彌漫性間質(zhì)性肺疾病的CT定量分析及與肺功能和視覺評(píng)估的相關(guān)研究

陳永華，葉彩兒，余鑫鋒，吳恩福，杜龍龍

（溫州醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院 放射科，浙江 溫州 325000）

彌漫性間質(zhì)性肺疾病的CT定量分析及與肺功能和視覺評(píng)估的相關(guān)研究

陳永華，葉彩兒，余鑫鋒，吳恩福，杜龍龍

（溫州醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院 放射科，浙江 溫州 325000）

目的：研究彌漫性間質(zhì)性肺疾?。―ILD）的CT定量參數(shù)與視覺評(píng)估（VS）、肺功能檢查（PFT）指標(biāo)的相關(guān)性，探討CT定量分析對(duì)評(píng)估DILD肺功能損傷的價(jià)值。方法：DILD組（實(shí)驗(yàn)組）30例和健康對(duì)照組20例，各行深吸氣屏氣下CT薄層檢查，并且實(shí)驗(yàn)組患者再行PFT。利用CT定量分析軟件分析圖像數(shù)據(jù)并得到相應(yīng)肺功能參數(shù)：平均肺密度（MLA），兩肺總?cè)萘浚═LV），PI值（pixel indexes，像素指數(shù)，分為-1024～-950，-950～-700，＞-700區(qū)）。半定量的CT視覺評(píng)分包括病變嚴(yán)重性及病變范圍。CT定量參數(shù)與PFT及VS間進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果：①不同肺彌散功能組間的CT定量參數(shù)間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），除了輕中度組與重度組間PI-1024～-950；實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比，TLV、PI-950～-700顯著減?。≒＜0.05），而MLA、PI＞-700顯著增大（P＜0.01）。②TLV與TLC呈正相關(guān)（r=0.619，P＜0.01）；PI＞-700與VCMAX、FVC、DLCO呈負(fù)相關(guān)（r分別為-0.701、-0.739、-0.753，P＜0.01）；PI＞-700與VS呈正相關(guān)（r=0.709，P＜0.01）；PI-950～-700與VCMAX、FVC、DLCO呈正相關(guān)。結(jié)論：CT定量指標(biāo)是可用于評(píng)估DILD患者病變嚴(yán)重程度與隨訪的一種客觀工具。

肺疾病，間質(zhì)性；體層攝影術(shù)，螺旋計(jì)算機(jī)；CT定量分析；視覺評(píng)估；肺功能

彌漫性間質(zhì)性肺疾病（diffuse interstitial lung disease，DILD）是以彌漫性肺間質(zhì)、肺泡炎癥和間質(zhì)纖維化為病理基礎(chǔ)的病變總稱，高分辨率CT具有特征性表現(xiàn)和分布，是其確診的必需檢查[1]。高分辨率CT半定量的視覺評(píng)分可以進(jìn)一步評(píng)估DILD的程度，但易受觀察者診斷能力差異的影響。近年來CT定量分析揭示其結(jié)果[如平均肺密度（MLA）、肺總?cè)萘浚═LV）、峰度及偏度]與肺功能及病死率有較好的相關(guān)性[2-3]，且具有很高的可重復(fù)性和客觀性特點(diǎn)，然而該法文獻(xiàn)報(bào)告尚較少，部分參數(shù)選擇及其價(jià)值也存異議，從而限制了其臨床普及應(yīng)用。為此，本研究采用西門子公司商用的Pulmo肺定量分析軟件，分析其參數(shù)與肺功能及CT視覺評(píng)分值間的相關(guān)性，并且分析DILD實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組定量參數(shù)間的差異性，旨在進(jìn)一步探討DILD CT定量分析參數(shù)的合理選擇及其臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料和方法

