功能小氣道、肺血管CT定量分析對COPD早期診斷的臨床價值

中圖分類號：R445 文獻標識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2025.15.031 文章編號：1006-1959（2025）15-0141-04

Clinical Value of CT Quantitative Analysis of Functional Small Airways andPulmonaryVesselsintheEarlyDiagnosisofCOPD

ZHU Ye

（Departmentof ClinicalLaboratory，Ruizhou Hospital，Gao'an33O8Oo，Jiangxi，China）

Abstract：ObectieTinvestigatethlicalvalueoffunctioalalliaydulmonaryascularCuantativenalysisinly diagnosisofCOMethodsFromMay1toApril224，58patientswithsuspectedCOhoeretreatedinuzouHospitalfGaoaCity and58healhbetsitpdeeseahtsndedineoolo respectively.Theparameterresponseiagram（R）andpumonaryvascularparametersoftheoleungerequantitativelymeasuredinoth groups.The PRM parameters [emphysema volume （PRMV kmphysem ），functional small airwayvolume （PRMV ，normal partial lung volume （PRMV Noma ） and its volume percentage （%）_- and pulmonaryvascularparameters[numberofpulmonaryvessels（N），numberofsmall vesels withcross-sectional area lt;5mm²（N^{-（SAlt;5）}）] at6，9，12，15，18，21and24mmfromthe wholelung tothepleura werecomparedbetweenthetwogroups.Thediagnostic valueofPRMparametersasculararameesndtheirombinationforarlyOPwasanalydResultsTelevelsofRMV （2 PRMV^Enphysema% and PRMV fsAD% inthestudygroup were higherthan those in thecontrol group，whilethelevelsof PRMV Nomal and PRMV Nomal% were lower than those in thecontrol group（ Plt;0.05） .When the wholelung was6mm and9mm from the pleura，the levelsof Nand N^-∞alt; in the study group were lower than those in the control group （ Plt; 0.05）.When the whole lung was12，15，18，21and 24 mm away from the pleura，the levelsof Nand N^-CsAlt; inthe study group were higher than thosein the control group（ Plt;0.05 ）.Thesensitivity，specificity，accuracy，positivepredictive valueand negative preditivealueofantiativenalysisoffnctioalsallaiaydpumoarysulaCiheiagosisfOereighettoef PRM parameters and vascular parameters alone （ Plt;0.05 .Conclusion CT quantitative analysis offunctional small airways and pulmonary vessels has ahighclincalueiosisOtegiaiaiaeeofcaall pulmonary vessels in COPD patients，and provideobjective basis for individualized evaluationand treatment.

KeyWords：Functional small airway; Pulmonary vascular CT; Quantitative analysis; COPD;Earlydiagnosis

