輕度二氧化碳潴留慢性阻塞性肺疾病肺功能和CT 的特征

魏 霞 于 楠 米九運 任京婷 丁 琦 高延忠 齊 敏 郭佑民

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是發(fā)病率、病死率居高不下的慢性病，肺功能檢查是目前反映持續(xù)存在并呈進行性進展的氣流受限的客觀依據(jù)［1-6］。多層螺旋CT（multi-slice spiral CT，MSCT）容積掃描及薄層重建技術(shù)，使肺及氣道成像極其接近解剖形態(tài)學(xué)，可反映其病理形態(tài)改變，而形態(tài)學(xué)改變可以判斷功能變化［7-8］。伴有CO2潴留的COPD 是特定人群，意味著肺通氣功能代償?shù)綐O限，出現(xiàn)活動耐力下降，頻繁急性加重和頻繁住院［9-10］。本文旨在探討輕度CO2潴留的肺功能和影像學(xué)特征，即PaCO2（45 ～50 mmHg）的急性加重的COPD，尋找監(jiān)測指標，為治療提供參考。

材料與方法

一、臨床資料

選擇2014 年10 月至2017 年9 月西安市第九醫(yī)院呼吸內(nèi)科符合COPD GOLD 診斷標準（吸人支氣管舒張劑后FEV1／FVC＜70%）的住院患者作為觀察對象，納入147 例AECOPD 患者，根據(jù)入院后未使用呼吸機時第一次動脈血氣分析的PaCO2結(jié)果分為3 組。輕度CO2潴留組48 例（PaCO2＝45～50 mmHg），以下簡稱輕度潴留組；非CO2潴留組61 例（PaCO2在正常參考值高限區(qū)域，即40～44.99），剔除了PaCO2＝35 ～40 以排除肺功能代償能力好的COPD 患者對研究的干擾，以下簡稱非潴留組；Ⅱ型呼吸衰竭組38 例（PaCO2＞50 mmHg），以下簡稱呼衰組。排除標準：（1）40 歲以下；（2）孕婦；（3）合并其他肺病如肺癌、肺炎等；（4）既往肺部手術(shù)史；（5）無法配合肺功能檢查者。

二、研究方法

1.人口學(xué)和臨床資料：收集包括性別、年齡、吸煙狀況、居住地、體質(zhì)指數(shù)等資料，入院即對患者進行COPD 評估測試（COPD Assessment Test，CAT），由患者自主完成。動脈血氣分析在入院第1 天完成，由全自動血氣分析儀（RADIOMETER ABL800，Copenhagen，Denmark）測定，質(zhì)控按檢驗標準執(zhí)行。

2.肺功能檢查：患者無喘息癥狀時用肺功能儀檢測，進行肺通氣功能、支氣管舒張試驗、一口氣彌散法測量彌散功能、及脈沖振蕩阻力測定，符合質(zhì)控要求［11-12］，包括第1 s 鐘用力呼氣容積占用力肺活量比率（FEV1／FVC）、第1 s 鐘用力呼氣容積占預(yù)計值比率（FEV1%pred）、用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）、一氧化碳彌散量與肺泡通氣量比率（DLCO／VC）、殘氣量與肺總量的比率（RV／TLC）、呼氣中期流速（MMEF）、分鐘最大通氣量（MVV），見表1。

3.64 排容積CT 檢查：使用64 排容積CT 于仰臥位吸氣末屏氣進行掃描，掃描參數(shù)為：管電壓為120 kV，管電流由自動調(diào)節(jié)，曝光時間為0.5 秒，矩陣尺寸為512×512 像素。使用標準內(nèi)核算法連續(xù)重建圖像，層厚為1 mm（重疊為0.625 mm）。影像測量軟件由“數(shù)字肺”平臺軟件（陜西渭南神州德信醫(yī)學(xué)成像技術(shù)有限公司，F(xiàn)ACT-Lung 1.2.0版）自動分析記錄以下參數(shù)：各葉第4 ～9 代支氣管壁面積百分比（支氣管壁橫截面積占支氣管橫截面積的比例，%WA），肺氣腫指數(shù)指CT 值小于-950 Hu 的低密度區(qū)域占肺體積的比例（LAA%-950），肺組織CT值分布頻率圖中第15 百分位點所對應(yīng)的CT 值（PD15），平均肺氣腫密度是CT 值小于-950 Hu 的低密度區(qū)域的平均密度（mean emphysema density，MED）［13-15］。

