定量CT聯(lián)合超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)不同程度肺動(dòng)脈高壓慢阻肺患者小氣道病變

戴鋼 鄧克學(xué) 胡瑞雪

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是常見的慢性氣道炎癥性疾病，其發(fā)生率日益增高，患者可反復(fù)急性加重，嚴(yán)重者需入院治療[1]。合并肺動(dòng)脈高壓(Pulmonary hypertension， PH)的COPD患者往往預(yù)后相對(duì)不佳。雖然臨床診斷肺動(dòng)脈高壓的金標(biāo)準(zhǔn)是右心導(dǎo)管術(shù)，但是它是一種侵入性檢查方法并有一定的禁忌證和并發(fā)癥。現(xiàn)在臨床通常使用超聲心動(dòng)圖檢查替代，研究表明超聲心動(dòng)圖可用于肺動(dòng)脈壓測(cè)量，并與右心導(dǎo)管術(shù)得出結(jié)果有高度一致性[2-3]。 近年來，一些研究采用肺部CT的氣道測(cè)量分析技術(shù)，了解氣道壁重塑情況，CT圖像數(shù)據(jù)分析可量化與該疾病直接相關(guān)的兩個(gè)主要因素，包括肺氣腫程度以及小氣道壁增厚、阻塞程度，即炎性粘液滲出物在氣道腔內(nèi)積聚導(dǎo)致氣道壁增厚，氣道管腔狹窄[4]。慢阻肺患者肺動(dòng)脈壓力的變化和肺氣腫影像學(xué)變化的關(guān)系，尚缺乏研究。本研究探討不同程度肺動(dòng)脈收縮壓慢阻肺患者肺部影像學(xué)參數(shù)改變情況及其評(píng)估患者病情嚴(yán)重程度的能力。

資料與方法

一、臨床資料

收集中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院2019年3月—2021年12月因COPD急性加重住院患者的臨床資料，經(jīng)過篩選納入共計(jì)84例患者，其中男性71例(84.5%)，女性13例(15.5%)，年齡49～89歲，平均年齡(74.94±8.87)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)確診慢阻肺的住院患者。呼吸科醫(yī)生根據(jù)特異臨床表現(xiàn)及癥狀診斷及輔助檢查確診為慢阻肺急性發(fā)作入院患者(使用支氣管擴(kuò)張劑后FEV1/FVC比值小于70%的患者)；(2)有完整臨床資料、影像學(xué)資料(完整胸部CT掃描數(shù)據(jù)并有0.625mm薄層處理圖像)；(3) 有完整心超檢查結(jié)果。

排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)CT圖像偽影較重或者質(zhì)量差影響測(cè)量的；(2)排除患有嚴(yán)重感染、胸腔積液、結(jié)核、腫瘤、肺栓塞、肺間質(zhì)性疾病支氣管哮喘等影響肺功能疾病的；(3)有肺部及縱隔腫瘤手術(shù)病史的。(4)超聲心動(dòng)圖顯示有二尖瓣瓣膜疾病及左心房室疾病的。

本研究經(jīng)過我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(編號(hào)：2022-RE-076)

二、影像學(xué)資料

1 超聲心動(dòng)圖數(shù)據(jù)收集及分組 肺動(dòng)脈壓力數(shù)據(jù)為患者病歷資料中有關(guān)超聲心動(dòng)圖檢查數(shù)據(jù)報(bào)告。檢查使用的心超機(jī)器型號(hào)是Philips EPIQ 7C、Philips iE33，測(cè)量收縮期三尖瓣肺動(dòng)脈的收縮壓(圖1A)并根據(jù)壓力值進(jìn)行分組[5]：正常(<30 mmHg)、輕度sPAP(30～50 mmHg)、中度sPAP(51～70 mmHg)、重度sPAP(>70 mmHg)，由于COPD患者大部分年紀(jì)較大，正常組患者sPAP壓力值都將達(dá)到診斷輕度患者的臨界值，因此將所收集患者資料根據(jù)心超測(cè)量數(shù)據(jù)分為兩組，其中A組為正常及輕度sPAP組，B組為中重度sPAP組。

