胸部CT評估慢性阻塞性肺病的研究進展

陳國華, 陳燕明

(南京醫科大學, 江蘇 南京, 211166)

慢性阻塞性肺病(COPD)是一種常見的、可以預防、可以治療的疾病，通常由有毒顆粒或氣體導致的氣道和(或)肺泡異常引起，以持續性呼吸道癥狀和氣流受限為特征[1]。肺功能檢查(PFT)是評估COPD患者肺功能的最主要方法，但是COPD急性加重患者對肺功能檢查耐受性、依從性差，難以配合檢查，肺功能檢查存在諸多局限性。胸部CT具有操作簡便，可反復多次測量，重復性好，同時能夠判斷COPD患者肺組織破壞和氣道病變。在COPD評估中，胸部CT作為肺功能檢查的補充具有良好的前景。本研究就COPD的CT影像學表型及評估展開綜述，現報告如下。

1 COPD的CT影像學表型研究

1.1 COPD表型

COPD異質性增加疾病管理的難度，疾病進程、治療需要等與疾病表型密切相關。目前COPD表型定義為: 一種或幾種疾病特征，這些病理特征不僅與疾病諸多方面密切相關，包括疾病癥狀、急性加重、治療反應、疾病進展速率或病死率，能為疾病預后做出評估，同時在預后、疾病治療方案等方面反應COPD患者之間差異，能指導疾病的個體化治療[2]。

1.2 COPD的CT影像學表型

KITAGUCHI等[3]根據對85例穩定期COPD患者高分辨CT(HRCT)表現進行視覺評估，評估內容為肺氣腫程度及支氣管管壁厚度, COPD患者被分為3種表型，即A、E、M型, A型無肺氣腫或存在輕微肺氣腫，伴或不伴支氣管壁增厚; E型存在肺氣腫，不合并支氣管管壁增厚; M型同時存在肺氣腫和支氣管壁增厚。TULEK等[4]將80例穩定期COPD患者根據其HRCT表現分為肺氣腫型、肺氣腫合并支氣管擴張或外周支氣管增粗型、支氣管擴張或外周支氣管增粗型。臨床醫師借助COPD患者HRCT檢查可以更加清晰地了解患者肺部的形態學變化，同時結合患者臨床癥狀，進行個體化治療，從而更好地管理COPD患者。

2 CT肺氣腫評估

2.1 CT肺氣腫評估方法

肺氣腫是COPD重要病理改變，肺氣腫的特征肺泡壁的破壞和終末氣腔的擴大，通過CT上為密度減低或者無完整壁的區域可辨別肺氣腫改變。依據病變分布，肺氣腫可分為: 小葉中心型、全小葉型和間隔旁型肺氣腫。之前國際上多采用基于HRCT視覺評分方法，依據肺氣腫的程度及累計范圍進行分級評估[5], 但由于方法存在片面性，容易受觀察者主觀因素影響而逐漸被淘汰。目前多采客觀定量法評估肺氣腫，包括密度屏蔽法，平均肺密度法，直方圖法，肺容積指標。密度屏蔽法又稱像素指數法(PI)，即預先設定某一閾值范圍，運用計算機軟件使低于該閾值的低衰減區(LAA)發亮并計算全肺容積中LAA的百分比[6]。平均肺密度(MLD)測量能有效評估全肺密度及肺氣腫，該方法通過計算包含在3D-Lung中每一個像素密度之和除以像素總數[7]。直方圖法又稱百分率法，以直方圖形式呈現肺內所有像素衰減值，所有在直方圖上低于某個點或范圍內衰減值區域即定義為肺氣腫。肺容積測定法，運用計算機軟件將肺組織與縱膈及胸壁、大血管區分開來，定量測量肺容積各項參數，包括深呼氣末容積(Vex)、深吸氣末容積(Vin)、容積比(Vex/in)[7-9]。

