呼吸雙相定量CT對慢性阻塞性肺疾病臨床癥狀與肺功能評價

高燕莉， 李坤， 徐曉莉， 翟曉力， 逯勇， 黃克武

圖1 男，65歲。a) 吸氣相CT圖示雙側肺氣腫； b) 吸氣相CT肺密度定量，藍色區域為肺氣腫； c) 呼氣相CT圖示雙肺低密度區； d) 呼氣相CT肺密度定量，紅色區域為空氣潴留。

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種常見的以持續氣流受限為特征可預防和治療疾病，患者臨床癥狀和肺功能指標具有明顯異質性[1]。CT定量分析能夠提供肺部結構變化客觀數據，反映疾病異質性，成為近年來COPD研究熱點[2-5]。有關CT定量與肺功能相關性研究較多[5,6]，與臨床癥狀相關性研究較少，對于呼氣相CT與臨床癥狀關聯鮮有報道[7,8]，而呼氣相與吸氣相CT定量參數對于臨床癥狀與肺功能影響是否相似，尚有待探討。

材料與方法

1.患者資料

此前瞻性臨床研究獲得院人類研究倫理委員會許可(研究編號13-科-7)。每名受試者在參與本研究前均書面簽署知情同意書。2013年6月-2018年5月受試者由院呼吸科門診通過問卷及肺功能檢查篩選入組。參照慢性阻塞性肺疾病全球倡議(Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease,GOLD)中COPD診斷標準[1]年齡40～80歲；使用支氣管擴張劑后FEV1/ FVC比值<70%；具有與有害顆粒或氣體吸入相關持續性呼吸道癥狀包括咳嗽、咳痰、喘息和呼吸困難。排除標準：患者無法配合呼吸及屏氣；患有其它嚴重呼吸系統疾病，包括肺癌、肺結核、肺間質疾病等；患有嚴重心肝腎等疾病。所有患者處于COPD臨床穩定期。

2.CT掃描方案

使用64排CT掃描機(LightSpeed VCT,GE醫療)行全肺容積CT檢查。患者仰臥位，無需注射對比劑。CT檢查前行呼吸及屏氣訓練，掃描期間觀察患者胸腹壁起伏，確認達到最大吸氣及呼氣水平后進行掃描。掃描120 kV管電壓，50 mAs管電流，1.0螺距，280～350 mm顯示孔徑。重建采用1.25 mm層厚，1.25 mm間隔，標準算法。

3.CT定量分析

所有CT圖像采用GE ADW 4.5工作站后處理軟件(Thoracic-VCAR，GE醫療)進行定量分析。該軟件自動去除肺組織外其他結構包括氣管和大支氣管，必要時可手動編輯。測量肺氣腫指數(emphysema index,EI)、空氣潴留(air trapping,AT)、呼吸雙相平均肺密度(meanlung density,MLD)和全肺容積(totallungcapacity，TLC)。EI定義為吸氣相CT值低于-950 HU體素占全肺百分比；AT定義為呼氣相CT值低于-856 HU體素占全肺百分比(圖1)。

4. 癥狀問卷和肺功能檢查

CT檢查當日記錄患者一般資料并填寫慢性阻塞性肺疾病評估測試(copd assessment test,CAT) 。CAT問卷包括咳嗽、咳痰、胸悶、睡眠、精力、情緒、運動和日常活動8個問題，每個問題0～5分，總分值0～40。

每名患者在使用支氣管擴張劑后行CT及肺功能檢查，間隔不超過3h。肺功能據歐洲呼吸學會(ERS)/美國胸科學會(ATS)指南[9]通過肺容量測定和體積描記法(Jaeger Master Screen，VIASYS醫療保健，H?chberg，德國)進行評估。評估功能參數包括第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second,FEV1)、用力肺活量(forced vital capacity,FVC)、FEV1/FVC比值、FEV1占預計值百分比(forced expiratory volume in one second percent predicted,FEV1%)和殘氣量與肺總量比值(residual volume to total lung capacity ratio,RV/TLC)。

5.統計學分析

應用SPSS 21.0軟件進行統計學分析。采用Pearson直線相關分析患者CT定量參數與肺功能指標的相關性；采用Spearman等級相關分析CT定量參數與CAT評分相關性；分別以患者CAT評分及肺功能指標為因變量行多元線性回歸分析，納入自變量包括患者性別、年齡、體重指數、吸煙狀況、EI和AT等。將吸氣相和呼氣相CT中相關性較好EI和AT分別納入回歸方程，為避免共線性，呼吸雙相MLD和TLC未全部納入；因變量CAT評分和各肺功能指標符合正態性分布。P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.患者資料和癥狀評分以及肺功能指標(表1)。

