基于雙氣相定量CT評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

張細星，宋曉波

（深圳市寶安區福永人民醫院放射科，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），患者表現為反復咳嗽、咳痰，病情呈進行性發展。當前臨床上診斷COPD的金標準為肺功能（PFT），但PFT不能將早期病變顯示出來，并且無法對不同病變區域的分布情況進行定量評估[1]。近年來，隨著現代醫學水平的提高，尤其是CT與后處理技術的發展，與PFT相比，胸部定量CT能夠對COPD的嚴重程度進行評估。與單氣相CT相比，雙氣相CT能夠對Emph區域和fSAD進行定量測量和準確區分[2]。本研究旨在探討基于雙氣相定量CT評估COPD患者fSAD和Emph程度，及其與PFT的相關性，分析各肺葉的病變情況，現報道如下。

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月深圳市寶安區福永人民醫院收治的120例COPD患者的臨床資料，根據病情嚴重程度分為輕度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；體質量57 ～ 83 kg，平均（68.45±5.23） kg。兩組患者一般資料比較，差異無統計學意義（P > 0.05），組間具有可比性。納入標準：與《慢性阻塞性肺疾病基層診療指南（2018年）》[3]中的相關診斷標準符合者；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。排除標準：有胸部手術史者；并發呼吸系統其他疾病者；胸廓畸形、肺部大面積發生炎性反應、大量胸腔積液者；分泌物過多、黏稠，不易咯出者等。院內醫學倫理委員會審核并批準此研究。

1.2 方法

1.2.1 CT雙氣相掃描 選擇128層螺旋CT掃描儀（德國西門子公司，型號： SOMATOM Definition AS），掃描前，患者需進行反復呼吸訓練，掃描時，取仰臥位，頭部先進，上舉雙手并抱頭，對胸廓入口水平進行掃描，直到后肋膈角，設置參數：矩陣為1 024×1 024，視野為35 mm×35 mm，層厚為1 mm，螺距為1.0877，準直為40 mm，管電壓為120 kV。

1.2.2 圖像后處理與定量測量 在神舟德信“3D數字肺TM”分析平臺中導入雙氣相CT圖像，該平臺將全肺自動切割為5個肺葉，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定量測量，并且對各個肺葉的Emph與fSAD進行計算。

1.2.3 PFT檢查 選擇肺功能儀（美國森迪斯公司，型號：Vmax299）進行檢測，患者取坐位，對吸入400 μg沙丁胺醇前后的PFT進行測量。

1.3 觀察指標 ①將兩組患者各肺葉之間fSAD、Emph肺葉損傷程度進行比較。②采用肺功能儀檢測兩組患者第1秒用力呼氣容積（FEV1）、FEV1/FVC（%）、一氧化碳彌散量（DLCO）水平并進行比較。③分析各肺葉fSAD、Emph與PFT的相關性。

1.4 統計學方法 采用 SPSS 20.0統計軟件分析數據，計量資料以(±s?)表示，兩組間比較采用t檢驗，多組間比較采用重復測量方差分析；相關性分析采用Spearman相關系數進行檢驗。以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

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，差異均有統計學意義（均P < 0.05），見表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

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

2.2 PFT指標 重度COPD組患者FEV1、FEV1/FVC、DLCO水平均低于輕度COPD組，差異均有統計學意義（均P < 0.05），見表3。

表3 兩組患者PFT指標比較(?±s?)

表3 兩組患者PFT指標比較(?±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 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的相關性 經Spearman相關性分析，FEV1/FVC與LLL、LUL、RLL水平呈負相關（r = -0.537、-0.421、-0.499）；FEV1與 LLL、LUL、RLL、RUL 水平呈負相關（r = -0.539、-0.432、-0.424、-0.337），與RML水平呈正相關（r = 0.445），差異均有統計學意義（均P < 0.05），而各肺葉fSAD均與DLCO無相關性，FEV1/FVC與RML、RUL無相關性，差異均無統計學意義（均P > 0.05），見表4。

表4 各肺葉fSAD肺葉損傷程度與PFT的相關性

2.4 各肺葉Emph與PFT的相關性 經Spearman相關性分析，DLCO與LLL、LUL、RUL水平呈負相關（r = -0.516、-0.535、-0.621），FEV1/FVC 與 LLL、LUL、RLL、RML、RUL 呈負相關（r = -0.605、-0.539、-0.572、-0.458、-0.613），FEV1與 LLL、LUL、RLL、RML、RUL 呈負相關（r = -0.554、-0.582、-0.492、-0.355、-0.697），差異均有統計學意義（均P < 0.05）；DLCO與RLL、RML水平無相關性，差異均無統計學意義（均P > 0.05），見表5。

表5 各肺葉Emph肺葉損傷程度與PFT的相關性

3 討論

近年來，文獻報道，運用定量CT可以對COPD患者的Emph肺葉病變程度進行評估，大部分通過對支氣管相關參數、肺密度或肺容積進行測量，能夠對肺組織的生理性和病理性改變進行間接分析，但不能對Emph和fSAD進行準確區分，且無法將兩者的分布情況直觀顯示出來[4]。

基于雙氣相定量CT具有呼吸運動偽影少、成像速度快的特點，在確保圖像質量的基礎上，還能對兩次掃描的輻射劑量進行控制，并且利用“3D數字肺TM”分析平臺，對肺葉進行自動劃分，能夠對不同疾病狀態下肺實質、支氣管以及肺血管的病理變化進行檢測，有助于準確判斷患者的病情[5]。本研究結果顯示，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患者肺功能各項指標水平均優于重度COPD組。分析其原因可能與RML支氣管的解剖特點有關，由于其具有細長的形態，側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細小支氣管，對肺泡壁進行破壞，從而誘發fSAD[6]。兩肺下葉FEV1/FVC與fSAD肺葉損傷程度具有較高的相關性，其原因可能為，人處于站位或坐位時，上下肺兩葉承受不同的重力，其中肺下葉氣道在呼氣時過早關閉，所以兩肺下葉的fSAD對氣流受限有著較大的影響[7]。此外，研究結果顯示，兩肺上葉Emph肺葉損傷程度與DLCO明顯負相關，其原因可能與Emph嚴重患者呼出氣體來自兩肺下葉，所以兩肺上葉的Emph對擴散功能具有較大的影響有關[8]。本研究結果顯示，與fSAD相比，兩肺葉Emph肺葉損傷程度與FEV1/FVC的相關性更高，因此對于COPD患者，兩肺下葉Emph病變與氣流的相關性最為密切[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，而且可利用相關軟件對病變部位進行精確的定量測量，具有較高的敏感性和特異性，值得進一步推廣運用。