肺癌術(shù)后肺復(fù)張形態(tài)與肺功能相關(guān)性及其影響因素的研究

李新平，陳藝，2，劉霜純，曾斌，張鳴生

1.廣東省人民醫(yī)院（廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院）廣東省老年醫(yī)學(xué)研究所，廣州 510080；2.深圳市兒童醫(yī)院，深圳 518038；3.廣州市番禺區(qū)婦幼保健院（何賢紀(jì)念醫(yī)院），廣州 511400

肺癌是癌癥相關(guān)死亡最常見(jiàn)的原因之一，手術(shù)切除癌組織是一種重要的治療方法，而術(shù)后肺復(fù)張和肺功能恢復(fù)情況影響患者生存質(zhì)量，積極探究術(shù)后肺形態(tài)改變和功能恢復(fù)及其影響因素可以預(yù)測(cè)術(shù)后患者遠(yuǎn)期日常生活狀況。

幾項(xiàng)術(shù)后肺功能隨訪研究顯示，術(shù)后的FEV1和FVC 值高于預(yù)測(cè)值，應(yīng)歸因于術(shù)后余肺組織的適應(yīng)性改變，然而是代償性肺復(fù)張還是肺代償性生長(zhǎng)尚有爭(zhēng)議[1]。近期的一項(xiàng)研究認(rèn)為，術(shù)后1年內(nèi)并未發(fā)現(xiàn)肺代償性生長(zhǎng)的證據(jù)[2]，意味著術(shù)后早期肺功能恢復(fù)應(yīng)是依賴于余肺復(fù)張和肺容積增加，而肺代償性復(fù)張情況與肺功能相互關(guān)系亦需進(jìn)一步研究。同時(shí)，有研究認(rèn)為肺容積增加不應(yīng)等同于肺的過(guò)度膨脹，肺的過(guò)度充氣和過(guò)度膨脹與肺結(jié)構(gòu)和臨床特征有明顯差異[3]。因此，及時(shí)了解和評(píng)價(jià)術(shù)后肺復(fù)張形態(tài)及其影響因素，可以改善術(shù)后治療特別是康復(fù)策略。值得關(guān)注的是，已有研究表明肺部術(shù)后代償性生長(zhǎng)受多種因素影響如年齡、肺實(shí)質(zhì)切除的數(shù)量和體積和吸煙史等[4]。

由于基本不可能獲取肺復(fù)張抑或代償性生長(zhǎng)的直接證據(jù)，使用影像學(xué)等方法間接評(píng)估肺術(shù)后組織適應(yīng)性改變是可靠的選擇[5]。計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography,CT）作為肺部病變常規(guī)的診斷手段[6]，可以反映肺組織的數(shù)量和質(zhì)量，且與疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)。通過(guò)CT 獲得肺容積、肺密度和肺質(zhì)量數(shù)據(jù)，已用于評(píng)估肺代償性生長(zhǎng)及其影響因素分析[7]。

基于此，本研究利用定量CT 測(cè)量患者肺容積后分析肺容積改變與肺功能的相關(guān)性并分析年齡、體重指數(shù)、吸煙史等因素對(duì)肺適應(yīng)性改變的影響。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2015年4 至2019年8月在廣東省人民醫(yī)院診療的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：非小細(xì)胞肺癌I 期、II 期和IIIA 期患者，未有術(shù)后并發(fā)癥；已行肺葉切除術(shù)；未進(jìn)行放療或化療治療；排除標(biāo)準(zhǔn)：合并有其他的軀體性疾?。挥芯裾系K；有認(rèn)知障礙；有心臟疾病史。

1.2 研究方法

1.2.1 設(shè)計(jì) 本研究是一項(xiàng)回顧性研究，并經(jīng)廣東省人民醫(yī)院倫理委員會(huì)審查通過(guò)（粵醫(yī)科倫理2018232H）。樣本量估算依據(jù)以吸煙率為主要觀察指標(biāo)，I 類錯(cuò)誤為5%，兩組比例1:1，計(jì)算樣本量為32例；同時(shí)，結(jié)合本研究有多因素分析，根據(jù)文獻(xiàn)建議和經(jīng)驗(yàn)，本試驗(yàn)共納入樣本為40例。試驗(yàn)將符合納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)的患者完善評(píng)估和收集臨床資料，并選擇在肺癌術(shù)前和術(shù)后3 個(gè)月完成所有評(píng)估內(nèi)容，并記錄其基本情況包括性別、年齡、體重指數(shù)、手術(shù)方式、吸煙史等。其中，測(cè)試評(píng)估者和數(shù)據(jù)分析者不是同一人。

