定量CT 參數(shù)評價COPD 疾病嚴(yán)重程度的研究

王挺年

溫嶺市中醫(yī)院放射科，浙江溫嶺 317500

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是臨床常見呼吸系統(tǒng)疾病，病理改變主要為氣道、肺實質(zhì)、肺血管等發(fā)生慢性氣道炎癥及肺氣腫，以氣流不完全受限為主要特征，從而導(dǎo)致氣道堵塞、呼吸功能障礙、肺功能降低，并引起一系列相關(guān)癥狀，具有進(jìn)行性進(jìn)展、持續(xù)性存在的特點[1,2]。流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，COPD 在全球范圍內(nèi)都是一項具有挑戰(zhàn)性的公共衛(wèi)生問題，其患病率、致殘率、致死率均居高不下[3]。在我國，40歲以上人群中COPD 發(fā)病率高達(dá)8.6%[4]，成為僅次于高血壓、糖尿病的第三大常見慢性病，其中近30%的人群在臨床確診時尚未表現(xiàn)出臨床癥狀，嚴(yán)重者可導(dǎo)致心力衰竭、呼吸衰竭等并發(fā)癥，威脅患者的生命安全，因此盡早診斷并給予及時有效的治療對提高治愈率、改善患者預(yù)后具有重要意義。肺功能檢查通常作為診斷COPD 的金標(biāo)準(zhǔn)，但COPD 的疾病進(jìn)程與臨床表現(xiàn)不完全相符，僅依靠肺功能檢查只能反映氣流受限的情況，無法明確潛在的肺部病理變化，影響疾病的早期診斷。因此應(yīng)用其他檢查工具及方法明確疾病的異質(zhì)性，對疾病的早期診斷和治療至關(guān)重要。臨床上常用的診斷方法主要有X線和CT，X 線圖像分辨率低，不能細(xì)致反映肺紋理、肺小血管的情況，臨床應(yīng)用受到極大限制，而CT 可多方位、多平面掃描，圖像分辨率高，能夠檢出更加細(xì)微的病變[5-7]。本研究擬探究定量CT 參數(shù)在COPD 嚴(yán)重程度中的預(yù)測價值，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019 年2 月至2021 年2 月于溫嶺市中醫(yī)院就診并確診為COPD 的患者205 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南（2013 年修訂版）》[8]中COPD 的診斷標(biāo)準(zhǔn)；②使用支氣管擴(kuò)張劑后第一秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）/用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）＜70%；③無胸廓畸形、肺炎、哮喘、胸腔積液及其他肺部器質(zhì)性病變；④臨床影像資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并有肺炎、惡性腫瘤、血液系統(tǒng)疾病、肝腎功能障礙等；② 6 周內(nèi)出現(xiàn)COPD 急性加重；③長期服用激素；④患有精神疾病、認(rèn)知功能障礙等難以配合完成研究者；⑤既往有胸部手術(shù)史者。納入患者中男165 例，女40 例，年齡43～82 歲，平均（61.3±9.7）歲。依據(jù)全球慢性阻塞性肺疾病防治倡議（global initiative for chronic obstructive lung disease，GOLD）標(biāo)準(zhǔn)[9]對COPD 進(jìn)行分期：根據(jù)患者應(yīng)用支氣管舒張劑后FEV1/FVC、FEV1占預(yù)計值百分比（FEV1%）進(jìn)行分級，Ⅰ期（輕度）：FEV1/FVC＜70%，F(xiàn)EV1%≥80%；Ⅱ期（中度）：FEV1/FVC＜70%，50%≤FEV1%＜80%；Ⅲ期（重度）：FEV1/FVC＜70%，30%≤FEV1%＜50%；Ⅳ期（極重度）：FEV1/FVC＜70%，F(xiàn)EV1%＜30%，或＜50%，同時伴有慢性呼吸衰竭。其中Ⅰ期65 例（31.71%），Ⅱ期76 例（37.07%），Ⅲ期54 例（26.34%），Ⅳ期10 例（4.88%）。本研究經(jīng)溫嶺市中醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（批件號：20190102003）。患者及家屬均知情并簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 胸部CT 檢查 采用荷蘭Philips 16 排螺旋CT掃描儀進(jìn)行胸部CT 掃描。在檢查前對患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，囑患者在最大吸氣末屏住呼吸。患者仰臥位，雙手上舉至頭頂，從頭部開始進(jìn)行掃描。CT 掃描參數(shù)設(shè)置：采用自動管電流技術(shù)，管電壓120kV，管電流250mA，掃描準(zhǔn)直128×0.625，旋轉(zhuǎn)時間0.5s，螺距0.915，層厚5mm，層間距5mm，矩陣1024×1024，在患者吸氣末屏住呼吸時進(jìn)行全肺掃描。圖像重建：獲得全肺掃描數(shù)據(jù)后，采用Lung Enhanced 算法，將所有掃描數(shù)據(jù)上傳至圖像后處理工作站肺密度分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。設(shè)定CT 值低于-950Hu 為低衰減區(qū)（low attenuation area，LAA），通過軟件分析自動得出LAA 所占體積比例。

