慢性阻塞性肺疾病的高分辨CT分型與肺功能以及肺動脈高壓的關系

陳勝海 戚麗萍 壽華達 周亞萍 董孫根 張偉良

慢性阻塞性肺疾病的高分辨CT分型與肺功能以及肺動脈高壓的關系

陳勝海 戚麗萍 壽華達 周亞萍 董孫根 張偉良

目的 探討不同高分辨CT分型的慢性阻塞性肺疾病（COPD）與肺功能以及肺動脈高壓（PH）的關系。方法入選COPD穩定期患者98例，進行胸部高分辨CT檢查和影像學表型分型，同時進行肺功能測定、心臟超聲多普勒檢查，分析比較各表型COPD患者的肺功能特點和肺動脈壓。結果根據胸部高分辨CT的表現將COPD分為3種類型：（1）A型（32例）無或輕度肺氣腫，合并或不合并支氣管管壁增厚；（2）E型（34例）有肺氣腫，不合并支氣管管壁增厚；（3）M型（32例）有肺氣腫和支氣管管壁增厚。吸入支氣管舒張劑后，第1秒用力肺活量（FEV1）改善值在A型和M型COPD患者明顯高于E型（P＜0．01）；而深吸氣量（IC）改善值在E型和M型COPD患者明顯高于A型（均P＜0．01）；A型患者的FEV1/FVC和FEV1%預計值明顯高于E型和M型（P＜0．01）；M型患者的平均肺動脈收縮壓為明顯高于E型和A型（P＜0．01）；M型PH發生率明顯高于A型和E型（P＜0．05）。結論3種高分辨CT分型的COPD有不同的肺功能特點，其中M型COPD患者的PH發生率高于其他兩型。

慢性阻塞性肺疾病 高分辨CT 分型 肺功能測定法 肺動脈高壓

【 Abstract】 ObjectiveTo evaluate the lung function and the pulmonary hypertension in chronic obstructive pulmonary disease(COPD)phenotypes based on high-resolution CT(HRCT)．MethodsNinety-eight stable COPD patients were enrolled in this study．The chest HRCT,lung function,color Doppler echocardiography examinations were performed．The patients were classified into different phenotypes according to the HRCT findings．The characteristics of lung function and the pulmonary hypertension were compared among different phenotypes．ResultsThe patients were classified into three phenotypes:phenotype A(n=32)presenting no emphysema with or without bronchial wall chickening;phenotype E(n=34)presenting emphysema but no bronchial wall chickening;phenotype M(n=32)presenting both emphysema and bronchial wall chickening．The improvement of forced expiratory volume in one second (FEV1)after inhaled bronchodilator in phenotypes A and M was more marked than that in phenotype E(P＜0．01);the improvement of inspiratory capacity(IC)in phenotypes E and M after inhaled bronchodilator was more marked than that in phenotype A(P＜0．01)．The FEV1/FVC and FEV1%in phenotype A were significantly higher than those in phenotypes E and M(P＜0．01)．The rate of pulmonary hypertension in phenotype M was significantly higher than that in phenotypes E and A(P＜0．05)．ConclusionVarious phenotypes of COPD classified based on HRCT findings present different characteristics in lung function and pulmonary hypertension．

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種以氣流受限為特征的疾病，氣流受限不完全可逆，呈進行性發展，與肺部對有害氣體或有害顆粒的異常炎癥反應有關[1]。COPD在臨床表現、疾病進展、對治療的反應性等方面均存在明顯的異質性，近年來有學者試圖通過不同的表型（phenotypes）對COPD的異質性進行描述和研究，美國學者還就此撰寫了共識報告，提出表型是COPD研究的未來方向。高分辨CT（HRCT）有良好的空間分辨能力，能顯示肺組織的細微結構，在檢查肺組織結構方面有一定作用，有學者應用HRCT評價COPD的方法，對COPD進行影像學表型分類，為評估COPD的嚴重程度，倡導個體化治療，評估疾病預后提供了新思路[2-3]。為此，我們應用HRCT對COPD患者進行影像學表型分類，并分析不同表型的COPD患者的肺功能特點和合并肺動脈高壓（pulmonary hypertension，PH）的發生率，旨在為疾病的個體化治療提供依據。