全球范圍內(nèi)，慢性阻塞性肺疾病（COPD）的流行趨勢嚴峻，其特征性的氣流受限問題日益引起關(guān)注，已躍升為全球死亡率排名第三的重大公共衛(wèi)生問題。COPD的復雜性在于它是個體差異顯著的病癥，每個患者的病因、病理演變、癥狀顯現(xiàn)以及CT圖像特征都呈現(xiàn)出多樣性。為了更好地理解和區(qū)分這種多樣性，表型這一概念應(yīng)運而生，它是針對COPD個體間差異性的一種概括或綜合描述，有助于臨床醫(yī)生識別獨特的COPD亞型3。在臨床實踐中，COPD患者的異質(zhì)性使得通用的治療策略并不適用，療效也因人而異。因此，深人研究COPD的表型特征，對于精確理解病情并制定個性化診療方案至關(guān)重要4。CT成像技術(shù)在早期肺氣腫、氣道結(jié)構(gòu)和功能變化方面的定量分析中表現(xiàn)出色，是表型研究的關(guān)鍵工具5。然而，傳統(tǒng)的CT掃描往往難以直接量化微小氣道，特別是功能性小氣道（fSAD），它介于正常肺組織與肺氣腫之間，是肺氣腫形成之前的早期階段。近年來，借助呼吸雙相同步的參數(shù)響應(yīng)圖（PRM）技術(shù)，能夠識別肺部末端細支氣管的異常，從而實現(xiàn)fSAD的精確度量，間接反映小氣道狀況，而且是非侵入式的檢測手段。另一方面，COPD的發(fā)展初期就伴隨著肺血管的重塑。研究表明，COPD患者肺血管的主要變化包括遠端血管管腔狹窄和數(shù)量減少，以及近端大血管的擴張。以往關(guān)于COPD的影像學表型研究大多集中在肺氣腫和主氣道的變化上，而對fSAD和血管相關(guān)改變的研究相對匱乏。因此，在這些領(lǐng)域深入探究是當前COPD研究的重要補充。鑒于此，本研究選取2021年5月-2024年4月市瑞州醫(yī)院就診的58例疑似COPD患者以及同期58例健康體檢者為研究對象，旨在探討功能小氣道、肺血管CT定量分析對COPD早期診斷的臨床價值，現(xiàn)報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料選取2021年5月-2024年4月市瑞州醫(yī)院就診的58例疑似COPD患者作為研究組，另選取同期58例健康體檢者作為對照組。研究組中，男49例，女9例；年齡49～76歲，平均年齡（ 63.09±6.45 ）歲。對照組中，男46名，女12名；年齡50～77歲，平均年齡（ 63.24±6.52 歲。兩組性別、年齡等一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（ Pgt;0.05 ，具有可比性。所有患者對研究知情同意，自愿簽署知情同意書。

1.2納入及排除標準納入標準： ① 符合COPD診斷標準及肺功能檢查結(jié)果8； ② 吸煙指數(shù)（平均每天吸煙支數(shù) .. 吸煙年數(shù)） ?100 ； ③ 年齡 ?18 歲。排除標準： ① 無法配合或耐受肺功能及低劑量CT掃描檢查者； ② 既往胸部手術(shù)史者； ③ 研究前COPD確診或其他嚴重肺部疾病或肺部感染者； ④ 合并惡性腫瘤或嚴重的器質(zhì)性、系統(tǒng)性疾病者； ⑤ 溝通不良或理解能力差者。

1.3方法

1.3.1肺血管CT掃描在掃描開始前，確保患者理解并熟練掌握吸氣和呼氣時的屏氣動作。利用荷蘭飛利浦Brilliance256層螺旋CT機執(zhí)行此項操作。受檢者需采取仰臥姿勢，手臂上舉至頭部上方，分別在深吸氣和深呼氣狀態(tài)下保持屏氣，然后進行胸部掃描。掃描范圍涵蓋胸腔入口直至膈下肋骨水平。具體參數(shù)設(shè)置為：管電壓 120kV ，管電流 40Ma?s ，探測器分辨率 128mm×0.625mm ，螺距0.915，層厚 1mm 。圖像重建采用濾波反投影法，視野可選擇 350mm 或 400mm 。

1.3.2PRM和肺血管定量分析將雙流相CT掃描的原始數(shù)據(jù)導入專為COPD設(shè)計的分析軟件（A-VIEW，由蘇州信息科技有限公司開發(fā)），對雙流相圖像進行精確同步和量化測量，從而獲取全肺PRM以及與肺血管相關(guān)的詳細參數(shù)。以下閾值標準參考相關(guān)文獻8：吸氣末肺組織密度低于-950HU和呼氣末低于 -856HU 的區(qū)域被標記為肺氣腫，記作Emphy-sema；吸氣時密度高于 -950HU 而呼氣時仍低于此值的區(qū)域表示無肺氣腫但存在氣體滯留，定義為功能性小氣道，記為fSAD；吸氣和呼氣末均保持在-950HU 以上和-856HU以下的區(qū)域被視為正常的肺實質(zhì)，標記為Normal。PRM相關(guān)參數(shù)包括：肺氣腫體積（PRMVEmphysema）功能性小氣道體積（PRMVfSAD）、正常肺組織體積（PRMVNomal）及其占全肺容積的比例（PRMVISAD%、PRMVEmphysem%、PRMVNormal%）。肺血管的定量指標則涉及不同深度 （6、9、12、15、18、21、 24mm 的肺動脈數(shù)量（N）以及截面積小于 5mm² 的小血管數(shù)目 （N^-CSAlt;5） ）

