力肺活量占用力肺活量的百分比(FEV1/FVC)、一氧化碳彌散量(DLCO)、殘氣量(RV)、肺總量(TLC)、殘氣量占最大肺總量的百分比(RV/TLC)，計算各指標占預計值的百分比(% of pred)。受試者6小時內(nèi)停止吸入短效支氣管舒張劑，12小時內(nèi)停止吸入長效支氣管舒張劑。

1.3 CT檢查方法 采用Philips Brilliance 16層螺旋CT掃描儀進行胸部CT檢查。檢查前讓患者了解最大吸氣末方法，并訓練其達到最佳狀態(tài)。在最大吸氣末時行肺尖至肺底的掃描。掃描參數(shù)：電壓120kV，電流250mA，層厚1mm，螺距0.813：1，X線球管轉(zhuǎn)速0.5s/轉(zhuǎn)，F(xiàn)OV 320mm×320mm，采集矩陣512×512，掃描采集層厚0.75mm，圖像重建層厚、層距均為1mm。

圖1 COPD分型A表型患者，HRCT顯示有輕微肺氣腫（LAA≤1級），不伴支氣管壁增厚。圖2 COPD分型E表型患者，HRCT顯示兩肺紋理稀疏、纖細、肺透亮度增加，有LAA≥2 級的肺氣腫存在，無支氣管管壁增厚。圖3 COPD分型M表型患者，合并LAA≥2級的肺氣腫和≥1級支氣管管壁增厚（白箭頭）。

1.4 COPD的HRCT分型 應用PACS工作站閱片，由兩位有經(jīng)驗的放射科醫(yī)生在隱瞞臨床資料的情況下，以盲法評估肺氣腫及支氣管壁增厚程度，各項指標取平均值。肺氣腫程度評估：將正常肺野和密度減低區(qū)域面積(low attenuation areas，LAA)的界限定為＜-950HU[10]，選取雙側(cè)3個解剖層面進行觀察：靠近主動脈弓上緣1cm、隆突水平下1cm、右側(cè)橫膈上3cm，此3個層面分別代表雙側(cè)上、中、下肺野。根據(jù)雙側(cè)3個肺野中各層LAA的所占面積比計算各層面的LAA評分：0分：LAA＜5%，1分：5%≤LAA＜25%，2分：25%≤LAA＜50%，3分：50%≤LAA＜75%，4分：LAA≥75%。根據(jù)3個層面評分總和進行肺氣腫分級：0級：總和為0分，1級：總和分為1～3分，2級：總和分為4～6分，3級：總和分為7～9分，4級：總和分為10～12分。(2)支氣管壁增厚程度評估：觀察肺門區(qū)以外的肺亞段直徑2～4mm小支氣管的形態(tài)，3個層面中支氣管壁厚度分級[5]：0級：支氣管管壁厚度/相鄰肺動脈直徑＜30%，1級：30%≤支氣管管壁厚度/相鄰肺動脈直徑＜50%，2級：支氣管管壁厚度/相鄰肺動脈直徑≥50%。COPD的HRCT影像表型分型標準：A型：無肺氣腫或存在輕微肺氣腫，LAA≤1級，不考慮是否合并支氣管管壁增厚；E型：存在LAA≥2級的肺氣腫，不合并支氣管管壁增厚；M型：同時存在LAA≥2級的肺氣腫和≥1級支氣管管壁增厚[2]。

1.5 統(tǒng)計學分析方法 使用SPSS17.0統(tǒng)計學分析軟件，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。計量資料采用均數(shù)±標準差表示，多組間比較采用方差分析，以S-N-K法進行兩兩比較；計數(shù)資料采用χ2檢驗，以分割卡方法進行兩兩比較，并對對檢驗水準進行調(diào)整。

2 結 果

2.1 影像學表型分類結果 根據(jù)HRCT影像表現(xiàn)分成三個表型(圖1-3)：A型有64例患者，平均LAA評分為0.82±0.21，其中40例患者(31.49%)沒有合并支氣管管壁增厚，24例(18.89%)存在支氣管管壁增厚(1級：22例，2級：2例)；E型有32例患者，平均LAA評分為2.24±0.49；M型有31例患者，平均LAA評分為2.32±0.56(支氣管管壁增厚1級：27例，2級：4例)。三組表型間LAA評分的差異有統(tǒng)計學意義(F=5.475,P=0.023)，以S-N-K法進行兩兩比較：E型和M型之間LAA評分無顯著差異(F=0.011, P=0.919)，A型的LAA評分均小于E型和M型(F=6.233、7.896,P=0.015、0.012)。M型患者支氣管管壁增厚程度顯著大于A型(M型：1.11±0.32級，A型：0.50±0.56級，F(xiàn)=47.23，P=0.000)。

