司明玨 丁小龍 施宇衡 馬佳韻

慢性阻塞性肺疾?。–OPD）是一組以緩慢發(fā)展的不完全可逆的氣道梗阻、氣道重建及肺實質毀損為特征的疾病，主要包括慢性支氣管炎和肺氣腫。COPD是世界范圍內引起死亡的第四大病因，我國這一煙草消費大國是COPD高發(fā)國家，由此導致呼吸衰竭、慢性肺源性心臟病等，成為嚴重威脅中老年人健康，影響生活質量的一大殺手，并為國家醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)帶來沉重負擔。

目前臨床對肺氣腫的診斷主要依據典型的臨床癥狀及體征、肺功能檢查，并輔以影像學檢查[1]。近年來隨著多排螺旋CT的日益普及，CT灌注成像作為一種功能成像技術，廣泛受到關注,原因在于它可以定量測量組織的絕對灌注值，反映組織水平上血流量的改變，不僅可發(fā)現病變和鑒別病變性質，而且對于早期發(fā)現那些尚未出現形態(tài)學變化而僅有血流動力學改變的病變有重要意義。

我們的實驗設計為注入對比劑后用64排螺旋CT連續(xù)掃描六期，完整覆蓋從肺動脈注入至肺皮質毛細血管床灌注再經肺靜脈流出的全肺灌注過程，研究肺氣腫患者肺實質破壞程度與肺灌注功能障礙之間的關系，探索CT肺灌注顯像在臨床上用于臨床評價肺氣腫嚴重程度的可行性。

方 法

1.研究對象

前瞻性收集兩組樣本：①正常組：14例（男11例，女3例，平均年齡62.9±6.7歲）于2010.7～2011.6間因胸片或胸部CT平掃發(fā)現“肺部可疑結節(jié)”或因懷疑肺栓塞需進一步行胸部CT增強或CTA檢查者。②肺氣腫組：與我院呼吸科合作，收集2010.7～2011.6間因慢支肺氣腫急性發(fā)作而住院治療的10例患者（男8例，女2例，平均年齡64.1±7.0歲），所有患者均符合肺氣腫臨床癥狀及體征，肺功能檢查顯示存在阻塞性通氣障礙。

所有入選者需排除：肺部手術史者；血栓-栓塞史；肺炎、支氣管擴張癥、肺結核、支氣管哮喘史；心臟病、心功能不全，或年齡過大、身體虛弱難以配合者；對碘劑過敏者。所有入選者于檢查前簽署知情同意書，接受一次免費肺功能及CT灌注檢查，檢查前常規(guī)做碘過敏實驗。正常組肺功能及CT肺灌注檢查均無異常發(fā)現。肺氣腫組由入院常規(guī)胸片排除其他肺部疾患，并于治療前接受肺功能及CT肺灌注檢查。

2.肺功能檢查

由我院呼吸科固定一名專業(yè)醫(yī)師，測定吸入支氣管舒張藥后測量第一秒用力呼氣容積（FEV1）及其占用力肺活量的百分比（FEV1/FVC）。

3.CT檢查技術

掃描采用荷蘭Philips公司(Brillance 64)螺旋CT機，患者采取仰臥位，足先進，進床掃描方法，掃描前對患者進行呼吸訓練，使單次屏氣達到30s以上。先掃定位相確定掃描野，包住自肺尖下部至肋膈角以上、兩邊至肋弓外緣以內的肺野，然后用閾值跟蹤自動觸發(fā)掃描法，于上腔靜脈內勾畫感興趣區(qū)作為觸發(fā)掃描層面，連續(xù)掃描六期約30s,灌注掃描參數：管電壓100kV，管電流60mA，層厚5mm，間隔5mm，矩陣512×512；觸發(fā)閾值100HU,最短時間自動觸發(fā)；經肘正中靜脈注入對比劑碘海醇（370 mg/ml)，總量90ml，注射速率4ml/s，以同樣速率追加30ml生理鹽水。

