王 強 羅 勇 李 君

COPD在全球范圍內(nèi)高發(fā)，其在中國40歲以上人群患病率已上升至13.7%[1]，目前已從人類的第4大死亡病因上升至第3大死亡病因[2]。COPD臨床表現(xiàn)為不完全可逆的持續(xù)性氣流受限，被認為是肺組織對有毒氣體或顆粒的炎癥反應(yīng)[3]，與空氣污染、吸煙等密切相關(guān)[4]。COPD臨床診斷以肺功能檢查為主，但大多數(shù)COPD患者的年齡偏大，聽力、理解力、肌肉協(xié)調(diào)能力差，無法配合完成指定的呼吸動作，因而影響檢測結(jié)果。支氣管病變是COPD的疾病特征，影像學檢查顯示為早期肺支氣管狹窄[5]，隨著計算機技術(shù)的不斷更新，以及人工智能分析軟件的應(yīng)用，胸部高分辨率計算機斷層成像(high-resolution computed tomography, HRCT)對肺組織定量分析得以實現(xiàn)[6]。肺組織定量分析能間接反映肺通氣功能，可為COPD臨床診斷提供依據(jù)，解決大量無法完成肺功能檢查的COPD患者的診斷問題。本研究為明確HRCT定量檢測對COPD的診斷價值，分析了HRCT定量檢測指標與肺功能指標的相關(guān)性。

1 對象與方法

1.1 研究對象 收集2018年4月-2019年8月上海交通大學醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院崇明分院連續(xù)收治的80例COPD患者(COPD組)的臨床資料。納入標準：年齡≥18歲，近3個月未服用激素或免疫抑制劑，能配合檢查，無良、惡性腫瘤病史。排除標準：胸部外傷、畸形；重癥肺炎、胸腔積液、間質(zhì)性肺炎、肺部腫瘤或占位性病變；合并嚴重的心、肝、腎、腦功能疾?。徊辉敢鈪⒓颖敬窝芯?，未簽署知情同意書或資料不完整；哺乳期或妊娠女性。另選擇40例同期行健康體格檢查的健康志愿者作為對照組，入組受試者血、尿常規(guī)檢查，血生物化學檢查結(jié)果均正常；無心血管疾病家族史。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審核通過(批件號為CMEC-2000-KT-46)。

1.2 方法

1.2.1 診斷標準 COPD的診斷采用《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)》中的診斷標準[7]。吸煙的判定標準：具有10年及以上吸煙史，且期間無戒煙史，平均日吸煙量≥2支。

1.2.2 肺功能檢查 COPD組患者入院24 h內(nèi)(即給予支氣管擴張藥物和抗感染治療前)行肺功能、胸部HRCT等檢查。受試者取坐位，應(yīng)用MS-IOS型肺功能儀(德國Jaeger公司)測量FEV1、FVC、FEV1占FVC比值(FEV1/FVC)、FEV1占預(yù)計值百分比(FEV1%pred)、殘氣量(residual volume, RV)、肺總量(total lung capacity, TLC)、RV占TLC比值(RV/TLC)。

1.2.3 胸部HRCT參數(shù)設(shè)置 應(yīng)用雙源64排CT(德國西門子公司)進行胸部HRCT檢查。參數(shù)設(shè)置：管電壓120 kV，管電流200 mA，層厚1 mm，螺距0.915，探測器128 mm×0.625 mm，機架旋轉(zhuǎn)時間0.5 s/rot，矩陣 512×512，采集層厚1 mm、重建層厚1 mm、重建間隔1 mm，重建采用軟組織算法。獲得圖像資料后傳輸至后臺工作站(Extended Brilliance Work-placeTM)分析支氣管定量參數(shù)。選取右肺上葉尖端、左肺上葉尖后段、右肺下葉后基底段、左肺下葉后基底段為測量對象，應(yīng)用多平面重組技術(shù)(multi-planar reconstruction, MPR)重建支氣管腔水平面與矢狀面，測量平均支氣管腔內(nèi)徑(mean lumen diameter, LD mean)、平均管壁厚度(mean wall thickness, WT mean)、管壁面積占支氣管斷面總面積的百分比的平均值(WA%mean)，由2名高年資(工作時間≥10年)CT室技術(shù)員進行測量，每條支氣管重復(fù)測量3次，取平均值。利用Volume應(yīng)用程序，測量肺氣腫體積(設(shè)定為閾值=-950 Hu)，計算肺氣腫指數(shù)(emphysema index, EI)；EI=總肺氣腫體積(total emphysema volume,TEV)/總肺體積(total lung volume，TLV)×100%。

