振动反应成像在轻中度慢性阻塞性肺疾病综合评估中的意义

谢强　刘灵敏　张丽英　周立敏



·论著·

振动反应成像在轻中度慢性阻塞性肺疾病综合评估中的意义

谢强刘灵敏张丽英周立敏

目的探讨振动反应成像(VRI)动态图像特征在慢性阻塞性肺疾病(COPD)综合评估中的作用。方法观察42例肺功能轻-中度损伤的COPD患者，依据CAT评分将其分为轻度、重度症状组，对照组为16例健康志愿者，比较组间VRI动态图像特征的差异。结果重度症状组动态图像评分2.00±0.71，高于轻度症状组0.95±0.53及对照组0.06±0.25；振动曲线异常评分重度症状组为2.82±1.13高于轻度症状组2.00±0.71与对照组0.68±0.79。MEF 形态评分重度症状组最为3.47±1.42，高于轻度症状组0.88±0.81与对照组0.18±0.40；CAT评分与曲线异常评分、图像异常评分、共振频率呈线性关系，R20.767，P<0. 05。结论在轻中度 COPD综合评估中，VRI能较好反映COPD症状程度，具有一定的临床应用价值。

振动反应成像;肺疾病，慢性阻塞性;肺疾病患者自我评估测试，慢性阻塞性；

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary crease, COPD)是一种以持续气流受限为特征的可以预防和治疗的疾病。其气流受限多呈进行性发展，与气道和肺组织对烟草烟雾等有害气体或有害颗粒的慢性炎症反应增强有关[1-2]。COPD综合评估主要是根据患者的临床症状、急性加重风险、肺功能异常的严重程度及并发症情况进行评价，是指导治疗的重要依据。

肺部振动反应成像( vibration response imaging, VRI) 是通过传感器采集肺部气体流动过程中振动变化信息，通过计算机软件将呼吸音转变为动态灰阶图像，图像既能使整个呼吸过程中的呼吸音信息得到连续可视化，又能呈现双肺不同部位呼吸音信息与时间的关系[3-4]。本研究旨在观察不同慢阻肺综合分级患者VRI 动态图像特征， 探讨VRI 动态图像在COPD综合评估中的作用。

对象与方法

一、一般资料

收集就诊于我科的42例COPD患者，诊断符合慢性阻塞性肺疾病诊治指南诊断标准，其中男性33例，女性9例。肺功能损伤为轻度、中度，即FEV1/FVC≤70%；FEV1pre≥50%。COPD患者自我评估测试(COPD assessment test, CAT)问卷[1]评估，以CAT评分10分为界限，分为重度症状组17例及轻度症状组25例。排除标准：①合并哮喘；②胸廓畸形、脊柱畸形等能够影响到传感器放置的因素；③背部皮肤损伤；④安有起搏器或植入性除颤器者；⑤不符合入选标准者。另选择我院体健中心健康体健人员16例为对照组，其中男性12例，女性4例。3组患者在年龄上无差异，具有可比性，见表1。

二、研究方法

分别采用肺功能及脉冲震荡法测气道阻力(IOS)(德国JAEGER Master Screen)、进行CAT评分及VRI检测(以色列Deep Breeze)。

VRI结果分析：在 VRI记录中选择有代表性的1个呼吸周期进行分析。将 VRI结果分为图像跳跃感、振动能量曲线异常、最大振动能量图像(max energy frame ,MEF)形态异常、肺部定量数值(quantitative lung data, QLD)差值部分。对VRI图像采用评分判读，内容包括：①振动能量曲线异常: 正常曲线在吸气相迅速上升，达到峰值后下降，呈光滑抛物线形；呼气相形态相似，峰值稍低，呼吸相与吸气相分界明显。曲线异常包括曲线不光滑、尖峰、凹陷、平台、单向曲线、阶梯(呼气相峰值高于吸气相)，每出现一种异常征象记1分;②图像跳跃感：能量中心一般在肺野中心, 在吸呼双相呈逐渐增强减弱趋势。能量中心快速不连续移动现象称为跳跃感，按明显(2分)、可见(1分)和无跳跃感(0分)3个等级记分;③MEF形态异常：正常MEF图像为双肺形状、灰阶密度基本对称，轮廓光滑饱满，无异常膨突及缺失。将MEF按左右、上下、内外分为8个区域，计算出现缺失和膨突的区域数目[5]。 QLD差值为QLD偏离正常参考值的程度[6]，计算公式：