1 資料和方法

1.1 一般資料 2009—2011年在紹興縣中醫院呼吸科收治的穩定期COPD患者共98例，均符合COPD的診斷標準[1]。其中男65例，女33例；年齡51～82（67.9±7.3）歲。COPD病史（11±8）年；吸煙者56例（57.1%），平均吸煙指數為（48±12）包/年。排除標準：（1）COPD急性發作和合并肺栓塞、支氣管擴張、間質性肺病者。（2）左心功能不全，肺動脈狹窄和原發性PH者。（3）經心臟超聲多普勒檢查無三尖瓣反流，肺動脈壓測定困難者。

1.2 胸部高分辨CT檢查 采用美國飛利浦公司生產的螺旋CT（Brilliance CT 16 sclice)進行胸部CT檢查。檢查前讓患者了解最大吸氣末和最大呼氣末屏氣方法，并訓練其達到最佳狀態。在最大吸氣末時行肺尖至肺底的掃描。掃描參數：電壓120kV，電流250mA，層厚1mm，螺距0.813∶1，床速每圈11.123s。應用PACS工作站閱片，由相同的兩位有經驗的放射科醫生在不了解臨床資料的情況下進行，并評估肺氣腫及支氣管壁增厚程度，各項指標取平均值。共選取3個解剖層面進行觀察，即靠近主動脈弓上緣1cm、隆突水平下1cm、右側橫膈上3cm。

1.3 COPD高分辨CT分型 （1）肺氣腫程度評估：根據雙側3個肺野中各層的密度減低區域面積（low attenuation areas，LAA）所占面積比計算各層面的LAA評分[4]：0分：LAA＜5%，1分：5%≤LAA＜25%，2分：25%≤LAA＜50%，3分：50%≤LAA＜75%，4分：LAA≥75%。根據3個層面評分總和進行肺氣腫分級：0級：總和為0分，1級：總和分為1～3分，2級：總和分為4～6分，3級：總和分為7～9分，4級：總和分為10～12分。（2）支氣管壁增厚程度評估：觀察肺門區以外的肺亞段直徑2～4mm小支氣管的形態，3個層面中支氣管壁厚度分級[5]：0級：支氣管管壁厚度/相鄰肺動脈直徑＜30%，1級：30%≤支氣管管壁厚度/相鄰肺動脈直徑＜50%，2級：支氣管管壁厚度/相鄰肺動脈直徑≥50%。（3）影像學表型分型[4]：A型：無肺氣腫或存在輕微肺氣腫，LAA≤1級，不考慮是否合并支氣管管壁增厚；E型：存在LAA≥2級的肺氣腫，不合并支氣管管壁增厚；M型：同時存在LAA≥2級的肺氣腫和≥1級支氣管管壁增厚。

1.4 肺功能測定 所有患者使用德國Jaeger公司生產肺功能儀進行通氣功能測定，由同1人操作。先獲取數據值包括：用力肺活量（FVC）、第1秒用力肺活量（FEV1）和深吸氣量（IC），再經儲霧罐氣霧吸入支氣管舒張劑沙丁胺醇400μg，于20min后再次測定肺功能，獲取上述數據和FEV1/FVC、FEV1%預計值，計算FEV1和IC改變值（改變值=吸入后值-吸入前值）。受試者6h內停止吸入短效支氣管舒張劑，12h停止吸入長效支氣管舒張劑。

1.5 肺動脈壓測定 使用美國通用GE-LOGIQS6彩色多普勒超聲心動圖儀，探頭頻率2.0MHz，均由同1人操作。彩色多普勒超聲心動圖選取右室流入道，胸骨旁大動脈短軸和心尖四腔室或五腔室切面，測量三尖瓣最大反流速度（V），調整連續波多普勒取樣線使之與反流波保持一致，測量三尖瓣最大反流速度。根據簡化Bernoulli方程[6]，⊿V=4V（2m/s），計算收縮期右心室壓-右心房壓，即跨瓣壓差（⊿V，mmHg），根據⊿V計算肺動脈收縮壓（PAPS），右心室增大時PAPS=⊿V+10，右心室正常時PAPS=⊿V+5。PAPS＞30mmHg則認為存在PH[7]。

