低劑量寶石能譜CT測量肺氣腫指數(shù)、平均肺密度在評估肺癌患者肺功能的價值研究

上海交通大學(xué)附屬胸科醫(yī)院放射科(上海 徐匯 200000)

倪其鳴 虞凌明 焦 靜

肺癌是目前發(fā)病率最高的惡性腫瘤之一，病情進(jìn)展迅速，死亡率居高不下[1-2]。肺癌多發(fā)于中老年人群，患者多有吸煙史，或合并慢性阻塞性肺病等肺部疾病，因此檢測患者的肺功能對治療方案的制定與預(yù)后評估有重要意義。目前，肺功能檢查(pulmonary function test，PFT)是評估患者肺功能的最常用手段，但其在肺癌患者中的應(yīng)用存在許多不足[3]。PFT要求患者主動進(jìn)行快速地吹吸氣，但由于肺癌患者常存在咯血癥狀，或由于身體虛弱及胸部手術(shù)無法進(jìn)行用力呼吸，肺功能檢測儀常常無法測得有效數(shù)據(jù)、或數(shù)據(jù)無法真實(shí)反映患者肺部功能。因此需要一種對患者配合要求較低的技術(shù)來反映肺癌患者的肺功能，以彌補(bǔ)肺功能檢測儀的缺陷。CT掃描是診斷肺部疾病的常用影像學(xué)檢查手段，有研究顯示[4]，CT不僅可以反映肺部的形態(tài)學(xué)改變，還能早期提示肺功能的改變。寶石CT能譜掃描模式是近年來開發(fā)的新型CT掃描方式，其特點(diǎn)是能以低輻射劑量和低濃度對比劑獲得高清晰的圖像，在不增加患者額外檢查項(xiàng)目和檢查流程的前提下、單次掃描、提供多種定量分析方法和反映更多病人信息，有望成為CT精準(zhǔn)診斷與安全性統(tǒng)一的新方式[5]。本研究應(yīng)用寶石能譜CT對肺癌患者進(jìn)行掃描與后處理分析，探討寶石能譜CT在評價肺癌患者肺功能中的價值，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取我院于2016年6月～2017年6月收治的肺癌患者128例進(jìn)行研究，其中男87例，女41例，年齡18～69歲，平均年齡(54.6±12.8)歲。所有患者均經(jīng)病理活檢明確診斷，其中肺鱗狀細(xì)胞癌67例，肺腺癌38例，其他23例。臨床分期：I期3例，Ⅱ期10例，Ⅲ期91例，IV期24例。納入標(biāo)準(zhǔn)：細(xì)胞學(xué)檢查明確原發(fā)性肺癌患者；無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。排除標(biāo)準(zhǔn)：聽力或精神障礙，無法配合檢查的患者；無法耐受檢查的患者；胸廓畸形或有胸部手術(shù)史的患者；合并嚴(yán)重心、肝、腎肺功能不全的患者。所有患者均簽署知情同意書，且該方案通過本院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 方法 所有患者于入院后接受深呼吸訓(xùn)練，進(jìn)行低劑量寶石能譜CT掃描與肺功能檢查。采用GE Discovery CT750 HD CT進(jìn)行掃描，患者取仰臥位，雙臂舉過頭頂，選擇深吸氣末與深呼氣末從肺尖至肺底進(jìn)行掃描。掃描管電壓100kV，電流80mA，以層厚5mm、層距5mm。掃描后將原始數(shù)據(jù)傳送至ADW4.6后處理工作站進(jìn)行圖像重建與分析。

PFT 測定采用德國耶格MasterScreen PFT System肺功能儀，測量指標(biāo)包括肺總量(TLC)、用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼氣容積(FEV1)、一秒率(FEV1/FVC)。

1.3 觀察指標(biāo) 觀察患者肺功能指標(biāo)，應(yīng)用ADW4.6后處理工作站對圖像進(jìn)行量化分析，獲得吸氣末容積(Vin)、呼氣末容積(Vex)、體積變化百分比(Vin-Vex)、肺氣腫指數(shù)(EI)和平均肺密度(MLD)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 所有數(shù)據(jù)均采用SPSS20.0軟件分析。相關(guān)分析采用Pearson法，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 CT掃描與PFT結(jié)果 所有患者均順利完成CT掃描與PFT檢查，并得到CT圖像(見圖1-2)。患者肺功能檢測TLC、FVC、FEV1、FEV1/FVC分別為(5.03±0.80)L、(3.27±0.68)L、(2.25±0.40)L、(68.78±5.91)%。CT后處理參數(shù)Vin、Vex、Vin-Vex、EI、MLD分別為(4.55±1.15)L、(2.26±0.80)L、(2.29±0.54)L、(7.0 1±6.6 1)%、(-975.43±9.01)HU。

2.2 CT參數(shù)和肺功能參數(shù)間的相關(guān)性 患者Vin與TLC呈正相關(guān)(r=0.892，P＜0.001)，Vin-Vex與TLC、FVC、FEV1呈正相關(guān)(r=0.718、0.784、0.747，P均＜0.001)，EI與FEV1/FVC呈正相關(guān)(r=0.436，P＜0.001)，MLD與FEV1呈正相關(guān)(r=0.355，P＜0.001)，見表1和見圖3-8。