1.2.4 觀察指標 測量并比較COPD組、對照組，以及不同分級COPD患者的胸部HRCT肺氣腫定量指標(EI、TLV、TEV)、氣道管壁定量指標(LD mean、WT mean、WA% mean)、肺功能指標(FEV1、FVC、FEV1/FVC、FEV1%pred、RV、TLC和RV/TLC)，分析COPD患者胸部HRCT肺氣腫定量指標、氣道管壁定量指標與肺功能指標的相關(guān)性。

2 結(jié) 果

2.1 兩組一般資料比較 COPD組男55例、女25例；年齡48～78歲，確診病程2～7年，COPD《慢性阻塞性肺疾病全球倡議(global initiative for chronic obstructive lung disease, GOLD)》Ⅰ級19例、Ⅱ級28例、Ⅲ級24例、Ⅳ級9例。對照組男29例、女11例；年齡42～70歲。兩組受試者的性別構(gòu)成、年齡、BMI和吸煙者比例的差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表1。

表1 兩組受試者的臨床資料比較

2.2 兩組胸部HRCT肺氣腫定量指標、氣道管壁定量指標比較 與對照組相比，COPD患者的LD mean顯著降低(P<0.01)，且隨著病情嚴重程度增加而降低(P值均<0.01)；WT mean、WA % mean、TLV、TEV和EI均顯著增大(P值均<0.01)，隨著病情嚴重程度增加而增大(P值均<0.01)。見表2、3。

表2 兩組受試者胸部HRCT肺氣腫定量指標、氣道管壁定量指標的比較

表3 不同分級COPD患者的胸部HRCT肺氣腫定量指標、氣道管壁定量指標的比較

2.3 兩組肺功能指標對比 與對照組相比，COPD組FEV1、FVC、FEV1/FVC、FEV1%pred均顯著降低(P值均<0.01)，除FEV1/FVC外，F(xiàn)EV1、FVC、FEV1%pred均隨著病情嚴重程度增加而降低;而RV、TLC和RV/TLC均顯著增大(P值均<0.01)，且隨著病情嚴重程度增加而增大(P值均<0.01)。見表4、5。

表4 兩組受試者肺功能指標的比較

表5 不同分級COPD患者的肺功能指標的比較

2.4 COPD患者胸部HRCT肺氣腫定量指標、氣道管壁定量指標與肺功能指標的相關(guān)性分析 Spearman相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，COPD患者胸部HRCT肺氣腫定量指標、氣道管壁定量指標與肺功能指標相關(guān)，其中FEV1、FVC、FEV1%pred分別與LD mean呈正相關(guān)(P值均<0.05)，與WT mean、WA% mean和TLV、TEV、EI均呈負相關(guān)(P值均<0.05)；RV、TLC、RV/TLC分別與LD mean呈負相關(guān)(P值均<0.05)，與WT mean、WA% mean和TLV、TEV、EI均呈正相關(guān)(P值均<0.05)，F(xiàn)EV1/FVC與HRCT肺氣腫定量指標、氣道管壁定量指標均無相關(guān)性(P值均>0.05)。見表6。

