肺密度及肺容積比值在塵肺大容量肺灌洗療效評價中的作用

張柏林，紀祥，羅軍，張雄，徐翠芳

(深圳市職業病防治院放射科，廣東 深圳 518001)

肺密度及肺容積比值在塵肺大容量肺灌洗療效評價中的作用

張柏林，紀祥，羅軍，張雄，徐翠芳

(深圳市職業病防治院放射科，廣東 深圳 518001)

目的 探討肺密度及肺容積比值在塵肺大容量肺灌洗療效評價中的作用。方法選擇2013年1月至2015年1月期間在我院診治且接受大容積肺灌洗治療的塵肺患者50例作為觀察組，30例接受內科保守治療的塵肺患者作為對照組，在治療前后接受胸部CT檢查及肺功能檢測，比較兩組患者治療前后的肺密度指標及肺容積指標的差異，并分析觀察組患者CT肺密度及肺容積比值與肺功能指標的關系。結果治療后，觀察組肺容積指標全肺深呼氣末容積(Vex)為(3.3±0.9)L、全肺深吸氣末容積(Vin)為(4.9±0.8)L、肺容積比(Vex/Vin)為(66.9±9.7)%、肺密度指標平均肺密度(MLDex、MLDin)為(731.6±38.6)HU和(803.1±33.6)HU，較治療前均顯著降低，肺容積差(Vex-Vin)為(2.2±0.4)L，較治療前顯著升高，差異均具有統計學意義(P＜0.05)，且其改善程度均顯著優于對照組，差異均具有統計學意義(P＜0.05)；治療后，觀察組第1秒用力呼氣容積(FEV1)為(2.5±0.7)L、用力肺活量(FVC)為(3.2±0.7)L、第1秒用力呼氣容積與用力肺活量比值(FEV1/FVC)為(80.3±12.3)%，均較治療前顯著升高，殘氣量(RV)為(2.6±0.7)L、肺總量(TLC)為(5.5±0.9)L、殘氣量與肺總量比值(RV/TLC)為(40.5±8.2)%，均較治療前顯著降低，差異均具有統計學意義（P＜0.05），且其改善程度均顯著優于對照組，差異均具有統計學意義(P＜0.05)。經相關性分析顯示，肺密度指標MLDex-MLDin與肺功能指標FEV1、FVC及FEV1/FVC呈正相關(r=0.765、0.657、0.712，P＜0.05），與RV/TLC呈負相關(r=-0.687，P＜0.05）；肺容積指標Vex/Vin與肺功能指標RV/TLC呈正相關(r=0.657，P＜0.05)，Vin-Vex與FVC也呈正相關(r=0.713，P＜0.05)。結論CT肺密度及肺容積比值在塵肺大容量肺灌洗療效的評價中具有重要的價值。

螺旋CT；肺容積；肺密度；肺功能；塵肺

塵肺與長期的粉塵暴露有關，是最常見的職業病類型。細小粉塵沉積于肺組織內，對肺實質和間質造成長期刺激，引起一系列病理過程，導致肺結構和功能的變化，嚴重的影響了患者的生活質量和勞動能力[1]。目前，塵肺尚無特效的治療方法，對癥支持治療是常用的姑息治療方法。近年大容量肺灌洗的應用為塵肺提供了一種較有效的方法，它可以通過灌洗技術清除肺泡、細支氣管內粉塵顆粒、炎性因子、炎癥細胞，可以有效的緩解臨床癥狀，延緩病情進展[2]。多層螺旋CT肺功能指標測量可以對肺功能進行客觀的評價，且具有操作簡便，可重復性強的優點，有利于病變的評估及隨訪。肺密度指標和肺容積指標可以反映肺組織密度及肺通氣功能，具有可測量性的客觀性[3]。本文通過對照研究，對大容量肺灌洗治療塵肺患者前后的CT肺密度及肺容積指標進行觀察，并與肺功能試驗(Pulmonary function test，PFT)測定結果相比較，探討肺密度及肺容積比值在塵肺大容量肺灌洗療效評價中的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2013年1月至2015年1月期間在我院接受大容積肺灌洗治療的塵肺患者50例作為觀察組，均為男性，年齡32～70歲，平均(38.2±4.6)歲，塵肺分期Ⅰ期16例、Ⅱ期24例、Ⅲ期10例。納入標準：①診斷符合2009年《塵肺病診斷標準》(GBZ70-2009)；②年齡30～70歲，塵肺Ⅱ、Ⅲ期患者年齡小于55歲；③心臟功能正常，肺功能指標均大于預計值70%；④臨床資料完整；⑤初次接受大容積肺灌洗治療。排除標準：①惡性腫瘤、胸部畸形；②肺部或其它部位急性炎；③凝血功能障礙、嚴重肝腎功能不全；④高齡患者、免疫功能低下者；⑤分泌物過多、大量胸腔積液、胸膜下肺大泡、活動性肺結核者；⑥不能配合研究及肺灌洗治療禁忌者。另選擇同時間段在醫院接受內科保守治療的塵肺患者30例為對照組，其中男性28名，女性2名，年齡36～69歲,平均(37.7±3.1)歲。塵肺分期Ⅰ期8例、Ⅱ期15例、Ⅲ期7例。兩組患者的年齡、性別、塵肺分期比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，具有可比性。