式中a 、 b、 c 、 d 、 e 、 f 为受试者各部分 QLD，A、 B、 C、 D、 E、 F为各部位的预期值。

三、统计学方法

表1　哮喘组与对照组一般情况

结　　果

一、3组间肺功能检查比较

重度症状组FEV1pre、FEV1/FVC、MMEF显著低于轻度症状组与对照组(P<0.05)，轻度症状组显著低于对照组(P<0.05)；重度症状组IOS共振频率显著高于轻度症状组与对照组(P<0.05)，轻度症状组显著高于对照组(P<0.05)，见表2。

表2　肺功能对比

注：a：与对照组比较P<0.05；b：与轻度症状组比较P<0.05

二、3组间VRI及CAT评分对比

重度症状组CAT评分、振动曲线评分、动态图像评分、MEF 形态评分及QLD差值显著高于轻度症状组与对照组(P<0.05)，轻度症状组显著高于对照组(P<0.05)；重度症状组振动能量显著低于轻度症状组与对照组(P<0.05)，轻度症状组显著低于对照组(P<0.05)，见表3。

表3　VRI及CAT评分对比

注：a：与对照组比较P<0.05；b：与轻度症状组比较P<0.05

三、3组间振动曲线异常对比

振动曲线异常发现呼气相低平、不光滑、平台在重度症状组最常见，3组间差异有统计学意义；阶梯表现仅出现在重度症状组，轻度症状组及对照组均无；尖峰、单向曲线三组均无，见表4。

表4　振动曲线异常各项对比[ n(%)]

四、三组间动态图像异常对比

重度症状组动态图像评分(2.82±1.13)高于轻度症状组及对照组，重度症状组无序、跳跃、不同步、延迟的比例高于轻度症状组与对照组(P<0.05)，轻度症状组显著高于对照组(P<0.05)，见表5。

表5　动态图像异常各项对比[ n(%)]

多元线性回归提示CAT评分与曲线异常评分、图像异常评分、共振频率正相关，回归方程：Y=-4.844+1.039X1+0.596X2+1.269X3(Y：CAT评分，X1：MEF 形态评分，X2:共振频率，X3: 振动曲线异常评分)，R20.767，P<0. 05。

讨　　论

COPD 综合评估对治疗有重要意义，GOLD 肺功能分级法因不能完全反映临床症状程度及不能预测急性加重风险，在临床工作中受到一定限制。CAT 量表能有效用于评价 COPD 患者的临床症状和生活质量[7]，结合肺功能，在COPD综合评估中起着重要作用。但CAT量表不适用于有合并症的COPD。VRI 检查不需要患者配合，无辐射，对有合并症的COPD患者及不能配合肺功能检查的患者尤其适用。COPD症状主要是由于小气道功能障碍，导致肺脏过度充气，残气量增加，肺活量下降，为了克服通气不足而患者产生用力浅快的呼吸。呼吸音是由呼吸过程中气流在大、中气道内流动时达到临界速度，产生湍流及振动产生的[8]。VRI通过采集肺部气体流动过程中振动变化信息，把呼吸音转变为与时间相关的动态灰阶图像，能直观反映出气流在肺的分布情况，间接反映小气道功能。既往多项研究均提示VRI图像异常在不同COPD严重程度患者中表现不同[9-12]。本研究提示CAT评分与曲线异常评分、MEF形态评分存在线性关系，而与肺功能FEV1pre等相关性不强，提示VRI在一定程度上能反映患者症状的严重程度。

