漏斗胸術前CT肺容量測算結果與肺功能檢查結果的相關性分析

于 潔 張 娜 陳誠豪 曹 雋 曾 騏

(首都醫科大學附屬北京兒童醫院胸外科，北京100045)

漏斗胸(pectus excavatum，PE)是小兒最常見的胸壁畸形，約占小兒胸壁畸形的90%，其發病率約為1% ～3%［1］。由于此病前胸壁凹陷，心肺發育受限，因此準確而有效的評價患者胸廓及肺臟的受限情況對本病的診斷以及預后療效評估均有著重要作用。常規肺功能檢查(pulmonary function test，PFT)是目前測定肺容積的金標準，但其在適用范圍上存在一些局限，2004年，Gollogly等介紹了一種新的基于CT的肺臟容量性三維重建的方法［2］，為臨床評估患者胸廓及肺臟受限情況提供了一種新的思路。他們又在隨后的研究中通過對大樣本正常兒童肺容量進行測算建立了與年齡及性別相關的正常肺容量轉換圖表［3］，從而為臨床提供了可供參考的標準肺容量數據。

本研究的目的為:①應用CT的肺容量測算法計算一組漏斗胸患者術前的肺容量;②將CT的肺容量結果與常規肺功能結果進行比較，從而評估基于CT的肺容量測算法在臨床上的準確性。

1 材料與方法

1.1 研究對象及方法

研究對象為49例2009年7月至8月間曾于首都醫科大學附屬北京兒童醫院胸外科入院治療的漏斗胸患兒，納入標準為:①無肺部合并癥;②年齡≥4歲，能夠配合完成肺功能檢查;③入院前2個月至檢查前無呼吸道感染病史者。排除標準為:①2個月內存在呼吸道感染病史者;②入院前及入院后服用藥物或采用治療可能改變肺通氣換氣功能者;③入院后肺功能檢查與CT檢查間隔時間長于2周者。49例患者中，男性37例，女性12例。年齡4至14歲，平均年齡9.06歲。所有患者入院后行肺功能檢查和胸廓CT檢查。所有患者兩項檢查間隔時間為0至2 d。

肺功能檢查采用肺通氣換氣體積描記儀(Jaeger公司MasterScreenBody型號，德國)測定，取測定結果中肺總量(total lung capacity，TLC)，最大肺活量(maximal ventilatory capacity，VCmax)，用力肺活量(forced vital capacity，FVC)，1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second，FEV1)以及以上各值的實測值/預計值比例作為本研究中與基于CT的肺容量測算結果比較。肺功能各結果預計值由肺功能測定儀器工作站自動換算出。

胸部CT檢查所用儀器為64排CT掃描系統(GE公司LightSpeed VCT64型號，美國)。掃描后所有數據從工作站采用PowerVision4.0(Mozi公司，中國)軟件調出并計算肺容量。CT肺容積的計算方法為Smith等［3］在其研究中介紹的“手繪法”?？偡稳萘繛樽?、右肺容量及主支氣管容量之和。在描繪每層肺邊緣時均繞開肺臟內大的血管以保證結果的準確，在出現容量效應的肺組織區域時均只計入一半面積以減小誤差。

1.2 統計學方法

采用SPSS11.5軟件包進行統計學分析，計量數據采用均數±標準差(±s)表示，采用配對樣本t檢驗分別比較CT測算的肺容積與VCmax、FVC、TLC的差異，采用相關性分析及回歸分析比較CT測算的肺容積與VCmax、FVC、TLC以及以上各值實測值/預計值之間相關性，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

49例患者進行了肺功能檢查，其中27例患者肺功能正常(FVC% ＞80%)，22例患者存在肺部限制性通氣功能障礙(FVC% ＜80%)。49例患者中無阻塞性通氣功能障礙存在(［FEV1%］/FVC% ＞0.7)。

49例PE患者基于CT的肺容量平均為(1.80±0.51)L，小于肺功能檢查VCmax結果(1.89±0.75)L(P＜0.001)、FVC結果(1.87±0.74)L(P＜0.001)、TLC結果(2.68±0.90)L(P＜0.001)。

基于CT的肺容量結果與PFT容積指標有著明顯的區別，但其相關性較佳。其中VCmax的相關性最高(R2=0.837，P ＜0.001)，其次為 FVC(R2=0.832，P ＜0.001)、TLC(R2=0.803，P ＜ 0.001)，詳見圖 1。以Smith等［3］提供的數據作為標準數據的CT肺容量實測值/預計值與肺功能結果相關性最高的為VCmax%(R2=0.832，P ＜0.001)，其次為 FVC%(R2=0.806，P ＜0.001)、TLC%(R2=0.753，P ＜0.001)。詳見圖2。

圖1 基于CT的肺容量測算結果與VCmax結果相關性Fig.1 Correlation between lung volume and PFT result of VCmax

3 討論

圖2 基于CT的肺容積實測值/預計值比例與VCmax%相關性Fig.2 Correlation between value of actuality/anticipated between lung volume and VCmax% VC max:capacity maximal ventilatory.