三、統(tǒng)計學(xué)方法

利用SPSS 19.0 軟件統(tǒng)計分析，計量資料用均數(shù)±標準差表示；3 組間肺功能及影像參數(shù)比較用ANOVA 方法；LSD 方法進行組間兩兩比較；PaCO2與肺功能和影像學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析用Spearman 檢驗。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

一、三組患者的人口學(xué)及臨床基線資料

輕度潴留組、非潴留組和呼衰組吸煙量分別是（40.34±22.73）包／年，（45.98±23.72）包／年和（40.51±20.15）包／年，男性分別為52 例（85.2%）、44 例（91.7%）和37 例（97.4%），年齡分別是（67.8±9.69）歲，（66.71±10.09）歲和（63.53±8.32）歲，CAT評分分別是17.95±8.11，19.88±7.12 和18.95±7.52，體重指數(shù)分別是22.84±3.78，23.08±3.58 和22.85±3.7，以上均無統(tǒng)計學(xué)差異（P ＞0.05）。動脈血氣PaCO2分別是（41.98±1.4）mmHg、（46.94±1.66）mmHg、（64.16±17.28）mmHg 有統(tǒng)計學(xué)差異（P ＜0.05），PaO2分別是（76.66±16）mmHg、（74.46±18.26）mmHg、（71.45±32.24）mmHg，無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。

二、三組的肺功能特點及組間比較結(jié)果

輕度潴留組、非潴留組和呼衰組在肺功能指標FEV1%pred、FVC%pred、FEV1／FVC、MMEF、MVV%pred 和RV／TLC 存在統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05），DLCO／VA 未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。兩組間比較顯示，輕度潴留組與呼吸衰竭組存在明顯統(tǒng)計學(xué)差異；非潴留組與呼吸衰竭組也存在明顯差異。輕度潴留組與非潴留組未發(fā)現(xiàn)差異（P＞0.05），見表1、圖1。

三、三組患者的影像學(xué)特點和組間比較結(jié)果

輕度潴留組、非潴留組和呼衰組在肺氣腫量化指標PD15 和MED（全肺、左右肺和肺葉）存在顯著性統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.05）；兩組間比較顯示，輕度潴留組與呼吸衰竭組存在明顯差異；非潴留組與呼吸衰竭組也存在明顯差異；輕度潴留組與非潴留組未發(fā)現(xiàn)差異（P＞0.05）。%LAA-950 和%WA 在三組及組間比較未發(fā)現(xiàn)差異（P＞0.05），見表1、圖2。

圖2 1-A 和1-B 顯示CO2 未潴留組、輕度潴留組和呼衰組在肺功能參數(shù)MVV%pred、FEV1%pred、FEV1／FVC、MMEF%pred、RV／TLC 和DLCO／VA 組間比較差異，NS 表示無統(tǒng)計學(xué)差異；*表示有統(tǒng)計學(xué)差異，P＜0.05；**表示有統(tǒng)計學(xué)差異，P＜0.01；***表示有統(tǒng)計學(xué)差異，P＜0.001

四、CO2 潴留與肺功能和影像參數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果

86 例CO2潴留的AECOPD 的PaCO2值與肺功能參數(shù)MVV%pred、FEV1%pred、FVC%pred、FEV1／FVC、MMEF 存在中度負相關(guān)性（P ＜0.05），與FEV1%pred 和FVC%pred 相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)分別是-0.536 和-0.576。與PD15 及MED（包括全肺、左肺、右肺和各葉肺）存在弱的負相關(guān)，與全肺Perc15 和全肺MED 相關(guān)系數(shù)分別是-0.325 和-0.333（P＜0.05），見表2。

