单光子发射计算机体层扫描对围手术期肺癌患者心肺功能的诊断价值研究*

赵 峥 杨晓光 苏春勇 马小刚 聂晓进 任利兵

单光子发射计算机体层扫描对围手术期肺癌患者心肺功能的诊断价值研究*

赵 峥①杨晓光①苏春勇①马小刚①聂晓进①任利兵①

目的：探讨单光子发射计算机体层扫描(SPECT)心肌灌注显像对围手术期肺癌患者心肺功能评价的临床价值。方法：选取63例行手术治疗的肺癌患者，按照手术情况将其分为肺叶切除组(42l例)和全肺切除组(21例)。两组患者均于术前采用肺功能分析仪行常规肺功能检查，获得第1秒用力呼气容积(FEV1)。于手术前后10 d对所有患者行超声心动图检测、SPECT心肌灌注显像和SPECT肺部灌注显像检查；比较手术前后患者3种检查方法的左室射血分数(LVEF)、舒张末容积(LVEDV)、收缩末容积(LVESV)和FEV1等指标。结果：手术前心肌灌注显像正常患者50例(占79.37%)，手术后心肌灌注显像正常患者34例(占53.97%)，手术前后心肌灌注显像正常患者比较，差异有统计学意义(x2＝9.143，P＜0.05)。手术后，两组患者左室射血分数(LVEF)较手术前有明显的降低，其差异均具有统计学意义(t＝3.248，t＝4.178；P＜0.05)；SPECT心肌灌注显像与超声心动图检测的左室舒张末期容积(LVEDV)、左室收缩末期容积(LVESV)、左室射血分数(LVEF)差异均无统计学意义；肺灌注显像FEV1预测值与肺功能分析仪实测值无差异，两者具有明显的正相关关系(r＝0.6843，P＜0.05)。结论：SPECT灌注显像检查对围手术期肺癌患者心肺功能的预测较为准确、客观，具有一定的临床诊断价值。

单光子发射计算机体层扫描(SPECT)；肺癌；围手术期；心肺功能；超声心动图

随着医学科学技术的发展，肺癌的治疗手段也不断进步，但肺癌5年生存率并未明显升高。对接受手术的患者在围手术期进行心肺功能监测，对评估手术风险、预测患者术后心肺功能、预后和生活质量的判断均具有重要作用[1]。近年来，单光子发射计算机体层扫描仪(single-photon emission computed tomography， SPECT)凭借其检查简便、无创和结果准确可靠的优点，在临床上得到广泛的应用[1-2]。本研究通过对在医院手术治疗的63例肺癌患者术前、术后行SPECT灌注显像检测，评价患者的心肺功能，以探讨该方法预测肺功能的准确性，为肺癌患者围手术期的心肺功能的评估提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2013年1月至2016年1月邯郸市中心医院收治的63例接受手术治疗的肺癌患者，其中男性39例，女性24例；年龄33～81岁，中位年龄57岁；按照手术情况将其分为肺叶切除组(42l例)和全肺切除组(21例)。所有入选者及其家属均知晓研究内容，并签署知情同意书，本研究经医院伦理委员会审定、批准。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①经过病理学检查确诊为肺癌；②同意参加本次临床试验。

(2)排除标准：①心功能异常；②患精神疾病；③不能很好沟通。

1.3 仪器与材料

Forte型双探头SPECT仪(Philips公司，荷兰)；MS-PET型肺功能分析仪(耶格公司，德国)；HP5500彩色多普勒超声显像仪(惠普公司，美国)。

1.4 检查方法

1.4.1 SPECT心肌和肺灌注显像

全部患者均于术前行常规肺功能检查，获得第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second，FEV1)；均手术前及术后10 d后行SPECT心肌和肺灌注显像检查。

(1)患者于空腹静息下静脉注射99Tcm-甲氧基异丁基异腈(methoxy isobutyl isonitrile，MIBI)，30 min后食用油煎荷包鸡蛋＋纯牛奶(250 ml)，30 min后行静息门控心肌灌注。

(2)双探头SPECT仪，配低能高分辨平行孔准直器和相应的高性能计算机工作站，采用椭圆形旋转尽量贴近患者肺部进行检查。

(3)心肌灌注显像检查时，患者仰卧位，双手抱头，勿移动身体；以心电图R波触发门电路同步采集，每个心动周期采集8帧图像，应用心脏专门的处理软件系统进行图像三维重建，获得左心室心肌短轴、水平长轴和垂直长轴断层图像。