2 胸部CT掃描方法及數(shù)據(jù)分析 掃描使用機(jī)器為美國GE公司Discovery CT，所有患者經(jīng)過吸氣屏氣進(jìn)行掃描，掃描范圍包含整個(gè)肺野，并重建薄層0.625mm數(shù)據(jù)，傳輸至AW4.7工作站進(jìn)行分析及醫(yī)院PACS系統(tǒng)保存。

數(shù)據(jù)處理分析使用的軟件為GE工作站中的 Thoracic VCAR分析軟件(圖1B、1C)，軟件進(jìn)入后會(huì)自動(dòng)生成肺部CT衰減閾值范圍(由-1024HU至 -300HU)，我們?cè)O(shè)定肺部CT值低于(-950HU)的范圍為肺氣腫區(qū)域，其體積用LAA%表示，分別記錄左、右肺及全肺LAA%值。然后選取肺部四個(gè)支氣管，分別為左肺上葉尖后段(LB1)、右肺上葉尖端(RB1)、左肺下葉后基底段(LB10)、右肺下葉后基底段(RB10) 。Diaz A A等人也采用了這個(gè)測(cè)量方案[6]，其主要原因是因?yàn)檫@幾個(gè)段支氣管它與CT掃描平面大體垂直，相對(duì)方便測(cè)量及計(jì)算[7]。分別取各段支氣管中間位置選取感興趣區(qū)(ROI)，由于百分比計(jì)數(shù)可以讓每個(gè)患者標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一，分別由一位放射科醫(yī)生及一位呼吸科醫(yī)生采用雙盲法測(cè)量支氣管管壁面積百分比(WA%)及氣管壁的厚度與管腔直徑的百分比(WT/D)并記錄各組數(shù)據(jù)，在遇見意見不一時(shí)請(qǐng)示第3位醫(yī)生進(jìn)行討論決定最終結(jié)果，最后計(jì)算兩組數(shù)據(jù)平均值作為最終結(jié)果。

圖1 A：超聲心動(dòng)圖測(cè)量收縮期三尖瓣肺動(dòng)脈的收縮壓； B，C：GE工作站中的 Thoracic VCAR分析軟件分析結(jié)果，B：COPD患者支氣管壁厚度及管腔直徑的百分比測(cè)量，C：藍(lán)色區(qū)域代表CT值低于-950 HU肺氣腫范圍。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

一、臨床資料結(jié)果(表1)

表1 A組與B組患者一般臨床資料結(jié)果

A組年齡較B組低[(72.52±9.52)歲vs(77.36±7.52)歲，P=0.012]，在一年內(nèi)急性加重次數(shù)兩者有明顯差異，B組大于3次的人數(shù)較多(18vs9，P=0.035)，B組D-二聚體水平高于正常及輕度組(P=0.018)。兩組患者在性別、BMI、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、中性粒細(xì)胞百分比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

二、兩組患者影像學(xué)參數(shù)分析

1 超聲心動(dòng)圖檢查 兩組患者超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果顯示，肺動(dòng)脈壓力數(shù)據(jù)兩組之間有明顯差異，B組sPAP 水平明顯高于A組，兩組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。

2 CT測(cè)量參數(shù) 兩組CT測(cè)量參數(shù)分析顯示，兩組患者的多項(xiàng)CT參數(shù)之間有明顯差異。B組的RB1 WA%、RB1 WT/D、 LB1 WA%、LB1 WT/D值均較對(duì)側(cè)增加(P<0.001)，B組RB10 WA%、RB10 WT/D、LB10 WA%、LB10 WT/D值也較另一組增大(P<0.05)。B組的R-LAA%、L-LAA%、全肺LAA%較另一組升高(P<0.001)。總吸氣量兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.684)(見表2)。

表2 A組與B組患定量CT資料分析結(jié)果

討 論

小氣道病變是慢阻肺的重要病理變化之一，對(duì)小氣道病變的認(rèn)識(shí)和量化至關(guān)重要[8]。 長期吸煙會(huì)導(dǎo)致氣管壁炎癥、損傷、組織重塑，并最終導(dǎo)致小氣道病變，呼吸道功能減退，導(dǎo)致氣道氣流受限和肺泡通氣量不足。定量CT分析不僅可以客觀分析COPD患者小氣道管壁及管腔的結(jié)構(gòu)改變情況，也可見評(píng)估肺氣腫程度[9-10]。肺氣腫在組織學(xué)上是由肺泡壁遭破壞而形成的，可以通過CT檢查發(fā)現(xiàn)，肺氣腫的嚴(yán)重程度也可以通過肺泡破壞后造成的低密度區(qū)域的定量CT指數(shù)來衡量，支氣管壁面積(WA) 和LAA%的定量分析分別被證明與氣道重構(gòu)和肺氣腫相關(guān)[2]。

