基于双气相定量CT评估慢性阻塞性肺疾病患者小气道病变和肺气肿程度的临床研究

张细星，宋晓波

（深圳市宝安区福永人民医院放射科，广东 深圳 518103）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是慢性支气管炎发展到一定程度引起的肺部病理改变，包括小气道病变（functional small-airway disease，fSAD）与肺气肿（emphysema，Emph），患者表现为反复咳嗽、咳痰，病情呈进行性发展。当前临床上诊断COPD的金标准为肺功能（PFT），但PFT不能将早期病变显示出来，并且无法对不同病变区域的分布情况进行定量评估[1]。近年来，随着现代医学水平的提高，尤其是CT与后处理技术的发展，与PFT相比，胸部定量CT能够对COPD的严重程度进行评估。与单气相CT相比，双气相CT能够对Emph区域和fSAD进行定量测量和准确区分[2]。本研究旨在探讨基于双气相定量CT评估COPD患者fSAD和Emph程度，及其与PFT的相关性，分析各肺叶的病变情况，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2019年1月至2020年10月深圳市宝安区福永人民医院收治的120例COPD患者的临床资料，根据病情严重程度分为轻度COPD组与重度COPD组，各60例。轻度COPD组患者中男性40例，女性20例；年龄40 ～ 82岁，平均（61.41±9.52）岁；体质量58 ～ 82 kg，平均（68.32±5.14） kg。重度COPD组患者中男性38例，女性22例；年龄42 ～ 83岁，平均（61.59±9.57）岁；体质量57 ～ 83 kg，平均（68.45±5.23） kg。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P > 0.05），组间具有可比性。纳入标准：与《慢性阻塞性肺疾病基层诊疗指南（2018年）》[3]中的相关诊断标准符合者；CT吸气与呼气图像完整，图像显示肺裂清晰，软件能正确分割；第1秒用力呼气容积与用力肺活量占比（FEV1/FVC） <70%，残气量与肺总量百分比（RV/TLC） > 40%；有吸烟、慢性咳痰、咳嗽或呼吸困难史者等。排除标准：有胸部手术史者；并发呼吸系统其他疾病者；胸廓畸形、肺部大面积发生炎性反应、大量胸腔积液者；分泌物过多、黏稠，不易咯出者等。院内医学伦理委员会审核并批准此研究。

1.2 方法

1.2.1 CT双气相扫描 选择128层螺旋CT扫描仪（德国西门子公司，型号： SOMATOM Definition AS），扫描前，患者需进行反复呼吸训练，扫描时，取仰卧位，头部先进，上举双手并抱头，对胸廓入口水平进行扫描，直到后肋膈角，设置参数：矩阵为1 024×1 024，视野为35 mm×35 mm，层厚为1 mm，螺距为1.0877，准直为40 mm，管电压为120 kV。

1.2.2 图像后处理与定量测量 在神舟德信“3D数字肺TM”分析平台中导入双气相CT图像，该平台将全肺自动切割为5个肺叶，分别为左肺下叶（LLL）、左肺上叶（LUL）、右肺中叶（RLL）、右肺中叶（RML）以及右肺上叶（RUL），行双气相CT定量测量，并且对各个肺叶的Emph与fSAD进行计算。

1.2.3 PFT检查 选择肺功能仪（美国森迪斯公司，型号：Vmax299）进行检测，患者取坐位，对吸入400 μg沙丁胺醇前后的PFT进行测量。

1.3 观察指标 ①将两组患者各肺叶之间fSAD、Emph肺叶损伤程度进行比较。②采用肺功能仪检测两组患者第1秒用力呼气容积（FEV1）、FEV1/FVC（%）、一氧化碳弥散量（DLCO）水平并进行比较。③分析各肺叶fSAD、Emph与PFT的相关性。

1.4 统计学方法 采用 SPSS 20.0统计软件分析数据，计量资料以(±s )表示，两组间比较采用t检验，多组间比较采用重复测量方差分析；相关性分析采用Spearman相关系数进行检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各肺叶间fSAD、Emph肺叶损伤程度 轻度COPD组患者各肺叶fSAD、Emph水平均低于重度COPD组，差异均有统计学意义（均P < 0.05），见表1、表2。

表1 两组患者各肺叶fSAD肺叶损伤程度比较( ±s )

表1 两组患者各肺叶fSAD肺叶损伤程度比较( ±s )

注：LLL：左肺下叶；LUL：左肺上叶；RLL：右肺中叶；RML：右肺中叶；RUL：右肺上叶。

肺叶LLL LUL RLL RML RUL轻度 COPD 组 60 26.57±12.09 34.23±10.89 26.06±12.45 36.89±10.54 35.06±11.02重度 COPD 组 60 40.24±5.67 44.78±8.09 38.98±8.23 44.98±9.23 42.87±9.44 t值 7.930 6.024 6.706 4.473 4.169 P值 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05组别 例数

表2 两组患者各肺叶Emph肺叶损伤程度比较( ±s )

