定量CT 參數評價COPD 疾病嚴重程度的研究

王挺年

溫嶺市中醫院放射科，浙江溫嶺 317500

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是臨床常見呼吸系統疾病，病理改變主要為氣道、肺實質、肺血管等發生慢性氣道炎癥及肺氣腫，以氣流不完全受限為主要特征，從而導致氣道堵塞、呼吸功能障礙、肺功能降低，并引起一系列相關癥狀，具有進行性進展、持續性存在的特點[1,2]。流行病學調查結果顯示，COPD 在全球范圍內都是一項具有挑戰性的公共衛生問題，其患病率、致殘率、致死率均居高不下[3]。在我國，40歲以上人群中COPD 發病率高達8.6%[4]，成為僅次于高血壓、糖尿病的第三大常見慢性病，其中近30%的人群在臨床確診時尚未表現出臨床癥狀，嚴重者可導致心力衰竭、呼吸衰竭等并發癥，威脅患者的生命安全，因此盡早診斷并給予及時有效的治療對提高治愈率、改善患者預后具有重要意義。肺功能檢查通常作為診斷COPD 的金標準，但COPD 的疾病進程與臨床表現不完全相符，僅依靠肺功能檢查只能反映氣流受限的情況，無法明確潛在的肺部病理變化，影響疾病的早期診斷。因此應用其他檢查工具及方法明確疾病的異質性，對疾病的早期診斷和治療至關重要。臨床上常用的診斷方法主要有X線和CT，X 線圖像分辨率低，不能細致反映肺紋理、肺小血管的情況，臨床應用受到極大限制，而CT 可多方位、多平面掃描，圖像分辨率高，能夠檢出更加細微的病變[5-7]。本研究擬探究定量CT 參數在COPD 嚴重程度中的預測價值，現將結果報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019 年2 月至2021 年2 月于溫嶺市中醫院就診并確診為COPD 的患者205 例。納入標準：①符合《慢性阻塞性肺疾病診治指南（2013 年修訂版）》[8]中COPD 的診斷標準；②使用支氣管擴張劑后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）＜70%；③無胸廓畸形、肺炎、哮喘、胸腔積液及其他肺部器質性病變；④臨床影像資料完整。排除標準：①合并有肺炎、惡性腫瘤、血液系統疾病、肝腎功能障礙等；② 6 周內出現COPD 急性加重；③長期服用激素；④患有精神疾病、認知功能障礙等難以配合完成研究者；⑤既往有胸部手術史者。納入患者中男165 例，女40 例，年齡43～82 歲，平均（61.3±9.7）歲。依據全球慢性阻塞性肺疾病防治倡議（global initiative for chronic obstructive lung disease，GOLD）標準[9]對COPD 進行分期：根據患者應用支氣管舒張劑后FEV1/FVC、FEV1占預計值百分比（FEV1%）進行分級，Ⅰ期（輕度）：FEV1/FVC＜70%，FEV1%≥80%；Ⅱ期（中度）：FEV1/FVC＜70%，50%≤FEV1%＜80%；Ⅲ期（重度）：FEV1/FVC＜70%，30%≤FEV1%＜50%；Ⅳ期（極重度）：FEV1/FVC＜70%，FEV1%＜30%，或＜50%，同時伴有慢性呼吸衰竭。其中Ⅰ期65 例（31.71%），Ⅱ期76 例（37.07%），Ⅲ期54 例（26.34%），Ⅳ期10 例（4.88%）。本研究經溫嶺市中醫院倫理委員會批準（批件號：20190102003）。患者及家屬均知情并簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 胸部CT 檢查 采用荷蘭Philips 16 排螺旋CT掃描儀進行胸部CT 掃描。在檢查前對患者進行呼吸訓練，囑患者在最大吸氣末屏住呼吸。患者仰臥位，雙手上舉至頭頂，從頭部開始進行掃描。CT 掃描參數設置：采用自動管電流技術，管電壓120kV，管電流250mA，掃描準直128×0.625，旋轉時間0.5s，螺距0.915，層厚5mm，層間距5mm，矩陣1024×1024，在患者吸氣末屏住呼吸時進行全肺掃描。圖像重建：獲得全肺掃描數據后，采用Lung Enhanced 算法，將所有掃描數據上傳至圖像后處理工作站肺密度分析軟件進行數據分析處理。設定CT 值低于-950Hu 為低衰減區（low attenuation area，LAA），通過軟件分析自動得出LAA 所占體積比例。

1.2.2 肺功能檢查 所有患者胸部CT 檢查后1 周內進行肺功能檢查。采用德國JAEGER 公司生產的MasterScreen 肺功能檢查儀進行檢查。患者端坐位，夾閉鼻腔，雙手壓住腮幫，口中咬緊塑料口器。整個操作過程由醫生根據相應檢測操作規范進行[10]。

1.3 觀察指標

詳細記錄不同分期患者胸部CT 掃描氣道參數：管腔面積（lumen area，LA）、管壁面積百分比（percentage of wall area，WA%）、管壁厚度與體表面積比值（ratio of tube wall thickness to body surface area，T/BSA）、管壁厚度與直徑比值（thickness to diameter ratio，TDR）；肺實質衰減參數：肺葉低衰減區占整個肺體積的百分比（percentage of total lung area occupied by low attenuation area，LAA%）、肺氣腫指數（emphysema index，EI）、空氣潴留指數（air retention index，ATI）；肺功能指標：FEV1%、FEV1/FVC，其中FEV1預計值為實測FEV1值與計算量所得的FEV1的比例。