表6 COPD患者肺功能指標與胸部HRCT參數(shù)的相關(guān)性分析

3 討 論

現(xiàn)代多層螺旋CT的螺距小、掃描快，軟件后處理技術(shù)能夠自動區(qū)分肺組織[8-11]，實現(xiàn)對肺氣腫區(qū)域和位置的精確定位，還可以通過圖像處理技術(shù)清晰立體地顯示肺氣腫微小血管影像，肺功能自動分析軟件可以對肺組織各級支氣管包括小氣道的通氣指數(shù)進行定量分析[12-13]，對COPD診斷具有較高的特異性[14-16]。Cho等[11]報道了利用半峰全寬(FWHM)技術(shù)評估氣道的方法，該方法是較早應(yīng)用CT定量分析肺組織功能的方法，主要利用CT衰減值對不同支氣管管壁進行切割，區(qū)別管腔與管壁、肺組織并獲得詳細數(shù)據(jù)，隨后，關(guān)于CT定量分析肺功能技術(shù)的報道逐漸增多。現(xiàn)已報道的研究[17-20]顯示，肺容積、肺密度及其相關(guān)指數(shù)與肺功能指標 FEV1、FVC、FEV1/FVC、RV/TLC均存在不同程度的相關(guān)性，其中肺密度差與FEV1、FVC和FEV1/FVC呈高度相關(guān)。肺組織密度和厚度差異對比成像技術(shù)可以精準定位病灶，診斷準確率高，被認為是最佳的影像學檢查方法[13-15]。COPD的支氣管病變是疾病的共同特點和基礎(chǔ)，以上方法只能進行全肺功能判斷，不能對各級支氣管功能進行判斷。

通過測量LD、WT、WA%了解小氣道測量數(shù)據(jù)，可準確診斷早期肺功能異常而臨床癥狀不明顯的COPD患者，彌補肺功能檢查易漏診早期COPD患者的弊端[21-24]，解決大量無法完成肺功能檢查的COPD患者的診斷問題。測量EI值可以了解全肺的病變程度，對肺葉病變進行評估。本研究應(yīng)用64排HRCT成像和薄層MPR技術(shù)，對COPD患者支氣管進行重復(fù)定量分析，同時利用Volume應(yīng)用程序測量肺氣腫體積，計算EI。結(jié)果顯示，與對照組相比，COPD患者WT mean、WA% mean、 TLV、TEV、EI均明顯增大，兩組間多項肺功能指標，如FEV1、FVC、FEV1%pred、RV、TLC和RV/TLC的差異均有統(tǒng)計學意義，且均隨病情嚴重程度變化而變化。進一步行Spearman相關(guān)性分析顯示，HRCT定量檢測各指標與除FEV1/FVC外的其他肺功能指標均有相關(guān)性，其中FEV1、FVC、FEV1%pred分別與LD mean呈正相關(guān)，與WT mean、WA% mean、TLV、TEV、EI呈負相關(guān)；RV、TLC、RV/TLC分別與LD mean呈負相關(guān)，與WT mean、WA% mean、TLV、TEV、EI呈正相關(guān)，該結(jié)果與研究[12,14,17]結(jié)果類似。本研究結(jié)果提示，HRCT氣管壁定量指標、肺氣腫定量指標與肺功能指標具有較好的一致性，可間接反映肺功能狀態(tài)，如WA%越大，氣管管壁越厚，肺通氣阻力越大，氣流受限主要由小氣道管壁的狹窄和閉塞所致，COPD氣體潴留程度越重，小氣道功能越差，肺功能越差。由此可見，HRCT氣道管壁定量指標、肺氣腫定量指標可用于評估不能耐受肺功能檢查的急性期COPD患者，亦能夠較好地提示COPD通氣功能狀態(tài)，提高診斷效能，為治療提供依據(jù)。

本研究限于技術(shù)，主要檢測的是段支氣管，未檢測亞段支氣管，亞段支氣管在氣體交換程度和氣體潴留程度的評估中具有重要價值[4]，未能了解肺組織各級支氣管之間的差異及其指數(shù)與肺功能指標的相關(guān)性，后期將努力打破檢測的局限性，進一步探討和補充。其次，本研究的樣本量較少，可能存在一定誤差，后期將進一步擴大樣本量。盡管FEV1%pred納入了受試者身高、體重等因素的影響，但仍有必要對其他參數(shù)進行身高和體重分層探討，分析身高和體重對HRCT肺氣腫定量指標、氣道管壁定量指標與肺功能異常的影響。

綜上所述，COPD患者HRCT肺氣腫定量指標、氣道管壁定量指標與肺功能具有一定的相關(guān)性，不僅能評價肺實質(zhì)的破壞程度，亦能評估氣道堵塞程度，HRCT定量分析可反映COPD患者的臨床特征，可作為評估COPD肺功能的重要指標，為COPD診斷和治療提供參考依據(jù)。

(該論文經(jīng)審稿，已入選“春蕾杯”科研論文評比)