256層CT定量技術(shù)對慢性阻塞性肺病患者肺功能分級的價值

丁前江 陳婕 汪建華 劉亭 王玉濤 任志豪

(1寧波市第一醫(yī)院影像科，浙江 寧波 315010；2寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院；3寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院影像科)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一種以持續(xù)氣流受限為特征的疾病，其病理改變存在于氣道、肺實質(zhì)和肺血管中〔1〕。肺實質(zhì)損傷的主要表現(xiàn)為肺內(nèi)低密度區(qū)(LAA)比例增加〔2〕，高分辨率(HR)CT的應(yīng)用和CT后處理軟件的開發(fā)可對肺實質(zhì)破壞區(qū)進(jìn)行定性和定量評估。本研究運(yùn)用CT定量技術(shù)分別對COPD患者左、右肺LAA進(jìn)行定量測量，并與臨床肺功能檢測(PFT)進(jìn)行相關(guān)性分析，以探討CT定量技術(shù)評估COPD嚴(yán)重程度及早期發(fā)現(xiàn)肺實質(zhì)破壞的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1研究對象 收集2014年9月至2016年9月寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科就診，經(jīng)臨床和肺功能檢查確診為COPD患者71例。其中男57例，女14例，年齡42～81歲，平均(61.2±9.6)歲。依據(jù)GOLD指標(biāo)對COPD進(jìn)行分級〔3〕：應(yīng)用支氣管舒張劑后第1秒用力呼氣量(FEV1)/用力呼氣量(FVC)<70%，Ⅰ級(輕度)：FEV1≥80%預(yù)計值，有或無慢性癥狀；Ⅱ級(中度)：50%≤FEV1<80%預(yù)計值，有或無慢性癥狀；Ⅲ級(重度)：30%≤FEV1<50%預(yù)計值，有或無慢性癥狀；Ⅳ級(極重度)：FEV1<30%預(yù)計值或FEV1<50%預(yù)計值并伴慢性呼吸衰竭。并排除哮喘、支氣管擴(kuò)張、其他肺部器質(zhì)性病變等?；颊呔诰驮\當(dāng)天完成PFT及CT肺部掃描。

1.2PFT 利用JAEGER公司(德國)MasterScreen肺功能儀，檢查前調(diào)整機(jī)器環(huán)境參數(shù)，囑患者坐直、坐正，夾閉鼻子，咬緊塑料口器并用雙手掌壓住腮幫。測定主要指標(biāo)包括：FVC、FEV1、FEV1占預(yù)測值的百分比(FEV1%)、第1秒率(FEV1/FVC)。

1.3HRCT檢查及CT定量分析 采用Philips(荷蘭)256層iCT掃描儀，檢查前訓(xùn)練患者呼吸，使其能夠在最大吸氣末屏氣。掃描位置采用仰臥位、雙臂上舉、頭先進(jìn)。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，掃描時采用自動管電流技術(shù)，有效管電流250 mA，掃描準(zhǔn)直128×0.625，旋轉(zhuǎn)時間0.5 s，螺距0.915，層厚、層間距5 mm，矩陣1 024×1 024，于吸氣末自肺尖至肺底進(jìn)行全肺CT平掃。圖像重建：Lung Enhanced算法，重建層厚、層間距1 mm。將所有檢查者薄層圖像數(shù)據(jù)傳輸至后處理工作站(EBW)肺密度分析軟件進(jìn)行處理。采用閾值法，設(shè)定CT值低于-950 Hu〔4,5〕為LAA，軟件分析后自動獲得LAA所占體積及比例。

1.4統(tǒng)計分析 采用SPSS18.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析、Pearson相關(guān)性分析和t檢驗。

2 結(jié) 果

2.1不同程度COPD患者PFT參數(shù) 見表1。

2.2不同程度COPD患者CT定量分析結(jié)果比較 Ⅰ級COPD中，左、右肺占比有統(tǒng)計學(xué)差異(t=2.221,P=0.032 4)，余各級COPD組左、右肺占比無統(tǒng)計學(xué)差異；各級COPD組LAA%均有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)。見表2。

2.3不同程度COPD患者CT定量參數(shù)與PET參數(shù)的相關(guān)性 CT定量參數(shù)與COPD患者PET指標(biāo)均有相關(guān)性，總體呈較強(qiáng)程度的負(fù)相關(guān)關(guān)系。其中CT定量顯示LAA%與反映COPD嚴(yán)重程度的FEV1%相關(guān)性最強(qiáng)(r=-0.929，P<0.001)，與反映呼吸道阻力的FEV1/FVC亦呈較強(qiáng)關(guān)系(r=-0.775,P=0.002)，與FVC(r=-0.717,P=0.001)、FEV1呈負(fù)相關(guān)(r=-0.821,P<0.001)。