表1 患者一般資料和癥狀評分以及肺功能指標

最終入選患者205例，男177例，女28例，平均年齡(65.26±6.91)歲。

2.CT定量參數與癥狀評分和肺功能指標相關性

CT肺密度參數與CAT評分均有顯著相關性，EI與CAT評分相關系數最高；容積參數TLC與CAT評分無顯著相關(表2)

表2 呼吸雙相CT肺密度定量與癥狀評分相關性分析

EI、AT、TLC與FEV1/FVC和FEV1%呈負相關，與RV/TLC呈正相關，MLD與FEV1/FVC和FEV1%呈正相關，與RV/TLC呈負相關，呼氣相MLD、TLC和AT與各項肺功能指標的相關系數分別高于吸氣相MLD、TLC和EI(表3)。

表3 呼吸雙相CT肺密度定量與肺功能的相關性分析

4.CT定量參數與癥狀評分多元線性回歸

以患者CAT評分為因變量，進行多元線性逐步回歸分析，納入自變量包括患者性別、年齡、體重指數、吸煙狀況、EI、AT和FEV1%。CAT評分主要影響因素為EI和吸煙包年。AT對患者癥狀評分影響無顯著性意義(表4)。

表4 COPD患者癥狀評分多元線性回歸

5.CT定量參數與肺功能指標多元線性回歸

以患者肺功能指標為因變量進行多元線性逐步回歸分析，納入自變量包括患者性別、年齡、體重指數、吸煙狀況、EI和AT。FEV1/FVC的主要影響因素依次為AT、EI和體重指數；FEV1%的主要影響因素依次為AT、EI、性別和體重指數；RV/TLC主要影響因素依次為AT、年齡和體重指數。根據標準化回歸系數(β值)，AT對患者各個肺功能指標的影響均>EI(表5)。

討 論

本研究對205例COPD患者行呼吸雙相CT肺密度和容積定量分析，通過CT定量參數與癥狀評分、肺功能指標相關和回歸分析發現吸氣相參數EI是癥狀評分獨立影響因素，而呼氣相較吸氣相定量參數對肺功能的影響更大，呼吸雙相CT可以更好地反映COPD患者臨床與肺功能狀況。

CAT是COPD常用的臨床問卷，從8個方面評價了患者臨床癥狀和生活質量。本研究CT肺密度參數與CAT評分均有顯著相關性，其中EI與CAT評分相關性最好，是CAT評分獨立影響因素。提示EI所反映肺過度膨脹和結構破壞對患者癥狀和生活質量影響較大。文獻按COPD癥狀輕重分組發現CAT評分較高組肺氣腫更嚴重[10]，與本研究結果相印證。在呼氣相指標中AT與癥狀評分顯著相關，但并非CAT獨立影響因素，推測可能由于AT所反映小氣道病變出現較早[11]，患者尚可耐受，長期小氣道阻塞使肺組織過度膨脹和破壞，形成肺氣腫，則導致明顯臨床癥狀。

本研究EI、AT、TLC與肺功能中流速指標FEV1/FVC和FEV1%呈負相關，與容量指標RV/TLC呈正相關，MLD則與FEV1/FVC和FEV1%呈正相關，與RV/TLC呈負相關。呼氣相CT定量參數與肺功能相關性均好于相應吸氣相參數，這也反映了COPD以呼氣功能障礙為主病理生理特點。AT是呼氣相CT肺密度定量的重要指標，主要反映小氣道的通氣障礙[12,13]，其中也包含了肺氣腫區域[14]。在以肺功能指標為因變量的多元線性回歸方程中，AT標準化回歸系數(β)的絕對值均>EI，說明AT對各項肺功能指標的貢獻均>EI。

在以肺功能指標為因變量多元線性回歸方程中決定系數R2=0.472～0.605，說明此方程可以較好地解釋肺功能的變化；以癥狀評分為因變量多元線性回歸方程中R2=0.128，說明EI和AT不能完全解釋患者癥狀變化，原因可能是EI和AT主要反映了肺組織破壞和小氣道病變，而慢性阻塞性肺疾病可表現為肺氣腫、支氣管炎或混合型，Ⅲ～Ⅵ級支氣管管徑和管壁厚度對患者癥狀也會造成影響，但不及肺氣腫顯著[15,16]。

本研究存在局限性：① 著重探討了CT肺密度與容積參數對COPD癥狀和肺功能的影響，氣道測量指標的影響尚有待后續研究進一步闡述；②AT主要反映小氣道病變，但也包含了肺氣腫區域，對此未進一步細分；③健康人群或吸煙非COPD者對照研究有待進一步探討。

綜上所述，呼吸雙相CT定量參數中吸氣相指標肺氣腫是患者癥狀獨立影響因素，而呼氣相CT肺密度和容積指標較吸氣相對肺功能影響更大，呼吸雙相CT定量可以更好地反映COPD患者臨床與肺功能狀況。