2.2 CT肺氣腫評估與肺功能相關性

牛朋影等[10]將30例COPD患者及34例正常人群的深吸氣和深吸氣相MSCT檢查及PFT進行比較，發現呼氣相、吸氣相COPD患者各肺葉及全肺PI均顯著高于正常對照組(P<0.05); 在深呼氣相時，各肺葉及全肺PI值與FEV1%、FEV1/FVC均呈負相關(r范圍分別為-0.729～-0.473和-0.769～-0.353,P<0.05)。在深吸氣相時, COPD患者右肺上葉PI值和FEV1/FVC呈正相關(r=0.400,P<0.05), 其他肺葉及全肺PI值與FEV1%、FEV1/FVC呈負相關(r范圍分別為-0.693～-0.498和-0.765～-0.353,P<0.05)。葛虓俊等[9]研究發現，多層螺旋CT(MSCT)肺定量指標、PFT二者具有相關性，研究將147例受試者MSCT檢查和PFT進行對照，以-910 HU為閾值時, PI呼吸兩相比值與FEV1%相關性最佳(r=-0.901,P<0.01)。國外學者Schroeder JD等[11]研究以-950HU為閾值時, PI與FEV1、FEV1/FVC呈負相關(r=-0.67、-0.76)。陳淮等[12]研究得出，在深吸氣末或深呼氣末，無論以-910 HU或-950 HU作為閾值, PI均與FEV1%、FEV1/FVC、用力肺活量占預計值百分比(FVC%)、肺活量(VC)呈負相關，而與殘氣量(RV)、肺總量(TLC)、殘總比(RV/TLC)呈正相關。不同閾值下, PI均與PFT具有相關性。Madani A等[13]研究發現肺氣腫和直方圖上最低1%衰減值(Per1)相關性最佳，研究將80例肺癌手術患者HRCT檢查與術后病理進行對照，同時Percl與FEV1%(r=0.326,P=0.004), FEVl/FVC(r=0.597,P<0.001)具有顯著正相關。國內學者隋昕等[14]研究將84例COPD患者MSCT雙相掃描結果與PFT進行對照，發現Perc1、Perc15與FEV1%, FEV1/FVC呈正相關(r=0.45～0.67,P<0.01), 與殘氣比呈負相關(r=-0.33～-0.42,P<0.01)。李凱等[15]研究發現，正常健康人群與COPD患者的Vin、Vex、Vex/Vin及肺容積變化比率指標方面差異明顯(P<0.05),Vex與FEV1%和FEV1/FVC具有相關性，相關系數分別為r=-0.503、-0.673。張利華等[16]對36例COPD患者及30例健康體檢者肺容積指標與PFT進行對照，發現Vex、Vex/Vin、(Vin-Vex)/Vin均與FEV1、FEV1/FVC具有相關性(P<0.01)。一項針對COPD患者的前瞻性研究得出Vex/in與常規肺功能檢查具有良好的相關性，能夠作為反映肺順應性的指標，研究將76例COPD患者深呼氣與深吸氣兩相肺容積指標與PFT進行對照，發現Vex/in與FEV1%、FEV1/FVC呈負相關(r=-0.69、-0.56,P<0.01), 與殘氣比呈正相關(r=0.66,P<0.01)[17]。國外學者Brown MS等[18]研究得出肺容積參數與PFT不僅有相關性，并且較PFT展現出重復性的優勢。以上研究都說明了胸部CT定量評估肺氣腫與PFT有明顯相關性。

2.3 CT肺氣腫評估應用

CT肺氣腫評估不僅可以作為PFT檢查的補充，而且在治療方面，通過胸部CT評估肺氣腫分布和裂隙完整性，可以對肺氣腫患者具體行肺減容手術或支氣管鏡介入初步評估。肺減容手術在上葉肺氣腫為主和運動能力差的患者中顯示出生存優勢[19]。研究[20]還發現肺癌好發于嚴重肺氣腫肺葉。

