終末期肺氣腫肺減容術(shù)的各種影像學(xué)檢查比較及進(jìn)展

孫麗昕，王榮福

（北京大學(xué)第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，北京100034）

·綜 述·

終末期肺氣腫肺減容術(shù)的各種影像學(xué)檢查比較及進(jìn)展

孫麗昕，王榮福

（北京大學(xué)第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，北京100034）

肺氣腫是慢性阻塞性肺疾病的一種常見臨床表現(xiàn)，特點(diǎn)是不可逆性的終末氣道的擴(kuò)張和肺泡壁損害。肺減容術(shù)主要應(yīng)用于終末期肺氣腫患者，主要原理是切除部分無(wú)功能的肺組織來(lái)提高肺組織的彈性回縮力、橫膈的運(yùn)動(dòng)功能及改善循環(huán)通氣血流比。雖然心肺功能可以通過(guò)1秒用力呼氣容積等進(jìn)行檢查，但是肺氣腫的分布、異質(zhì)性、嚴(yán)重程度及肺功能變化需要影像學(xué)及放射性核素評(píng)價(jià)，比如計(jì)算機(jī)斷層顯像、肺通氣/灌注顯像等，這些檢查各自具有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又相互補(bǔ)充，對(duì)術(shù)前患者的選擇及術(shù)后療效的評(píng)估具有重要價(jià)值。

肺氣腫； 肺減容術(shù)； 計(jì)算機(jī)斷層技術(shù)（CT）； 肺通氣與灌注顯像

肺氣腫是慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）的一種常見臨床表現(xiàn)，特點(diǎn)是不可逆性的終末氣道的擴(kuò)張和肺泡壁損害。肺氣腫主要形態(tài)學(xué)表現(xiàn)為雙肺體積增大，透過(guò)度增加，雙肺多發(fā)肺大皰等；主要臨床表現(xiàn)為漸進(jìn)性的呼吸困難，嚴(yán)重者日常生活受到明顯影響，甚至可以發(fā)生呼吸衰竭危及生命。1995年來(lái)，Copper等將肺減容術(shù)（lung volume reduction surgery，LVRS）用于治療終末期的肺氣腫，LVRS治療的主要原理是通過(guò)切除部分無(wú)功能的肺組織來(lái)提高肺組織的彈性回縮力和橫膈的運(yùn)動(dòng)功能，切除無(wú)血流灌注的肺氣腫區(qū)域，使通氣血流比重新分配，改善血流及通氣比。美國(guó)肺氣腫治療試驗(yàn)（National Emphysema Treatment Trial，NETT）試驗(yàn)表明LVRS術(shù)后患者具有更好的活動(dòng)能力、肺功能及生活質(zhì)量明顯改善、長(zhǎng)期生存率顯著提高等［1］。但并非所有患者都具有手術(shù)適應(yīng)證，術(shù)前應(yīng)對(duì)患者進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。LVRS適應(yīng)證主要有兩個(gè)，一是肺上葉為主的氣腫，二是運(yùn)動(dòng)能力減弱［2］。雖然心肺功能以6分鐘步行試驗(yàn)（6-minute walk distance，6-MWD）和一秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）等檢查項(xiàng)目為標(biāo)準(zhǔn)［3］。但是影像與核醫(yī)學(xué)檢查在了解肺組織解剖形態(tài)及功能具有各自的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)兩項(xiàng)檢查可以起到互補(bǔ)作用，尤其多模態(tài)分子影像技（SPECT/CT、PET/CT）等廣泛應(yīng)用［4］，這對(duì)患者術(shù)前篩選及術(shù)后恢復(fù)情況可以進(jìn)行客觀的評(píng)估。

1 CT對(duì)終末期肺氣腫患者的評(píng)估

CT檢查的突出優(yōu)點(diǎn)是具有很高的密度分辨率，能夠進(jìn)行密度量化分析，準(zhǔn)確顯示病變范圍。CT檢查肺氣腫的原理主要是對(duì)CT值的測(cè)量。HRCT主要特征是肺內(nèi)多發(fā)無(wú)壁含氣囊狀透亮灶。CT對(duì)肺氣腫的異質(zhì)性、氣腫的解剖分布及氣體潴留情況等進(jìn)行直觀評(píng)價(jià)，這些特征與 LVRS的風(fēng)險(xiǎn)和療效密切相關(guān)［5］。

