基于呼吸双相CT定量参数早期诊断慢性阻塞性肺疾病

李吉超，秦舒婕，陈 林，王 雁

内江市中医医院放射科，四川 内江641000

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是以气流阻塞和持续呼吸气流受限为典型特征的慢性支气管疾病和（或）肺气肿，其致病危险因素众多，发病率、病死率和致残率高［1-2］。慢性咳嗽、咳痰、呼吸困难、胸闷、气短是COPD的典型症状，大多数患者在出现该类急性或急性加重期症状时才来就诊，不利于该病的早期控制治疗和预后［3］。肺功能是当前诊断COPD的“金标准”［4］，但存在费时费力、需要患者较好配合、难以定位局部病灶等缺陷，难以满足现有的临床需求。探究弥补肺功能诊断缺陷，能在早期先于临床症状之前发现COPD并进行诊断，对于患者早期确诊和病情控制而言相当关键。近年来，计算机辅助CT定量分析因具有客观性和全面性的优点被广泛于慢性肺纤维化、COPD等肺部疾病的临床诊断中，可较好地辨别肺气肿、肺气管病变和空气潴留情况［5］，为COPD 等肺部疾病的早期诊断和治疗提供了有利帮助。既往研究多集中于高分辨CT对COPD的临床诊断，虽然对肺气肿病变有较好的筛查作用，但对小气道病变的诊断效果仍有待提高，且目前缺乏基于呼、吸双向定量支气管参数评价COPD的对比研究［6］。基于此，本研究探讨COPD患者呼吸双相CT定量参数特点以及CT定量参数对COPD的早期诊断价值，以期为该方案应用于COPD患者早期临床诊断提供更多思路，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性选取2018年3月～2020年12月我院收治的112 例COPD 患者。纳入标准：所有入组患者均符合COPD相关诊断标准［7］；依据《慢性阻塞性肺疾病防治全球倡议》（GOLD）［8］吸入支气管扩张剂后第1秒用力呼气容积与肺活量比值（FEV1/FVC）＜70%；呼吸双相CT扫描影像学结果完整，临床基线资料及肺功能等相关检查结果完整；年龄＞18岁。排除标准：CT扫描图像质量不佳，伪影明显；胸部大范围病变、胸廓畸形或有肺部切除术病史；支气管哮喘、支气管扩张症、肺结核等其他疾病导致的通气功能障碍；肺癌或其他恶性肿瘤疾病；心脏、肝脏、肾脏等重要器官功能不全者。

112例COPD患者中，男性87例，女性25例，年龄32～75（51.28±7.49）岁。其中79 例为现吸烟者，烟龄10.31±3.67年；既往吸烟史者18例，戒烟时间2.35±0.71年；无吸烟史者15例。112例患者一般资料及肺功能相关指标（表1）。

表1 COPD患者一般资料和肺功能指标Tab.1 General data and pulmonary function indicators of patients with COPD

1.2 肺功能检查

于患者入院后咳嗽、呼吸困难等症状稳定后3 d行肺功能相关检查，使患者保持坐位，采用体积扫描仪（Master lab，德国耶格）检查患者肺功能，测量参数包括用力肺活量（FVC）、第1 秒用力呼气容积（FEV1%）、FEV1/FVC；此外，给予200 μg沙丁胺醇吸入扩张支气管15～20 min后再次测量FVC、FEV1%和FEV1/FVC。

1.3 呼吸双相CT检查

开始CT扫描前帮助患者进行吸气、呼气训练，嘱患者在扫描时依据指示在深吸气末和深呼气末屏气，待患者掌握要领后保持仰卧位，双手抱头，以头部先进的方式进入，采用多层螺旋CT 机（GE Medical Systems，LLC；型号：Discovery CT 750 HD）于深吸气末由肺尖至肺底行全肺扫描，再于深呼气末再次由肺尖至肺底行全肺扫描。设置管电压为120 kV，螺距1.375，扫描层厚5 mm，薄层0.625 mm，FOV 35 mm，矩阵512×512。

1.4 图像处理及CT定量分析

将上述采集到的CT扫描结果上传至FACT-Digital lungTM数据分析平台，由计算机软件进行CT定量参数的分析和结果的获取，分别记录COPD患者呼吸气相肺容积（LV）、平均肺密度（MLD）和肺气肿指数（EI）。

1.5 统计学分析

采用SPSS22.0软件进行统计学分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，组间比较行t检验；计数资料以n(%)表示，组间比较行χ2检验；采用Pearson相关分析检验CT定量参数与肺功能指标的相关性。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 COPD患者呼、吸相CT定量参数差异

COPD患者呼气相LV小于吸气相，MLD和EI大于吸气相，差异有统计学意义（P＜0.05，表2）。

表2 COPD患者呼、吸相CT定量参数差异Tab.2 Differences in CT quantitative parameters of expiratory and inspiratory phases in patients with COPD(Mean±SD)