COPD的患者在其疾病過程中常發(fā)生多種并發(fā)癥，PH是最常見的并發(fā)癥之一，隨著疾病嚴(yán)重程度的增加而加重[11]。超聲心動(dòng)圖作為右心導(dǎo)管的一種替代方法，可評(píng)估肺動(dòng)脈收縮壓(sPAP)，是診斷PH及評(píng)估血流動(dòng)力學(xué)變化的常用方法[12-13]。CT影像學(xué)數(shù)據(jù)分析和超聲心動(dòng)圖檢查，這兩種無創(chuàng)手段對(duì)慢阻肺患者病情評(píng)估均有重要價(jià)值，但兩者之間的關(guān)系尚沒有明確的研究結(jié)果，值得進(jìn)一步研究。

本研究主要分析了慢阻肺合并不同程度sPAP患者小氣道的胸部CT數(shù)據(jù)及一些臨床資料。有研究[14]報(bào)道隨著年齡的增長，小氣道長期受疾病損傷，患者呼吸道功能會(huì)加速下降。有研究發(fā)現(xiàn)因慢阻肺加重而住院的患者中，入院的次數(shù)越多患者其肺動(dòng)脈高壓程度相對(duì)越高[15]，本研究中B組患者一年內(nèi)急性加重次數(shù)≥3次的人數(shù)比A組多出一倍，與既往研究結(jié)論一致。既往研究[10]提出肺氣腫與氣道白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞無關(guān)，本研究未發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞與肺氣腫或小氣道疾病之間的聯(lián)系。

本研究比較了不同PH嚴(yán)重程度的患者的CT影像變化，發(fā)現(xiàn)合并中重度PH的慢阻肺患者氣管WA%、WT/D相對(duì)于另一組增高，LAA%也相對(duì)于另一組增高。慢阻肺病理機(jī)制為功能性不可逆氣流受限，隨著病情進(jìn)展，肺內(nèi)各個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)特征性的形態(tài)改變[16]。慢阻肺患者氣管壁重塑主要由炎性細(xì)胞浸潤及支氣管管壁纖維化形成并導(dǎo)致氣流受限，隨著氣管壁增厚會(huì)造成肺通氣/灌注不匹配，氣體交換效果差會(huì)導(dǎo)致缺氧性血管收縮和血液動(dòng)力學(xué)異常[17]。 由于支氣管壁的不斷增厚，氧氣在通過氣管及彌散的難度不斷增加，從而導(dǎo)致低氧血癥，低氧血癥會(huì)導(dǎo)致肺小動(dòng)脈收縮，這也是慢阻肺患者形成肺動(dòng)脈高壓的主要原因[18]。Dournes[19]等人也發(fā)現(xiàn)患有慢阻肺的患者氣道厚度增加是平均肺動(dòng)脈壓升高的預(yù)測(cè)因素。 有研究顯示肺動(dòng)脈壓力和支氣管壁增厚之間有密切的關(guān)系，支氣管壁厚度與肺動(dòng)脈壓力呈正相關(guān)[20]。

本研究的局限性主要為：收集患者樣本量相對(duì)較少，其中男性病人相對(duì)較多，性別差異較大，需要更大的樣本量進(jìn)行研究從而得出更可靠的結(jié)果。其次，本研究根據(jù)sPAP分成兩組來分析，并沒有分成多組進(jìn)行更精細(xì)化的對(duì)比分析。此外，沒有分析這些指標(biāo)與慢阻肺肺功能以及臨床癥狀的關(guān)系，這些有待進(jìn)一步進(jìn)行探索研究解決。

總之，慢阻肺患者的肺部影像學(xué)數(shù)據(jù)基本能夠反映患者的肺部病理解剖學(xué)變化嚴(yán)重程度，與慢阻肺患者肺動(dòng)脈高壓的程度有一定的相關(guān)性。兩種檢查方法均能反映患者的病理生理變化，可以聯(lián)合用于慢阻肺患者的病情變化評(píng)估。