(4)肺灌注显像检查时，患者取平卧位，空腹静息下静脉注射99Tcm-MIBI，取后前位、后位、左侧位、右侧位、左后斜位30°、右后斜位30°、左前斜位30°和右前斜位30°采集图像。采用MS-PET型肺功能分析仪进行肺功能检测。

1.4.2 超声心动图检查

使用HP5500型彩色多普勒超声显像仪，探头频率为2.5 MHz。于患者术前及术后10 d后行超声心动图检查。

1.5 观察与评价指标

(1)在三维重建的基础上，用QGS软件计算左室功能参数：左心室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)、左心室舒张末容积(left ventricular end-diastolic volume，LVEDV)、左心室收缩末容积(left ventricular end-systolic volume，LVESV)。

(2)行SPECT肺通气和肺灌注显像后计算出术后FEV1为公式1：

(3)通过图像处理和分析，并计算左室心功能参数。

1.6 统计学方法

采用SPSS 23.0统计软件对数据进行分析处理，符合正态分布的计量资料则采用均数±标准差(x-±s)表示，不符合正态分布则采用中位数±四分位间距(M±Q)表示，采用t检验；计数资料率的比较采用x2检验，以P＜0.05有统计学意义。

2 结果

2.1 患者手术前后心肌灌注显像正常率比较

所有患者手术前心肌灌注显像的正常率及心肌灌注显像正常者50例(占79.37%)；手术后心肌灌注显像正常者34例(占53.97%)。经x2检验，手术前后的心肌灌注显像的正常率差异具有统计学意义(x2=9.143，P＜0.05)，见表1。

表1 患者手术前后心肌灌注显像情况(例)

2.2 两组手术前后SPECT心肌灌注显像与超声心动图检测左心室功能参数比较

(1)肺叶切除组的42例患者手术前和术后10 d SPECT心肌灌注显像与超声心动图检测左心室功能参数比较，经配对t检验，SPECT心肌灌注显像与超声心动图检测的LVEDV、LVESV及LVEF差异均无统计学意义；术后10 d与术前比较，SPECT心肌灌注显像和超声心动图检测左心室功能LVEF差异有统计学意义(t＝3.248，t＝2.688；P＜0.05)，见表2。

(2)全肺切除组的21例患者手术前和术后10 d SPECT心肌灌注显像与超声心动图检测左心室功能参数比较，经配对t检验，SPECT心肌灌注显像与超声心动图检测的LVEDV、LVESV及LVEF差异均无统计学意义；术后10 d与术前比较，SPECT心肌灌注显像和超声心动图检测左心室功能LVEF差异有统计学意义(t＝4.178，t＝2.385；P＜0.05)，见表3。

2.3 肺灌注显像FEV1预测值与肺功能分析仪实测值的比较及相关性分析

肺灌注显像FEV1预测值与肺功能分析仪实测值的比较结果如图1所示。经配对设计的t检验，肺灌注显像FEV1预测值与肺功能分析仪实测值无差异；经Pearson相关性分析，肺灌注显像FEV1预测值与肺功能分析仪实测值具有明显的正相关关系(r＝0.6843，P＜0.05)；肺灌注显像对患者的肺功能预测结果准确，如图1、图2所示，SPECT心肌灌注显像典型图像如图3所示。

表2 肺叶切除组42例患者术前与术后10 d心肌灌注显像和超声心动图检测左心室功能参数比较(x-±s)

表3 全肺部切除组21例患者心肌灌注显像与超声心动图检测左心室功能参数比较(x-±s)

图1 SPECT预测值与手术后10 d实测值的比较

图2 SPECT预测值与手术后10 d实测值的相关性分析

3 讨论

本研究利用SPECT对肺癌患者围手术期的心肺功能进行评价，在对比肺切除手术前后心功能变化的研究中，使用SPECT心肌和肺灌注显像观察左心功能和肺功能的改变，目前国内尚少见报道[3-4]。SPECT通过核素心肌灌注显像而获得敏感、精确的检查结果，该技术已在冠心病、心肌缺血的诊断过程中得到广泛的应用[7-8]。本研究创新性地采用SPECT对心脏功能和肺部功能的精确分析，评价肺癌手术前后心肺功能的状况，从而指导临床对肺癌患者围手术期的处理。