1.2 肺灌洗方法 采用37℃生理鹽水1～1.5 L灌洗，先灌洗左肺，一周后灌洗右肺，每側灌洗10次，灌洗總量10～15 L，停止灌洗標準為灌洗液自混濁變為澄清。術中對患者生命體征及血氧分壓進行監測。

1.3 研究方法

1.3.1 CT檢查方法 (1)檢查設備：選擇Siemens Emotion 16排螺旋CT成像系統，自帶后處理工作站及肺容積、肺密度測量軟件。(2)檢查方法：檢查前出去掃描野內金屬異物，訓練患者呼吸。患者取仰臥位，頭先進，定位中心選擇胸骨柄。掃描范圍自肺尖以上至肋膈角以下，于吸氣末進行。(3)掃描參數：管電壓120 kV，管電流240 mA，層厚5 mm，間距5 mm，矩陣512×512，重建層厚1 mm。將CT容積數據傳輸至后處理工作站，選擇感興趣區進行觀察和測量，測量指標包括平均肺密度(Mean lung density，MLD)：MLDin、MLDex，平均肺密度差(VD)，肺密度差：MLDex-MLDin，全肺深呼氣末容積(End expiratory volume of lung，Vex)、全肺深吸氣末容積(Deep inspiratory volume，Vin)、肺容積比(Vex/Vin)、肺容積差(Vex-Vin)。觀察組CT檢查時間點選擇入院時及大容量肺灌洗治療后2 d，對照組CT檢查時間點選擇入院時及出院前。

1.3.2 常規肺功能試驗 肺功能檢測于靜息狀態下進行，檢查時間點選擇入院時及大容量肺灌洗治療后，檢查設備為德國Jaeger公司生產的Mastscreen肺功能測量儀，患者取坐立位，測定指標包括①肺功能指標：第1秒用力呼氣容積(Forced expiratory volume in the first second，FEV1)、用力肺活量(Forced vital capacity，FVC)及第1秒用力呼氣容積與用力肺活量比值(FEV1/FVC)；②肺容積指標：殘氣量(Residual volume，RV)、肺總量(Total lung capacity，TLC)、殘氣量與肺總量比值(RV/TLC)。

1.4 觀察指標 測量并比較兩組患者治療前后的肺密度指標及肺容積指標的差異，分析觀察組患者CT肺密度及肺容積比值與肺功能指標的關系。

1.5 統計學方法 應用SPSS17.0統計學軟件包進行數據分析，計量資料以均數±標準差(±s)表示，組間比較采用t檢驗，相關性檢驗采用Pearson相關分析，以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 治療前后兩組患者的肺容積及肺密度指標比較 治療前，觀察組與對照組肺容積指標Vex、Vin、Vex/Vin、Vin-Vex及肺密度指標MLDex、MLDin、MLDex-MLDin間差異無統計學意義(P＞0.05)。治療后，觀察組肺容積指標Vex、Vin、Vex/Vin顯著降低，Vin-Vex顯著升高，肺密度指標MLDex、MLDin顯著降低，MLDex-MLDin顯著升高，與治療前及對照組比較，差異具有統計學意義(P＜0.05)，見表1。

2.2 治療前后兩組患者肺通氣功能指標比較 治療前，兩組患者的肺功能指標FEV1、FVC、FEV1/FVC、RV、TLC及RV/TLC比較差異均無統計學意義(P＞0.05)。治療后，觀察組FEV1、FVC、FEV1/FVC顯著升高，RV、TLC及RV/TLC顯著降低，與治療前及對照組比較，差異均具有統計學意義(P＜0.05)，見表2。

表1 兩組患者治療前后的肺容積及肺密度指標比較(±s)

表1 兩組患者治療前后的肺容積及肺密度指標比較(±s)