1.2.2 評(píng)估內(nèi)容（1）肺功 能測(cè)試（Pulmonary Function Tests,PFT）：采用肺功能測(cè)試系統(tǒng)(Electgraph HI-101,CHEST,Tokyo,Japan)進(jìn)行肺功能評(píng)定。測(cè)試3 次，每項(xiàng)參數(shù)取最高值納入分析，包括第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in the first second,FEV1)和用力肺活量(forced vital capacity,FVC)，并計(jì)算FEV1/FVC。

（2）定量CT 測(cè)量：根據(jù)Shikuma等[7]報(bào)告測(cè)量肺容積。簡(jiǎn)言之，使用西門(mén)子Somatom 16 層掃描儀(西門(mén)子，Erlangen，德國(guó))進(jìn)行胸部CT 掃描。全肺掃描參數(shù)根據(jù)身體質(zhì)量指數(shù)選擇100～120 kVp 和60-80 mAs，其中衰減值用HU 表示，pulmoCT 軟件(西門(mén)子,Erlangen,德國(guó))計(jì)算肺容積（Lung Volume,LV），測(cè)量過(guò)程如圖1 所示。

圖1 定量CT 測(cè)量肺容積A：術(shù)前全肺 B：術(shù)后3月全肺C：術(shù)前術(shù)側(cè)對(duì)側(cè)肺 D：術(shù)后3月術(shù)側(cè)對(duì)側(cè)肺Fig.1 The lung volume was measured by quantitative-CTA: Preoperative whole lung; B:Whole lung at 3 months after operation;C: Preoperative contralateral lung; D: Contralateral lung at 3 months after operation

因目前還沒(méi)有金標(biāo)準(zhǔn)方法用于評(píng)估肺癌術(shù)后肺復(fù)張形態(tài)，我們將術(shù)后術(shù)側(cè)對(duì)側(cè)的肺容積（Vpost）與術(shù)前術(shù)側(cè)對(duì)側(cè)肺容積（Vpre）的比值(Rv)定義為肺膨脹指標(biāo)，其計(jì)算公式如下：Rv=Vpost/Vpre。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

2 結(jié)果

2.1 臨床資料

符合入選條件患者40例，如表1 所示：男19例，女21例；平均年齡62 歲；有吸煙史的患者14例，占35%；BMI 的均值為(21.84±2.69)；術(shù)前肺容積均值為(4010.00±1127.00) mL，術(shù)后肺容積為(3481.00±1036.00) mL。

表1 患者的一般臨床特征Tab.1 Clinical characteristics of the patients

2.2 肺容積與肺功能的相關(guān)性

FVC、FEV1、FEV1/FVC 與全肺LV 的相關(guān)性見(jiàn)表2。其中，術(shù)前FVC 與LV 呈正相關(guān)(r=0.36,P=0.037)，術(shù)前FEV1與LV 顯性相關(guān)（r=0.35,P=0.041）。但是，術(shù)前FEV1/FVC 與LV 無(wú)相關(guān)性（P＞0.05），術(shù)后3月的FVC、FEV1、FEV1/FVC 與LV 無(wú)顯著相關(guān)（P＞0.05）。

表2 肺容積與肺功能的相關(guān)性Tab.2 Correlation between lung volume and lung function

2.3 肺復(fù)張形態(tài)與患者臨床特征

在所有患者中，Rv 的總體率為0.95±0.28。研究中，我們定義Rv 大于1 為代償性過(guò)度膨脹，患者可以分成2組即肺過(guò)度膨脹組有19例、非過(guò)度膨脹組21例。如表3 所示，單因素分析表明，吸煙史在代償性過(guò)度膨脹組中更常見(jiàn)（P=0.045）；盡管年齡因素兩組未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但過(guò)度膨脹組患者年齡偏大。

表3 不同肺復(fù)張形態(tài)患者的臨床特征差異Tab.3 Clinical characteristics differences of patients in pulmonary expansions

2.4 肺復(fù)張形態(tài)與肺功能

如圖2 所示，患者術(shù)后FVC 都有不同程度下降，代償性膨脹組和非膨脹組的FVC 變化趨勢(shì)無(wú)明顯區(qū)別。與非代償性膨脹組患者相比較，肺過(guò)度膨脹組術(shù)前FEV1/FVC 更低，術(shù)后FEV1/FVC 改善約5%。

圖2 肺復(fù)張后的肺功能改變A,C:術(shù)前B,D:術(shù)后3月Hy.膨脹組No-Hy.非膨脹組Fig.2 Changes in pulmonary function after lung re-expansionA,C: Preoperative; B,D: 3 months after surgery; Hy, hyperdistenstion group; No-Hy, non-hyperdistenstion group

3 討論

本研究結(jié)果顯示，術(shù)前FVC、FEV1與全肺容積的相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；通過(guò)CT 測(cè)量肺復(fù)張指標(biāo)表明，吸煙史是術(shù)后肺過(guò)度膨脹的預(yù)測(cè)因素；與非肺膨脹患者相比較，術(shù)后肺過(guò)度膨脹患者術(shù)前FEV1/FVC更低，術(shù)后3 個(gè)月其FEV1/FVC 改善約5%。

