64层螺旋CT肺容积和肺密度指标与肺通气功能的相关性研究*

刘建华　曾涛

(1.武汉市江夏区第一人民医院放射科,湖北 武汉 430200；2.深圳市宝安区人民医院放射科，广东 深圳 518000)



64层螺旋CT肺容积和肺密度指标与肺通气功能的相关性研究*

刘建华1曾涛2

(1.武汉市江夏区第一人民医院放射科,湖北 武汉 430200；2.深圳市宝安区人民医院放射科，广东 深圳 518000)

【摘要】目的分析64层螺旋CT ( MSCT) 图像，评价肺容积(LV)和肺密度指标与肺功能的(PFT)相关性。方法选择46名吸烟者为研究对象，均于吸气和呼气时进行肺功能(PFT)检测试验，并接受胸部CT扫描。应用开源软件自动测量吸气和呼气的肺容积(LV)和肺密度(MLD)，计算LV的呼气/吸气(E / I)比。结果CT指标中，呼气MLD 与肺通气功能密切相关(P<0.05)，而且MLD E/I比值与肺通气功能指标也显著相关(P<0.05)。吸气肺容积与肺通气功能不存在显著相关性；但呼气肺容积与肺通气功能显著相关(P<0.05)；此外，肺容积的E/I比值与肺通气功能指标表现出显著的相关性(P<0.05)。LV和MLD之间的相关性均较高(P<0.05)，呼气肺容积与呼气肺密度的相关系数(R=-0.725)，吸气肺容积与吸气肺密度的相关系数(R=-0.463)。结论螺旋CT中MLD测量值，特别是在呼气相的MLD与 LV的测量值存在相关性。LV的E / I比值与MLD的E / I比值高度关联，两者均可以预测肺通气功能，适用于慢性阻塞性肺病的检查。

【关键词】肺容积； 肺密度； 肺通气功能； MSCT

肺通气功能是衡量空气进入肺泡及废气从肺泡排出过程的动态指标，含有时间概念。慢性阻塞性肺疾病是导致肺通气功能异常的常见原因[1]。螺旋CT是肺部病变最佳的影像学检查方法。通过组织密度变化能够很好地反映肺部病变，炎症、结核、肿瘤都可能会造成肺部高密度阴影。当仅仅依靠临床症状和常规检查难以判断时，CT检查是最好的确定高密度阴影性质的方法[2]。通过定性和定量分析，除了提供有价值的功能和代谢方面的信息，同时还提供精确的解剖信息，可以确定和查找病变的精确位置[3,4]。因此，我们研究了肺通气功能与肺容积和肺密度指标的关系，现报告如下。

1资料与方法

1.1临床资料选择2012年1月~2013年5月间共46例吸烟者为研究对象，其中男性26例，女性20例，年龄46~81岁，平均年龄(65.3±23.8)岁，平均吸烟量(51.8±28.4)包/年，所有受试者签订书面知情同意。排除标准：先天畸形；放疗化疗病史；具有肺手术史者；临床资料不完整者和不能配合检查者。见表1。

表1　46例受试者临床资料

1.2研究方法肺通气功能测试：46例受试者进行支气管扩张肺功能检查，包括在第一秒用力呼气容积(FEV1)与用力肺活量(FVC)；肺一氧化碳(DLCO)弥散能力。数值用百分比表示，残气量(RV)与总肺活量(TLC)是用体积描记法测定。薄层CT检查：所有受试者在完全吸气和完全呼气时，进行64层螺旋CT扫描。在CT扫描之前，受试者被告知在完全吸气和完全呼气后，屏住呼吸。图像采用130千伏，电流300 mA获得。扫描场视角30~44厘米，曝光时间为0.53秒，第二矩阵大小为512×512像素。1.25毫米切片厚度重建图像。肺容积和其他CT指标的测量：使用免费的开源软件对LV等CT指标进行分析(见图1)。该软件自动测量LV和MLD。

1.3统计学分析统计分析使用SPSS 16.0软件，数据以均数±标准差表示。使用线性回归分析及Spearman等级相关分析估计CT测量指标之间，以及CT指标与PFT值的关系，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

CT指标中，呼气MLD 与肺通气功能密切相关(P<0.05)，而且MLD E / I比值与肺通气功能指标也显著相关(P<0.05)。吸气肺容积与肺通气功能不存在显著相关性；但是，呼气肺容积与肺通气功能显著相关(P<0.05)；此外，肺容积的E / I比值与肺通气功能LV和MLD之间的相关性均较高(P<0.05)，呼气肺容积与呼气肺密度的相关系数(R=-0.725)，吸气肺容积与吸气肺密度的相关系数(R=-0.463)，见表2。