1.1 CT對(duì)肺氣腫患者LVRS術(shù)前評(píng)估

LVRS一般適用于終末期肺氣腫病人。手術(shù)成功的關(guān)鍵是需要病人的肺部病變滿足下列特點(diǎn)：①肺氣腫呈非均質(zhì)性分布；②病灶部位顯著的過(guò)度充氣；③病灶周圍存在相對(duì)正常的被壓縮的肺組織［6］。Weder等［7］將肺氣腫進(jìn)行定性，即均質(zhì)性肺氣腫，中度異質(zhì)性肺氣腫以及重度異質(zhì)性肺氣腫，而Cederlund等［8］則以此為基礎(chǔ)建立了一個(gè)定量分析肺氣腫的模型。該模型對(duì)45例患者（90個(gè)肺葉）進(jìn)行研究：每掃描2mm薄層間隔層厚20mm，x代表肺氣腫的CT分布層面（從頭側(cè)至足側(cè)），y代表肺氣腫指數(shù)（emphysema index，EI），y值是計(jì)算機(jī)軟件獲得。將每個(gè)肺葉的x、y值進(jìn)行作圖，都能形成基本的線性關(guān)系，y=kx+1；然后，將每個(gè)肺葉k的絕對(duì)值及EI差異度（每個(gè)肺葉EImax-EImin）作點(diǎn)狀圖得出：當(dāng)k＞3時(shí)（EI差異度始終≥29），重度異質(zhì)性肺氣腫；k＜3且EI差異度＞25時(shí)，中度異質(zhì)性肺氣腫；k＜3且EI差異度≤25時(shí)，均質(zhì)性肺氣腫。這種異質(zhì)性的定性、定量分析簡(jiǎn)單易行，有助于對(duì)術(shù)前對(duì)患者的選擇。

定量CT（quantitative CT，QCT）在評(píng)價(jià)肺氣腫嚴(yán)重程度具有較高的準(zhǔn)確性，因此QCT在選擇終末期肺氣腫病人起著至關(guān)重要的作用。評(píng)估肺氣腫的嚴(yán)重程度主要由2個(gè)QCT密度參數(shù)：其一，15%值，15%是一個(gè)亨氏單位的分界點(diǎn)，即在肺組織CT值分布頻率圖中第n百分位點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的CT值，15%值越?。ㄔ浇咏?1000Hu），肺氣腫程度越嚴(yán)重。其二，相對(duì)密度減低區(qū)，即肺實(shí)質(zhì)密度低于-950Hu［9］。

1.2 CT對(duì)術(shù)后肺功能恢復(fù)評(píng)估

Gierada等［10］對(duì)46例病人進(jìn)行了LVRS術(shù)前QCT數(shù)值與術(shù)后臨床生理指標(biāo)的對(duì)比，研究結(jié)果：經(jīng)過(guò)分層分析，通常CT指數(shù)滿足下列標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)后效果較好：①肺平均密度＞-900Hu；②75%以上的肺上葉密度＜-900Hu（肺氣腫指數(shù)）或者25%以上的肺組織＜-960Hu（嚴(yán)重肺氣腫指數(shù)）；③上肺與下肺的氣腫指數(shù)比值＞1.5等。因此，表明QCT指標(biāo)與術(shù)后臨床生理指標(biāo)及術(shù)后結(jié)果的測(cè)量具有顯著的相關(guān)性。

顧亞律等［11］應(yīng)用QCT對(duì)16名進(jìn)行LVRS的病人進(jìn)行回顧性分析，通過(guò)公式將術(shù)前CT測(cè)定的肺容積數(shù)據(jù)與PFT測(cè)得的FEV1.0%、FEV1.0/FVC計(jì)算術(shù)后預(yù)測(cè)值，并將其與術(shù)后PFT實(shí)測(cè)值行Pearson相關(guān)性分析。得出，CT術(shù)前預(yù)測(cè)值與術(shù)后PFTs測(cè)值有良好的相關(guān)性，CT能很好的預(yù)測(cè)終末期肺氣腫患者術(shù)后的肺功能。

2 放射性核素示蹤技術(shù)對(duì)肺氣腫評(píng)估應(yīng)用

放射性核素示蹤技術(shù)對(duì)肺部疾病檢查有多種手段，如肺灌注和肺通氣顯像等。通氣/灌注（ventilation/perfusion，V/P）SPECT主要用于肺栓塞和其他影響肺功能的疾病的診斷與鑒別診斷［12］。肺灌注顯像是將99Tcm標(biāo)記的大顆粒聚合人血清蛋白（99Tcm-MAA）經(jīng)靜脈注入后均勻的暫時(shí)嵌頓在肺毛細(xì)血管內(nèi)，根據(jù)其放射性分布與血流灌注成正比這一原理檢測(cè)。肺通氣顯像是通過(guò)經(jīng)99Tcm標(biāo)記的二乙三胺五乙酸（99Tcm-DTPA）經(jīng)呼吸道吸入并沉降于各級(jí)氣道及肺泡壁上，根據(jù)其放射性分布與相應(yīng)部位氣道通暢程度成正比這一原理進(jìn)行診斷。另一種常用的肺通氣顯像劑是锝氣體（Techngas），一種99Tcm標(biāo)記的超細(xì)碳微粒放射性粉霧劑，在末梢氣管滲透能力強(qiáng)，在穩(wěn)定潮氣量吸入條件下，其在肺內(nèi)分布較為真實(shí)的反映局部通氣［13］。V/P SPECT異常的典型征象為多發(fā)大小不等、非肺段的放射性分布缺損區(qū)。

