基于CT 双能量肺灌注成像在COPD 中的应用研究价值

罗洪建，马学进，李仕广，江 林，杨 彬，罗 艳

（遵义医科大第三附属医院影像科 贵州 遵义 563002）

慢性阻塞性肺疾病（Chronic obstructive pulmonary disease，COPD）在临床上较为常见，属于呼吸系统疾病的一种，其主要特征表现为持续呼吸道症状和气流受限，具有较高的发病率和致死率。COPD 具有可防治性，早期完善相关检查能够减少该病的发生[1]。既往，针对COPD 的诊断检查及评估，常见的手段包括肺功能检查、肺核素灌注显像、MR 灌注成像等，通过上述诊断检查手段，可以为疾病的诊治提供依据，但是也存在一定的局限，其共同局限之处在于均无法显示高分辨的解剖图像[2]。近年来，随着影像学技术的不断发展，双能CT双能量肺实质灌注成像在COPD 的评估中逐渐应用，该评估手段能够显示肺的解剖信息及肺灌注功能信息[3]。本研究为进一步了解CT 双能量肺灌注成像在COPD 中的应用价值，将我院收治的85 例COPD 患者和同期收治的20例因其它疾病需要CT 增强的患者纳入研究展开分析。现报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究收集2016 年9 月—2019 年8 月因我院行胸部CT 双能量增强检查患者数据，最终纳入105 例进行研究，其中未见异常20 例，设为对照组，COPD 患者85 例，为COPD 组。COPD 组中，男51 例，女34 例；年龄42 ～76 岁，平均年龄（54.16±3.68）岁；体重指数18 ～32kg/m2，平均体重指数（22.12±4.17）m2。对照组中，男13 例，女7例；年龄38 ～74 岁，平均年龄（52.94±3.57）岁；体重指数19 ～33kg/m2，平均体重指数（22.62±4.30）m2。本研究受试者均签署知情同书，经医院伦理委员会批准研究，两组一般资料差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

纳入标准：（1）对照组均为无肺部疾病，经肺功能测试为非COPD 者；（2）观察组均经肺功能测试确诊为COPD，符合临床COPD 诊断标准；（3）FEV1/FVC ＜0.7；（4）精神和认知正常者。排除标准：（1）合并肺炎、肺肿瘤、胸腔积液等严重心肺疾病者；（2）灌注图像显示严重伪影；（3）血管增强时间不足；（4）肺部栓塞；（5）一般资料不完善者。

1.2 方法

1.2.1 肺功能检测 吸入0.2mg 沙丁胺醇气雾剂，间隔15min，采用肺功能检测仪（森迪斯VmaxEncore 229，美国）检测用力肺活量（FVC）、第1 秒用力呼气量（FEV1）、第1 秒用力呼气量占用力肺活量之比（FEV1/FVC）等肺功能指标。分级标准：2017 版慢性阻塞性肺疾病全球倡议（GOLD）分为Ⅰ～Ⅳ级。

1.2.2 肺灌注扫描 行双能量增强扫描，仪器设备为二代双源CT 机（西门子Somation Definition），相关指标设置：管电压——A、B 球管分别为100kV、140kV，管电流——A、B 球管分别为89mA、76mA，矩阵、准直器分别为512×512、64×0.6mm，扫描层厚、FOV 分别为0.6mm、30 ～35cm。扫描时，从足部到头部逐层扫描，扫描范围自胸廓入口至膈肌水平。采用双筒高压注射器，以4.0ml/s 的速度，经右肘静脉注射350mgI/ml 碘海醇对比剂，注射剂量为1.0ml/kg，之后以同样的方式和速度注射生理盐水30ml。

1.2.3 肺实质灌注成像 采用肺实质强化峰值期肺灌注图像，对肺灌注表现进行观察。采用D30fsmooth 重建算法对全部图像进行处理，层厚和层间距均为1.0mm。重建三个序列图像，分别140kV、100kV 和0.6 的加权图像，传至Siemens Syngo via 工作站。

1.3 统计学分析

数据分析使用SPSS21.0 统计软件包，行t或χ2检验，相关性分析采用Pearson 分析法进行分析，若P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 对照组及COPD 组肺灌注图像

对照组及COPD 组均顺利完成肺功能检查及CT 双能量肺灌注图像，均获得高质量的肺灌注图像及高分辨率CT平扫图像。如图1、2、3 所示。

图3：GOLD ⅢCT 平扫见双肺上叶透光度增高，肺纹理稀疏，右肺上叶为主，左肺上叶局部局域正常，肺灌注彩色编码图更能直观显示肺气肿病变区域及灌注异常。

2.2 对照组与COPD 组全肺相对增强值方差分析

正常组全肺CT 灌注增强值与CPOD 各组间差异具有统计学意义（P＜0.05），GOLD Ⅰ与GOLD Ⅲ、GOLD Ⅳ比较差异有统计学意义。（P=0.010、P=0.003）；余各组间差异无统计学意义。如表1 所示。

表1 对照组与COPD 组全肺相对增强值方差分析结果（±s）

表1 对照组与COPD 组全肺相对增强值方差分析结果（±s）

注：均数两两比较结果，a：第Ⅰ组与第Ⅱ组、第Ⅲ组、第Ⅳ组比较（P=0.276、P=0.010、P=0.003）；b：第Ⅱ组与第Ⅲ组、第Ⅳ组比较（P=0.146、P=0.044）；c：第Ⅲ组与第Ⅳ组比较（P=0.402）。