1.4觀察指標 ① 比較兩組PRM參數(shù)水平，包括肺氣腫體積（PRMVEmphysema）功能小氣道體積（PRMVfSAD）、正常部分肺體積（PRMVNommal）及其體積百分比 （%） 。② 比較兩組肺血管參數(shù)，包括全肺距胸膜6、9、12、15、18、21、24mm 時的肺血管數(shù)量（N）和橫截面積 lt;5mm² 小血管數(shù)量 （N^-CSAlt;5） 。 ③ 分析PRM參數(shù)、血管參數(shù)及兩者聯(lián)合對早期COPD的診斷價值。

1.5統(tǒng)計學方法使用SPSS22.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理。符合正態(tài)分布的計量資料采用（ 表示，行t檢驗；計數(shù)資料用頻數(shù)和百分率 [n（%）_-⁺ 表示，組間比較采用 χ² 檢驗。 Plt;0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2結(jié)果

2.1兩組COPD患者PRM參數(shù)比較研究組PRMVEmphysem、PRMVfSAD、PRMVEmphysemm%、PRMVfSAD%水平均高于對照組，而PRMVNomal、PRMVNomal%水平均低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（ Plt;0.05 ，見表1。

2.2兩組定量CT肺血管參數(shù)比較全肺距胸膜6、9mm 時，研究組 N，N^-CSAlt;5 水平均低于對照組；全肺距離胸膜12、15、18、21、24mm時，研究組N、N^-CSAlt;5 水平均高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（ Plt; 0.05），見表2。

2.3功能小氣道、肺血管CT定量分析對COPD的診斷價值分析功能小氣道、肺血管CT定量分析診斷COPD的敏感度、特異度、準確率、陽性預測值、陰性預測值均高于PRM參數(shù)、血管參數(shù)單獨診斷（ Plt; 0.05），見表3。

表1兩組COPD患者PRM參數(shù)比較（x±s）

表2兩組定量CT肺血管參數(shù)比較

表3功能小氣道、肺血管CT定量分析對COPD的診斷價值分析 （%）

3討論

當前，COPD的治療策略正逐步標準化，然而這種異質(zhì)性疾病對個體治療反應(yīng)的多樣性使得標準化治療的效果各異。理解COPD的不同表型有助于實現(xiàn)個性化精準醫(yī)療，從而提升患者的生存質(zhì)量。COPD的病理特征表現(xiàn)為肺實質(zhì)、呼吸道和肺血管結(jié)構(gòu)的異常，研究表明，這些小氣道和肺血管的早期病變往往先于肺實質(zhì)的損傷。因此，評估小氣道和肺血管的功能性改變對于COPD的早期診斷和個體化治療提供了關(guān)鍵的量化依據(jù)。傳統(tǒng)的COPD影像學分類主要依賴于遠端支氣管壁增厚，間接反映小氣道病程，但未能精細捕捉小氣道病變的詳細信息。高分辨率CT（HRCT）雖然能對大至第六級的氣道進行直接測量，但對于七級以下的小氣道，因其管徑微小、壁薄，HRCT的分辨率不足以進行直接評估，只能進行間接推斷[10.11]。王超等[2]的研究顯示，相較于常規(guī)吸氣末CT，雙相CT掃描能更精確地揭示COPD患者小氣道的動態(tài)變化，因為吸氣末CT可能誤判為氣滯的區(qū)域?qū)嶋H上包含了肺氣腫和功能性小氣道疾病（fSAD）。大多數(shù)關(guān)于fSAD的研究依賴于雙相呼吸CT，通過空間同步處理，每個像素包含兩個時間點的CT值，計算出吸氣和呼氣之間的CT值變化，形成肺順應(yīng)性模態(tài)（PRM），以此評估非肺氣腫區(qū)域的功能性小氣道病變[13]。吸氣相的 -950HU 以下和呼氣相的-856HU以下肺密度被認為是肺氣腫，而吸氣相高于 -950HU 和呼氣末低于-856HU的區(qū)域則標記為fSAD。已有研究證實[14，fSAD的體積百分比與COPD小氣道的病理損害有顯著關(guān)聯(lián)。本研究在此基礎(chǔ)上，深入探究了不同影像學分型下fSAD異常的細微差別，發(fā)現(xiàn)即便在肉眼觀察未見明顯的氣道壁增厚，仍可能存在fSAD的異常改變，這為疾病的早期識別和個性化治療提供了新視角。