1.1 一般資料 收集本院2011年9月至2012年4月期間，結(jié)合臨床癥狀、肺功能、CT表現(xiàn)，依據(jù)美國(guó)胸科學(xué)會(huì)診斷標(biāo)準(zhǔn)診斷為DILD的患者，并參考以下排除標(biāo)準(zhǔn)：①不能一次性完全屏氣；②年齡大于70歲；③既往有胸部手術(shù)史或局灶性疾?。ㄈ缃Y(jié)核、肉芽腫、腫瘤等）；④嚴(yán)重心臟疾病、肺動(dòng)脈高壓；⑤急性間質(zhì)性肺炎；⑥明顯蜂窩肺。最后符合標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)組共30例，其中特發(fā)性間質(zhì)性肺炎15例，結(jié)締組織病繼發(fā)間質(zhì)性肺炎15例（肌炎皮肌炎4例、干燥綜合征4例、系統(tǒng)性硬化4例、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎2例及系統(tǒng)性紅斑狼瘡1例）。包括女24例，男6例，年齡41～70歲，平均（56.60±9.37）歲，呼吸系統(tǒng)主要癥狀為咳嗽咳痰、氣促、胸悶、胸痛等。另收集同時(shí)期健康體檢CT表現(xiàn)正常者20例，無任何癥狀或體征，無粉塵接觸及吸煙史，包括女15例，男5例，年齡42～69歲，平均（50.2±5.28）歲。

1.2 CT檢查方法 采用西門子16排螺旋CT機(jī)（Somatom Sensation）。每位受檢者在檢查前均進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，囑咐其聽到“深吸氣，氣屏住”后控制呼吸，由1名檢查醫(yī)師在機(jī)房?jī)?nèi)采用人工對(duì)講機(jī)在進(jìn)行斷層掃描前命令患者深吸氣并屏氣。掃描于最大吸氣末屏氣后從肺尖至肺底范圍螺旋掃描，體位采用仰臥位。掃描參數(shù)：電壓：120 kV；電流：100 mA；層厚、層間距均為5 mm，實(shí)驗(yàn)組患者再增加層厚、層間距各為2 mm的薄層重建圖像；螺距：1.15；重建算法：B70f（極銳利）；窗寬：1200 Hu，窗位：-700 Hu。

1.3 CT定量分析 將數(shù)據(jù)傳入至西門子syngo CT（WinNT5.1，Service Pack 2版本）工作站，利用Sensation Pulmo肺定量分析軟件對(duì)層厚、層間距各為5 mm的橫軸圖像進(jìn)行逐層測(cè)定，該軟件自動(dòng)將圖像中肺組織與其他組織（胸壁、氣管、肺門大血管、縱隔、心臟等組織）勾畫出來，除個(gè)別層面部分未完全勾畫出的（如近肺門的大血管及氣管支氣管）需行手動(dòng)校正。分析結(jié)果包括TLV、MLA、閾值-950 Hu、-700 Hu的像素指數(shù)（PI）。

1.4 CT視覺評(píng)估（VS） 由2位分別有12和5年工作經(jīng)驗(yàn)的胸部放射科醫(yī)生在不了解其臨床癥狀及肺功能結(jié)果的情況下對(duì)實(shí)驗(yàn)組30例患者的薄層CT圖像進(jìn)行逐層評(píng)估，并給出最后一致的VS。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參考Camiciottoli的標(biāo)準(zhǔn)[2]，由肺實(shí)質(zhì)病變的類型和各自范圍組成；前者包括磨玻璃影（計(jì)分1）、肺實(shí)變影（計(jì)分2）、小葉間隔不規(guī)則增多增粗（計(jì)分3）、網(wǎng)格狀影（計(jì)分4）及蜂窩影（計(jì)分5），病變類型評(píng)分由0分（無異常表現(xiàn)）至15分（5種異常均出現(xiàn)）；根據(jù)支氣管肺段的分布將兩肺各分為10個(gè)肺段共20個(gè)肺段，累及肺段數(shù)目如1～3個(gè)為1分，4～9個(gè)肺段者為2分，9個(gè)以上肺段為3分，病變累及范圍得分為0分（各肺段均無異常）至15分（5中病變類型均累及9以上肺段）。最后將兩者相加得到總的評(píng)分值（0～30分）。

