基于雙氣相定量CT評(píng)估慢性阻塞性肺疾病患者小氣道病變和肺氣腫程度的臨床研究

張細(xì)星，宋曉波

（深圳市寶安區(qū)福永人民醫(yī)院放射科，廣東 深圳 518103）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是慢性支氣管炎發(fā)展到一定程度引起的肺部病理改變，包括小氣道病變（functional small-airway disease，fSAD）與肺氣腫（emphysema，Emph），患者表現(xiàn)為反復(fù)咳嗽、咳痰，病情呈進(jìn)行性發(fā)展。當(dāng)前臨床上診斷COPD的金標(biāo)準(zhǔn)為肺功能（PFT），但PFT不能將早期病變顯示出來(lái)，并且無(wú)法對(duì)不同病變區(qū)域的分布情況進(jìn)行定量評(píng)估[1]。近年來(lái)，隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)水平的提高，尤其是CT與后處理技術(shù)的發(fā)展，與PFT相比，胸部定量CT能夠?qū)OPD的嚴(yán)重程度進(jìn)行評(píng)估。與單氣相CT相比，雙氣相CT能夠?qū)mph區(qū)域和fSAD進(jìn)行定量測(cè)量和準(zhǔn)確區(qū)分[2]。本研究旨在探討基于雙氣相定量CT評(píng)估COPD患者fSAD和Emph程度，及其與PFT的相關(guān)性，分析各肺葉的病變情況，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2019年1月至2020年10月深圳市寶安區(qū)福永人民醫(yī)院收治的120例COPD患者的臨床資料，根據(jù)病情嚴(yán)重程度分為輕度COPD組與重度COPD組，各60例。輕度COPD組患者中男性40例，女性20例；年齡40 ～ 82歲，平均（61.41±9.52）歲；體質(zhì)量58 ～ 82 kg，平均（68.32±5.14） kg。重度COPD組患者中男性38例，女性22例；年齡42 ～ 83歲，平均（61.59±9.57）歲；體質(zhì)量57 ～ 83 kg，平均（68.45±5.23） kg。兩組患者一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05），組間具有可比性。納入標(biāo)準(zhǔn)：與《慢性阻塞性肺疾病基層診療指南（2018年）》[3]中的相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)符合者；CT吸氣與呼氣圖像完整，圖像顯示肺裂清晰，軟件能正確分割；第1秒用力呼氣容積與用力肺活量占比（FEV1/FVC） <70%，殘氣量與肺總量百分比（RV/TLC） > 40%；有吸煙、慢性咳痰、咳嗽或呼吸困難史者等。排除標(biāo)準(zhǔn)：有胸部手術(shù)史者；并發(fā)呼吸系統(tǒng)其他疾病者；胸廓畸形、肺部大面積發(fā)生炎性反應(yīng)、大量胸腔積液者；分泌物過(guò)多、黏稠，不易咯出者等。院內(nèi)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核并批準(zhǔn)此研究。

1.2 方法

1.2.1 CT雙氣相掃描 選擇128層螺旋CT掃描儀（德國(guó)西門(mén)子公司，型號(hào)： SOMATOM Definition AS），掃描前，患者需進(jìn)行反復(fù)呼吸訓(xùn)練，掃描時(shí)，取仰臥位，頭部先進(jìn)，上舉雙手并抱頭，對(duì)胸廓入口水平進(jìn)行掃描，直到后肋膈角，設(shè)置參數(shù)：矩陣為1 024×1 024，視野為35 mm×35 mm，層厚為1 mm，螺距為1.0877，準(zhǔn)直為40 mm，管電壓為120 kV。

1.2.2 圖像后處理與定量測(cè)量 在神舟德信“3D數(shù)字肺TM”分析平臺(tái)中導(dǎo)入雙氣相CT圖像，該平臺(tái)將全肺自動(dòng)切割為5個(gè)肺葉，分別為左肺下葉（LLL）、左肺上葉（LUL）、右肺中葉（RLL）、右肺中葉（RML）以及右肺上葉（RUL），行雙氣相CT定量測(cè)量，并且對(duì)各個(gè)肺葉的Emph與fSAD進(jìn)行計(jì)算。