討 論

COPD 是異質(zhì)性疾病，在病理，生物學(xué)、CT 表現(xiàn)、臨床進展及預(yù)后都存在明顯的差異。表型是目前研究熱點，指具有1 種或幾種特征的患者并與預(yù)后相關(guān)，表型分類是為了更好的決策治療［16-21］。GOLD 對COPD 人群分為A、B、C、D 群，西班牙指南率先制定了基于表型的診療方案［22-23］。分層分類別的研究推動了COPD 診治，合并CO2潴留甚至Ⅱ型呼吸衰竭的COPD 占據(jù)了大量的醫(yī)療資源，我國指南對PaCO2超過45 mmHg 的AECOPD 推薦使用無創(chuàng)通氣治療，但對其病理解剖和肺功能損害基礎(chǔ)并不完全清楚［24-25］。

輕度潴留的COPD 無論在肺功能特點還是影像學(xué)特點上，均與非潴留組相似，并與呼吸衰竭組明顯不同，呼吸衰竭組的肺功能及CT 參數(shù)顯示功能和結(jié)構(gòu)的損害更嚴重。當處理PaCO2＝45 ～50 mmHg的AECOPD 時，應(yīng)個體化分析PaCO2代表的臨床意義，因急性加重期痰液阻塞氣道、氣道痙攣等可逆因素的存在，部分患者會出現(xiàn)一過性通氣障礙加重，表現(xiàn)為CO2潴留超過正常范圍，可逆性誘因去除后PaCO2可能恢復(fù)到正常。 但是，處理PaCO2＞50 mmHg 的COPD，基于更嚴重的解剖病理損害和更差的肺代償功能，不能一味用感染和氣道痙攣來解釋CO2潴留，在選擇輔助通氣方面可能需要更果斷。

表1 三組肺氣腫參數(shù)Perc15 和MED 的ANOVA 分析及組間結(jié)果比較

表2 動脈CO2 分壓與肺功能影像參數(shù)spearman 相關(guān)性分析

動脈血氣PaCO2是瞬間的物理溶解在動脈血液中CO2分壓值，受諸多因素影響變化較大，且有創(chuàng)檢查難以頻繁復(fù)查。反應(yīng)氣流受限的肺功能檢查指標均與PaCO2有中度負相關(guān)，說明氣流受限的程度與CO2潴留的程度相關(guān)，F(xiàn)EV1%pred 和FVC%pred 能較好地判斷CO2潴留的程度。

輕度PaCO2潴留組、非潴留組與呼衰組，LAA%-950 沒有差別，即肺氣腫范圍相似，PD15 反映的是連續(xù)分布的肺密度在15%位點的特定的像素值，而MED 反映的是小于-950HU 的低密度區(qū)域的平均肺密度值，這兩個參數(shù)都反映了肺氣腫的程度。研究顯示呼衰組肺氣腫程度更重，即肺實質(zhì)破壞程度更重。LAA%-950 是與肺功能和病理損害相關(guān)性較好的指標，但LAA%-950 一致的情況下，肺氣腫區(qū)域內(nèi)病變嚴重程度可能對呼吸功能的影響是不同的，PD15 和MED 在區(qū)分病理損害程度，判斷病理生理功能方面具有與LAA%-950 不同的作用。文獻提示在縱向觀察和組間比較時PD15 是代表肺氣腫的良好指標，在輕度CO2潴留的COPD，縱向動態(tài)觀察可能對病情進展的判斷有意義。肺氣腫參數(shù)與CO2潴留的關(guān)系還需更多的樣本和研究來驗證。

綜上所述，輕度CO2潴留的COPD 人群需要臨床關(guān)注，它的肺結(jié)構(gòu)和功能特征與PaCO2＝40 ～44.9 mmHg 的COPD 相似，Ⅱ型呼吸衰竭COPD 具有更嚴重的病理和肺功能基礎(chǔ)損害。在CO2輕度潴留向Ⅱ型呼吸衰竭進展過程中，F(xiàn)EV1%pred 和FVC%pred 等肺功能指標聯(lián)合PD15、MED 從功能和結(jié)構(gòu)上能更好地反映病情。