本研究結(jié)果顯示，研究組PRMVEmphysemaPRMVISADPRMVEmphysema%、PRMVfSAD%水平均高于對照組，而PRMVNomal、PRMVNomal%水平均低于對照組（ Plt;0.05 。原因可能是由于COPD患者的典型病癥往往聚焦于肺氣腫和支氣管壁的結(jié)構(gòu)性變化，這種病理現(xiàn)象源于持續(xù)的炎癥過程，導致氣道反復修復并產(chǎn)生大量瘢痕組織，從而顯著地增加支氣管壁的厚度，進而限制氣流的正常流動[15]。本研究關(guān)注的是亞段支氣管（ 2～4mm 的壁厚評估，而PRM參數(shù)主要反映的是fSAD（小于 2mm ）的異常情況。同時，全肺距胸膜6、9mm 時，研究組 水平均低于對照組（ Plt; 0.05）;全肺距離胸膜 12、15、18、21、24mm 時，研究組 N，N^-CSAlt;5 水平均高于對照組（ Plt;0.05 ）。分析認為，小血管的重構(gòu)也是COPD病理特征的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它起因于低氧環(huán)境下的血管結(jié)構(gòu)重塑，包括無肌性動脈的纖維化、肌性動脈壁增厚以及細胞外基質(zhì)的沉積，這些變化最終造成肺血管壁的增厚，管腔狹窄，以及舒縮功能的下降。實際上，功能小氣道和肺血管的CT定量分析在COPD的診斷中表現(xiàn)出優(yōu)于PRM參數(shù)和單純血管參數(shù)的敏感度、特異性等指標。研究已證實，肺血管的改變在COPD的發(fā)展歷程中扮演著關(guān)鍵角色，且其變化先于氣流受限和肺氣腫的發(fā)生[7。沈敏等[8的研究進一步確認了肺血管的數(shù)量和面積與肺功能存在關(guān)聯(lián)，且隨著COPD 病情加重，血管數(shù)量和面積減小，這暗示著對肺血管參數(shù)的定量分析能有效分級診斷COPD。值得注意的是，有研究發(fā)現(xiàn)，在早期COPD階段（GOLD1和2期）患者中， N^-CSAlt;5 的比例高于非COPD 吸煙者，暗示早期COPD患者與非COPD患者間的小肺血管變化可能有所不同。在COPD早期，尤其在直徑小于 2mm 的小氣道周圍，橫截面積小于 5mm² 的肺血管也顯示出異常，這使得臨床選擇N和 N^-CSAlt;5 作為全肺不同胸膜距離的量化指標。

綜上所述，功能小氣道和肺血管的CT定量分析在COPD的早期診斷中具有重要的臨床價值，它們能夠揭示患者個體間定量參數(shù)的多樣性，為個性化評估和治療提供有力的數(shù)據(jù)支持。

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收稿日期：2024-06-04;修回日期：2024-06-15編輯/成森