正常情况下，吸入气流在大中气道逐渐增快,通过终末细支气管后，气道横截面积迅速增加，流速开始减慢，反之亦然。气流通过气道时造成连续变化的振动，VRI记录并生成随时间变化而连续变化的振动能量图像和曲线。肺内病变造成气流流动的异常，就会导致呼吸振动不连续、不稳定和不对称。体现在VRI中就会出现图像中的跳跃感、曲线的多种异常形态和不同步等表现。多项研究提示吸烟者因气道炎症VRI曲线及图像均有相应改变[13-16]。COPD患者因小气道阻塞，呼吸做功增加，气道湍流振动增多，呼吸曲线出现相应改变：曲线不光滑、呼吸平台出现率显著增多，呼吸低平增多；图像呈跳跃感、无序、不同步、延迟随症状加重而明显增多。COPD患者由于小气道功能障碍，通气不足导致的胸闷气促、呼吸浅快，因此我们推测COPD患者症状可能与患者小气道功能下降相关。VRI图像异常及曲线异常能较好地反映患者小气道功能，因此能一定程度反映患者症状的严重程度。因IOS共振频率能较敏感地反映小气道功能，本研究提示CAT与IOS共振频率可能存在正相关。

有研究提出呼吸音可以用于测定肺部不同区域的通气情况[12]。COPD患者因小气道炎症，局部气道阻塞闭陷，出现局部通气不足，VRI表现为能量团增多、聚集及部分区域能量减弱甚至缺失，导致局部振动能量占比改变，QLD差值增大。在不同COPD症状组及对照组，QLD差值差异明显，并与其它多项研究结果相似[6，18-19]。而在MEF图像上表现为局部振动能量团的异常聚集、膨隆或减低缺失，反映出COPD症状越重，MEF形态异常评分越高。

本研究提示轻-中度COPD患者CAT与VRI曲线异常评分、MEF形态评分呈线性关系，提示VRI(图像分析及QLD分析)能较好反映COPD症状程度，在COPD的综合评估中可能具有重要作用。但本研究仅纳入COPD轻-中度患者，未能包括重度及极重度COPD患者，且为小样本研究，因而VRI在COPD综合评估中的作用尚需更多大样本研究的支持。

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(本文编辑：王亚南)

谢强，刘灵敏，张丽英，等. 振动反应成像在轻中度慢性阻塞性肺疾病综合评估中的意义[J/CD]. 中华肺部疾病杂志： 电子版， 2016， 9(4)： 409-412.

Significance of vibration response imaging in the comprehensive assessment with mild to moderate chronic obstructive pulmonary disease

XieQiang,LiuLingmin,ZhangLiying,ZhouLimin.

QujingFirstPeople′sHospital,Qujing655000,China

LiuLingmin,Email: 13527809002@qq.com

ObjectiveTo investigate the role of vibration response imaging (VRI) in the comprehensive assessment of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). MethodThere were 42 cases of COPD patients with mild to moderate injury of lung function, according to the CAT scores were divided into mild and severe symptoms group, and 16 cases of healthy volunteers (control group), comparing the difference of the VRI dynamic image characteristics between the groups. ResultSevere symptom group dynamic image score (2.00±0.71) was higher than the mild group (0.95±0.53) and control group (0.06±0.25); abnormal vibration curve score the severe symptom group (2.82±1.13) was higher than mild symptoms group and control group. The highest MEF score in the Severe symptom group 3.47±1.42 was higher than that in the mild symptom group and the control group. There was a linear relationship between the score of CAT and abnormal curve, image anomaly score, resonance frequency, R20.767,P<0.05. ConclusionIn mild to moderate COPD comprehensive assessment, VRI can reflect the degree of COPD symptoms, and has a certain clinical value.

Vibration response imaging;Chronic obstructive pulmonary disease;Chronic obstructive pulmonary disease assessment test;Comprehensive assessment

10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2016.04.012

655000 曲靖市第一人民医院

刘灵敏，Email: 13527809002@qq.com

R563

A

2015-08-20)

综合评估