1.2.2 肺功能檢查 所有患者胸部CT 檢查后1 周內(nèi)進(jìn)行肺功能檢查。采用德國JAEGER 公司生產(chǎn)的MasterScreen 肺功能檢查儀進(jìn)行檢查。患者端坐位，夾閉鼻腔，雙手壓住腮幫，口中咬緊塑料口器。整個操作過程由醫(yī)生根據(jù)相應(yīng)檢測操作規(guī)范進(jìn)行[10]。

1.3 觀察指標(biāo)

詳細(xì)記錄不同分期患者胸部CT 掃描氣道參數(shù)：管腔面積（lumen area，LA）、管壁面積百分比（percentage of wall area，WA%）、管壁厚度與體表面積比值（ratio of tube wall thickness to body surface area，T/BSA）、管壁厚度與直徑比值（thickness to diameter ratio，TDR）；肺實質(zhì)衰減參數(shù)：肺葉低衰減區(qū)占整個肺體積的百分比（percentage of total lung area occupied by low attenuation area，LAA%）、肺氣腫指數(shù)（emphysema index，EI）、空氣潴留指數(shù)（air retention index，ATI）；肺功能指標(biāo)：FEV1%、FEV1/FVC，其中FEV1預(yù)計值為實測FEV1值與計算量所得的FEV1的比例。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 21.0 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。所有數(shù)據(jù)均進(jìn)行正態(tài)性檢驗，計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示；采用Pearson 相關(guān)性分析探討定量CT 參數(shù)與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同分期患者的CT 及肺功能參數(shù)比較

不同分期患者的年齡比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；隨著COPD 嚴(yán)重程度的增加，體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）、FEV1%、FEV1/FVC、LA 逐漸降低（P＜0.05），WA%、T/BSA、TDR、LAA%、EI、ATI 逐漸增加（P＜0.05），見表1。

表1 不同分期患者的CT 及肺功能參數(shù)比較（）

表1 不同分期患者的CT 及肺功能參數(shù)比較（）

2.2 定量CT 氣道參數(shù)與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性分析

Pearson 相關(guān)性分析結(jié)果顯示，F(xiàn)EV1%與WA%、TDR 均呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），F(xiàn)EV1/FVC 與WA%、TDR 均呈正相關(guān)（P＜0.05），見表2。

表2 定量CT 氣道參數(shù)與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性分析

2.3 定量CT肺實質(zhì)衰減參數(shù)與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性分析

Pearson 相關(guān)性分析結(jié)果顯示，F(xiàn)EV1%、FEV1/FVC 與LAA%、EI、ATI 均呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），見表3。

表3 定量CT 肺實質(zhì)衰減參數(shù)與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性分析

3 討論

目前，肺功能檢查仍作為COPD 診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于肺功能檢查無法檢出COPD 早期病變，不能定量評估不同病變區(qū)域分布情況及潛在的肺部病理變化，同時部分COPD 患者病情嚴(yán)重，在進(jìn)行肺功能檢查時存在一定安全隱患和感染風(fēng)險，臨床實施較為困難[11,12]。因此，采用合理、有效的檢查方法對COPD 患者早期診斷及治療顯得尤為重要。