1.5 肺功能檢查（PFT） 利用德國(guó)JAEGER公司Master Screen Body肺功能儀，檢查時(shí)采用坐位，套上咬嘴，夾閉鼻子。通過測(cè)定獲得最大肺活量（VCMAX）、用力肺活量（FVC）、肺總?cè)莘e（TLC）及CO彌散量（DLCO）。根據(jù)患者的體質(zhì)量、年齡、性別和身高得到預(yù)測(cè)值，并得到上述PFT值的實(shí)測(cè)值/預(yù)測(cè)值（實(shí)/預(yù)）（%）?；颊叩腜FT在CT掃描后3 d內(nèi)完成檢查。

2 結(jié)果

2.1 CT定量參數(shù)比較 實(shí)驗(yàn)組30例患者根據(jù)肺功能DLCO實(shí)/預(yù)百分比分輕度（60%～80%）、中度（60%～40%）和重度（＜40%），分別為9例、8例和13例。由于輕中度樣本量較少，統(tǒng)計(jì)時(shí)合并為輕中度組共17例，組間CT定量參數(shù)的比較見表1。3組間CT定量參數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），除了輕中度組與重度組間PI-1024～-950。輕中度組、重度組與對(duì)照組相比，TLV、PI-950～-700顯著減小，而MLA、PI＞-700顯著增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 對(duì)照組、輕中度組、重度組的CT定量參數(shù)比較（±s）

表1 對(duì)照組、輕中度組、重度組的CT定量參數(shù)比較（±s）

與對(duì)照組比：aP＜0.05；與輕中度組比：bP＜0.05

對(duì)照組輕中度組重度組3916±906 2695±700a 2042±637ab 842±26 769±28a 656±70ab 1.06±0.97 0.18±0.29a 0.42±0.76a 92.40±0.97 81.85±4.65a 52.20±13.38ab 6.54±1.60 18.59±5.79a 47.47±13.57ab TLV（cm3）MLA（Hu）PI-1024～-950（%）PI-950～-700（%）PI＞-700（%）

2.2 CT定量參數(shù)與PFT、VS的相關(guān)性 實(shí)驗(yàn)組的CT定量參數(shù)與PFT、VS的相關(guān)系數(shù)r值見表2。TLV與TLC呈正相關(guān)（r=0.619，P＜0.01）。PI-1024～-950雖與DLCO呈負(fù)相關(guān)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是r值為-0.373。PI-950～-700與VCMAX、FVC、DLCO、TLC正相關(guān)，r分別為0.722、0.755、0.787、0.754，P＜0.01。MLA、PI＞-700（見圖1-3）與VCMAX、FVC、DLCO、TLC均為負(fù)相關(guān)，r分別為-0.519、-0.578、-0.612、-0.737和-0.701、-0.739、-0.753、-0.738（P＜0.01）。DLCO負(fù)相關(guān)最好的為 PI＞-700（r=-0.753）。VS與PI-950～-700、PI＞-700（見圖4）有較好的相關(guān)性，r分別為-0.720、0.709（P＜0.01）。

