基于呼吸雙相CT定量參數早期診斷慢性阻塞性肺疾病

李吉超，秦舒婕，陳 林，王 雁

內江市中醫醫院放射科，四川 內江641000

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是以氣流阻塞和持續呼吸氣流受限為典型特征的慢性支氣管疾病和（或）肺氣腫，其致病危險因素眾多，發病率、病死率和致殘率高［1-2］。慢性咳嗽、咳痰、呼吸困難、胸悶、氣短是COPD的典型癥狀，大多數患者在出現該類急性或急性加重期癥狀時才來就診，不利于該病的早期控制治療和預后［3］。肺功能是當前診斷COPD的“金標準”［4］，但存在費時費力、需要患者較好配合、難以定位局部病灶等缺陷，難以滿足現有的臨床需求。探究彌補肺功能診斷缺陷，能在早期先于臨床癥狀之前發現COPD并進行診斷，對于患者早期確診和病情控制而言相當關鍵。近年來，計算機輔助CT定量分析因具有客觀性和全面性的優點被廣泛于慢性肺纖維化、COPD等肺部疾病的臨床診斷中，可較好地辨別肺氣腫、肺氣管病變和空氣潴留情況［5］，為COPD 等肺部疾病的早期診斷和治療提供了有利幫助。既往研究多集中于高分辨CT對COPD的臨床診斷，雖然對肺氣腫病變有較好的篩查作用，但對小氣道病變的診斷效果仍有待提高，且目前缺乏基于呼、吸雙向定量支氣管參數評價COPD的對比研究［6］。基于此，本研究探討COPD患者呼吸雙相CT定量參數特點以及CT定量參數對COPD的早期診斷價值，以期為該方案應用于COPD患者早期臨床診斷提供更多思路，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性選取2018年3月～2020年12月我院收治的112 例COPD 患者。納入標準：所有入組患者均符合COPD相關診斷標準［7］；依據《慢性阻塞性肺疾病防治全球倡議》（GOLD）［8］吸入支氣管擴張劑后第1秒用力呼氣容積與肺活量比值（FEV1/FVC）＜70%；呼吸雙相CT掃描影像學結果完整，臨床基線資料及肺功能等相關檢查結果完整；年齡＞18歲。排除標準：CT掃描圖像質量不佳，偽影明顯；胸部大范圍病變、胸廓畸形或有肺部切除術病史；支氣管哮喘、支氣管擴張癥、肺結核等其他疾病導致的通氣功能障礙；肺癌或其他惡性腫瘤疾病；心臟、肝臟、腎臟等重要器官功能不全者。

112例COPD患者中，男性87例，女性25例，年齡32～75（51.28±7.49）歲。其中79 例為現吸煙者，煙齡10.31±3.67年；既往吸煙史者18例，戒煙時間2.35±0.71年；無吸煙史者15例。112例患者一般資料及肺功能相關指標（表1）。

表1 COPD患者一般資料和肺功能指標Tab.1 General data and pulmonary function indicators of patients with COPD

1.2 肺功能檢查

于患者入院后咳嗽、呼吸困難等癥狀穩定后3 d行肺功能相關檢查，使患者保持坐位，采用體積掃描儀（Master lab，德國耶格）檢查患者肺功能，測量參數包括用力肺活量（FVC）、第1 秒用力呼氣容積（FEV1%）、FEV1/FVC；此外，給予200 μg沙丁胺醇吸入擴張支氣管15～20 min后再次測量FVC、FEV1%和FEV1/FVC。

1.3 呼吸雙相CT檢查

開始CT掃描前幫助患者進行吸氣、呼氣訓練，囑患者在掃描時依據指示在深吸氣末和深呼氣末屏氣，待患者掌握要領后保持仰臥位，雙手抱頭，以頭部先進的方式進入，采用多層螺旋CT 機（GE Medical Systems，LLC；型號：Discovery CT 750 HD）于深吸氣末由肺尖至肺底行全肺掃描，再于深呼氣末再次由肺尖至肺底行全肺掃描。設置管電壓為120 kV，螺距1.375，掃描層厚5 mm，薄層0.625 mm，FOV 35 mm，矩陣512×512。

1.4 圖像處理及CT定量分析

將上述采集到的CT掃描結果上傳至FACT-Digital lungTM數據分析平臺，由計算機軟件進行CT定量參數的分析和結果的獲取，分別記錄COPD患者呼吸氣相肺容積（LV）、平均肺密度（MLD）和肺氣腫指數（EI）。

1.5 統計學分析

采用SPSS22.0軟件進行統計學分析，符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示，組間比較行t檢驗；計數資料以n(%)表示，組間比較行χ2檢驗；采用Pearson相關分析檢驗CT定量參數與肺功能指標的相關性。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 COPD患者呼、吸相CT定量參數差異

COPD患者呼氣相LV小于吸氣相，MLD和EI大于吸氣相，差異有統計學意義（P＜0.05，表2）。

表2 COPD患者呼、吸相CT定量參數差異Tab.2 Differences in CT quantitative parameters of expiratory and inspiratory phases in patients with COPD(Mean±SD)

