64層螺旋CT肺容積和肺密度指標與肺通氣功能的相關性研究*

劉建華　曾濤

(1.武漢市江夏區第一人民醫院放射科,湖北 武漢 430200；2.深圳市寶安區人民醫院放射科，廣東 深圳 518000)

?

64層螺旋CT肺容積和肺密度指標與肺通氣功能的相關性研究*

劉建華1曾濤2

(1.武漢市江夏區第一人民醫院放射科,湖北 武漢 430200；2.深圳市寶安區人民醫院放射科，廣東 深圳 518000)

【摘要】目的分析64層螺旋CT ( MSCT) 圖像，評價肺容積(LV)和肺密度指標與肺功能的(PFT)相關性。方法選擇46名吸煙者為研究對象，均于吸氣和呼氣時進行肺功能(PFT)檢測試驗，并接受胸部CT掃描。應用開源軟件自動測量吸氣和呼氣的肺容積(LV)和肺密度(MLD)，計算LV的呼氣/吸氣(E / I)比。結果CT指標中，呼氣MLD 與肺通氣功能密切相關(P<0.05)，而且MLD E/I比值與肺通氣功能指標也顯著相關(P<0.05)。吸氣肺容積與肺通氣功能不存在顯著相關性；但呼氣肺容積與肺通氣功能顯著相關(P<0.05)；此外，肺容積的E/I比值與肺通氣功能指標表現出顯著的相關性(P<0.05)。LV和MLD之間的相關性均較高(P<0.05)，呼氣肺容積與呼氣肺密度的相關系數(R=-0.725)，吸氣肺容積與吸氣肺密度的相關系數(R=-0.463)。結論螺旋CT中MLD測量值，特別是在呼氣相的MLD與 LV的測量值存在相關性。LV的E / I比值與MLD的E / I比值高度關聯，兩者均可以預測肺通氣功能，適用于慢性阻塞性肺病的檢查。

【關鍵詞】肺容積； 肺密度； 肺通氣功能； MSCT

肺通氣功能是衡量空氣進入肺泡及廢氣從肺泡排出過程的動態指標，含有時間概念。慢性阻塞性肺疾病是導致肺通氣功能異常的常見原因[1]。螺旋CT是肺部病變最佳的影像學檢查方法。通過組織密度變化能夠很好地反映肺部病變，炎癥、結核、腫瘤都可能會造成肺部高密度陰影。當僅僅依靠臨床癥狀和常規檢查難以判斷時，CT檢查是最好的確定高密度陰影性質的方法[2]。通過定性和定量分析，除了提供有價值的功能和代謝方面的信息，同時還提供精確的解剖信息，可以確定和查找病變的精確位置[3,4]。因此，我們研究了肺通氣功能與肺容積和肺密度指標的關系，現報告如下。

1資料與方法

1.1臨床資料選擇2012年1月~2013年5月間共46例吸煙者為研究對象，其中男性26例，女性20例，年齡46~81歲，平均年齡(65.3±23.8)歲，平均吸煙量(51.8±28.4)包/年，所有受試者簽訂書面知情同意。排除標準：先天畸形；放療化療病史；具有肺手術史者；臨床資料不完整者和不能配合檢查者。見表1。

表1　46例受試者臨床資料

1.2研究方法肺通氣功能測試：46例受試者進行支氣管擴張肺功能檢查，包括在第一秒用力呼氣容積(FEV1)與用力肺活量(FVC)；肺一氧化碳(DLCO)彌散能力。數值用百分比表示，殘氣量(RV)與總肺活量(TLC)是用體積描記法測定。薄層CT檢查：所有受試者在完全吸氣和完全呼氣時，進行64層螺旋CT掃描。在CT掃描之前，受試者被告知在完全吸氣和完全呼氣后，屏住呼吸。圖像采用130千伏，電流300 mA獲得。掃描場視角30~44厘米，曝光時間為0.53秒，第二矩陣大小為512×512像素。1.25毫米切片厚度重建圖像。肺容積和其他CT指標的測量：使用免費的開源軟件對LV等CT指標進行分析(見圖1)。該軟件自動測量LV和MLD。