3 CT氣道評估

3.1 CT氣道評估方法

由于終末細支氣管狹窄和破壞發生于肺氣腫發生前，評估小氣道疾病的嚴重程度有早期診斷COPD潛能。直徑小于2 mm的氣道是氣流阻塞的主要部位[21], 但是它們低于胸部CT的分辨極限而不能直接評估。因此對于小氣道的研究主要以間接評估。MSCT可在吸氣相時測量段及亞段支氣管支氣管壁厚度(T)、支氣管橫截面直徑(D)、支氣管管腔面積(Ai)、支氣管橫截面總面積(Ao)、支氣管壁橫截面積(WA)、支氣管壁橫截面積占支氣管橫截總面積的比值(wA%)等。而另一種間接評估方法以呼氣相CT空氣潴留測量來評估小氣道功能，包括呼氣相、吸氣相平均密度比值[22], 呼氣相至吸氣相在-860～-950 HU范圍內該衰減區的變化[23], 呼氣相低于-856 HU衰減區占肺容積百分比[24]。然而這三種方法都存在明顯優缺點，與臨床結果相關性有待進一步研究。

3.2 CT氣道評估與肺功能相關性

李一鳴等[25]對67例COPD患者行MSCT掃描得出COPD 0級患者外周氣道和中央氣道在呼吸周期內開放良好，外周氣道在呼氣期間閉合隨著COPD病情的加重逐漸出現，至COPD晚期中央氣道繼而出現呼氣期間閉合。于寰等[26]針對COPD患者及正常志愿者HRCT小氣道參數的研究發現，較正常對照組, COPD患者的支氣管壁厚度、管壁厚度與外直徑的比例(TDR)、WA%均增高，并且隨著COPD病情的加重，管壁增厚，管壁面積的百分比逐漸增大。張潔等[27]針對50例COPD患者的研究發現除在5級支氣管中WA%、TDR與FEV1/FVC無相關外, 3～5級支氣管WA%、TDR與肺功能均有明顯的相關關系。姚景江等[28]研究發現較吸氣相管腔面積與肺功能二者相關性，呼氣相管腔面積與肺功能的相關性更高，且相關系數伴隨管腔面積減小而增大，研究將42例COPD患者的呼吸雙相MSCT結果與PFT進行對照，呼氣相時第5級支氣管管腔面積與FEV1%、FEV1/FVC呈明顯正相關(r=0.725、0.711,P<0.001)。管宇等[29]將60例COPD患者螺旋CT檢查與PFT進行對照發現第5、6級支氣管的WA%與FEV1、FEV1%呈負相關(P<0.05), 且相關系數伴隨支氣管管徑減小而增大。各研究結果存在一定差異，可能與氣道參數、氣道的選擇，個體間差異等相關，但以上研究顯示胸部CT對COPD患者氣道評估與肺功能具有相關性。

4 CT肺血管異常評估

肺血管損傷在COPD患者中普遍存在，通常表現為肺動脈高壓，特別是在晚期COPD患者中[30]。在臨床實踐中，許多放射科醫師測量和報告中央肺動脈大小來評估肺血管病變。然而，對COPD疾病早期的肺血管變化研究很少。雙源CT雙能量肺實質灌注成像能夠顯示肺的解剖及灌注功能信息，可對肺氣腫的部位與灌注缺損部區精確配準。雙能量CT灌注成像評估COPD主要依據是肺血管網的損害程度[31]。有研究報道雙源CT雙能源肺灌注成像具有早期發現COPD血管異常變化的潛能[32]。

胸部CT能夠客觀顯示肺組織破壞或者氣道病變，對肺氣腫、氣道疾病、肺血管異常定量評估，同時胸部CT具有操作簡便，可反復多次測量，重復性好的優點，具有巨大潛力。但是胸部CT定量分析存在掃描方法及參數等缺乏統一標準，肺氣腫定量評估閾值、氣道評估氣道的選擇等存在爭議，臨床醫師認識不足等缺點。