1.2.3 PFT檢查 選擇肺功能儀（美國(guó)森迪斯公司，型號(hào)：Vmax299）進(jìn)行檢測(cè)，患者取坐位，對(duì)吸入400 μg沙丁胺醇前后的PFT進(jìn)行測(cè)量。

1.3 觀察指標(biāo) ①將兩組患者各肺葉之間fSAD、Emph肺葉損傷程度進(jìn)行比較。②采用肺功能儀檢測(cè)兩組患者第1秒用力呼氣容積（FEV1）、FEV1/FVC（%）、一氧化碳彌散量（DLCO）水平并進(jìn)行比較。③分析各肺葉fSAD、Emph與PFT的相關(guān)性。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用 SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)，計(jì)量資料以(±s?)表示，兩組間比較采用t檢驗(yàn)，多組間比較采用重復(fù)測(cè)量方差分析；相關(guān)性分析采用Spearman相關(guān)系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各肺葉間fSAD、Emph肺葉損傷程度 輕度COPD組患者各肺葉fSAD、Emph水平均低于重度COPD組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P < 0.05），見(jiàn)表1、表2。

表1 兩組患者各肺葉fSAD肺葉損傷程度比較(?±s?)

表1 兩組患者各肺葉fSAD肺葉損傷程度比較(?±s?)

注：LLL：左肺下葉；LUL：左肺上葉；RLL：右肺中葉；RML：右肺中葉；RUL：右肺上葉。

肺葉LLL LUL RLL RML RUL輕度 COPD 組 60 26.57±12.09 34.23±10.89 26.06±12.45 36.89±10.54 35.06±11.02重度 COPD 組 60 40.24±5.67 44.78±8.09 38.98±8.23 44.98±9.23 42.87±9.44 t值 7.930 6.024 6.706 4.473 4.169 P值 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05組別 例數(shù)

表2 兩組患者各肺葉Emph肺葉損傷程度比較(?±s?)

表2 兩組患者各肺葉Emph肺葉損傷程度比較(?±s?)

肺葉LLL LUL RLL RML RUL輕度 COPD 組 60 12.23±5.11 20.22±9.98 10.56±4.11 19.34±8.45 19.56±7.09重度 COPD 組 60 24.78±5.45 24.87±10.74 22.56±3.45 23.67±8.08 26.78±7.56 t值 13.012 2.457 17.322 2.869 5.396 P值 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05組別 例數(shù)

2.2 PFT指標(biāo) 重度COPD組患者FEV1、FEV1/FVC、DLCO水平均低于輕度COPD組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P < 0.05），見(jiàn)表3。

表3 兩組患者PFT指標(biāo)比較(?±s?)

表3 兩組患者PFT指標(biāo)比較(?±s?)

注：FEV1：第1秒用力呼氣容積；FEV1/FVC：第1秒用力呼吸量容積與用力肺活量占比；DLCO：一氧化碳彌散量。

組別 例數(shù) FEV1(L) FEV1/FVC(%) DLCO[mmol/(min·kPa)]輕度COPD組 60 1.67±0.15 72.09±4.22 87.83±14.58重度COPD組 60 1.42±0.11 61.02±5.22 56.84±22.78 t值 10.411 12.774 8.875 P值 < 0.05 < 0.05 < 0.05

2.3 各肺葉fSAD與PFT的相關(guān)性 經(jīng)Spearman相關(guān)性分析，F(xiàn)EV1/FVC與LLL、LUL、RLL水平呈負(fù)相關(guān)（r = -0.537、-0.421、-0.499）；FEV1與 LLL、LUL、RLL、RUL 水平呈負(fù)相關(guān)（r = -0.539、-0.432、-0.424、-0.337），與RML水平呈正相關(guān)（r = 0.445），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P < 0.05），而各肺葉fSAD均與DLCO無(wú)相關(guān)性，F(xiàn)EV1/FVC與RML、RUL無(wú)相關(guān)性，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P > 0.05），見(jiàn)表4。

