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COPD患者肺功能与定量CT测量的相关性研究

2020-08-12 661 上传者：管理员

摘要：目的分析定量CT测量与慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者肺功能的相关性。方法收集2017年1月至2018年1月收治的90例COPD患者的临床资料,所有患者入院后均接受定量CT检查,分析COPD患者定量CT参数与肺功能的关系。结果不同分级COPD患者LAA%、WA%、TDR比较差异有统计学意义(P<0.05),随COPD等级的上升,LAA%、WA%、TDR增加(P<0.05);不同分级患者肺功能指标FEV1%、FEV1/FVC、DLCO%、RV/TLC比较差异均有统计学意义(P<0.05),随分级的提升,患者FEV1%、FEV1/FVC、DLCO%降低,RV/TLC上升(P<0.05);LAA%、WA%、TDR与FEV%、FEV/FVC、DLCO均呈负相关(P<0.05),与RV/TLC呈正相关(P<0.05)。结论 CT定量参数LAA%、WA%、TDR与肺功能指标FEV%、FEV/FVC、DLCO呈负相关,与RV/TLC呈正相关,均可作为评估COPD患者肺功能损伤程度的依据。

关键词：
呼吸道
定量CT
慢性阻塞性肺疾病
肺功能
肺容积
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慢性阻塞性肺疾病(COPD)是临床常见呼吸道系统疾病,以气流受限为特点,呈进行性发展,有较高的致残率,是引起呼吸衰竭的重要原因[1]。既往对COPD的症状多依据患者症状体征、肺功能测定及实验室检筛查,但上述均无法检出患者是否存在肺气肿及具体病变部位,且无法明确肺功能异常及病理改变原因[2,3]。而多层螺旋CT则可无创性定量测定肺组织密度及容积指标,准确定位肺气肿,并定量肺气肿所致肺结构变化,识别COPD表型,为临床治疗提供更多的参考信息。基于此,为进一步明确定量CT指标与COPD患者肺功能的相关性。现对收治的90例患者的临床资料展开了回顾性分析,整理报道如下。

1、资料与方法

1.1临床资料

收集2017年1月至2018年1月医院收治的90例COPD患者的临床资料。纳入标准:满足慢性阻塞性肺疾病诊治指南中相关标准[4];存在慢性气道阻塞症状;无大面积肺部炎症及胸廓畸形表现;未见大量胸腔积液;入院后均完成CT检查,且影像学资料完整。排除标准:既往有肺部手术史者;合并支气管扩张症、肺不张、肺纤维化、肺结核、弥漫性支气管炎、支气管哮喘等影响肺功能预后疾病者;合并肺部肿瘤者;合并心肝肾功能衰竭者;分泌物过多不易咳出者;肺内病灶直径超过4cm者;大面积肺部炎症及大量胸腔积液者;临床及影像学资料不全者。其中男58例,女32例;年龄38～76岁,平均(55.4±5.7)岁;肺功能分级(GOLD分级[5]):1级25例,2级30例,3级23例,4级12例。

1.2方法

①CT检查。所有患者入院后均接受CT检查,采用美国GE公司LightspeedVCT64排CT扫描仪,扫描前告知受检者检查目的及方法,并进行呼吸训练(深吸气、屏气),仰卧位,双手抱头,头先进,深吸气末屏气,自肺底至肺尖作全肺扫描,设定管电压120kV,管电流200mA,扫描速度0.5s/周,螺距0.5,矩阵512×512,重建层厚1mm,间隔0.625,以骨算法进行重建。并将获取图像导入计算机分析软件(三维容积测定系统),进行肺叶分割,以自适应边界法提取全肺组织,几何法分割叶间裂,少部分分割应用隐式含漱法,以呼气末-950Hu为阈值,肺气肿区域:阈值<-950Hu,测定双肺、各肺叶低密度衰减区占全肺体积比例(LAA%)。自右肺上叶尖段支气管距开口远端0.5～1.0cm处进行多平面重建,获取与支气管走行垂直断面图,调整窗宽为1500Hu,窗位-450Hu,测定支气管横截面积(Ao)、气管腔面积(Ai),并计算WA%(肺段支气管开口壁面积与截面总面积比),WA%=(Ao-Ai)/Ao;并测定支气管管腔直径(d)、截面外环直径(D),计算管壁厚度(L)、截面外环半径(R),均重复测定3次取均值,并计算TDR(气管壁厚度与截面外环半径比值,L/R)。②肺功能测定。采用德国Jaeger公司Masterlab肺功能测定仪,取坐位,测定一秒用力呼吸容积(FVE1)、1秒用力呼吸容积占预计值百分比(FEV1%)、用力肺活量(FVC)、FEV1/FVC及一氧化碳弥散量(DLCO)、残气量(RV)与肺总量(TLC)比值(RV/TLC)。

