青中年無癥狀吸煙者4～7級(jí)支氣管損傷的HRCT研究

許曉杰，盧輝群，葉向陽，葉 波，周 瑋，蔡杭美

（揚(yáng)州大學(xué)附屬泰興市人民醫(yī)院影像科，江蘇 泰興 225400）

青中年無癥狀吸煙者4～7級(jí)支氣管損傷的HRCT研究

許曉杰，盧輝群，葉向陽，葉 波，周 瑋，蔡杭美

（揚(yáng)州大學(xué)附屬泰興市人民醫(yī)院影像科，江蘇 泰興 225400）

目的：利用高分別率CT（HRCT）評(píng)價(jià)青中年無癥狀吸煙者與對(duì)照組小氣道各經(jīng)線間的差異。方法：測(cè)量青中年無癥狀吸煙者及對(duì)照組右肺上葉尖段4～7級(jí)支氣管氣道壁的外徑（DE）及內(nèi)徑（DL），并計(jì)算出氣道厚度（T）與體表面積（BSA）平方根（√BSA）的比值，氣道面積占?xì)獾揽偨孛娣e的百分比（WA%）、支氣管壁厚度與外徑的比值（TDR）。結(jié)果：青中年無癥狀吸煙者與對(duì)照組比較，右肺上葉尖段4～7級(jí)支氣管T/√BSA升高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），WA%減低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），TDR稍減低，差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論：HRCT可對(duì)吸煙造成的小氣道早期損傷進(jìn)行評(píng)估。

創(chuàng)傷和損傷；支氣管；體層攝影術(shù)，螺旋計(jì)算機(jī)

吸煙對(duì)小氣道的損傷是導(dǎo)致多種呼吸系統(tǒng)疾病的重要原因，小氣道是指直徑＜2 mm的終末細(xì)支氣管及呼吸性細(xì)支氣管，但至今尚缺乏對(duì)小氣道測(cè)量的有效手段。相關(guān)研究證實(shí)稍大氣道的管壁、直徑的變化能間接反映小氣道的異常[1]。HRCT對(duì)于氣道的顯示具有無創(chuàng)、精確、直觀等優(yōu)勢(shì)[2]。本研究擬通過對(duì)青中年無癥狀吸煙者及健康對(duì)照組右肺上葉尖段4～7級(jí)支氣管進(jìn)行量化對(duì)比分析，旨在為臨床判斷吸煙者小氣道損傷提供客觀依據(jù)。

1 資料及方法

1.1 研究對(duì)象

青中年吸煙組：收集2014年1月—2015年1月在泰興市人民醫(yī)院體檢的青中年無癥狀吸煙者40例；男32例，女8例，年齡28～51歲，平均（35.6±4.7）歲，根據(jù)聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織年齡分段中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，所有被檢查者均屬于青中年范圍；身高155～185 cm，平均 （168.78±6.45）cm；體質(zhì)量 48～85 kg，平均（65.23±8.96）kg；體表面積（BSA）1.39～2.06 m2，平均（1.75±0.26）m2；所有被檢查者吸煙指數(shù)均＞400（吸煙指數(shù)為每天吸煙的根數(shù)乘以吸煙的年數(shù)），肺功能檢查未見明顯異常，無粉塵、有害氣體等接觸史，并排除肺部及心臟疾病。

青中年健康對(duì)照組：收集我院2014年1月—2015年1月不吸煙健康體檢者40例，男29例，女11例，年齡30～49歲，平均（36.4±5.6）歲；身高158～189cm，平均（170.36±8.27）cm；體質(zhì)量43～80kg，平均（69.62±9.85）kg；體表面積（BSA）1.47～2.02 m2，平均（1.83±0.34）m2；無粉塵、有害氣體等接觸史，無呼吸、循環(huán)系統(tǒng)疾病，肺功能檢查未見異常。

1.2 肺功能檢查

所有被檢查者均采用德國(guó)康訊Power Cube的肺功能儀進(jìn)行肺功能測(cè)定，測(cè)定前常規(guī)定標(biāo)，由呼吸科專業(yè)技術(shù)人員按常規(guī)操作測(cè)定，每項(xiàng)操作程序測(cè)定3次，選取最佳值。