3 討 論

肺癌是目前發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤之一，隨著空氣污染和人口老齡化程度的不斷加重，近年來肺癌的發(fā)病率呈不斷升高趨勢，研究預(yù)計(jì)[6]，到2035年，全球肺癌死亡人數(shù)將超過300萬人/年。肺癌病情發(fā)展迅速，早期肺癌以手術(shù)治療為主，晚期肺癌手術(shù)效果較差，大多需要放、化療綜合治療[7]。肺功能評價在保障肺癌患者手術(shù)、放化療安全中扮演重要的角色，同時還有助于評估患者治療后的生活質(zhì)量[8-9]。肺癌多發(fā)于中老年人群，常合并慢性阻塞性肺病，有研究表明[10]，阻塞性肺功能障礙與肺癌發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。目前，PFT是評價肺功能的最常用手段，但由于肺癌患者的特殊性，PFT評估的肺功能存在一些不足。PFT要求患者在檢測時進(jìn)行快速的用力吸氣和用力呼氣，而肺癌患者往往身體虛弱，或由于手術(shù)等原因呼吸功能受限，無法耐受PFT 檢測，因此需要一種對患者呼吸功能要求更低的肺功能評估技術(shù)。

CT掃描是肺癌診斷和治療的常規(guī)影像學(xué)檢查手段，可以得到肺部的形態(tài)學(xué)圖像和數(shù)據(jù)。有研究顯示[11]，CT同時還可以對肺功能進(jìn)行評估，相對PFT有許多優(yōu)勢。PFT 原理是通過測定患者呼出或吸入的氣體流量來間接判斷肺功能，但由于肺的代償能力很強(qiáng)，輕微的肺組織破壞無法在PFT中得到反映，同時PFT檢測還受到口腔、氣管內(nèi)氣體的影響，無法準(zhǔn)確判斷肺內(nèi)氣體容積，而CT可以直接隊(duì)肺組織進(jìn)行測量，得到的數(shù)據(jù)更加真實(shí)客觀，對微小的肺組織破壞也更為敏感。而CT掃描無需患者進(jìn)行快速呼吸，對患者身體狀況也沒有要求，十分適用于病情較重的肺癌患者。既往，由于CT掃描會產(chǎn)生較大的X線輻射劑量，限制了CT的應(yīng)用，但能譜CT的問世，掃除了這一最后的障礙。寶石能譜CT以寶石作為探測器材料，由原來的混合能量成像變?yōu)閱文芰孔V成像，放大了傳統(tǒng)CT成像的細(xì)節(jié)，能夠提供更多的參數(shù)用于分析。相對于常規(guī)CT，寶石能譜CT動態(tài)測量更為精準(zhǔn)，清晰度更高，由于自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)的應(yīng)用，降噪能力顯著提升，可以有效改善圖像質(zhì)量，使得較低輻射劑量掃描即可得到高質(zhì)量的圖像，實(shí)現(xiàn)了高清晰度與低劑量的完美結(jié)合。

表1 CT參數(shù)和肺功能參數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果

圖1-2 寶石能譜CT圖像。圖3-8 CT參數(shù)和肺功能參數(shù)散點(diǎn)圖。

本研究結(jié)果顯示，CT測得吸氣末容積與肺總量呈正相關(guān)，而CT測得吸氣末和呼氣末肺容量差與用力肺活量相關(guān)性最高，說明CT定量分析評估肺功能具有較高的準(zhǔn)確性，既往也有學(xué)者應(yīng)用多層螺旋CT測量COPD患者肺容積與肺運(yùn)動能力，其結(jié)果與PFT檢測結(jié)果也有顯著的相關(guān)性[12]。EI為一定范圍內(nèi)肺氣腫容積與肺總?cè)葜?，肺通氣功能約低，EI越高，可以通過其評估肺氣腫程度[13]。FEV1/FVC是反應(yīng)阻塞性通氣功能障礙的敏感指標(biāo)[14]，其值小于60%可診斷為肺氣腫，患者EI與FEV1/FVC呈正相關(guān)，進(jìn)一步說明了CT檢測EI值可以作為評價肺氣腫與肺功能異常的有效手段。MLD指的是肺部一定范圍內(nèi)的平均CT 值，主要由肺通氣狀況、肺組織密度、血液與血管外液體量決定，可反映肺內(nèi)空氣潴留和呼氣性通氣功能障礙情況[15]。本研究中MLD與FEV1呈正相關(guān)，說明肺癌患者存在呼氣氣流受限，導(dǎo)致肺內(nèi)空氣潴留，也說明了利用肺密度對肺通氣功能進(jìn)行評估是可行的。

綜上所述，寶石能譜CT可以準(zhǔn)確測定肺容積，反映肺功能，作為常規(guī)肺功能檢測的補(bǔ)充。