2.2 COPD患者呼氣相CT定量參數與肺功能相關性

呼氣相LV與FVC無相關性（P＞0.05），與FEV1%和FEV1/FVC 呈負相關關系（P＜0.05），MLD 與FVC、FEV1%和FEV1/FVC均呈正相關關系（P＜0.05），EI 與FVC、FEV1%和FEV1/FVC均呈負相關關系（P＜0.05，表3）。

表3 COPD患者呼氣相CT定量參數與肺功能相關性Tab.3 Correlation between CT quantitative parameters of expiratory phase and pulmonary function in patients with COPD

2.3 COPD患者吸氣相CT定量參數與肺功能相關性

吸氣相LV 與FVC 呈正相關關系，與FEV1%和FEV1/FVC呈負相關關系（P＜0.05），MLD與FVC呈負相關關系，與FEV1%和FEV1/FVC呈正相關關系（P＜0.05），EI與FVC、FEV1%和FEV1/FVC均呈負相關關系（P＜0.05，表4）。

表4 COPD患者吸氣相CT定量參數與肺功能相關性Tab.4 Correlation between CT quantitative parameters of inspiratory phase and pulmonary function in patients with COPD

2.4 典型圖像分析

COPD患者典型CT圖像示：雙肺紋理增多、模糊，走形迂曲，肺透光度增大，雙肺散在條片狀及結節狀高度影，邊界清楚，結節橫徑2～5 mm，雙側胸膜增厚粘連（圖1）。

圖1 53歲男性COPD患者的CT圖像Fig.1 CT images of a 53-year-old male patient with COPD

3 討論

COPD患者具有異質性強、臨床表現不典型等特征，早期診斷較為困難，多數患者往往出現癥狀時才就診，而此時肺功能損傷程度多超過30%，嚴重影響患者生存質量，增加治療成本［9］。現階段臨床仍將肺功能檢測結果作為COPD患者分級的“金標準”，但對于部分配合度較差無法完成該項檢查的患者缺乏較好的診斷方式，且該方案還存在難以區分小氣道病變和肺氣腫的缺陷，對于病灶部位的精準定位能力較差［10］。CT掃描則可較好的彌補肺功能檢查的缺陷，可通過直接掃描肺氣腫、氣體潴留、氣道壁變化判斷有無肺實質病變，且操作便捷，結果更主觀可靠，現已成為COPD患者臨床診斷和重要手段之一［11-12］。

基于呼吸雙相CT掃描是全面反映COPD患者肺部病變程度的有效方式，單純吸氣相CT定量參數對于患者肺部形態學細微變化的捕捉能力一般［13］，此時可用呼氣相CT定量參數進行輔助，呼氣相CT掃描對于氣流阻滯、氣體潴留引起的肺部變化的特異性識別作用，二者相結合，可全面地反映COPD患者肺功能情況［14］。既往研究證實呼吸雙相CT定量指標與肺功能常規指標FVC、FEV1以及FEV1/FVC擁有較好的相關性，可輔助診斷COPD患者的病情進展［15］。基于此，本次研究通過對比112例COPD患者肺功能指標以及呼吸雙相CT定量參數指標之間的關系，探討基于呼吸雙相CT定量掃描對于COPD患者早期臨床診斷的價值。

本研究結果顯示，COPD患者呼吸雙向CT定量參數與肺功能指標高度相關，監測呼吸氣相LV、MLD、EI等參數有助于COPD的早期診斷，這也與既往研究［16］結果基本一致。呼吸雙相CT定量參數LV是準確性、客觀性均較好的CT測量指標［17］，監測COPD患者呼吸雙相LV可減少因呼吸道內氣體密度對測量結果的影響，并通過CT掃描數據多平面重建減少誤差，提高診斷結果的精準度［18］。MLD是由肺部氣體、組織和血液按照一定比例計算出來的，可用于量化肺部氣體潴留程度和潴留范圍，客觀反映肺功能的指標，對于小氣道病變有較好的識別作用［19］。EI是反映肺部氣流受限程度和評價換氣功能的關鍵指標之一，當COPD患者肺泡內血流灌注下降，肺泡表面積較少，氣流受限或肺泡組織內出現炎癥或纖維化時，EI指數可發生明顯改變［20］，監測呼吸雙向EI參數可直觀表現出患者呼吸氣流情況。本研究結果中呼吸雙向CT掃描定量參數LV、MLD和EI與肺功能指標具有相關性，說明通過CT掃描量化肺部充氣情況、肺部氣體潴留水平和肺泡氣體交換作用，可用于監測COPD患者早期肺部病理變化，反映患者肺功能受損程度和小氣道病變情況［21］，是早期評價肺功能和鑒別COPD進展的有效手段。這也提示臨床可加強對呼吸雙向CT定量參數的持續監測，以在早期篩查和防治COPD患者小氣道疾病，指導臨床進行個性化治療。

綜上所述，呼吸雙相CT定量參數能夠對肺功能進行定量、定位分析，可在早期了解和評估COPD患者的疾病進程，臨床應用前景廣闊。