1.3統計學分析統計分析使用SPSS 16.0軟件，數據以均數±標準差表示。使用線性回歸分析及Spearman等級相關分析估計CT測量指標之間，以及CT指標與PFT值的關系，P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

CT指標中，呼氣MLD 與肺通氣功能密切相關(P<0.05)，而且MLD E / I比值與肺通氣功能指標也顯著相關(P<0.05)。吸氣肺容積與肺通氣功能不存在顯著相關性；但是，呼氣肺容積與肺通氣功能顯著相關(P<0.05)；此外，肺容積的E / I比值與肺通氣功能LV和MLD之間的相關性均較高(P<0.05)，呼氣肺容積與呼氣肺密度的相關系數(R=-0.725)，吸氣肺容積與吸氣肺密度的相關系數(R=-0.463)，見表2。

表2　46例受試者CT指標與肺功能關聯性

3討論

肺部疾病檢查中，CT可以通過密度的變化準確的反應肺部形態、結構變化，對病變進行準確的定位、定量，在各種肺部疾病的診斷和鑒別診斷中發揮重要的作用[5,6]。隨著影像分析在慢性阻塞性肺疾病的應用以及斷層掃描(CT)的發展，多個定量CT指標已主張并證明對于預測肺功能具有顯著意義。較為常用的指標是低衰減區(LAA%)的比例和平均肺密度(MLD)[7]。此外，在呼氣CT掃描中，這些指標已報道對肺功能具有更強的預測性。相比之下，經CT測量肺容積(LV)并未得到嚴格評估。MLD和LV之間的關系已經逐漸認可。最近的一項研究顯示，吸氣LV和MLD之間存在直接關系[8,9]。基于這些結果，可以預期，呼氣LV也反映呼氣MLD，可以作為一個有用的CT指數預測肺功能，而且LV的E / I比值與MLD的 E / I比值相關，也可預測肺功能。

在目前的研究中，本研究報道了LV的E / I比值，該比值表示肺的塌陷性，顯示了與肺通氣的顯著相關性。MLD的測量值，特別是在呼氣相的MLD，與 LV的測量值存在相關性。此外，LV的E / I比值與MLD的E / I比值高度關聯，這兩個指標可以被認為是等效的，可以用于評價肺的塌陷性，使CT檢查可

圖1冠狀位重建CT圖像(a：吸氣末；b：呼氣末)

Figure 1Coronal reconstruction of CT images(a: the end of inspiration; b：the end of expiration)

以應用于氣道阻塞性疾病。許多研究證明，在呼氣掃描時，MLD能夠很好地預測肺通氣功能[10,11]。本研究的結果發現，呼氣LV和MLD之間比吸氣LV和MLD之間有較強的相關性(R=-0.725)。提示量化吸氣和呼氣掃描之間的肺塌陷，對未來CT檢查慢性阻塞性肺病具有潛力。測量肺容積塌陷的另一個好處是，其與氣道塌陷存在相關性。此外，掃描吸氣和呼氣時的肺容積對肺葉分割分析肺通氣功能，如慢性阻塞性肺病可能也有意義。

本研究尚存較多缺陷：①研究樣本量太少，在未來的研究中，建議增加受試者數量，以調查LV塌陷是否可以區分早中/重度慢性阻塞性肺疾病患者之間的區別，設置吸煙者和非吸煙者進行對照分析。②設定的-500HU的標準確定肺實質，尚待確證，雖然有報道說不同的上限閾值(-200?-500HU)不會顯著影響CT數值與TLC或RV的相關性，但這一點在今后的研究中仍值得注意。③缺乏測試者的有力配合，尤其是呼氣掃描階段。④這項研究集中在肺實質的CT檢測，并沒有評估氣道異常的影響；由于氣道異常，也顯著影響肺的通氣功能。因此，還需要進一步研究氣道異常和LV之間的關系。

4結論

螺旋CT中MLD測量值，尤其在呼氣相的MLD與 LV的測量值存在相關性。LV的E / I比值與MLD的E / I比值高度關聯，它們均可以預測肺通氣功能，可應用于慢性阻塞性肺病的臨床檢查。

【參考文獻】

[1]郭建新,羅大麟,趙繼元,等.64層螺旋CT評價阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征[J].實用放射學雜志,2011,27(11):1740-1743,1786.