注：與對照組治療后比較，aP＜0.05。

組別觀察組MLDex-MLDin(HU) 23.1±2.3 71.8±25.3a13.555 0.000 22.2±2.1 25.1±3.3 4.061 0.000對照組時間治療前治療后t值P值治療前治療后t值P值Vex(L) 5.5±1.2 3.3±0.9a 10.372 0.000 5.4±1.1 5.2±1.3 0.643 0.523 Vin(L) 6.4±1.1 4.9±0.8a7.798 0.000 6.5±0.8 6.2±1.5 0.967 0.338 Vex/Vin(%) 79.3±12.5 66.9±9.7a5.542 0.000 79.9±11.2 77.6±12.1 0.764 0.448 Vin-Vex(L) 1.2±0.4 2.2±0.4a12.500 0.000 1.3±0.5 1.5±0.6 1.403 0.166 MLDex（HU）824.2±28.7 731.6±38.6a13.613 0.000 821.5±27.8 814.2±28.7 1.001 0.321 MLDin(HU) 845.6±27.4 803.1±33.6a6.932 0.000 846.4±28.1 835.6±27.4 1.507 0.137

表2 兩組患者的肺通氣功能指標比較(±s)

表2 兩組患者的肺通氣功能指標比較(±s)

注：與對照組治療后比較，aP＜0.05。

組別觀察組對照組時間治療前治療后t值P值治療前治療后t值P值FEV1(L) 2.0±0.4 2.5±0.7a4.385 0.000 2.0±0.5 2.2±0.6 1.403 0.166 FVC(L) 2.7±0.6 3.2±0.7a3.835 0.000 2.6±0.4 2.8±0.5 1.711 0.093 FEV1/FVC(%) 73.1±11.2 80.3±12.3a3.061 0.003 74.4±10.6 76.3±9.2 0.741 0.461 RV(L) 3.4±0.9 2.6±0.7a4.961 0.000 3.3±1.1 3.0±0.9 1.156 0.252 TLC(L) 5.9±1.1 5.5±0.9a1.990 0.049 6.0±1.2 5.9±1.3 0.309 0.758 RV/TLC(%) 60.3±13.5 40.5±8.2a8.864 0.000 59.5±12.2 56.5±10.2 1.033 0.306

2.3 觀察組患者肺容積、肺密度與肺通氣功能指標的相關性 經相關性分析顯示，肺密度指標MLDex-MLDin與肺功能指標FEV1、FVC及FEV1/FVC呈正相關，RV/TLC呈負相關(r=0.765、0.657、0.712、-0.687，P＜0.05)。肺容積指標Vex/Vin與肺功能指標RV/TLC存在正相關(r=0.657，P＜0.05)，Vin-Vex與FVC具有正相關(r=0.713，P＜0.05)，見表3。

表3 肺容積、肺密度及肺通氣功能指標相關性

3 討 論

塵肺患者有長期粉塵暴露史，各類細顆粒粉塵沉積于肺實質和肺間質內，導致肺組織發生繼發性改變，包括彌漫性肺間質纖維化、粉塵結節形成及胸膜增厚等[4-5]。隨著病變的進展，肺組織通氣及換氣功能均受到明顯的影響，當其超過肺組織代償功能時會引起相應臨床癥狀，包括咳嗽、咳痰、胸膜等。塵肺還會導致患者發生肺炎、肺結核及肺癌等，嚴重的威脅患者生命健康。

塵肺尚無特異性治療方法，對癥支持治療僅能夠改善患者臨床癥狀，但在延緩或阻止病情進展方面無幫助。大容量肺灌洗采用大量的灌洗液對支氣管、細支氣管及肺泡進行灌洗，可以將大部分沉積于上述組織表面的細顆粒粉塵清除，甚至可以將肺間質內部分粉塵異物清除[6]。研究指出，一次大劑量肺灌洗能夠排出6～10 g粉塵，在肺灌洗的過程中，不但清除了肺泡及細支氣管表面的沉積附著異物，而且將炎性細胞、炎性因子及致纖維化因子清除，從而可以緩解臨床癥狀，改善通氣及換氣功能，延緩塵肺進展過程[7]。大容量肺灌洗排出了大量的粉塵物質，理論上會導致肺組織密度的減低，CT的成像原理即根據組織密度及厚度的差異形成組織對比，并根據病變組織與正常組織形態及密度的差異進行診斷和鑒別[8]。隨著CT容積掃描技術的發展，在形態學評價之外，CT還可以對肺容積指標及密度指標進行評價，從而反映肺功能。已有研究顯示CT肺功能測定可以反映肺通氣功能、彌散功能等，具有其他影像學檢查方法無法比擬的優勢[9]。以往研究對肺大容量灌洗治療前后肺功能影像學評價的報告較少，僅少量文獻指出肺灌洗術后肺組織平均CT值減低[10]。本研究通過對肺密度指標、容積指標的測定，間接的觀察了塵肺大容量灌洗治療前后肺功能的變化，結果顯示觀察組治療后肺容積指標Vex、Vin、Vex/Vin顯著降低，Vin-Vex顯著升高，肺密度指標MLDex、MLDin顯著降低，MLDex-MLDin顯著升高，較治療前明顯改善，且與同期對照組比較，差異也具有統計學意義，肯定了大容量肺灌洗治療對塵肺的治療效果。塵肺患者肺組織發生粉塵沉積、彌漫性纖維化、矽肺結節、胸膜增生硬化等，肺組織順應性降低，纖維組織牽拉導致肺容量降低，CT肺功能檢測容積指標出現相應變化，Vex、Vin、Vex/Vin顯著降低，Vin-Vex顯著升高，提示肺容積縮小，殘氣量增大，大容量灌洗后上述指標出現明顯改善，說明大容量灌洗后可以明顯改善肺容積指標，且本研究結果顯示肺容積指標Vex/Vin與肺功能指標RV/TLC存在正相關，Vin-Vex與FVC具有正相關，說明CT容積指標與肺功能檢測具有良好的一致性。通過對肺組織CT值的測量，可以直接的反映感興趣區內肺組織的密度，常用指標包括MLDex、MLDin及MLDex-MLDin等，塵肺患者肺組織內沉積了大量的粉塵顆粒而導致肺組織密度增大，大容量灌洗能夠將沉積于細支氣管、肺泡表面甚至肺間質內的粉塵顆粒排出，使肺組織的平均密度出現明顯的變化，本研究結果顯示，大容量肺灌洗后，塵肺患者肺密度指標MLDex、MLDin顯著降低，MLDex-MLDin顯著升高，且MLDex-MLDin與肺功能指標FEV1、FVC及FEV1/FVC呈正相關，RV/TLC呈負相關，說明CT能夠很好的評價塵肺患者大容量肺灌洗的療效，且與臨床肺功能檢查間存在良好的一致性。