表2 CT定量參數(shù)與PFTs、VSs間的相關(guān)分析

圖1 PI＞-700與VC實(shí)/預(yù)（%）相關(guān)性散點(diǎn)圖

圖2 PI＞-700與FVC實(shí)/預(yù)（%）的相關(guān)性散點(diǎn)圖

圖3 PI＞-700與DLCO實(shí)/預(yù)（%）的相關(guān)性散點(diǎn)圖

圖4 PI＞-700與VS的相關(guān)性散點(diǎn)圖

3 討論

3.1 CT定量參數(shù)選擇的分析 CT定量分析對(duì)DILD肺纖維化程度的定量診斷、生理功能的評(píng)價(jià)，以及對(duì)預(yù)后的評(píng)估，已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)肺密度的直方圖分析發(fā)現(xiàn)DILD患者的CT定量參數(shù)MLA、峰度、偏度與其肺功能指標(biāo)（如VCMAX、FVC、DLCO）有較好的相關(guān)性，可用于評(píng)估患者肺纖維化及功能損害程度[2-3]。Koyama等[4]報(bào)道不同的CT重建模式對(duì)CT定量參數(shù)MLA、峰度及偏度的影響，發(fā)現(xiàn)高分辨率重建模式下的CT定量參數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)重建模式更能反映DILD患者的肺功能情況。因此，本研究CT掃描圖像均采用統(tǒng)一的高分辨率重建模式B70f（極銳利），并且放棄峰度、偏度兩定量參數(shù)，主要研究PI的價(jià)值。通過研究吸氣末正常肺，CT像素直方圖呈正態(tài)分布，而且小于-950 Hu的像素分布不到5%[5]；多數(shù)學(xué)者將-950 Hu設(shè)為肺氣腫的閾值，并能較好地評(píng)估其肺功能[6]。Delorme等[7]和Sverzellati等[8]在研究間質(zhì)性肺炎時(shí)發(fā)現(xiàn)，大于-700 Hu的像素區(qū)間主要反映磨玻璃影、實(shí)變影及網(wǎng)格狀影。故本研究CT定量分析選擇-950 Hu、-700 Hu為像素閾值，即-1024～-950 Hu定義為肺氣腫的像素區(qū)間，-950～-700 Hu為正常肺功能區(qū)，＞-700為間質(zhì)性肺炎區(qū)。

3.2 CT定量分析評(píng)估DILD病變程度及肺功能的價(jià)值 Sverzellati等[8]在研究非蜂窩肺與蜂窩肺改變的DILD患者VS與CT定量直方圖分析后發(fā)現(xiàn)，對(duì)DILD伴有明顯蜂窩肺改變的患者，VS仍然是主要的定量分析方法。因?yàn)槲覀兊腃T定量分析軟件依然無法區(qū)別評(píng)估蜂窩肺中的囊狀氣腔改變，所以本實(shí)驗(yàn)組中排除明顯蜂窩肺改變的患者。國(guó)內(nèi)外多數(shù)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)DILD患者的肺彌散功能最早也最明顯發(fā)生改變，而且與肺部高分辨率CT的異常改變最為相關(guān)[9]。所以本研究實(shí)驗(yàn)組根據(jù)DLCO實(shí)/預(yù)的百分比分為輕中度組與重度組，通過分析可知，除了PI-1024～-950各組的CT定量參數(shù)間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對(duì)照組PI-1024～-950比實(shí)驗(yàn)組高，前者平均1.06±0.97，而后者分別為0.18±0.29、0.42±0.76；這可能由于小于-950 Hu的像素包括肺內(nèi)支氣管腔內(nèi)的氣體以及肺氣腫的肺實(shí)質(zhì)，而本實(shí)驗(yàn)組DILD未見明顯肺氣腫改變，再加上DILD的MLA增大與支氣管內(nèi)的CT值產(chǎn)生部分容積效應(yīng)等，從而可能引起實(shí)驗(yàn)組的PI-1024～-950減小。重度組TLV較輕中度、對(duì)照組減小，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，證實(shí)DILD的限制性呼吸功能障礙。從輕中度組到重度組PI＞-700顯著增大，而且PI-950～-700顯著減小，可見PI＞-700對(duì)評(píng)估DILD的炎癥及纖維化程度有較高敏感性。