[2]張利華,王云華.64層螺旋CT低劑量雙相掃描肺密度在COPD患者肺功能評價中的應用研究[J].中南大學學報(醫學版),2012,37(11):1156-1162.

[3]張偉宏,牟文斌,齊冰,等.阻塞性通氣障礙的CT肺功能成像參數[J].中國醫學影像技術,2005,21(6):906-909.

[4]岳英明,張杰,周建,等.CT肺功能成像對經支氣管鏡肺減容術術前篩選靶肺的價值[J].中華結核和呼吸雜志,2013,36(10):762-766.

[5]杜麗霞.COPD患者低劑量MSCT肺容積及肺密度測定與肺功能相關性的研究[D].中國醫科大學,2013.

[6]金利芳.MDCT容積成像與灌注成像對慢性阻塞性肺病肺通氣和灌注功能評估的初步研究[D].復旦大學,2006.

[7]鄒利光,孫清榮,劉衛金,等.多層螺旋CT肺容積與肺密度指標與肺通氣功能的相關性[J].中國醫學影像技術,2008,24(11):1785-1788.

[8]馮杰,龍淼淼,祁吉,等.多層螺旋CT厚層與薄層圖像測量肺密度的一致性研究[J].實用放射學雜志,2011,27(12):1900-1904.

[9]邢志珩,萬業達,范勇,等.不同程度肺氣腫MSCT定量測量與視覺評分結果的比較[J].實用放射學雜志,2012,28(6):873-876.

[10] 黃鼎祥.多層螺旋CT肺密度測定與肺氣腫患者肺功能的相關性研究[J].臨床肺科雜志,2011,16(8):1160-1161.

[11] 鄒利光,張冬,劉衛金,等.16層螺旋CT成像參數對肺容積和肺密度測量結果影響的研究[J].第三軍醫大學學報,2007,29(22):2191-2193.

Study on correlation between 16 slice spiral CT pulmonary volume pulmonary density and pulmonary ventilation function

LIU Jian-hua1,ZENG Tao2

(1.JiangxiaPeople'sHospital,Wuhan430200;2.Bao’anPeople'sHospital,Shenzhen518000,Guangdong)

【Abstract】ObjectiveTo analyze 64 slice spiral CT (MSCT) image and evaluate the corrrlation of lung volume (LV), pulmonary density and pulmonary function (PFT). Methods46 smokers were chosen as the research object. The lung function was tested during inspiration and expiration (PFT) test. All underwent chest CT scan. The inspiratory and expiratory lung volume, lung density (MLD) and the LV breath / suction (E / I) ratio were measured. ResultsThe CT index and expiratory MLD were closely related with the pulmonary ventilation function(P<0.05), and MLD E/I ratio and pulmonary function indexes were also significantly associated (P<0.05). Inspiratory lung volume and lung ventilation function had no exist significant correlation, but the expiratory lung volume and lung ventilation function significantly related. In addition, the ratio of E/I and pulmonary function indices of lung volume showed significant correlation(P<0.05). The correlation between LV and MLD were higher(P<0.05), the correlation coefficient of expiratory lung volume and expiratory lung density (R=-0.725), the correlation coefficient inspiratory lung volume and inspiratory lung density (R=-0.463); ConclusionMLD measurements in spiral CT, especially in the expiratory phase of MLD, are associated with LV measurements value. LV E/I ratio and MLD E/I ratio are highly correlated, both of them can predict pulmonary ventilation function, which can be used in chronic obstructive pulmonary disease examination.

【Key words】Lung volume density; Lung; pulmonary ventilation function; MSCT

(收稿日期：2014-03-03； 編輯： 陳舟貴)

基金項目：深圳市寶安區科技計劃項目(2012137)

【中圖分類號】R 814.42

【文獻標志碼】A

doi：10.3969/j.issn.1672-3511.2015.01.039