綜上所述，在塵肺大容量肺灌洗療效的評價中，CT肺密度及肺容積比值具有較高的價值，且與肺功能檢測指標具有良好的一致性。

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Effect of lung density and lung volume ratio on the curative effect of large volume lung lavage in pneumoconiosis.

ZHANG Bai-lin,JI Xiang,LUO Jun,ZHANG Xiong,XU Cui-fang.Department of Radiology,Shenzhen Prevention and Treatment Center for Occupational Diseases,Shenzhen 518001,Guangdong,CHINA

ObjectiveTo investigate the effect of lung density and lung volume ratio on the curative effect of large volume lung lavage in pneumoconiosis.MethodsFifty cases of pneumoconiosis,who underwent the large volumelung lavage in hospital from January 2013 to January 2015,were selected as the observation group.Another 30 cases of pneumoconiosis,who received conservative treatment in the Department of Internal Medicine at the same time,were chosen as the control group.Before and after treatment,chest CT examination and pulmonary function test were performed, and the lung density index and lung volume index differences were measured and compared.The relationship between CT lung density and lung volume ratio and lung function index in the observation group was analyzed.ResultsAfter treatment,the end deep expiratory volume(Vex),end deep inspiratory volume(Vin),Vex/Vin,mean lung density at end deep expiratory phase(MLDex),mean lung density at end deep inspiratory phase(MLDin)were respectively(3.3±0.9)L, (4.9±0.8)L,(66.9±9.7)L,(731.6±38.6)HU and(803.1±33.6)HU in the observation group,which were significantly lower than those before treatment(P＜0.05).The Vex-Vin after treatment was(2.2±0.4)L,which was significantly higher than that before treatment(P＜0.05).The degree of improvement in those value after treatment in the observation group was significantly better than the control group(P＜0.05).After treatment,the forced expiratory volume in one second(FEV1),forced vital capacity(FVC),FEV1/FVC in the observation group were respectively(2.5±0.7)L, (3.2±0.7)L,(80.3±12.3)%,which were significantly higher than those before treatment(P＜0.05).The residual volume(RV),total lung capacity(TLC),RV/TLC in the observation group were respectively(2.6±0.7)L,(5.5±0.9)L, (40.5±8.2)%,which were significantly lower those before treatment(P＜0.05).The degree of improvement in those value after treatment in the observation group was significantly better than the control group(P＜0.05).The analysis showed that lung density index MLDex-MLDin had the positive corrections with pulmonary function index FEV1, FVC and FEV1/FVC(r=0.765,0.657,0.712,P＜0.05),while had the negative correlation with RV/TLC(r=-0.687,P＜0.05).The lung volume index Vex/Vin had a positive correlation with pulmonary function index RV/TLC(r=0.657,P＜0.05),and the Vin-Vex had a positive correlation with FVC(r=0.713,P＜0.05).ConclusionThe ratio of spiral CT lung density and lung volume has an important value in the evaluation of the curative effect of large volume lung lavage in pneumoconiosis.

Spiral CT;Lung volume;Lung density;Lung function;Pneumoconiosis

R135.2

A

1003—6350（2016）12—1915—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.12.007

2016-01-18)

2015年廣東省深圳市科技研發資金項目（編號：2015295）

張柏林。E-mail：13510834277@139.com