表1 Ⅰ～Ⅳ級COPD患者PFT參數(shù)

表2 Ⅰ～Ⅳ級COPD患者LAA% CT定量參數(shù)對比

與前一等級比較：1)P<0.05；與右肺占比比較：2)P<0.05

3 討 論

在我國40歲以上人群中COPD患病率高達(dá)8.2%，預(yù)計到2020年，COPD將上升為全球死因第3位和全球疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的第5位〔1〕。PFT參數(shù)作為COPD氣流受限的一項重要指標(biāo)，已不能全面反映疾病的復(fù)雜性。COPD肺實質(zhì)破壞表現(xiàn)為LAA，其病理改變?yōu)楹粑约?xì)支氣管的病理性擴(kuò)張和肺泡壁的破壞，CT是肺部形態(tài)學(xué)成像首選方法，HRCT能夠清晰顯示COPD患者肺實質(zhì)的破壞，能較PFT更早地發(fā)現(xiàn)肺實質(zhì)變化〔6〕，肺內(nèi)LAA、肺大泡辨別和確定有很高的敏感性和特異性，并能指導(dǎo)外科肺大泡切除和減容手術(shù)的實施〔1,7〕。CT肺密度定量測量采用吸氣末閾值法評價肺內(nèi)LAA，其結(jié)果與病理改變相關(guān)性強(qiáng)〔4〕。有學(xué)者依據(jù)設(shè)定的CT閾值，將低于閾值的LAA等同于肺氣腫區(qū)，但肺密度定量測量中尚無明確規(guī)定的閾值指標(biāo)〔5〕。

Pauls等〔8〕研究證實，應(yīng)用多層螺旋(MS)CT測定的肺容積值診斷肺氣腫是可行的，且與COPD分級具有較好的相關(guān)性。本研究表明，LAA%可作為評估COPD分級及嚴(yán)重性的指標(biāo)，與文獻(xiàn)報道相符〔9〕。

本文表明輕、中度COPD患者總體肺實質(zhì)破壞尚不明顯，CT定量技術(shù)尚不能夠很好地區(qū)分Ⅰ、Ⅱ級COPD患者肺部結(jié)構(gòu)改變。本文提示在早期COPD患者中，右肺實質(zhì)破壞更早發(fā)生，目前尚無明確文獻(xiàn)報道其重要意義，可能的原因有：①生理發(fā)育中，右側(cè)主支氣管較左側(cè)粗、短，因而有害物質(zhì)及有害氣體進(jìn)入右肺的概率大于左肺，右肺受到損傷的概率增加；②在呼吸過程中，右肺肺葉體積小，更容易受到胸膜腔內(nèi)壓和肺回縮壓的影響，更易致LAA形成，其原因尚需要病理學(xué)檢查證實。這也表明CT定量技術(shù)能夠獲得更多形態(tài)及功能方面的信息，與文獻(xiàn)相符〔10〕，在早期肺損傷測定中具有一定意義。

以往研究顯示，PFT參數(shù)與CT上顯示的低密度區(qū)相關(guān)〔11〕。Mets等〔12〕通過248例患者研究結(jié)果表明，F(xiàn)EV1、FEV1/FVC與LAA%相關(guān)性分別為0.53、0.61，呈中等強(qiáng)度的相關(guān)。Timmins等〔13〕研究顯示，LAA%與FEV1/FVC相關(guān)系數(shù)為-0.57，本研究顯示LAA%與FEV1/FVC呈中等強(qiáng)度相關(guān)，與文獻(xiàn)報道相符。本研究顯示LAA%與FEV1%相關(guān)性較好，與文獻(xiàn)報道相符〔9〕，表明LAA%可作為CT評價COPD嚴(yán)重程度的一項指標(biāo)。

本研究也存在以下不足：(1)Ⅲ、Ⅳ級COPD樣本量相對較少。(2)采用HRCT進(jìn)行肺形態(tài)學(xué)評估的同時，仍存在一定的輻射損傷，后期運(yùn)用新的迭代重建技術(shù)后，有望減少輻射劑量后擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。(3)以往文獻(xiàn)報道顯示，CT測定的肺容積總量較PFT肺容積總量平均低500～700 cm3，且肺容量在性別間亦存在差異，已有研究顯示肺總量與PET間無明顯相關(guān)性〔10,14〕，故本研究選取LAA%進(jìn)行相關(guān)性研究，以排除性別及不同測量方法間的固有偏倚。

綜上，CT定量測量技術(shù)能夠較好地反映COPD患者雙側(cè)肺實質(zhì)破壞及其嚴(yán)重程度。LAA%與PFT有很好的相關(guān)性，對COPD患者疾病嚴(yán)重程度的評價具有一定的意義，CT定量技術(shù)在評價COPD患者早期單側(cè)肺實質(zhì)破壞中具有一定的應(yīng)用價值。