1.6 統計學處理 采用SPSS17.0統計軟件，計量資料采用表示，多組間比較采用方差分析，計數資料采用χ2檢驗。

2 結果

2.1 高分辨CT分型結果和一般情況比較 見表1。

表1 高分辨CT分型結果和一般情況比較

由表1可見，98例COPD患者經HRCT檢查分為A型、E型和M型3組；3組間性別、年齡比較，無統計學差異（均P＞0.05）；A型COPD患者的BMI明顯高于其他兩組（均P＜0.01）；M型組吸煙者明顯高于其他兩組（均P＜0.01）。

2.2 各型患者肺功能比較 吸入支氣管舒張劑后，A型和M型組COPD患者的FEV1改善值明顯高于E型組（P＜0.01）；而E型和M型組IC改善值明顯高于A型（P＜0.01）；A型組的FEV1/FVC和FEV1%預計值明顯高于E型和M型組（P＜0.01），見表2。

表2 各組COPD患者的肺功能和肺動脈壓比較

2.3 各型患者肺動脈壓比較 M型組平均肺動脈收縮壓明顯高于E型和A型組（P＜0.01）；E型的平均肺動脈收縮壓高于A型（P＜0.05）；M型PH發生率高于A型和E型組（P＜0.05）；E型組的PH發生率略高于A型組，但無統計學意義（P＞0.05），見表2。

3 討論

COPD是一種以不完全可逆的氣流受限為特征的疾病。肺功能檢查是COPD診斷和分級的標準，但同等程度的肺功能級別所對應的病理改變可能不一致[8]。HRCT可以顯示肺的細微結構，能評估肺氣腫程度和支氣管管壁的增厚情況[4]。對COPD患者肺功能檢查進行嚴重程度分級，并結合HRCT檢查進行病理結構分型，有利于更好的判斷病情和預后，指導個體化治療。

經HRCT檢查，可以根據肺氣腫程度和支氣管管壁增厚程度把COPD分為3個類型[4]：A型、E型和M型。有研究表明：HRCT檢查顯示的肺氣腫程度與肺功能下降、BMI低以及預后差相關[9]，肺減容手術可能有效。而氣道增厚者與吸煙、咳痰以及急性發作次數增多相關[8]，支氣管擴張劑應用可能更有效。本研究發現肺氣腫嚴重的E型組和M型組肺功能更差，BMI偏低，但吸入支氣管舒張劑后IC改善值好于A型，而IC與生活質量相關[10]；支氣管壁增厚明顯的M型組吸煙者較多，其和A型組在吸入支氣管舒張劑后FEV1改善值好于E型組，顯示其對支氣管舒張劑反應良好，存在一定的氣道可逆性。

合并PH是COPD的常見并發癥,可導致肺功能下降和低氧血癥，并使急性發作和住院次數增加，是影響疾病進展和預后的獨立危險因素[11]。PH發生與肺功能差和低氧血癥相關，但個別患者肺動脈壓明顯升高而無明顯氣流受阻[12]。本研究顯示肺功能相對較差的E型和M型COPD患者的肺動脈壓高于肺功能相對較好的A型組，但在肺功能相似的情況下，支氣管管壁增厚明顯的M型組COPD患者的肺動脈壓明顯高于支氣管管壁增厚不明顯的E型組。