表4 各肺葉fSAD肺葉損傷程度與PFT的相關(guān)性

2.4 各肺葉Emph與PFT的相關(guān)性 經(jīng)Spearman相關(guān)性分析，DLCO與LLL、LUL、RUL水平呈負(fù)相關(guān)（r = -0.516、-0.535、-0.621），F(xiàn)EV1/FVC 與 LLL、LUL、RLL、RML、RUL 呈負(fù)相關(guān)（r = -0.605、-0.539、-0.572、-0.458、-0.613），F(xiàn)EV1與 LLL、LUL、RLL、RML、RUL 呈負(fù)相關(guān)（r = -0.554、-0.582、-0.492、-0.355、-0.697），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P < 0.05）；DLCO與RLL、RML水平無(wú)相關(guān)性，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P > 0.05），見(jiàn)表5。

表5 各肺葉Emph肺葉損傷程度與PFT的相關(guān)性

3 討論

近年來(lái)，文獻(xiàn)報(bào)道，運(yùn)用定量CT可以對(duì)COPD患者的Emph肺葉病變程度進(jìn)行評(píng)估，大部分通過(guò)對(duì)支氣管相關(guān)參數(shù)、肺密度或肺容積進(jìn)行測(cè)量，能夠?qū)Ψ谓M織的生理性和病理性改變進(jìn)行間接分析，但不能對(duì)Emph和fSAD進(jìn)行準(zhǔn)確區(qū)分，且無(wú)法將兩者的分布情況直觀顯示出來(lái)[4]。

基于雙氣相定量CT具有呼吸運(yùn)動(dòng)偽影少、成像速度快的特點(diǎn)，在確保圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上，還能對(duì)兩次掃描的輻射劑量進(jìn)行控制，并且利用“3D數(shù)字肺TM”分析平臺(tái)，對(duì)肺葉進(jìn)行自動(dòng)劃分，能夠?qū)Σ煌膊顟B(tài)下肺實(shí)質(zhì)、支氣管以及肺血管的病理變化進(jìn)行檢測(cè)，有助于準(zhǔn)確判斷患者的病情[5]。本研究結(jié)果顯示，隨著病情程度的加重，各肺葉fSAD、Emph肺葉損傷程度水平均升高，各組RML的fSAD肺葉損傷程度均高于其他肺葉，重度COPD組患者FEV1、FEV1/FVC、DLCO水平均低于輕度COPD組，提示COPD患者的fSAD主要位于RML，且輕度COPD患者肺功能各項(xiàng)指標(biāo)水平均優(yōu)于重度COPD組。分析其原因可能與RML支氣管的解剖特點(diǎn)有關(guān)，由于其具有細(xì)長(zhǎng)的形態(tài)，側(cè)支缺乏且通氣性不高，排出沉積微粒的能力較差，炎癥因子容易入侵RML細(xì)小支氣管，對(duì)肺泡壁進(jìn)行破壞，從而誘發(fā)fSAD[6]。兩肺下葉FEV1/FVC與fSAD肺葉損傷程度具有較高的相關(guān)性，其原因可能為，人處于站位或坐位時(shí)，上下肺兩葉承受不同的重力，其中肺下葉氣道在呼氣時(shí)過(guò)早關(guān)閉，所以兩肺下葉的fSAD對(duì)氣流受限有著較大的影響[7]。此外，研究結(jié)果顯示，兩肺上葉Emph肺葉損傷程度與DLCO明顯負(fù)相關(guān)，其原因可能與Emph嚴(yán)重患者呼出氣體來(lái)自兩肺下葉，所以兩肺上葉的Emph對(duì)擴(kuò)散功能具有較大的影響有關(guān)[8]。本研究結(jié)果顯示，與fSAD相比，兩肺葉Emph肺葉損傷程度與FEV1/FVC的相關(guān)性更高，因此對(duì)于COPD患者，兩肺下葉Emph病變與氣流的相關(guān)性最為密切[9]。

綜上，在COPD的診斷方面，基于雙氣相CT不僅能直觀地顯示Emph、fSAD肺葉損傷的程度和位置，而且可利用相關(guān)軟件對(duì)病變部位進(jìn)行精確的定量測(cè)量，具有較高的敏感性和特異性，值得進(jìn)一步推廣運(yùn)用。