肺功能檢查作為傳統(tǒng)的COPD 診斷方法有諸多不足之處。一方面，肺功能檢查靈敏度低，只有當(dāng)肺功能損失超過30%時才會出現(xiàn)相應(yīng)體征，因此無法早期診斷輕微肺功能損傷患者；另一方面，不同肺葉的病變可影響肺功能檢查結(jié)果，如果病變位于肺上葉，肺功能檢查結(jié)果可能顯示正常[13]，且肺功能檢查反映的是檢查時肺臟整體功能情況，無法判斷單側(cè)或局部肺臟功能情況。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，CT 成為呼吸系統(tǒng)疾病的重要檢查方法。高分辨率 CT（highresolution CT，HRCT）的問世，大大縮短檢查過程中屏氣時間，大幅降低呼吸運動對檢查結(jié)果的影響，使得肺實質(zhì)破壞的肺部影像更加清晰，從而可更早發(fā)現(xiàn)肺實質(zhì)病變。同時，胸部CT 定量技術(shù)可有效測量肺氣腫范圍、氣道壁厚度及小氣道病變的相關(guān)氣體潴留，能對COPD 氣體受限做出客觀評估[14]。

本研究結(jié)果顯示，WA%、TDR、LAA%、EI、ATI 可用于預(yù)測FEV1%、FEV1/FVC。氣道參數(shù)指標(biāo)與肺功能指標(biāo)不是線性相關(guān)，而是隨著COPD 疾病的嚴(yán)重程度發(fā)生相應(yīng)變化。研究指出，COPD 患者隨著疾病進(jìn)展，肺通氣、換氣功能下降，支氣管壁、面積、肺泡等均發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，通過CT 掃描可做出一定判定[15]。高小燕等[16]研究指出，COPD 患者隨著病程延長，支氣管管腔縮小、支氣管管壁面積和厚度發(fā)生改變，臨床中通過CT 掃描測量數(shù)據(jù)可進(jìn)行判定，且支氣管CT 影像表現(xiàn)嚴(yán)重程度與患者肺功能、疾病嚴(yán)重程度密切相關(guān)。本研究中，F(xiàn)EV1%、FEV1/FVC 隨著COPD 病情的加重而逐漸降低，說明隨著病情加重，肺功能逐漸降低。本研究結(jié)果顯示，F(xiàn)EV1%與WA%、TDR 呈負(fù)相關(guān)，F(xiàn)EV1/FVC 與WA%、TDR 呈正相關(guān)，F(xiàn)EV1%、FEV1/FVC 與LAA%、EI、ATI 均呈負(fù)相關(guān)，說明COPD 患者的近端氣道結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，WA%、TDR、LAA%、EI、ATI 均可作為評估COPD 嚴(yán)重程度的指標(biāo)。隨著COPD 患者病情的加重，呼吸循環(huán)系統(tǒng)負(fù)荷增加，引發(fā)肺氣腫等肺部疾病，導(dǎo)致肺通氣血流比例失衡，引起氣道壁水腫加重，繼而出現(xiàn)WA%、TDR 改變[17]。隨著COPD 患者病情的加重，呼吸性細(xì)支氣管出現(xiàn)病理性擴(kuò)張，氣流限制增加，肺泡壁遭到破壞，肺氣腫加重，加劇肺實質(zhì)破壞程度，進(jìn)而使得LAA%、EI、ATI 參數(shù)發(fā)生改變[18,19]。

綜上所述，定量CT 參數(shù)中WA%、TDR、LAA%、EI、ATI 均可作為評估COPD 嚴(yán)重程度的指標(biāo)，通過評估肺實質(zhì)衰減參數(shù)、氣道參數(shù)，可有效判斷COPD的嚴(yán)重程度，為臨床COPD 的早期診斷及治療提供有利依據(jù)。