4.圖像后處理

數據傳送至EBW圖像工作站進行后處理，剔除呼吸偽影影響嚴重者。先薄層重建到1mm，用最大密度投影法（MIP）進行重建，直觀顯示肺灌注障礙分布情況。然后利用Functional CT軟件進行分析，分別在兩肺上葉約平主動脈弓層面、右中肺及左肺舌段約平主動脈根部層面、兩下肺葉約平二腔心層面，于肺野外帶的“肺皮質區(qū)”避開肺內大血管影，手動勾畫相同面積（100mm2）的感興趣區(qū)（ROI）（圖1）。軟件自動生成該層面感興趣區(qū)內像素的時間-密度分布圖（TLCT graph)、達峰時間（time to peak, TTP）、強化峰值(peak enhancement, PE)等灌注參數及血容量（blood volume, BV）偽彩圖（圖1），以此來評價各肺葉水平的灌注情況。

5. 統計分析

采用SAS軟件，用兩獨立樣本t檢驗比較正常組與肺氣腫組的CT灌注參數差別；用Spearman等級相關分析肺氣腫患者肺功能分級與全肺葉灌注總強化值是否存在相關性。P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

1. 正常組肺血流灌注的生理性分布規(guī)律

見表1。正常組各肺葉血流灌注強化峰值PE數據表明，正常人生理狀態(tài)下肺血流灌注呈現從上向下逐漸增多的分布趨勢。

2. 同一肺葉正常組與肺氣腫組肺血流灌注的差異

見表1。數據表明，同一肺葉正常組與肺氣腫組肺血流灌注具有顯著性差異（P＜0.05）。

3. 肺氣腫組肺實質破壞與肺灌注減低分布區(qū)域是否一致

見圖2。肺氣腫組10例患者中7例為全肺彌漫性肺氣腫，2例主要為兩上肺氣腫，1例為兩下肺氣腫。圖像表明，肺氣腫患者肺實質破壞的分布和嚴重程度與肺灌注減低的肺葉分布和程度相一致。

圖1. 手動勾畫感興趣區(qū)ROI，得到該層面感興趣區(qū)內像素的灌注參數。分別于兩肺上葉約平主動脈弓層面（A）、右中肺及左肺舌段約平主動脈根部層面（B）、兩下肺葉約平二腔心層面（C），于肺野外帶勾畫相同面積（100mm2）的感興趣區(qū)ROI；軟件自動生成感興趣區(qū)內像素的時間-密度分布圖（TLCT Graph)（D）、強化峰值(PE)（E）及血容量（BV）的偽彩圖（F）。

表1 正常組（n=14）與肺氣腫組（n=10）各肺葉血流灌注強化峰值PE(單位：HU)比較

4. 肺氣腫組肺功能分級與肺葉灌注降低程度之間的相關性分析

根據FEV1/FVC和FEV1值，將10例肺氣腫患者分為四級[1]：輕度2例（FEV1/FVC＜0.70，FEV1≥80%）；中度5例（FEV1/FVC＜0.70，50%≤FEV＜80%）；重度3例（FEV1/FVC＜0.70，30%≤FEV＜50%）；極重度無（FEV1/FVC＜0.70，FEV1＜30%或FEV1＜50%合并慢性呼衰）。用Spearman等級相關分析，結果未發(fā)現肺功能分級與全肺灌注總強化值之間存在相關性（P＞0.05）。

5. 所有受檢者接受一次CT肺灌注掃描的劑量分析

見表2。數據表明，正常組與肺氣腫組在身高、體重、掃描劑量無顯著性差異（P＞0.05）。

表2 行一次CT肺灌注掃描的劑量統計

討 論

阻塞性肺氣腫的主要病理改變?yōu)榻K末細支氣管遠端（包括呼吸性細支氣管、肺泡管、肺泡囊和肺泡）氣腔膨脹，間隔變窄，彈力纖維變細或斷裂，肺泡孔擴大，肺泡壁破壞；與細支氣管伴行的肺小血管有炎性改變，中膜平滑肌水腫、變性和壞死，管腔狹窄及至完全閉塞；由于肺泡破裂和炎癥的侵蝕，肺毛細血管床數量及橫斷面積皆減少。這種改變反復交錯進行，肺小葉結構和血液循環(huán)途徑逐漸被改建，病變進展可出現一系列不同程度的肺動脈高壓，肺動脈對肺的灌注減少。以往的研究結果表明[2]，肺氣腫患者肺動脈血流量可增加，這可能是機體提高灌注功能的一種重要代償機制，而全肺血流量明顯減少，但隨著病情進展，肺動脈血流的增加不足以補償全肺血流的減少，因此肺實質破壞與肺血流灌注障礙均是肺氣腫病情進展的重要表現，決定著患者的預后。

