定量CT聯合超聲心動圖評價不同程度肺動脈高壓慢阻肺患者小氣道病變

戴鋼 鄧克學 胡瑞雪

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是常見的慢性氣道炎癥性疾病，其發生率日益增高，患者可反復急性加重，嚴重者需入院治療[1]。合并肺動脈高壓(Pulmonary hypertension， PH)的COPD患者往往預后相對不佳。雖然臨床診斷肺動脈高壓的金標準是右心導管術，但是它是一種侵入性檢查方法并有一定的禁忌證和并發癥?，F在臨床通常使用超聲心動圖檢查替代，研究表明超聲心動圖可用于肺動脈壓測量，并與右心導管術得出結果有高度一致性[2-3]。 近年來，一些研究采用肺部CT的氣道測量分析技術，了解氣道壁重塑情況，CT圖像數據分析可量化與該疾病直接相關的兩個主要因素，包括肺氣腫程度以及小氣道壁增厚、阻塞程度，即炎性粘液滲出物在氣道腔內積聚導致氣道壁增厚，氣道管腔狹窄[4]。慢阻肺患者肺動脈壓力的變化和肺氣腫影像學變化的關系，尚缺乏研究。本研究探討不同程度肺動脈收縮壓慢阻肺患者肺部影像學參數改變情況及其評估患者病情嚴重程度的能力。

資料與方法

一、臨床資料

收集中國科學技術大學附屬第一醫院2019年3月—2021年12月因COPD急性加重住院患者的臨床資料，經過篩選納入共計84例患者，其中男性71例(84.5%)，女性13例(15.5%)，年齡49～89歲，平均年齡(74.94±8.87)歲。納入標準：(1)確診慢阻肺的住院患者。呼吸科醫生根據特異臨床表現及癥狀診斷及輔助檢查確診為慢阻肺急性發作入院患者(使用支氣管擴張劑后FEV1/FVC比值小于70%的患者)；(2)有完整臨床資料、影像學資料(完整胸部CT掃描數據并有0.625mm薄層處理圖像)；(3) 有完整心超檢查結果。

排除標準：(1)CT圖像偽影較重或者質量差影響測量的；(2)排除患有嚴重感染、胸腔積液、結核、腫瘤、肺栓塞、肺間質性疾病支氣管哮喘等影響肺功能疾病的；(3)有肺部及縱隔腫瘤手術病史的。(4)超聲心動圖顯示有二尖瓣瓣膜疾病及左心房室疾病的。

本研究經過我院倫理委員會批準(編號：2022-RE-076)

二、影像學資料

1 超聲心動圖數據收集及分組 肺動脈壓力數據為患者病歷資料中有關超聲心動圖檢查數據報告。檢查使用的心超機器型號是Philips EPIQ 7C、Philips iE33，測量收縮期三尖瓣肺動脈的收縮壓(圖1A)并根據壓力值進行分組[5]：正常(<30 mmHg)、輕度sPAP(30～50 mmHg)、中度sPAP(51～70 mmHg)、重度sPAP(>70 mmHg)，由于COPD患者大部分年紀較大，正常組患者sPAP壓力值都將達到診斷輕度患者的臨界值，因此將所收集患者資料根據心超測量數據分為兩組，其中A組為正常及輕度sPAP組，B組為中重度sPAP組。

2 胸部CT掃描方法及數據分析 掃描使用機器為美國GE公司Discovery CT，所有患者經過吸氣屏氣進行掃描，掃描范圍包含整個肺野，并重建薄層0.625mm數據，傳輸至AW4.7工作站進行分析及醫院PACS系統保存。

數據處理分析使用的軟件為GE工作站中的 Thoracic VCAR分析軟件(圖1B、1C)，軟件進入后會自動生成肺部CT衰減閾值范圍(由-1024HU至 -300HU)，我們設定肺部CT值低于(-950HU)的范圍為肺氣腫區域，其體積用LAA%表示，分別記錄左、右肺及全肺LAA%值。然后選取肺部四個支氣管，分別為左肺上葉尖后段(LB1)、右肺上葉尖端(RB1)、左肺下葉后基底段(LB10)、右肺下葉后基底段(RB10) 。Diaz A A等人也采用了這個測量方案[6]，其主要原因是因為這幾個段支氣管它與CT掃描平面大體垂直，相對方便測量及計算[7]。分別取各段支氣管中間位置選取感興趣區(ROI)，由于百分比計數可以讓每個患者標準化統一，分別由一位放射科醫生及一位呼吸科醫生采用雙盲法測量支氣管管壁面積百分比(WA%)及氣管壁的厚度與管腔直徑的百分比(WT/D)并記錄各組數據，在遇見意見不一時請示第3位醫生進行討論決定最終結果，最后計算兩組數據平均值作為最終結果。

圖1 A：超聲心動圖測量收縮期三尖瓣肺動脈的收縮壓； B，C：GE工作站中的 Thoracic VCAR分析軟件分析結果，B：COPD患者支氣管壁厚度及管腔直徑的百分比測量，C：藍色區域代表CT值低于-950 HU肺氣腫范圍。

三、統計學方法

結 果

一、臨床資料結果(表1)