1.3 HRCT檢查

采用Philips Briliance 64排螺旋CT掃描儀，受試者取仰臥位，于深吸氣末自肺尖至肺底進(jìn)行全肺掃描，具體參數(shù)：管電壓120 kV，有效管電流250 mAs，掃描準(zhǔn)直128×0.625，螺距0.915，螺旋時(shí)間0.5s，層間隔1 mm，層厚1 mm，矩陣1 024×1 024，重建視野36 cm，重建間隔0.625 mm，重建層厚0.625 mm，重建算法為骨算法。

1.4 影像資料分析

將所有檢查數(shù)據(jù)傳輸至Philips EBW 3.5工作站進(jìn)行處理，窗寬設(shè)置為1 500 HU，窗位為-450 HU，對(duì)右肺上葉尖段4～7級(jí)支氣管開口處進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)包括支氣管壁厚度 （T，mm）、支氣管外徑（DE）、支氣管腔直徑（DI），當(dāng)支氣管斷面不為圓形時(shí)，取其最長(zhǎng)徑與最短徑的平均值；所有影像資料的分析均由兩名臨床經(jīng)驗(yàn)豐富的副主任醫(yī)師獨(dú)立完成，取兩者的平均值最為最終測(cè)量結(jié)果；采用BSA對(duì)氣道壁進(jìn)行校正，從而排除身高、體質(zhì)量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影像，以T與BSA平方根（√BSA）的比值評(píng)估氣道壁的厚度；計(jì)算支氣管管腔面積（Bronchial inner area，AI）、靶支氣管斷面總面積 （Bronchial total-area，AT）、管壁面積（Bronchial wall area，WA）、WA占AT的百分比（WA%）、壁厚度與外直徑的比率（Thickness to diameter ratio，TDR）[3-5]。計(jì)算公式如下：

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用STATA 11.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，各組數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，配對(duì)樣本采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

青中年吸煙組與對(duì)照組的年齡、性別、身高、體質(zhì)量均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

青中年吸煙組與對(duì)照組肺功能檢測(cè)未見明顯異常。青中年吸煙組與健康對(duì)照組比較，4～7級(jí)小支氣管T/√BSA增大，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；4～7級(jí)小支氣管WA%較對(duì)照組縮小，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.05）；4～7級(jí)小支氣管TDR較對(duì)照組縮小，差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2～4，圖1，2。

表1 青中年吸煙組與對(duì)照組一般情況比較（±s）

表1 青中年吸煙組與對(duì)照組一般情況比較（±s）

組別 性別男 女 年齡（歲） 身高（cm） 體質(zhì)量（kg） BSA（m2） √BSA（m）青中年吸煙組 32 8 35.6±4.7 168.78±6.45 65.23±8.96 1.75±0.26 1.36±0.17對(duì)照組 29 11 36.4±5.6 170.36±8.27 69.62±9.85 1.83±0.34 1.39±0.21統(tǒng)計(jì)學(xué)值 χ2=0.31 t=0.11 t=0.15 t=0.33 t=0.19 t=0.11 P＞0.05 P＞0.05 P＞0.05 P＞0.05 P＞0.05 P＞0.05

表2 青中年吸煙組與對(duì)照組T/√BSA比較

表3 青中年吸煙組與對(duì)照組WA%比較

表4 青中年吸煙組與對(duì)照組TDR比較

圖1 支氣管壁厚度測(cè)量。 圖2 MPR顯示所測(cè)支氣管。Figure 1.Measurement of bronchial wall thickness.Figure 2.MPR shows the measured bronchus.

3 討論

長(zhǎng)期吸煙主要造成小氣道功能的損傷，相關(guān)研究表明即使小氣道損傷廣泛、嚴(yán)重時(shí)，氣道總阻力僅輕微增加或在正常范圍之內(nèi)，臨床通過肺功能檢測(cè)多不能反映小氣道損傷的程度[6]。但目前尚缺乏在活體、無創(chuàng)情況下對(duì)小氣道損傷的評(píng)價(jià)手段，有研究通過比較組織學(xué)上氣道各項(xiàng)徑線變化，發(fā)現(xiàn)稍大氣道的直徑、壁厚等數(shù)據(jù)可間接評(píng)估小氣道異常[7]。HRCT作為目前測(cè)量支氣管壁厚度最為準(zhǔn)確、客觀的影像學(xué)手段，具有無創(chuàng)、簡(jiǎn)便、直觀等優(yōu)勢(shì)，其在氣道損傷的評(píng)價(jià)方面已得到廣泛的運(yùn)用；故本課題擬研究通過對(duì)青中年無癥狀吸煙者及健康對(duì)照者右肺上葉尖段4～7級(jí)支氣管進(jìn)行量化對(duì)比分析，旨在為臨床判斷吸煙者小氣道損傷提供客觀依據(jù)。