图3 肺灌注显像及分析典型图像

SPECT显像肺通气、肺灌注预测术后残余肺功能将是SPECT技术的另一种应用功能。该用途在肺癌手术患者中的应用上不广泛，其原因主要由于肺癌手术具有特殊性，经过手术后，患者的肺容量缩小，肺部功能下降。临床常规方法在预测肺癌手术患者的肺功能时，结果往往不准确[9-11]。本研究通过使用SPECT肺灌注显像预测术后残余肺功能以验证该检测手段的优越性，为临床对于术前评估肺功能、手术患者的选择以及预测术后生活质量提供新思路。

本研究采用SPECT检测63例接受手术治疗的肺癌患者手术前后的心肌灌注显像及心脏功能，结果显示，手术治疗后患者的心肌灌注显像的正常率下降，提示肺癌患者的手术治疗对患者的心肌具有一定的影响[12-15]。心功能参数可以直接反应患者的心肌是否受损及受损的程度，尤其是对于反应早期的心肌缺血具有重要的临床价值。有研究表明，心肌缺血的轻重和心腔容积的扩大具有正相关关系，即心脏缺血容积越大，心肌收缩功能就越差[16-18]。本研究通过统计学分析比较治疗前后SPECT心肌灌注显像测得的左室功能参数，分析结果表明，LVEF值治疗后较治疗前减小，LVEDV值治疗后较治疗前增大，LVESV值治疗后较治疗前增大，全肺切除组的变化幅度更大，提示手术治疗对肺癌患者的左室功能有直接的影响，手术后会出现一定程度的心脏损伤。

为了评估SPECT对患者肺部功能预测的准确程度，本研究在患者术后10 d采用常规方法检测患者的肺部功能FEV1，并将两者的检测结果进行比较，肺灌注显像FEV1预测值与肺功能分析仪实测值差异无统计学意义，提示两者具有较好的相似性；经相关性分析，肺灌注显像FEV1预测值与肺功能分析仪实测值具有明显的正相关关系，进一步表明肺灌注显像对患者的肺功能预测准确、可靠。

SPECT是在临床上逐步得到认可的新型影像学技术，具有检测简便、结果精确、过程无创等优势，在临床上的应用逐步增多[19-20]。本研究结果表明，该技术对肺癌患者围手术期心肺功能变化具有较高的临床预测价值。

[1]Chen B，Zhao G，Ma Q，et al.(99m)Tc-3PRGD2 SPECT to monitor early response to bevacizumab therapy in patients with advanced non-small cell lung cancer[J].Int J Clin Exp Pathol，2015，8(12)：16064-16072.

[2]Xie WH，Zhang B，Wang LH，et al.Biodistribution characteristics and SPECT imaging of (99m)Tc-RET and (99m)Tc-REG in human lung cancer xenografts[J].Cancer Biother Radiopharm，2015，30(3)：117-124.

[3]Yang TJ，Aukema TS，van Tinteren H，et al.Predicting early chemotherapy response with technetium-99m methoxyisobutylisonitrile SPECT/CT in advanced non-small cell lung cancer[J].Mol Imaging Biol，2010，12(2)：174-180.

[4]Lavrenkov K，Singh S，Christian JA，et al.Effective avoidance of a functional spect-perfused lung using intensity modulated radiotherapy(IMRT)for non-small cell lung cancer(NSCLC)：an update of a planning study[J].Radiother Oncol，2009，91(3)：349-352.

[5]车国卫，喻鹏铭，苏建华，等.胸腔镜和开放肺叶切除术对肺癌患者心肺运动耐力的影响[J].四川大学学报(医学版)，2013，44(1)：122-125.

[6]杨凯云，陈安宁，马千里，等.胸腔镜肺癌切除术对高龄患者的预后分析[J].临床肺科杂志，2013，18(11)：2060-2062.

[7]陈飞，马宁帅，何宗喜，等.18F-FDG符合线路SPECT/CT显像在诊断肺癌纵隔淋巴结转移中的价值[J].现代肿瘤医学，2016，24(3)：413-416.

[8]邓智勇，李高峰，向旭东，等.99Tcm-MIBI-SPECT与定位CT融合显像和18F-FDG-PET/CT融合显像鉴别孤立性肺结节的对比研究[J].南方医科大学学报，2015(3)：422-426.

[9]赵艳萍，邱艳芳，朱丽娜，等.单光子发射断层成像与磁共振成像诊断不同病理类型肺癌骨转移的价值[J].中国老年学杂志，2015(13)：3658-3659.

[10]于树鹏，刘军，辛军，等.SPECT及CT对首诊肺癌患者骨转移的诊断价值[J].中国医学影像技术，2011，27(4)：822-825.