表1 A組與B組患者一般臨床資料結果

A組年齡較B組低[(72.52±9.52)歲vs(77.36±7.52)歲，P=0.012]，在一年內急性加重次數兩者有明顯差異，B組大于3次的人數較多(18vs9，P=0.035)，B組D-二聚體水平高于正常及輕度組(P=0.018)。兩組患者在性別、BMI、白細胞計數、中性粒細胞百分比差異無統計學意義。

二、兩組患者影像學參數分析

1 超聲心動圖檢查 兩組患者超聲心動圖檢查結果顯示，肺動脈壓力數據兩組之間有明顯差異，B組sPAP 水平明顯高于A組，兩組之間差異有統計學意義(P<0.001)。

2 CT測量參數 兩組CT測量參數分析顯示，兩組患者的多項CT參數之間有明顯差異。B組的RB1 WA%、RB1 WT/D、 LB1 WA%、LB1 WT/D值均較對側增加(P<0.001)，B組RB10 WA%、RB10 WT/D、LB10 WA%、LB10 WT/D值也較另一組增大(P<0.05)。B組的R-LAA%、L-LAA%、全肺LAA%較另一組升高(P<0.001)。總吸氣量兩組差異無統計學意義(P=0.684)(見表2)。

表2 A組與B組患定量CT資料分析結果

討 論

小氣道病變是慢阻肺的重要病理變化之一，對小氣道病變的認識和量化至關重要[8]。 長期吸煙會導致氣管壁炎癥、損傷、組織重塑，并最終導致小氣道病變，呼吸道功能減退，導致氣道氣流受限和肺泡通氣量不足。定量CT分析不僅可以客觀分析COPD患者小氣道管壁及管腔的結構改變情況，也可見評估肺氣腫程度[9-10]。肺氣腫在組織學上是由肺泡壁遭破壞而形成的，可以通過CT檢查發現，肺氣腫的嚴重程度也可以通過肺泡破壞后造成的低密度區域的定量CT指數來衡量，支氣管壁面積(WA) 和LAA%的定量分析分別被證明與氣道重構和肺氣腫相關[2]。

COPD的患者在其疾病過程中常發生多種并發癥，PH是最常見的并發癥之一，隨著疾病嚴重程度的增加而加重[11]。超聲心動圖作為右心導管的一種替代方法，可評估肺動脈收縮壓(sPAP)，是診斷PH及評估血流動力學變化的常用方法[12-13]。CT影像學數據分析和超聲心動圖檢查，這兩種無創手段對慢阻肺患者病情評估均有重要價值，但兩者之間的關系尚沒有明確的研究結果，值得進一步研究。

本研究主要分析了慢阻肺合并不同程度sPAP患者小氣道的胸部CT數據及一些臨床資料。有研究[14]報道隨著年齡的增長，小氣道長期受疾病損傷，患者呼吸道功能會加速下降。有研究發現因慢阻肺加重而住院的患者中，入院的次數越多患者其肺動脈高壓程度相對越高[15]，本研究中B組患者一年內急性加重次數≥3次的人數比A組多出一倍，與既往研究結論一致。既往研究[10]提出肺氣腫與氣道白細胞、中性粒細胞無關，本研究未發現白細胞、中性粒細胞與肺氣腫或小氣道疾病之間的聯系。

本研究比較了不同PH嚴重程度的患者的CT影像變化，發現合并中重度PH的慢阻肺患者氣管WA%、WT/D相對于另一組增高，LAA%也相對于另一組增高。慢阻肺病理機制為功能性不可逆氣流受限，隨著病情進展，肺內各個結構出現特征性的形態改變[16]。慢阻肺患者氣管壁重塑主要由炎性細胞浸潤及支氣管管壁纖維化形成并導致氣流受限，隨著氣管壁增厚會造成肺通氣/灌注不匹配，氣體交換效果差會導致缺氧性血管收縮和血液動力學異常[17]。 由于支氣管壁的不斷增厚，氧氣在通過氣管及彌散的難度不斷增加，從而導致低氧血癥，低氧血癥會導致肺小動脈收縮，這也是慢阻肺患者形成肺動脈高壓的主要原因[18]。Dournes[19]等人也發現患有慢阻肺的患者氣道厚度增加是平均肺動脈壓升高的預測因素。 有研究顯示肺動脈壓力和支氣管壁增厚之間有密切的關系，支氣管壁厚度與肺動脈壓力呈正相關[20]。

本研究的局限性主要為：收集患者樣本量相對較少，其中男性病人相對較多，性別差異較大，需要更大的樣本量進行研究從而得出更可靠的結果。其次，本研究根據sPAP分成兩組來分析，并沒有分成多組進行更精細化的對比分析。此外，沒有分析這些指標與慢阻肺肺功能以及臨床癥狀的關系，這些有待進一步進行探索研究解決。

總之，慢阻肺患者的肺部影像學數據基本能夠反映患者的肺部病理解剖學變化嚴重程度，與慢阻肺患者肺動脈高壓的程度有一定的相關性。兩種檢查方法均能反映患者的病理生理變化，可以聯合用于慢阻肺患者的病情變化評估。