1.3统计学方法

采用SPSS20.0软件处理数据,计量数据采用(χ¯¯±s),多组比较进行方差分析,组内行LSD-t检验,CT定量指标与肺功能相关性采用Spearman秩相关分析,P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1COPD患者CT参数比较

不同分级COPD患者LAA%、WA%、TDR比较差异有统计学意义(P<0.05),随COPD等级的上升,LAA%、WA%、TDR增加(P<0.05),见表1。

2.2不同分级COPD患者肺功能比较

不同分级患者肺功能指标FEV1%、FEV1/FVC、DLCO%、RV/TLC比较差异均有统计学意义(P<0.05),随分级的提升,患者FEV1%、FEV1/FVC、DLCO%降低,RV/TLC上升(P<0.05),见表2。

2.3CT定量参数与肺功能相关性分析

LAA%、WA%、TDR与FEV%、FEV/FVC、DLCO均呈负相关(P<0.05),与RV/TLC呈正相关(P<0.05),见表3。

2.4典型病例分析

男,60岁,烟龄30余年,临床确诊为COPD,CT后处理见双肺肺气肿(图1),右肺分叶肺大泡(图2);双肺冠状位扫描见支气管扩张伴关闭增厚,肺实质见结节(图3),-950HuCT阈值见双肺肺实质破坏明显(图4蓝色区域)。

3、讨论

目前肺功能检查仍为诊断COPD的金标准[6],但肺组织存在较强的代偿功能,仅在肺组织破坏超过30%时方会出现肺功能异常及临床表现,因此对早期、轻微COPD肺功能筛查有其局限性[7]。随影像学技术的进步,多层螺旋CT肺功能成像逐渐应用于COPD诊断中,其具备无创、操作简单、精确性高等优势,可实现快速、高效、高质量成像,不仅可精确区分肺组织与其他组织,同时可明确肺气肿范围,准确计算肺气肿容积,兼具定位定量优势,对早期COPD诊断有积极的价值[8]。袁小涵等[9]研究指出,LAA%-950Hu与组织标本肺气肿测量相关性最高。有学者发现,定量CT肺气肿程度的上升与患者肺功能下降速度密切相关[10]。Ostridge等[11]指出,人体在吸气像与肺充气病理状况类似,在反映形态学上具备优势。因此本研究中所有患者均在深吸气状态下进行CT扫描,并以-950Hu阈值测量肺气肿,结果发现COPD患者左肺、右肺、全肺LAA%均随COPD肺损伤程度的上升而升高,以既往研究结论[12]相近,表明肺气肿病变程度与肺功能受损程度存在一定的关联。且进行相关性分析发现,LAA%与肺功能参数FEV1/FVC、FEV1%、DLCO均呈负相关,与RV/TLC呈正相关。FEV1、FEV1/FVC均为反映肺通气功能的经典指标[13],而DLCO系反映肺泡-毛细血管膜破坏程度的相关指标[14],肺气肿状态时肺组织通气血流比失衡,肺泡壁破坏,肺弥散面积减少,导致肺换气功能降低,两者具备较高的相关性,表明LAA%可较好反映COPD患者肺功能改变情况。

图1CT后处理双肺图像

图2CT后处理右肺分叶图像

图3双肺常规CT冠状位图像

图4CT阈值-950Hu双肺冠状位图像

表1COPD患者CT参数比较

表2不同分级COPD患者肺功能比较

表3CT定量参数与肺功能相关性分析

另外,COPD患者气道炎症持续存在,伴不同程度氧化应激反应,其肺实质血气交换能力降低,肺通气-血流比失衡,导致RV、TLC上升,以RV升高更为明显,一般随COPD患者肺功能受损程度的上升,其RV、TLC上升幅度逐渐增加[15]。本研究对所有COPD患者肺功能进行测定发现,COPD患者RV、TLC整体处于较高水平,且随COPD分级的提升,即病变程度的增加,其RV/TLC比值之间增大,表明患者肺功能受限程度逐渐增加,肺弥散功能逐渐降低[16]。本研究还发现,随COPD病情严重程度的上升,CT定量参数WA%、TDR值逐渐上升,WA%、TDR值越高,且以上中肺区更明显,提示COPD患病初期上中肺叶段支气管管壁开始增厚,同时病情越严重,增厚程度越高,管腔越狭窄,且气道壁增厚越明显,气道梗阻程度越高,气体潴留程度更严重,继发肺功能异常程度更高,表明气道功能异常是导致COPD气道功能受阻的重要原因。而进行相关性分析发现,WA%、TDR均与FEV1、FEV/FVC、DLCO呈负相关,与RV/TLC呈正相关,提示支气管管壁增厚越明显,COPD患者肺换气、通气功能越差,肺泡破坏程度更高,肺弥散功能降低越明显。因此认为CT定量测定不仅可明确COPD患者肺部形态学改变,同时可通过各参数判定患者肺功能受损程度,为COPD严重程度诊断提供一定的依据。

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