HRCT對(duì)吸煙者氣道定量分析的研究目前尚處于起步階段，且研究結(jié)果存在一定差異。究其原因可能與收集的研究對(duì)象年齡較大、合并慢性支氣管炎及測(cè)量方法有關(guān)，老年肺及慢性支氣管炎可引起小氣道管壁增厚，這可能是存在差異的原因之一[8]，故本實(shí)驗(yàn)以無癥狀中青年吸煙者作為研究對(duì)象，排除由于年齡、慢性支氣管炎等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的影響。測(cè)量部位的不同亦是以往諸多研究結(jié)果存在差異的原因之一[9]，相關(guān)研究證實(shí)右肺上葉尖段支氣管走行變化較小，位置相對(duì)固定，且受心臟搏動(dòng)影響較小[10]，故本課題選擇測(cè)量右肺上葉尖段小支氣管，從而進(jìn)一步減小了實(shí)驗(yàn)誤差，保證研究數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外本實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象吸煙指數(shù)均在400以上，更加權(quán)了吸煙因素的作用。

Stratelis等[11]研究認(rèn)為青中年無癥狀吸煙者4～6級(jí)支氣管T/√BSA較對(duì)照組增大，而7級(jí)支氣管T/√BSA較對(duì)照組稍增大，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示青中年吸煙組與健康對(duì)照組比較，4～7級(jí)小支氣管T/√BSA增大，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與以上結(jié)果基本吻合，此結(jié)果提示吸煙者較不吸煙者支氣管壁增厚，其可能機(jī)制為長(zhǎng)期吸煙損傷支氣管內(nèi)纖毛上皮細(xì)胞，使煙堿、煙焦油、亞硝基胺等有害物質(zhì)易于聚集在支氣管內(nèi)，造成黏膜下腺體的過度增生及杯狀細(xì)胞增殖，使黏液分泌增加并潴留于細(xì)支氣管內(nèi)引起內(nèi)膜炎癥，從而導(dǎo)致管壁增厚。相關(guān)研究證實(shí)WA%、TDR能反映小氣道的通氣狀況[12]，Karimi等[13]通過比較無癥狀吸煙者及不吸煙者4～7級(jí)支氣管各徑線發(fā)現(xiàn)，吸煙者WA%、TDR較對(duì)照組稍減低，但沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，青中年吸煙者較不吸煙者WA%、TDR減低，WA%差異較大具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，TDR差異較小不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，造成此結(jié)果差異的原因筆者認(rèn)為可能與受檢對(duì)象吸煙指數(shù)有關(guān)，本實(shí)驗(yàn)選擇吸煙組研究對(duì)象吸煙指數(shù)較上述研究偏高。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示吸煙者較不吸煙者小氣道有效通氣面積減小，這可能與長(zhǎng)期吸煙導(dǎo)致支氣管壁增厚、管腔不同程度阻塞有關(guān)。對(duì)于小氣道通氣情況的評(píng)價(jià)，筆者認(rèn)為WA%較TDR更為敏感。

綜上所述，HRCT可對(duì)小氣道管壁厚度進(jìn)行定位、定量測(cè)量，具有方法簡(jiǎn)便、非侵入性等優(yōu)點(diǎn)，是傳統(tǒng)肺功能檢測(cè)、支氣管活檢所無法比擬的，可應(yīng)用于吸煙所致氣道損傷的相關(guān)疾病的研究。本研究發(fā)現(xiàn)青中年吸煙者較對(duì)照組T/√BSA增大，而WA%減低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此HRCT可用于評(píng)估吸煙造成的小氣道損傷情況，并進(jìn)行隨訪觀察，對(duì)研究吸煙所致的小氣道損傷具有較好的應(yīng)用前景。

[1]Hübner RH,Schwartz JD,De Bishnu P,et al.Coordinate control of expression of Nrf2-modulated genes in the human small airway epithelium is highly responsive to cigarette smoking[J].Mol Med, 2009,15(7):203-219.