近年來(lái)，肺通氣灌注顯像除了 V/P SPECT，研究者逐漸對(duì)V/Q PET/CT的臨床價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，V/Q PET/CT顯像劑是68Ga標(biāo)記的示蹤劑，肺通氣顯像利用Ga氣體，肺注顯像利用68Ga-MAA，顯像原理與99Tcm標(biāo)記顯像劑相似，但是68Ga制備方便，半衰期短，與傳統(tǒng)V/P SPECT相比，V/Q PET/CT具有顯像時(shí)間縮短，照射劑量減小且顯像質(zhì)量提高等優(yōu) 點(diǎn)［14］。

在多種研究中，V/P SPECT可用于肺氣腫的判斷及分級(jí)。慢性阻塞性肺疾病及肺氣腫患者主要用定量CT進(jìn)行檢查，但是定量CT主要在解剖形態(tài)學(xué)上直觀的顯示，V/P SPECT或V/P SPECT/CT可以對(duì)肺功能最差的肺葉進(jìn)行判斷，這對(duì)肺減容治療具有顯著的優(yōu)勢(shì)［15］。

Chandra［16］等選擇1218名參與NETT中的1045名患者進(jìn)行隨訪，這些患者均無(wú) LVRS手術(shù)高風(fēng)險(xiǎn)，且都僅進(jìn)行過(guò)肺灌注平面檢查。研究者將其先分為四組：上肺為主氣腫、低運(yùn)動(dòng)能力；上肺為主氣腫、高運(yùn)動(dòng)能力；下肺為主氣腫、低運(yùn)動(dòng)能力；下肺為主氣腫、高運(yùn)動(dòng)能力。每一組按照灌注高低再分組。由于上肺氣腫為主的病人術(shù)后療效顯著，因此優(yōu)先觀察這些患者的肺灌注情況。肺灌注常是雙肺6個(gè)區(qū)域灌注面積的總和，區(qū)域劃分以兩條水平線，將每個(gè)肺分成高度相等的三等分區(qū)域，以20%（NETT隊(duì)列研究中，上肺區(qū)域?yàn)橹鳉饽[的灌注占全肺灌注比例總和的中位數(shù)。）作為劃分高低灌注的標(biāo)準(zhǔn)。研究結(jié)果表明：上葉區(qū)域?yàn)橹鞯姆螝饽[，若同時(shí)表現(xiàn)局部低灌注，無(wú)論運(yùn)動(dòng)能力高低，LVRS術(shù)后死亡率明顯降低；LVRS對(duì)非上葉區(qū)域?yàn)橹鞯臍饽[無(wú)法降低死亡率，因此不能提供預(yù)后信息。

而且，他們建議CT確定的上葉為主的氣腫，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行肺灌注顯像，作為臨床上最大運(yùn)動(dòng)能力的補(bǔ)充性檢查。這樣CT的形態(tài)學(xué)觀察及肺灌注顯像的功能性測(cè)定對(duì)患者的氣腫情況更為全面的概括，有利于LVRS對(duì)患者的選擇［16］。