傳統對肺氣腫的影像學評價方法大致分兩類：一類是形態(tài)學方法，主要是肺部高分辨率CT（HRCT）；另一類是功能學方法，包括單光子發(fā)射計算機掃描（SPECT）肺灌注顯像及磁共振（MRI）。SPECT肺灌注顯像雖然可以反映患者的肺功能損害，但空間分辨率低、檢查費時是其無法克服的缺陷[3]；MRI雖然在發(fā)現和定位肺灌注障礙的準確性上明顯高于前者，但又無法像HRCT一樣形象直觀地反映肺的形態(tài)學改變[4]。多排螺旋CT肺血流灌注顯像通過對比劑示蹤能直觀顯示肺血流通過毛細血管網將攜帶的氧和營養(yǎng)物質輸送給組織細胞的活體灌注過程，一次檢查同時得到高分辨率的肺形態(tài)學圖像及與之匹配的肺血流灌注功能圖象，并進行定量分析，在了解肺氣腫患者肺組織血流動力學及功能變化方面具有其他方法不能比擬的優(yōu)勢，對肺氣腫的臨床診斷和治療均有重要參考價值[5]。國外學者利用多排螺旋CT肺血流灌注顯像對正常人進行研究，發(fā)現生理狀態(tài)下兩下肺血流灌注顯著多于兩上肺[5-8]。Pansini等[9]通過比較正常人和吸煙導致肺氣腫的患者CT肺葉水平血流灌注值，驗證了肺氣腫者肺灌注較正常人顯著減低（P=0.0001），且肺實質的破壞程度與該部位肺灌注減低程度之間存在正相關性，認為CT肺血流灌注顯像今后可以運用于臨床評估肺氣腫肺功能損害程度。但該研究設計存在著一些缺陷，用注入對比劑后僅掃一期肺部增強掃描來反映整個肺灌注過程，是不夠全面和準確的。

本研究將感興趣區(qū)劃在肺野外帶，考察“肺皮質區(qū)”的血流灌注情況，發(fā)現正常組14人均表現為肺血流灌注呈現從上向下逐漸增多的分布趨勢，與既往研究[5-8]相符，認為這可能與人類長期直立行走所致的肺血流墜積效應密切相關。在肺氣腫組與正常組對比中則發(fā)現肺氣腫組的PE值顯著減低（P＜0.05），PE值反映肺皮質區(qū)的血流灌注量，與血管大小和有功能的毛細血管開放數量有關。肺氣腫患者由于毛細血管被破壞導致灌注值減低，宏觀上表現為肺實質破壞區(qū)域和嚴重程度與肺灌注減低區(qū)域和程度相一致。這表明CT灌注掃描可以顯示繼發(fā)于肺實質破壞的肺灌注改變，亦驗證了早期學者提出的“肺氣腫患者肺泡面積的減少伴隨著等量的肺毛細血管容量的減少”這一推斷[8]。

本研究的另一個重點是探索低劑量下實現全肺灌注掃描的可行性。我們通過檢查前對受檢者詳盡的講解及屏氣訓練、掃描時盡量縮小掃描野以及低劑量射線的運用[10]，嚴格控制受檢者輻射劑量[11]，使其一次肺灌注掃描的輻射劑量DLP值不顯著高于我中心一次常規(guī)胸部CT平掃加增強掃描的劑量，且全部在歐盟委員會參考劑量水平[12]（European Commission reference dose levels，EC RDLs）胸部650mGy·cm以下。

本研究的不足之處在于：樣本量較小，未能發(fā)現肺功能分級與肺葉灌注之間是否存在相關性；僅考察了肺實質破壞與肺灌注障礙的關系，未考察小氣道病變引起的肺灌注障礙，而后者亦是吸煙導致肺氣腫的患者常見的肺部解剖學改變。

本研究具有良好的可持續(xù)性，今后通過不斷擴大樣本量，逐漸建立起正常國人以及各型肺氣腫肺血流灌注模型；同時可以進一步細化對肺氣腫患者的分組，比如探索治療前后以及不同治療方案對于改善肺灌注是否有差異等，從而更深入地探討低劑量CT肺灌注定量分析這一便捷無創(chuàng)的影像檢查技術是否能夠與肺功能檢查相結合，成為臨床診斷肺氣腫、指導治療、評估療效和判斷預后中的新標準，也為今后更深入認識和研究肺氣腫發(fā)病機制提供新的思路和線索。