在過去的幾十年間，關于PE是否導致呼吸功能障礙、運動受限等的研究［4］有很多，盡管針對PE患者心肺功能研究的文獻的結論不完全一致，甚至產生矛盾，但目前普遍認為漏斗胸的胸廓畸形影響了患者的心肺功能［5］。因此對PE肺臟受壓情況的評估十分重要。傳統上常規肺功能檢查能從肺臟通氣換氣等功能的角度上評價肺臟發育受限情況［6］，這在診斷PE以及評價病情上有著重要意義。但肺功能檢查有一定的局限性，其中最主要的限制就是患兒年齡需足夠大才能配合檢查。因部分漏斗胸患兒尚處于學齡前期，在做肺功能檢查時配合程度差，故僅能行脈沖振蕩法，而脈沖振蕩測定數據主要為對小氣道阻抗進行測定，不能反映肺容量指標，因此不能在手術前了解肺臟受限的情況，也難以在手術治療后進行隨訪了解肺臟受限恢復的情況。此外，肺功能檢查測定的結果是左右側肺臟共同完成的。但漏斗胸患者由于胸骨下陷導致心臟左移，兩側胸廓容積并不一致，而肺功能并不能分別了解兩側肺臟各自的容量大小。

基于上述原因，Gollogly等［3］介紹了其基于CT的肺臟容量性三維重建測算肺容量的方法。由于PE患者在手術前需常規行胸部CT檢查了解胸壁畸形情況以及有無肺部合并癥，因此應用CT測算患者的肺容量并不會帶來額外的放射性輻射及經濟負擔。

本研究中，49例PE患者術前常規肺功能檢查結果中反映肺臟限制性改變的3個主要指標VCmax、FVC、TLC存在不同程度的降低，反映梗阻性改變的主要指標FEV1%/FVC%正常，提示漏斗胸患者術前肺功能正?；蛘叽嬖谙拗菩酝夤δ苷系K。這與PE患者胸廓畸形導致肺臟受限的改變特點相符合。

基于CT的肺容積測算結果平均值低于PFT中反映肺臟限制性改變的3個指標平均值。其中與TLC相差最大(840 mL)，其次為VCmax(90 mL)、FVC(60 mL)。分析這3個值較高的原因，主要有以下幾點。

首先，患兒行CT檢查時采取臥位并雙上肢上舉，而肺功能檢查中取坐位上肢自然位。有文獻［7］表明體位的差別在成人的屏氣狀態下會使CT肺容量明顯低于肺功能檢查TLC值約500 mL，因此可以認為在兒童的CT肺容量測算中，體位差異的影響依然存在。其次，CT測量的肺容積剔除了大氣管內約100 mL的容積。而且，患兒行CT檢查時是在自主平靜呼吸下完成，因此測算的結果接近功能殘氣量+潮氣量容積。而肺功能檢查中VCmax、FVC及TLC涵蓋的范圍均略大于這個范圍。

盡管基于CT的肺容量結果與肺功能結果的平均值存在差異，但其與VCmax、FVC、TLC存在的相關性均具有統計學意義(P＜0.001)，與VCmax的相關性最高。將Smith等［3］制定的兒童肺容積參考值作為標準值計算的實測值/預計值比例與肺功能檢查中VCmax%、FVC%、FEV1%、TLC%存在的相關性也均有統計學意義(P＜0.001)，而以VCmax%最高?；贑T的肺容量結果與肺功能結果高度的相關性肯定了其在臨床評估患者肺臟限制性改變程度上的指導意義，同時Smith等研究中提出的標準數據應用于臨床也是可靠的。

基于CT的肺容積測算方法也存在一些不足。首先，本研究的對象為小于18歲的未成年患者，不同于成人屏氣下行CT肺容積測算，小兒的CT檢查是在平靜自主呼吸下完成的。這可能給結果帶來一些未知的誤差［3］，這種誤差還需要進行繼續研究并設法消除。目前已有文獻［8］報道，采用呼吸門控技術進行CT掃描，能增加數據測定的準確性，但許多成人尚不能耐受呼吸門控的監測，應用于兒童患者的難度必定更大。其次，基于CT測得的肺容積并非一個完全的肺臟功能評測，測得的肺容積并不代表其必定參與肺的通氣-換氣運動和血氧交換。近年來，國外已有學者［9］應用放射性核素掃描來顯影具有氣體交換功能的肺組織，但由于研究對象數量均較少，這種研究方法的可靠性仍有待證實。

盡管如此，基于CT的肺容積測算應用于臨床仍有很多優點。首先，肺容量測算方法為無創性檢查，不受患者年齡及身體狀況限制，可應用于不能行常規肺功能檢查的學齡前兒童及嬰幼兒以及手術后不能活動的大年齡患兒。其次，正電子發射計算機斷層掃描(position emission tomography，PET)測定的肺體積是通過氣流量間接反映肺體積，影響因素較多，而CT相比傳統的肺功能測量方法，其測量數據更加客觀、精確，而且，PET測量所得的肺體積包括口腔、氣管及支氣管內的氣體含量，約100 mL，嚴格意義上講，肺體積并不包括這些，因此CT測量的肺容積更真實的反映了左、右側肺容量以及主氣管容積，能夠更好的顯示PE患者左側肺臟受壓情況。還有，胸部CT檢查已成為漏斗胸術前的一項常規檢查，它不僅可以評價PE患者術前胸廓畸形的程度，還可以對胸廓畸形進行分型，并及時發現肺部合并癥［10-11］，故CT測量肺容積并沒有增加額外的檢查費用。最后，此方法不受地域及操作人員技術差別因素影響，適用于不同研究機構之間對比。

總的來說，盡管基于CT的肺容量測算方法不僅可以了解PE患者的肺部形態結構，還可以快速準確的測定肺容積，與PET測定的肺容積指標有較好的相關性，但該技術應用于兒童尚處于初期的研究階段，在技術方法方面還需要進一步改進。但其應用前景廣闊，在今后的臨床研究中對PE患者的診斷和治療效果評估將發揮更大的作用。

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