有國(guó)內(nèi)外研究認(rèn)為，基于CT 測(cè)量的肺容積與肺功能顯著相關(guān)[8]。Robbia等[9]認(rèn)為CT 肺容積測(cè)量與肺功能測(cè)試獲得的肺容積參數(shù)顯著相關(guān)，且與肺纖維化和肺氣腫無(wú)關(guān)。本研究亦發(fā)現(xiàn)，術(shù)前CT 測(cè)量的肺容積與肺功能指標(biāo)FVC 和FEV1顯著相關(guān)。有趣的是，本研究結(jié)果顯示術(shù)后肺容積改變與肺功能無(wú)明確相關(guān)性。值得注意的是，在連枷胸術(shù)后患者中，CT 測(cè)量的肺容積與FVC 高度相關(guān)[10]；在肺移植患者中，F(xiàn)VC 與全肺容積顯著相關(guān)[11]。然而肺癌切除后肺大小和功能不匹配是心肺并發(fā)癥發(fā)生的最佳預(yù)測(cè)因子[12]，提示肺癌術(shù)后可能出現(xiàn)肺容積與肺功能無(wú)相關(guān)。因此，我們推測(cè)術(shù)后肺組織適應(yīng)性改變可能導(dǎo)致這些結(jié)果之間的不一致。

近年來(lái)，越來(lái)越多的研究關(guān)注肺代償性生長(zhǎng)。一般來(lái)說(shuō)，成人肺是不會(huì)再生，術(shù)后余肺的變化只可能是過(guò)度膨脹[13]。2012年，Butler等[14]報(bào)道了一例肺切除術(shù)后發(fā)生肺代償性生長(zhǎng)的病例。可見(jiàn)，肺部術(shù)后會(huì)出現(xiàn)多種形式的肺適應(yīng)性改變[4]。因此，評(píng)估肺部手術(shù)方式和影響術(shù)后恢復(fù)因素對(duì)患者的肺適應(yīng)性改變非常重要。研究認(rèn)為吸煙史是影響肺代償性生長(zhǎng)的獨(dú)立因素[15]。在本項(xiàng)研究中，我們發(fā)現(xiàn)吸煙史促進(jìn)肺的過(guò)度膨脹，我們將進(jìn)一步研究吸煙對(duì)肺適應(yīng)性改變的影響。

本研究顯示，代償性肺過(guò)度膨脹患者氣道阻塞性指標(biāo)更差，這應(yīng)與患者的吸煙史等密切相關(guān)；而術(shù)后該類患者FEV1/FVC 改善，可能歸因于“肺減容效應(yīng)”[16]，獲益于殘余肺代償性膨脹而不是用力呼氣末肺容積的相對(duì)減少。因此，用肺功能檢測(cè)和定量CT 聯(lián)合評(píng)估獲取“減容效應(yīng)”的呼吸動(dòng)力學(xué)特征，從而有助于識(shí)別哪些患者可能受益于減容效應(yīng)特別是肺癌合并阻塞性肺疾病中的患者。本研究采用Rv 作為代償性膨脹指標(biāo)，能夠鑒別過(guò)度膨脹高概率患者，但是否可用于評(píng)估獲益減容效應(yīng)，尚需進(jìn)一步研究。同時(shí)，本項(xiàng)研究結(jié)果亦提示，通過(guò)一項(xiàng)大規(guī)模的前瞻性研究來(lái)驗(yàn)證我們的研究結(jié)果，可能有助于拓寬部分可切除腫瘤且肺功能不全的肺癌患者肺葉切除術(shù)指征。

本研究至少有以下局限性：1）單中心小樣本回顧性研究；2）反映小氣道功能的指標(biāo)較少，本次未研究肺膨脹對(duì)小氣道功能的影響；3）結(jié)合CT 預(yù)測(cè)術(shù)后肺功能研究，以后的研究可以納入更多的評(píng)估代償性膨脹的預(yù)測(cè)因子如肺切除面積等；4）肺過(guò)度膨脹可能導(dǎo)致肺大泡甚至自發(fā)性氣胸可能，但本研究未涉及肺癌術(shù)后患者肺過(guò)度膨脹的長(zhǎng)期影響。

基于以上，吸煙史是肺腫瘤術(shù)后患者發(fā)生代償性過(guò)度膨脹的預(yù)測(cè)因素；CT 測(cè)量的肺容積改變結(jié)合肺功能檢查可以早期識(shí)別肺減容效應(yīng)患者和早期鑒別術(shù)后肺復(fù)張形態(tài)，從而更精準(zhǔn)開(kāi)展相關(guān)治療和術(shù)后康復(fù)訓(xùn)練。