本研究中TLV與TLC呈中度正相關(guān)，r=0.619，可能的原因[5]：①CT掃描采用仰臥位，PFT采用坐姿，兩種姿勢(shì)下的體積必然存在差異；②PFT通過氣流量間接反映肺體積，受多方面的影響，CT則是對(duì)直觀存在的肺組織進(jìn)行客觀的測(cè)量，精確度應(yīng)該更高；③PFT測(cè)定的肺體積包括口腔、氣管、大支氣管內(nèi)的氣體含量，而肺體積不應(yīng)該包括這些。以往研究發(fā)現(xiàn)DILD患者的MLA值會(huì)比正常組增大，雖然有差異，但是與PFT指標(biāo)間的相關(guān)程度并不高[2-3]，本研究也證實(shí)了該觀點(diǎn)。PI＞-700與VCMAX、FVC、DLCO有較好的負(fù)相關(guān)，r絕對(duì)值都大于0.7， 可見PI＞-700對(duì)反映DILD間質(zhì)炎癥及纖維化程度有較高的準(zhǔn)確性，可用于DILD患者病變程度評(píng)估及治療后療效的評(píng)價(jià)。PI-950～-700與VCMAX、FVC、DLCO均呈正相關(guān)，所以PI-950～-700可作為反映DILD患者肺殘余正常功能的指標(biāo)。Camiciottoli等[2]對(duì)48例系統(tǒng)性硬化病伴發(fā)DILD患者行CT定量分析，顯示參數(shù)偏度與FVC及DLCO的相關(guān)系數(shù)分別為0.67、0.62，而參數(shù)峰度的相關(guān)系數(shù)分別為0.71、0.57；結(jié)合本研究，可見PI＞-700對(duì)DILD患者病變嚴(yán)重程度的評(píng)估有一定優(yōu)勢(shì)。

3.3 本研究的局限性 ①所有檢查者均未在呼吸門控監(jiān)測(cè)下行CT檢查，從而不能完全做到精確的深吸氣后屏氣掃描；②實(shí)驗(yàn)組共30例，樣本量不夠大，可能影響統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的效率，今后需增加樣本量和多中心進(jìn)一步研究；③實(shí)驗(yàn)組均未經(jīng)病理證實(shí)，而CT定量參數(shù)對(duì)不同病理類型的評(píng)估價(jià)值可能有差異[10]。

綜上所述，使用商用的Sensation Pulmo軟件對(duì)DILD患者行定量分析有較高的敏感性和準(zhǔn)確性，能評(píng)估其肺功能及病變程度，可作為一種客觀評(píng)估工具供臨床使用。

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CT quantitative analysis of diffuse interstitial lung disease and correlation with physiologic tests and CT visual scores

CHEN Yonghua，YE Caier，YU Xinfeng，WU Enfu，DU Longlong.
Department of Radiology，the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical College，Wenzhou，325000

Objective:To study the correlation with quantitative indexes of computed tomography(CT)，spirometric pulmonary function tests(PFTs)，and visual scores(VSs)of CT in patients with diffuse interstitial lung disease(DILD)and to prove the estimated value of CT quantification for the prediction of pulmonary function impairment.Methods:DILD group (n=30)and normal control group(n=20)all underwent thin-section CT in the supine position at full inspiration，all patients of DILD also provided PFT. Quantitative indexes were obtained using a Sensation Pulmo Software. Quantitative indexes included total lung volume (TLV)，mean lung attenuation(MLA)，pixel indexes(-1024～-950，-950～-700，＞ -700).Visual scores measured semiquantitatively included the type and the extent of pulmonary parenchyma abnormality. Quantitative indexes were correlated with PFTs and VSs using the Pearson correlation test.Results:①Q(mào)uantitative indexes differed significantly between the DILD group and the control group，except for PI-1024～-950（P＜ 0.05).② TLV showed positive correlation with TLC(r=0.619，P＜0.01)；PI＞-700showed negative correlation with VCMAX、FVC and DLCO(r=0.701、-0.739、-0.753，respectively，P＜0.01)；PI＞-700showed positive correlation with VS(r=0.709，P＜0.01)；PI-950～-700showed positive correlation with VCMAX、FVC and DLCO.Conclusion:Quantitative indexes can be used as an objective tool for quantitative evaluation of diseased extent and for follow-up of the progression or improvement of a DILD.

lung diseases，interstitial；tomography，helical computed；quantitative CT indexes；visual scores；pulmonary function test

吳恩福，主任醫(yī)師，Email：wzwef@163.com。

R445.3

A

1000-2138（2012）06-0540-05

2012-05-09

陳永華（1986-），男，浙江永嘉人，碩士生。

吳健敏）

·臨床經(jīng)驗(yàn)·