表2　46例受试者CT指标与肺功能关联性

3讨论

肺部疾病检查中，CT可以通过密度的变化准确的反应肺部形态、结构变化，对病变进行准确的定位、定量，在各种肺部疾病的诊断和鉴别诊断中发挥重要的作用[5,6]。随着影像分析在慢性阻塞性肺疾病的应用以及断层扫描(CT)的发展，多个定量CT指标已主张并证明对于预测肺功能具有显著意义。较为常用的指标是低衰减区(LAA%)的比例和平均肺密度(MLD)[7]。此外，在呼气CT扫描中，这些指标已报道对肺功能具有更强的预测性。相比之下，经CT测量肺容积(LV)并未得到严格评估。MLD和LV之间的关系已经逐渐认可。最近的一项研究显示，吸气LV和MLD之间存在直接关系[8,9]。基于这些结果，可以预期，呼气LV也反映呼气MLD，可以作为一个有用的CT指数预测肺功能，而且LV的E / I比值与MLD的 E / I比值相关，也可预测肺功能。

在目前的研究中，本研究报道了LV的E / I比值，该比值表示肺的塌陷性，显示了与肺通气的显著相关性。MLD的测量值，特别是在呼气相的MLD，与 LV的测量值存在相关性。此外，LV的E / I比值与MLD的E / I比值高度关联，这两个指标可以被认为是等效的，可以用于评价肺的塌陷性，使CT检查可

图1冠状位重建CT图像(a：吸气末；b：呼气末)

Figure 1Coronal reconstruction of CT images(a: the end of inspiration; b：the end of expiration)

以应用于气道阻塞性疾病。许多研究证明，在呼气扫描时，MLD能够很好地预测肺通气功能[10,11]。本研究的结果发现，呼气LV和MLD之间比吸气LV和MLD之间有较强的相关性(R=-0.725)。提示量化吸气和呼气扫描之间的肺塌陷，对未来CT检查慢性阻塞性肺病具有潜力。测量肺容积塌陷的另一个好处是，其与气道塌陷存在相关性。此外，扫描吸气和呼气时的肺容积对肺叶分割分析肺通气功能，如慢性阻塞性肺病可能也有意义。

本研究尚存较多缺陷：①研究样本量太少，在未来的研究中，建议增加受试者数量，以调查LV塌陷是否可以区分早中/重度慢性阻塞性肺疾病患者之间的区别，设置吸烟者和非吸烟者进行对照分析。②设定的-500HU的标准确定肺实质，尚待确证，虽然有报道说不同的上限阈值(-200?-500HU)不会显著影响CT数值与TLC或RV的相关性，但这一点在今后的研究中仍值得注意。③缺乏测试者的有力配合，尤其是呼气扫描阶段。④这项研究集中在肺实质的CT检测，并没有评估气道异常的影响；由于气道异常，也显著影响肺的通气功能。因此，还需要进一步研究气道异常和LV之间的关系。

4结论

螺旋CT中MLD测量值，尤其在呼气相的MLD与 LV的测量值存在相关性。LV的E / I比值与MLD的E / I比值高度关联，它们均可以预测肺通气功能，可应用于慢性阻塞性肺病的临床检查。

【参考文献】

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Study on correlation between 16 slice spiral CT pulmonary volume pulmonary density and pulmonary ventilation function

LIU Jian-hua1,ZENG Tao2

(1.JiangxiaPeople'sHospital,Wuhan430200;2.Bao’anPeople'sHospital,Shenzhen518000,Guangdong)

【Abstract】ObjectiveTo analyze 64 slice spiral CT (MSCT) image and evaluate the corrrlation of lung volume (LV), pulmonary density and pulmonary function (PFT). Methods46 smokers were chosen as the research object. The lung function was tested during inspiration and expiration (PFT) test. All underwent chest CT scan. The inspiratory and expiratory lung volume, lung density (MLD) and the LV breath / suction (E / I) ratio were measured. ResultsThe CT index and expiratory MLD were closely related with the pulmonary ventilation function(P<0.05), and MLD E/I ratio and pulmonary function indexes were also significantly associated (P<0.05). Inspiratory lung volume and lung ventilation function had no exist significant correlation, but the expiratory lung volume and lung ventilation function significantly related. In addition, the ratio of E/I and pulmonary function indices of lung volume showed significant correlation(P<0.05). The correlation between LV and MLD were higher(P<0.05), the correlation coefficient of expiratory lung volume and expiratory lung density (R=-0.725), the correlation coefficient inspiratory lung volume and inspiratory lung density (R=-0.463); ConclusionMLD measurements in spiral CT, especially in the expiratory phase of MLD, are associated with LV measurements value. LV E/I ratio and MLD E/I ratio are highly correlated, both of them can predict pulmonary ventilation function, which can be used in chronic obstructive pulmonary disease examination.

【Key words】Lung volume density; Lung; pulmonary ventilation function; MSCT

(收稿日期：2014-03-03； 编辑： 陈舟贵)

基金项目：深圳市宝安区科技计划项目(2012137)

【中图分类号】R 814.42

【文献标志码】A

doi：10.3969/j.issn.1672-3511.2015.01.039