[11]张一秋，石洪成，顾宇参，等.SPECT/CT骨显像对肺癌骨转移诊断的增益价值[J].中华核医学杂志，2011，31(4)：219-222.

[12]张毅，支修益，钱坤，等.单光子发射计算机扫描在评价肺癌淋巴结分期中的作用[J].中华医学杂志，2009，89(47)：3356-3358.

[13]周亚，封锡清，高杰，等.高龄肺癌患者肺切除手术的围术期处理[J].医学综述，2011，17(24)：3818-3819.

[14]操敏，李琦，谢汝明，等.肿瘤侵及血管对肺癌患者运动心肺功能的影响[J].中华医学杂志，2010，90(2)：96-99.

[15]姜福胜，魏博，李维青，等.18F-FDG双探头符合线路SPECT在肺癌诊断中的价值[J].肿瘤，2009，29(9)：902-904.

[16]刘青竹，范义湘，吴继珍，等.18F-FDG SPECT/PET代谢显像对肺癌的诊断价值[J].肿瘤学杂志，2009，15(12)：1060-1062.

[17]侯先存，朱辉，任少阳，等.18F-FDG SPECT/CT与99Tcm-MDP骨显像在检测肺癌骨转移中的对比研究[J].实用癌症杂志，2008，23(6)：641-644.

[18]刘海燕，李思进，王艳艳，等.99TcmN-NOET双时相SPECT探测肺癌纵隔淋巴结转移的临床价值[J].中国医学影像技术，2008，24(8)：1257-1260.

[19]胡健，王天佑，龚民，等.18F-FDG SPECT和CT检查对肺癌淋巴结转移诊断的意义[J].北京医学，2008，30(10)：596-599.

[20]赵峥.单光子发射计算机体层摄影在肺癌患者围手术期心肺功能评估的应用现状[J].中国医师进修杂志，2008，31(17)：70-72.

A research on diagnostic value of SPECT for cardio-pulmonary function of perio-perative patients with lung cancer/

ZHAO Zheng, YANG Xiao-guang, SU Chun-yong, et al//
China Medical Equipment,2017,14(10):61-64.

Objective: To explore the clinical value of single-photon emission computed tomography (SPECT)for the evaluation of cardio-pulmonary function of perioperative patients with lung cancer. Methods: 63 patients with lung cancer

operative therapy were divided into pulmonary lobectomy group (421 cases) and whole pneumonectomy group (21 cases). Before operation, every patient of the two groups received routine detection of pulmonary function by using pulmonary function analyzer, and then their forced expiratory volume in one second(FEV1) were recorded. All of patients received detection of echocardiography, myocardial perfusion of SPECT and lung perfusion of SPECT pre-post operation 10 days. A series indicators including left ventricular ejection fraction(LVEF), left ventricular end diastolic volume (LVEDV), left ventricular end systolic volume (LVESV) and FEV1 of three detection methods for patients were compared pre-and post operation. Results: There were 50 myocardial perfusion images normal (79.37%) before operation, while there were 34 myocardial perfusion images normal (53.97%) post-operative, and the difference between them was significant (x2=9.143, P=0.002). The LVEF of two groups post operation was significantly lower than that of pre- operation (t=3.248, P=0.002; t=4.178, P=0.000).However, the differences of LVEDV, LVESV and LVEF between echocardiography and myocardial perfusion of SPECT were no significant. Besides, the difference between predictive value for FEV1 of pulmonary perfusion imaging and the detection results of pulmonary function analyzer was no significant (P＞0.05), and the positive correlation between them was significant (r=0.6843, P＜0.05). Conclusion: It is relatively accuracy and objective that perfusion of SPECT predicts cardio-pulmonary function of perioperative patient with lung cancer. And it has diagnostic value in clinical practice.

SPECT; Lung cancer; Perioperative period; Cardio-pulmonary function; Echocardiography

Department of Chest Surgery, Handan Central Hospital, Handan 056000, China.

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.10.018

赵峥,男,(1970- ),硕士，副主任医师。邯郸市中心医院胸外科，从事胸外科相关疾病诊治工作。

2017-03-14

1672-8270(2017)10-0061-04

R814.42

A

河北省邯郸市科学技术研究与发展计划(1223108161)“利用SPECT观察及研究肺癌围手术期患者心肺功能变化的研究”

①邯郸市中心医院胸外科 河北 邯郸 056000