1.4 統計學方法

采用SPSS 21.0 統計軟件對數據進行分析處理。所有數據均進行正態性檢驗，計量資料采用均數±標準差（）表示；采用Pearson 相關性分析探討定量CT 參數與肺功能指標的相關性。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同分期患者的CT 及肺功能參數比較

不同分期患者的年齡比較差異無統計學意義（P＞0.05）；隨著COPD 嚴重程度的增加，體質量指數（body mass index，BMI）、FEV1%、FEV1/FVC、LA 逐漸降低（P＜0.05），WA%、T/BSA、TDR、LAA%、EI、ATI 逐漸增加（P＜0.05），見表1。

表1 不同分期患者的CT 及肺功能參數比較（）

表1 不同分期患者的CT 及肺功能參數比較（）

2.2 定量CT 氣道參數與肺功能指標的相關性分析

Pearson 相關性分析結果顯示，FEV1%與WA%、TDR 均呈負相關（P＜0.05），FEV1/FVC 與WA%、TDR 均呈正相關（P＜0.05），見表2。

表2 定量CT 氣道參數與肺功能指標的相關性分析

2.3 定量CT肺實質衰減參數與肺功能指標的相關性分析

Pearson 相關性分析結果顯示，FEV1%、FEV1/FVC 與LAA%、EI、ATI 均呈負相關（P＜0.05），見表3。

表3 定量CT 肺實質衰減參數與肺功能指標的相關性分析

3 討論

目前，肺功能檢查仍作為COPD 診斷的金標準，但由于肺功能檢查無法檢出COPD 早期病變，不能定量評估不同病變區域分布情況及潛在的肺部病理變化，同時部分COPD 患者病情嚴重，在進行肺功能檢查時存在一定安全隱患和感染風險，臨床實施較為困難[11,12]。因此，采用合理、有效的檢查方法對COPD 患者早期診斷及治療顯得尤為重要。

肺功能檢查作為傳統的COPD 診斷方法有諸多不足之處。一方面，肺功能檢查靈敏度低，只有當肺功能損失超過30%時才會出現相應體征，因此無法早期診斷輕微肺功能損傷患者；另一方面，不同肺葉的病變可影響肺功能檢查結果，如果病變位于肺上葉，肺功能檢查結果可能顯示正常[13]，且肺功能檢查反映的是檢查時肺臟整體功能情況，無法判斷單側或局部肺臟功能情況。隨著現代醫學影像學技術的不斷發展，CT 成為呼吸系統疾病的重要檢查方法。高分辨率 CT（highresolution CT，HRCT）的問世，大大縮短檢查過程中屏氣時間，大幅降低呼吸運動對檢查結果的影響，使得肺實質破壞的肺部影像更加清晰，從而可更早發現肺實質病變。同時，胸部CT 定量技術可有效測量肺氣腫范圍、氣道壁厚度及小氣道病變的相關氣體潴留，能對COPD 氣體受限做出客觀評估[14]。

本研究結果顯示，WA%、TDR、LAA%、EI、ATI 可用于預測FEV1%、FEV1/FVC。氣道參數指標與肺功能指標不是線性相關，而是隨著COPD 疾病的嚴重程度發生相應變化。研究指出，COPD 患者隨著疾病進展，肺通氣、換氣功能下降，支氣管壁、面積、肺泡等均發生結構改變，通過CT 掃描可做出一定判定[15]。高小燕等[16]研究指出，COPD 患者隨著病程延長，支氣管管腔縮小、支氣管管壁面積和厚度發生改變，臨床中通過CT 掃描測量數據可進行判定，且支氣管CT 影像表現嚴重程度與患者肺功能、疾病嚴重程度密切相關。本研究中，FEV1%、FEV1/FVC 隨著COPD 病情的加重而逐漸降低，說明隨著病情加重，肺功能逐漸降低。本研究結果顯示，FEV1%與WA%、TDR 呈負相關，FEV1/FVC 與WA%、TDR 呈正相關，FEV1%、FEV1/FVC 與LAA%、EI、ATI 均呈負相關，說明COPD 患者的近端氣道結構發生改變，WA%、TDR、LAA%、EI、ATI 均可作為評估COPD 嚴重程度的指標。隨著COPD 患者病情的加重，呼吸循環系統負荷增加，引發肺氣腫等肺部疾病，導致肺通氣血流比例失衡，引起氣道壁水腫加重，繼而出現WA%、TDR 改變[17]。隨著COPD 患者病情的加重，呼吸性細支氣管出現病理性擴張，氣流限制增加，肺泡壁遭到破壞，肺氣腫加重，加劇肺實質破壞程度，進而使得LAA%、EI、ATI 參數發生改變[18,19]。

綜上所述，定量CT 參數中WA%、TDR、LAA%、EI、ATI 均可作為評估COPD 嚴重程度的指標，通過評估肺實質衰減參數、氣道參數，可有效判斷COPD的嚴重程度，為臨床COPD 的早期診斷及治療提供有利依據。