[2]Ahmad T,Sundar IK,Lerner CA,et al.Impaired mitophagy leads to cigarette smoke stress-induced cellular senescence:implications for chronic obstructive pulmonary disease[J].FASEB, 2015,29(7):2912-2929.

[3]Liu L,Li G,Sun Y,et al.Airway wall thickness of allergic asthma caused by weed pollen or house dust mite assessed by computed tomography[J].Respir Med,2015,109(3):339-346.

[4]王嬌莉，任振義，楊斌，等.支氣管哮喘和嗜酸粒細(xì)胞性支氣管炎患者氣道壁的CT比較研究[J].中國(guó)呼吸與危重監(jiān)護(hù)雜志，2011，2（10）：126-129.

[5]辛小燕，賀文，譚春婷.HRCT定量評(píng)價(jià)哮喘和COPD患者氣道壁厚度差異的研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2008，24（7）：1029-1032.

[6]Gupta S,Siddiqui S,Haldar P,et al.Quantitative analysis of high-resolution computed tomography scans in severe asthma subphenotypes[J].Thorax,2010,65(9):775-781.

[7]Auxiliadora M,Moreira C,Alves M,et al.Pulmonary changes on HRCT scans in nonsmoking females with COPD due to wood smoke exposure[J].Bras Pneumol,2013,39(2):155-163.

[8]Kim CH,Woo H,Hyun IG,et al.Pulmonary function assessment in the early phase of patients with smoke inhalation injury from fire[J].Thorac Dis,2014,6(6):617-624.

[9]Kim N,Seo JB,Song KS,et al.Semi-automatic measurement of the airway dimension by computed tomography using the fullwidth-half-maximum method:a study on the measurement accuracy according to the CT parameters and size of the airway[J].Kor J Radiol,2008,9(3):226-235.

[10]Khadadah M,Jayakrishnan B,Muquim A,et al.High resolution computed tomography in asthma[J].Oman Med J,2012,27(2): 145-150.

[11]Stratelis G,Fransson SG.High prevalence of emphysema and its association with BMI:a study of smokers with normal spirometry [J].Scand J Prim Health Care,2008,26(4):241-247.

[12]Dijkstra AE,Postma DS,Hacken N,et al.Low-dose CT measurements of airway dimensions and emphysema associated with airflow limitation in heavy smokers:a cross sectional study[J].Respir Res,2013,14(1):11-12.

[13]Karimi R,Tornling G,Forsslund H,et al.Lung density on high resolution computer tomography(HRCT)reflects degree of inflammation in smokers[J].Respir Res,2014,15(1):23-28.

Injury of grade 4～7 bronchi in the young and middle－aged cigarette smoking people without symptom:evaluation by HRCT

XU Xiao-jie,LU Hui-qun,YE Xiang-yang,YE Bo,ZHOU Wei,CAI Hang-mei
(Department of Radiology,Taixing People’s Hospital Affiliated to Yangzhou University,Taixing Jiangsu 225400,China)

Objective:To compare the size of small airway evaluated by HRCT between young and middle-aged cigarette smokers without symptom and control group.Method:The outside diameter(DE)and inner diameter(DL)of grade 4～7 bronchi in apical segment of right upper lobe were measured in cigarette smokers without symptom and control group.The ratio of the thickness of the airway(T)and square root of surface area(√BSA),ratio of airway area and total area of the airway(WA%), and ratio of bronchi wall thickness and outer diameter(TDR)were calculated.Results:The T/√BSA in grade 4～7 bronchi in apical segment of right upper lobe was higher in cigarette smokers without symptom than that of control group,with statistical difference(P＜0.05).WA%was lower,which was statistically significant(P＜0.05).While TDR was slightly lower,without statistical difference(P＞0.05).Conclusion:HRCT can be used to assess early damage in small airway of cigarette smokers.

Wounds and injuries;Bronchi;Tomography,spiral computed

R655.3；R814.42

A

1008-1062（2016）12-0864-03

2016-03-10；

2016-05-12

許曉杰（1973-），男，江蘇泰興人，副主任醫(yī)師。E-mail：aisulhq＠sohu.com

盧輝群，揚(yáng)州大學(xué)附屬泰興市人民醫(yī)院影像科，225400。E-mail：973734046＠qq.com