2.2 COPD患者呼气相CT定量参数与肺功能相关性

呼气相LV与FVC无相关性（P＞0.05），与FEV1%和FEV1/FVC 呈负相关关系（P＜0.05），MLD 与FVC、FEV1%和FEV1/FVC均呈正相关关系（P＜0.05），EI 与FVC、FEV1%和FEV1/FVC均呈负相关关系（P＜0.05，表3）。

表3 COPD患者呼气相CT定量参数与肺功能相关性Tab.3 Correlation between CT quantitative parameters of expiratory phase and pulmonary function in patients with COPD

2.3 COPD患者吸气相CT定量参数与肺功能相关性

吸气相LV 与FVC 呈正相关关系，与FEV1%和FEV1/FVC呈负相关关系（P＜0.05），MLD与FVC呈负相关关系，与FEV1%和FEV1/FVC呈正相关关系（P＜0.05），EI与FVC、FEV1%和FEV1/FVC均呈负相关关系（P＜0.05，表4）。

表4 COPD患者吸气相CT定量参数与肺功能相关性Tab.4 Correlation between CT quantitative parameters of inspiratory phase and pulmonary function in patients with COPD

2.4 典型图像分析

COPD患者典型CT图像示：双肺纹理增多、模糊，走形迂曲，肺透光度增大，双肺散在条片状及结节状高度影，边界清楚，结节横径2～5 mm，双侧胸膜增厚粘连（图1）。

图1 53岁男性COPD患者的CT图像Fig.1 CT images of a 53-year-old male patient with COPD

3 讨论

COPD患者具有异质性强、临床表现不典型等特征，早期诊断较为困难，多数患者往往出现症状时才就诊，而此时肺功能损伤程度多超过30%，严重影响患者生存质量，增加治疗成本［9］。现阶段临床仍将肺功能检测结果作为COPD患者分级的“金标准”，但对于部分配合度较差无法完成该项检查的患者缺乏较好的诊断方式，且该方案还存在难以区分小气道病变和肺气肿的缺陷，对于病灶部位的精准定位能力较差［10］。CT扫描则可较好的弥补肺功能检查的缺陷，可通过直接扫描肺气肿、气体潴留、气道壁变化判断有无肺实质病变，且操作便捷，结果更主观可靠，现已成为COPD患者临床诊断和重要手段之一［11-12］。

基于呼吸双相CT扫描是全面反映COPD患者肺部病变程度的有效方式，单纯吸气相CT定量参数对于患者肺部形态学细微变化的捕捉能力一般［13］，此时可用呼气相CT定量参数进行辅助，呼气相CT扫描对于气流阻滞、气体潴留引起的肺部变化的特异性识别作用，二者相结合，可全面地反映COPD患者肺功能情况［14］。既往研究证实呼吸双相CT定量指标与肺功能常规指标FVC、FEV1以及FEV1/FVC拥有较好的相关性，可辅助诊断COPD患者的病情进展［15］。基于此，本次研究通过对比112例COPD患者肺功能指标以及呼吸双相CT定量参数指标之间的关系，探讨基于呼吸双相CT定量扫描对于COPD患者早期临床诊断的价值。

本研究结果显示，COPD患者呼吸双向CT定量参数与肺功能指标高度相关，监测呼吸气相LV、MLD、EI等参数有助于COPD的早期诊断，这也与既往研究［16］结果基本一致。呼吸双相CT定量参数LV是准确性、客观性均较好的CT测量指标［17］，监测COPD患者呼吸双相LV可减少因呼吸道内气体密度对测量结果的影响，并通过CT扫描数据多平面重建减少误差，提高诊断结果的精准度［18］。MLD是由肺部气体、组织和血液按照一定比例计算出来的，可用于量化肺部气体潴留程度和潴留范围，客观反映肺功能的指标，对于小气道病变有较好的识别作用［19］。EI是反映肺部气流受限程度和评价换气功能的关键指标之一，当COPD患者肺泡内血流灌注下降，肺泡表面积较少，气流受限或肺泡组织内出现炎症或纤维化时，EI指数可发生明显改变［20］，监测呼吸双向EI参数可直观表现出患者呼吸气流情况。本研究结果中呼吸双向CT扫描定量参数LV、MLD和EI与肺功能指标具有相关性，说明通过CT扫描量化肺部充气情况、肺部气体潴留水平和肺泡气体交换作用，可用于监测COPD患者早期肺部病理变化，反映患者肺功能受损程度和小气道病变情况［21］，是早期评价肺功能和鉴别COPD进展的有效手段。这也提示临床可加强对呼吸双向CT定量参数的持续监测，以在早期筛查和防治COPD患者小气道疾病，指导临床进行个性化治疗。

综上所述，呼吸双相CT定量参数能够对肺功能进行定量、定位分析，可在早期了解和评估COPD患者的疾病进程，临床应用前景广阔。