COPD患者合并PH的原因包括：缺氧性肺動脈痙攣、肺動脈內皮功能紊亂、炎癥反應和血管重塑等，肺血管重塑是PH產生的基礎和主要形態學改變。有研究顯示PH與COPD患者的C反應蛋白升高相關，提示PH與炎癥有關[13]。顧淑一等[3]報道支氣管管壁增厚明顯的COPD患者呼出氣中白介素-6明顯增高，而白介素-6升高提示支氣管管壁炎癥。Girgis等[14]報道肺功能正常的吸煙者可出現顯著的肺動脈改變（如平滑肌細胞增生，內皮功能受損，一氧化氮合酶表達下降，生長因子表達增加，炎癥細胞浸潤等）。本研究顯示支氣管壁增厚明顯的M型組COPD患者肺動脈壓明顯增高，可能與支氣管壁及其周圍的肺動脈炎癥，以及吸煙等有關。他汀類藥物有抗氧化、抗炎和抑制血管重塑作用，對此型COPD患者能否獲得更大益處有待于我們進一步研究。

[1] Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease．Global strategy for the diagnosis,management,and prevention of chronic obstructive pulmonary disease[G]．Bethesda,Md:National Heart,Lung,and Blood Institute,World Health Organization,2008．

[2]趙晶,潘紀茂．COPD表現型的CT定量診斷[J]．國際醫學放射學雜志,2011,34(3):250-256．

[3]顧淑一,李慶云,萬歡英,等．慢性阻塞性肺疾病的高分辨CT分型及其與白細胞介素-6的關系[J]．中華結核和呼吸雜志,2010,33（4）:256-260．

[4] Fujimoto K,Kitaguchi Y,Kubo K,et al．Clinical annlysis of chronic obstructive pulmonarydisease phenotypesclassified using high-resolution computed tomography[J]．Respirology,2006,11 (6):731-740．

[5] Matsuoka S,Kurihara Y,Yagihashi K,et al．Airway dimensions at inspiratory and expiratory multisection CT in chronic obstructive pulmonary disease:correlation with airflow limitation[J]．Radiology, 2008,248(3):1042-1049．

[6] 袁光華,張武,簡文豪,等．超聲診斷基礎與臨床檢查規范[M]．北京:科學技術文獻出版社,2005:209．

[7]Chaouat A,Naeije R,Weitzenblum E,et al．Pulmonary hypertension in COPD．Eur[J]．Respir J,2008,32(5):1371-1385．

[8] Matsoka S,Yamashiro T,Washko G．Quantitative CT assessment of chronic obstructive pulmonary disease[J]．Radiographics J, 2010,30(1):55-66．

[9] Haruna A,Muro S,Nakano Y,et al．CT scan findings of emphysema predict mortality in COPD[J]．Chest,2010,138(3):635-640．

[10] 沈寧,姚婉貞,劉政,等．慢性阻塞性肺疾病患者深吸氣量與生命質量的關系[J]．中華結核和呼吸雜志,2010,33(4):261-264．

[11]Fayngersh V,Drakopanagiotakis F,Dennis McCool F．Pulmonary hypertension in a stable community-based COPD population [J]．Lung,2011,189(5):377-382．

[12] Guillaumot A,Gomez E,Chaouat A,et al．Disproportionate pulmonary hypertension in COPD[J]．Rev Prat,2011,61(6):788．

[13] 王同生,毛毅民,孫玉霞,等．C反應蛋白和內皮素-1在慢性阻塞性肺疾病合并肺動脈高壓患者中的表達[J]．中華結核和呼吸雜志, 2011,34:545-546．

[14] Girgis R E,Mathai S C．Pulmonary hypertension associated with chronic respiratory disease[J]．Clin Chest Med,2007,28(1): 219-232．

Lung function and pulmonary hypertension in chronic obstructive pulmonary disease phenotypes based on high-resolution CT

Chronic obstructive pulmory disease High-resolution CT Phenotype Respiratery function tests Pulmonary hypertension

2012-03-06）

（本文編輯：沈昱平）

紹興市科委基金資助項目（2012D10034）

312030 紹興縣中醫院呼吸內科（陳勝海、壽華達），放射科（董孫根、張偉良），B超室（周亞萍）；紹興縣中心醫院呼吸內科（戚麗萍）

陳勝海，E-mail:13676858059@126.com