隨著顯像設(shè)備技術(shù)和放射性藥物發(fā)展，SPECT/ CT更廣泛的應(yīng)用于臨床，V/P SPECT/CT通過(guò)呼吸門控技術(shù)V/PSPECT與CT影像融合，從橫斷面、矢狀面及冠狀面肺灌注影像上對(duì)肺段進(jìn)行劃分且精確定位，一般按CT解剖命名標(biāo)準(zhǔn)對(duì)肺灌注橫斷面、矢狀面及冠狀面圖像上肺段進(jìn)行劃分，即右肺上葉3個(gè)段、中葉2個(gè)段及下葉5個(gè)段，左肺上葉4個(gè)段、下葉4個(gè)段，然后橫斷面從上到下、矢狀面從左到右、冠狀面從前到后選取經(jīng)典層面，按照這樣的方法，可對(duì)肺段的精確定位提供依據(jù)，可提高肺氣腫的檢出率［17］。J?gi等發(fā)現(xiàn)，肺氣腫的嚴(yán)重程度與V/P SPECT測(cè)得的肺功能具有顯著相關(guān)性［18］。近年來(lái)，部分研究者［19］將定量及定性CT與肺通氣灌注顯像、V/P SPECT以及配準(zhǔn)SPECT/CT在局部肺功能損害上進(jìn)行分析比較，以評(píng)價(jià)LVRS預(yù)后療效。結(jié)果表明：配準(zhǔn)SPECT/CT在術(shù)后臨床生理指標(biāo)評(píng)價(jià)上略顯優(yōu)勢(shì)。配準(zhǔn)SPECT/CT由于能夠判斷肺組織形態(tài)學(xué)及功能性等情況，更能準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)術(shù)后療效，因此成為核醫(yī)學(xué)中最具潛力的檢查手段［20］?？傊?，LVRS主要適應(yīng)證是肺上葉為主的氣腫和低于基線的運(yùn)動(dòng)能力，符合這兩種情況的患者術(shù)后存活率高［2］。運(yùn)動(dòng)能力是通過(guò)心肺運(yùn)動(dòng)功能試驗(yàn)測(cè)量的，而肺氣腫的分布則需要影像學(xué)檢查進(jìn)行輔助。影像學(xué)檢查主要包括CT和放射性核素肺通氣和肺灌注檢查，這些檢查都是為L(zhǎng)VRS手術(shù)患者的選擇提供更為客觀信息的補(bǔ)充［21］。雖然各個(gè)研究對(duì)不同影像學(xué)檢查評(píng)價(jià)莫衷一是，但是這并不影響其價(jià)值：LVRS術(shù)前患者選擇；評(píng)估LVRS術(shù)后療效。

近些年，支氣管鏡下肺減容術(shù)（bronchoscopic lung volume reduction，BLVR）等技術(shù)也逐漸進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，作為新型術(shù)式BLVR更為安全，且對(duì)于病人選擇的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)放寬［22］。BLVR的多種術(shù)式中支氣管內(nèi)活瓣術(shù)（endobronchial valves，EBV）意義非常，因?yàn)樗坏俏ㄒ豢赡嫘缘牟僮鳎乙彩荁LVR微創(chuàng)術(shù)中最科學(xué)的方式，但側(cè)枝循環(huán)是影響EBV的主要存在問(wèn)題，但側(cè)枝循環(huán)是影響EBV的主要存在問(wèn)題，側(cè)枝循環(huán)即發(fā)生氣腫的部位可通過(guò)Cohn孔等與臨近肺小葉進(jìn)行氣體交換從而進(jìn)行代償?shù)耐夥绞剑?3］。即便存在側(cè)枝循環(huán)，EBV仍被證實(shí)可有效治療嚴(yán)重的肺氣腫［24］。Schuhmann等［25］研究發(fā)現(xiàn)在EBV患者的選擇上，QCT優(yōu)勢(shì)在于可通過(guò)評(píng)價(jià)手術(shù)靶葉斜裂的完整性、相對(duì)低密度區(qū)及最小血管的血管容積百分比等，以預(yù)測(cè)EBV術(shù)后結(jié)果，可媲美于能夠有效評(píng)價(jià)手術(shù)靶葉側(cè)枝循環(huán)的Chartis系統(tǒng)。但是關(guān)于放射性核素對(duì)新型術(shù)式患者選擇及術(shù)后效果評(píng)估，目前并沒(méi)有具體研究進(jìn)展。

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（李 凌編輯）

The Com parison and Advance of Imageological Exam ination in Lung Volume Reduction Surgery of Severe Em physema

SUN Li-xin，WANG Rong-fu
（Department of Nuclear Medicine，F(xiàn)irst Hospital of Peking University，Beijing 100034，China）

Emphysema is one of important components of chronic obstructive pulmonary disease（COPD），which is characterized by enlargement of the distal air spaces and irreversible destruction of the alveolar walls.The main principle of lung volume reduction surgery in severe emphysema is to resect the most severely affected lung tissue to improve the elastic recoil of lung tissue，diaphragm function and ventilationperfusion ratios.Although cardiopulmonary function can be evaluated by FEV1 etc，the radiographic assessments such as computed tomography（CT）of the chest and radionuclide ventilation-perfusion（V/ P）SPECT or SPECT/CT are most often applied to provide additional information about the distribution，heterogeneity，severity and the changes of pulmonary function caused by emphysema.These assessments have respective advantages and complement each other.Thus，imageological examination is important not only for selection of surgical candidates but also for evaluation of postoperative outcome.

Emphysema； LVRS； CT； V/P SPECT

10.11748/bjm y.issn.1006-1703.2016.06.031

2015-11-30；

2016-03-29