表2 两组患者各肺叶Emph肺叶损伤程度比较( ±s )

肺叶LLL LUL RLL RML RUL轻度 COPD 组 60 12.23±5.11 20.22±9.98 10.56±4.11 19.34±8.45 19.56±7.09重度 COPD 组 60 24.78±5.45 24.87±10.74 22.56±3.45 23.67±8.08 26.78±7.56 t值 13.012 2.457 17.322 2.869 5.396 P值 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05 < 0.05组别 例数

2.2 PFT指标 重度COPD组患者FEV1、FEV1/FVC、DLCO水平均低于轻度COPD组，差异均有统计学意义（均P < 0.05），见表3。

表3 两组患者PFT指标比较( ±s )

表3 两组患者PFT指标比较( ±s )

注：FEV1：第1秒用力呼气容积；FEV1/FVC：第1秒用力呼吸量容积与用力肺活量占比；DLCO：一氧化碳弥散量。

组别 例数 FEV1(L) FEV1/FVC(%) DLCO[mmol/(min·kPa)]轻度COPD组 60 1.67±0.15 72.09±4.22 87.83±14.58重度COPD组 60 1.42±0.11 61.02±5.22 56.84±22.78 t值 10.411 12.774 8.875 P值 < 0.05 < 0.05 < 0.05

2.3 各肺叶fSAD与PFT的相关性 经Spearman相关性分析，FEV1/FVC与LLL、LUL、RLL水平呈负相关（r = -0.537、-0.421、-0.499）；FEV1与 LLL、LUL、RLL、RUL 水平呈负相关（r = -0.539、-0.432、-0.424、-0.337），与RML水平呈正相关（r = 0.445），差异均有统计学意义（均P < 0.05），而各肺叶fSAD均与DLCO无相关性，FEV1/FVC与RML、RUL无相关性，差异均无统计学意义（均P > 0.05），见表4。

表4 各肺叶fSAD肺叶损伤程度与PFT的相关性

2.4 各肺叶Emph与PFT的相关性 经Spearman相关性分析，DLCO与LLL、LUL、RUL水平呈负相关（r = -0.516、-0.535、-0.621），FEV1/FVC 与 LLL、LUL、RLL、RML、RUL 呈负相关（r = -0.605、-0.539、-0.572、-0.458、-0.613），FEV1与 LLL、LUL、RLL、RML、RUL 呈负相关（r = -0.554、-0.582、-0.492、-0.355、-0.697），差异均有统计学意义（均P < 0.05）；DLCO与RLL、RML水平无相关性，差异均无统计学意义（均P > 0.05），见表5。

表5 各肺叶Emph肺叶损伤程度与PFT的相关性

3 讨论

近年来，文献报道，运用定量CT可以对COPD患者的Emph肺叶病变程度进行评估，大部分通过对支气管相关参数、肺密度或肺容积进行测量，能够对肺组织的生理性和病理性改变进行间接分析，但不能对Emph和fSAD进行准确区分，且无法将两者的分布情况直观显示出来[4]。

基于双气相定量CT具有呼吸运动伪影少、成像速度快的特点，在确保图像质量的基础上，还能对两次扫描的辐射剂量进行控制，并且利用“3D数字肺TM”分析平台，对肺叶进行自动划分，能够对不同疾病状态下肺实质、支气管以及肺血管的病理变化进行检测，有助于准确判断患者的病情[5]。本研究结果显示，随着病情程度的加重，各肺叶fSAD、Emph肺叶损伤程度水平均升高，各组RML的fSAD肺叶损伤程度均高于其他肺叶，重度COPD组患者FEV1、FEV1/FVC、DLCO水平均低于轻度COPD组，提示COPD患者的fSAD主要位于RML，且轻度COPD患者肺功能各项指标水平均优于重度COPD组。分析其原因可能与RML支气管的解剖特点有关，由于其具有细长的形态，侧支缺乏且通气性不高，排出沉积微粒的能力较差，炎症因子容易入侵RML细小支气管，对肺泡壁进行破坏，从而诱发fSAD[6]。两肺下叶FEV1/FVC与fSAD肺叶损伤程度具有较高的相关性，其原因可能为，人处于站位或坐位时，上下肺两叶承受不同的重力，其中肺下叶气道在呼气时过早关闭，所以两肺下叶的fSAD对气流受限有着较大的影响[7]。此外，研究结果显示，两肺上叶Emph肺叶损伤程度与DLCO明显负相关，其原因可能与Emph严重患者呼出气体来自两肺下叶，所以两肺上叶的Emph对扩散功能具有较大的影响有关[8]。本研究结果显示，与fSAD相比，两肺叶Emph肺叶损伤程度与FEV1/FVC的相关性更高，因此对于COPD患者，两肺下叶Emph病变与气流的相关性最为密切[9]。

综上，在COPD的诊断方面，基于双气相CT不仅能直观地显示Emph、fSAD肺叶损伤的程度和位置，而且可利用相关软件对病变部位进行精确的定量测量，具有较高的敏感性和特异性，值得进一步推广运用。