表1 三種COPD表型一般特征的比較

表2 三種COPD表型患者臨床表現(xiàn)的比較

表3 三種COPD表型患者的肺功能的比較

2.2 三種COPD表型一般特征的比較見表1。三組表型之間男女性別比率的兩兩比較，A表型女性分布較E、M表型為多(χ2=10.828、10.214，P=0.001、0.000)；三組表型之間BMI兩兩比較的結果顯示A表型BMI要高于其它兩型(F=40.78、57.63, P=0.003、0.018)；三組表型之間非吸煙人數(shù)的兩兩比較，A表型患者中不吸煙的人數(shù)明顯高于其它兩組(χ2=67.89、84.23，P=0.000、0.000)；三組表型之間吸煙指數(shù)的兩兩比較E表型患者高于其它兩個表型(F=14.88、12.54，P=0.027、0.034)。

2.3 三種COPD表型患者臨床表現(xiàn)的比較見表2。A表型患者活動及靜止時均出現(xiàn)哮喘的發(fā)病率最高，M表型患者則大量咳痰、排痰性咳嗽及哮喘的發(fā)病率最高。

2.4 三種COPD表型患者的肺功能的比較見表3。三組表型之間FEV1的兩兩比較，A表型高于M表型(F=34.27，P=0.028)；三組表型之間FEV1/FVC的兩兩比較，A表型均高于其它兩型(F=28.18、39.63，P=0.013、0.006)；三組表型之間RV的兩兩比較，A表型＜E表型＜M表型(F=17.34、24.46、28.71，P=0.033、0.021、0.000)；三組表型之間TLC的兩兩比較，M、A表型均低于E表型(F=26.28、29.74，P=0.035、0.028)；M表型的RV/TLC最高；三組表型之間DLCO的兩兩比較，A表型高于E、M表型(F=117.58、87.46，P=0.002、0.000)，E表型高于M表型(F=32.38，P=0.011)。

3 討 論

目前評估COPD嚴重程度的主要指標是臨床癥狀、肺功能和相關并發(fā)癥，其中肺功能仍是診斷COPD和評估病情的金標準：在吸入支氣管舒張劑后進行常規(guī)肺功能檢查，F(xiàn)EV1/FVC%＜70%表明存在氣流受限，并且不能完全逆轉(zhuǎn)，根據(jù)FEV1的下降程度可將COPD患者的嚴重程度分為4級(Ⅰ級輕度、Ⅱ級中度、Ⅲ級重度、Ⅳ級極重度)[3]。但是臨床實踐中發(fā)現(xiàn)肺功能檢查受多個因素的影響，如部分患者不配合肺功能檢查、老年人肺功能生理性下降以及部分重癥患者不能耐受肺功能檢查等。而且肺功能指標如FEV1等并不能完全反映COPD患者的全部通氣、換氣障礙的病理特點，當FEV1/FVC發(fā)現(xiàn)異常時，患者往往已經(jīng)發(fā)生了不可逆的氣道損害。肺功能檢查作為大體功能檢測，不能準確評估分布不均勻肺氣腫的局部肺功能損害程度。這些因素均使得依據(jù)肺功能檢查結果進行COPD診斷及嚴重度分級存在一定的局限性[4]。

Han等提出[5]，COPD表型應定義為一種或幾種疾病綜合特征，能夠反映COPD患者之間的差異，與臨床表現(xiàn)及預后(如癥狀、急性加重、治療反應、疾病進展速度或死亡)相關，該定義能夠?qū)OPD患者分為不同的治療及預后亞組，有利于臨床診斷和指導治療。在臨床實踐中，應該根據(jù)不同的患者表現(xiàn)型特征而不是簡單的依據(jù)氣流受限的嚴重程度來指導COPD的治療，已成為共識[1,4,6]。HRCT應用薄層面(1mm～2mm)掃描和高空間頻率重建算法，是當今活體肺部無創(chuàng)性成像技術中最敏感的檢查手段[7-9]。HRCT比較準確地反映了肺部結構和病理變化，特別是對無/輕度或無癥狀的肺氣腫，可以做到早期和定量診斷，對肺組織的形態(tài)和功能做出直觀的評價，全面評估病情和預后[7]。本研究中我們依照HRCT的影像學表現(xiàn)將COPD患者分為三個表現(xiàn)型，分析不同表現(xiàn)型之間COPD一般特征、臨床表現(xiàn)、肺功能檢查的差異。