组别 例数 均数 t P对照组 20 0.81±0.12 5.273 0.001 GOLD Ⅰ 33 0.70±0.10a GOLD Ⅱ 19 0.66±0.10b GOLD Ⅲ 17 0.59±0.15c GOLD Ⅳ 16 0.53±0.10

2.3 对照组与COPD 组左肺相对增强值方差分析

左肺区域增强值GOLD Ⅰ组与GOLD Ⅲ组、GOLD Ⅳ组比较差异有统计学意义。（P=0.003、P=0.002）；GOLD Ⅱ组与GOLD Ⅳ组比较差异有统计学意义（P=0.031）。如表2 所示。

表2 对照组与COPD 组左肺相对增强值方差分析（±s）

表2 对照组与COPD 组左肺相对增强值方差分析（±s）

注：均数两两比较结果，a：第Ⅰ组与第Ⅱ组、第Ⅲ组、第Ⅳ组比较（P=0.236、P=0.009、P=0.001）；b：第Ⅱ组与第Ⅲ组、第Ⅳ组比较（P=0.158、P=0.039）；c：第Ⅲ组与第Ⅳ组比较（P=0.426）。

组别 例数 均数 t P对照组 20 0.80±0.15 4.787 0.001 GOLD Ⅰ 33 0.67±0.12a GOLD Ⅱ 19 0.62±0.11b GOLD Ⅲ 17 0.53±0.19c GOLD Ⅳ 16 0.52±0.11

2.4 对照组与COPD 组右肺相对增强值方差分析

右肺区域增强值GOLD Ⅰ组与GOLD Ⅲ组、GOLD Ⅳ组比较差异有统计学意义。（P=0.001、P=0.002）；余无统计学意义。如表3 所示。

表3 对照组与COPD 组右肺相对增强值方差分析（±s）

表3 对照组与COPD 组右肺相对增强值方差分析（±s）

注：均数两两比较结果，a：第Ⅰ组与第Ⅱ组、第Ⅲ组、第Ⅳ组比较（P =0.253、P =0.003、P =0.002）；b：第Ⅱ组与第Ⅲ组、第Ⅳ组比较（P=0.084、P=0.031）；第Ⅲ组与第Ⅳ组比较（P=0.444）。

组别 例数 均数 t P对照组 20 0.81±0.11 5.381 0.001 GOLD Ⅰ 33 0.72±0.13a GOLD Ⅱ 19 0.68±0.11b GOLD Ⅲ 17 0.60±0.17c GOLD Ⅳ 16 0.54±0.10

2.5 全肺增强值与各肺功能指标的相关性

Pearso 相关性分析显示，全肺相对增强值与FVC、FEV1、FEV1/FVC 等肺功能指标均呈正相关（P＜0.05）。如表4 所示。

表4 全肺增强值与各肺功能指标的相关性

3 讨论

临床对于COPD 的诊断检查，主要依靠肺功能检查，尽管对肺功能可以进行评估，但是一方面受检者依从性差，另一方面无法对局部肺气肿进行定位，肺功能检查对COPD 的评估效果往往不够理想[4]。核素灌注显像既往一般将其视为肺灌注评价的金标准，其有着无创的特点，但是对肺组织形态学的变化无法进行有效评估。计算机断层成像技术（SPECT）不仅可以评估COPD 患者的肺形态，还能够评价肺部功能，但是也存在一定的局限，特别是肺组织形态评价不够精细并且辐射剂量较高[5]。因此，无论是肺功能检查，还肺灌注评价，抑或是MR灌注成像、SPECT 等技术，对于COPD 的评价均存在有自身的不足。

近年来，双源CT 双能量肺灌注成像在COPD 患者的评价中逐渐应用，受到了业内的高度关注。双源CT 双能量肺灌注成像所指的灌注是在某单一时间点内静态地对比分析碘对比剂分布信息，而动态对比增强CT 灌注可提供血流量、血容量、平均通过时间等参数，前者不同于后者[6]。目前，双源CT 已经发展到第3 代，其中第2 代已被广泛使用。相较于第1 代双源CT，第2 代有很大的改进，集中表现在以下几个方面：（1）3 种不同高低电压组合，多于第1 代的1 种类；（2）时间和空间分辨力高于第1 代；（3）扫描范围更大，对X线能谱的纯化分析能力更强[7]。研究发现，双源CT 双能量肺灌注成像与动态增强CT 灌注成像之间有良好的相关性，并认为在一定情况下双源CT 双能量肺灌注成像可替代动态强化CT 灌注对COPD 患者肺灌注异常区域进行评估[8]。本研究尝试采用双源CT 双能量肺灌注成像对COPD 患者进行评估，结果发现COPD 患者肺气肿指数与肺功能分级具有显著相关性，正常组与COPD 患者各组间肺相对增强值具有差异性，COPD 患者各组间有一定差异性（P＜0.05）；但部分相邻组间差异不显著，有待进一步扩大样本量进行研究。在该研究过程中，纳入标本收呼吸运动影响可能导致纳入误差，但CT 双能量肺灌注成像对COPD患者的研究可成为一努力的方向，结合软件自动定量肺相对增强值、肺气肿指数等质变，有望使COPD 的评估更加全面。

综上所述，CT 双能量肺灌注成像技术在COPD 患者病情评估中有一定的临床价值，结合肺功能成像可对COPD 患者肺气肿区域进行解剖定位，有利于更好地指导临床，进一步深入研究，有望提供更全面的临床应用价值。