在研究中發(fā)現(xiàn)：A表型患者中女性所占比例高于其它表型，女性患者中A表型的比率也最高(21/30)，根據(jù)本研究表型定義，A表型的肺氣腫程度在3個表型中為最低，此結果與Dransfield在其COPD患者肺氣腫性別差異的研究結果相契合[10]，即女性患者的肺氣腫程度較低；A型患者均表現(xiàn)有較高的BMI指數(shù)，與夏藝等的研究結果相符[11]；A表型患者中不吸煙患者的比率明顯高于其它兩型，而E表型患者的吸煙指數(shù)最高，提示吸煙患者的肺氣腫程度較重；M表型患者無咳痰者最少而大量咳痰者最多，與其肺氣腫和支氣管炎的病理改變相符。本研究肺功能檢查結果提示：A表型患者的肺通氣功能障礙表現(xiàn)為RV和TLC的溫和增加，F(xiàn)EV1/FVC和DLCO明顯高于其它兩型，雖然A表型和E表型的FEV1沒有差別，大部分A表型患者的DLCO在正常值范圍內(nèi)且CO的彌散功能明顯優(yōu)于其它兩型，A表型患者的FEV1/FVC值以及FEV1占預計值的百分比均優(yōu)于E型和M型，說明A表型患者氣流受限的程度較輕，A表型患者的RV/ TLC值相對較低，即肺氣腫程度較輕；RV、RV/TLC是反映氣流潴留的指標，E、M表型均高于A表型；M表型患者FEV1%、FEV1/FVC、TLC、DLCO低于E型，而RV/TLC高于E表型，提示M表型患者的嚴重程度高于E表型，這是由于M表型患者同時合并肺氣腫及支氣管管壁增厚，導致其慢性氣流受限的程度要嚴重于單純肺氣腫引起的氣流受限所致。

HRCT不僅能準確診斷及量化肺氣腫，相比于大體病理學能夠更清楚地顯示肺氣腫的嚴重程度[12]。對于薄層掃描，常用衰減值低于閾值-950HU來評價肺氣腫，所得結果與病理相關性強，尤其是在吸氣相[2,5,6,10]。故本文直接設定CT值＜-950HU的區(qū)域為肺氣腫區(qū)，掃描于吸氣末完成。本研究表明，有肺氣腫存在的E表型和M表型患者的RV、RV/TLC均較A表型患者大，肺功能檢查結果與COPD表型分型結果相符。通過HRCT對COPD進行肺氣腫評估，可根據(jù)肺氣腫嚴重度將患者分為不同的組別，不同組別之間在臨床表現(xiàn)和實驗室檢查之間存在差異。

本研究初步探討了不同表型患者對于使用使用糖皮質(zhì)激素和支氣管擴張劑的治療效果，發(fā)現(xiàn)糖皮質(zhì)激素有效改善可逆性氣流受限的患者中，A、M兩個表型均多于E表型，提示小支氣管管壁增厚影響著糖皮質(zhì)激素的療效；支氣管擴張劑改善A表型患者通氣障礙的有效率高于其它兩型患者；而E表型患者的糖皮質(zhì)激素和支氣管擴張劑的治療效果均不明顯，分析原因可能為E表型患者氣道壁增厚并不明顯，其氣流受限主要由于肺彈性回縮力的下降所致。由于樣本含量較小，這些發(fā)現(xiàn)尚未形成統(tǒng)計學結論，需要在后續(xù)研究中與臨床密切合作，加大樣本含量。

綜上所述，COPD患者通過HRCT分型可以得出不同的表現(xiàn)型在臨床指標、肺功能、及對激素、支氣管擴張劑的反應等各表型間都存在異質(zhì)性，有助于闡明COPD的發(fā)病機制，尋找特異性治療方法。以HRCT對COPD進行形態(tài)學表型分型和評估，可以顯示不同表型的多個臨床特征及對吸入支氣管擴張劑反應的差異，根據(jù)與不同病理生理改變相關的表型，選擇適宜的治療方案。

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(本文編輯:謝婷婷)

Analysis of HRCT Phenotypes of Chronic Obstructive Pulmonary Disease

FANG Si-yue, WANG Jian． The Affiliated Jiangning Hospital of Nanjing Medical University,Department of Radiology, Jiang Su Nanjing,211100

ObjectiveTo explore the value of HRCT phenotypes of chronic obstructive pulmonary disease．Methods A total of 127 patients with stable COPD (FEV1＜80%) were examined by chest High-resolution CT． Emphysematous changes and bronchial wall thickening (BWT) were evaluated visually, and COPD patients were classified into three phenotypes: absence of emphysema, with little emphysema with or without BWT (A phenotype), emphysema without BWT (E phenotype) and emphysema with BWT phenotype (M phenotype)． The clinical characteristics were compared among the three phenotypes．Results The A phenotype showed a higher prevalence of those who had never smoked and patients with wheezing both on exertion and at rest, higher values of BMI and diffusing capacity for carbon mononide and milder lung hyperinflation． The M phenotype showed a higher prevalence of patients complaining of a large amount of sputum, productive cough and wheezing, and greater reversibility of airflow limitation responsive compared with the E phenotype．Conclusion These findings suggest that the morphological phenotypes of COPD show several clinical characteristics and different lung function characteristic．

Chronic Obstructive Pulmonary Disease; Phenotypes; Tomography; X—ray Compuced

R563; R814.42

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2014.07.17

2014-08-27

方思月