MSCT诊断慢性阻塞性肺疾病合并慢性肺源性心脏病

陈晓飞，应华娟，李 盛，王华英，马 坚，彭卫东，俞万钧*

(1.宁波大学医学院附属鄞州医院呼吸内科，2.放射科，浙江 宁波 315040)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)常伴各种并发症。慢性肺源性心脏病(以下简称肺心病)是COPD极为重要的并发症之一[1]，常提示患者住院次数增多及预后不良[2]。早期发现COPD患者右心室功能减退，并给予相应治疗，可提高其运动耐力，减少每年住院次数。目前我国仍参照1977年全国肺心病会议制定的《慢性肺源性心脏病诊断标准》[3]诊断慢性肺心病，但不能据此早期识别COPD患者是否存在右心室功能减退。本研究观察未达到慢性肺心病诊断标准的COPD患者的右心室功能，以及COPD患者肺功能与右心室功能的相关性，旨在评价MSCT诊断COPD合并慢性肺心病的价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2013年9月—2016年9月在我院接受住院治疗的53例COPD患者，男42例，女11例，年龄57～83岁，平均(72.2±6.2)岁。参照2013版GOLD[4]诊断标准诊断COPD、1977年全国肺心病会议制定的标准[3]诊断慢性肺心病。排除标准：①其他慢性呼吸道疾病，如支气管哮喘、支气管扩张、间质性肺病等；②原发性心肌病、急性肺栓塞、冠状动脉粥样硬化性心脏病、心房颤动、瓣膜关闭不全或狭窄者；③重度幽闭恐惧症、碘对比剂过敏、肾功能异常[肾小球滤过率<90 ml/(min·1.73 m2)]。本组根据2013版GOLD[4]诊断标准，将急性加重低风险患者(GOLD标准为A、B组)归为轻中度组(n=13)，急性加重高风险患者(GOLD标准为C、D组)归为重度组(n=22)，合并慢性肺心病患者归为合并慢性肺心病组(n=18)。选取同期年龄、性别相匹配的健康志愿者为对照组(n=36)，男28名，女8名，年龄53～79岁，平均(69.3±5.6)岁。记录所有受检者体质量指数(body mass index, BMI)。本研究经我院伦理委员会批准，受试者均签署知情同意书。

1.2仪器与方法

1.2.1肺功能检查 采用MasterScreen Pneumo肺功能仪，获得第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second, FEV1)及用力肺活量(forced vital capacity, FVC)，并根据年龄、性别、身高、体质量由系统自动生成FEV1、FVC相应预计值，计算FEV1/FVC、FEV1的实测值与预计值的百分比(FEV1%pred)。

1.2.2CT检查 采用Philips Brilliance 64层螺旋CT，以回顾性心电门控技术进行扫描。先注入非离子型对比剂碘必乐(300 mgI/ml，上海博莱科信谊药业有限责任公司)90 ml，随后持续注入25%碘必乐对比剂20 ml。应用对比剂示踪法，在主-肺动脉窗的降主动脉处选择ROI监测CT值。当ROI内CT值达120 HU时，嘱患者屏气，等待3 s后自动扫描，扫描范围从主动脉弓顶部至心尖部。扫描参数：管电压120 kV，管电流400～500 mA，探测器单圈旋转时间330 ms，准直器宽度64×0.625 mm，重建层厚1 mm，重建间距2 mm。

将MSCT扫描原始数据以10% R-R间隔进行重建，整个心动周期共重建10组图像，之后将重建图像导入Philips EBW工作站。采用CCA软件以全自动法分析右心室功能，计算右心室收缩末容积(end-systolic volume, ESV)、舒张末容积(end-diastolic volume, EDV；图1)、每搏输出量(stroke volume, SV)、射血分数(ejection fraction, EF)，并计算ESV/BMI、EDV/BMI及SV/BMI。由1名熟练掌握此软件的高年资放射科医师在不知晓临床诊断的前提下单独完成上述操作。

图1 MSCT右心室短轴平面重建图像 A.收缩期； B.舒张期

图2 右心室EF(A)、SV(B)值诊断COPD合并慢性肺心病的ROC曲线

1.3统计学分析 采用SPSS 17.0统计分析软件。对数据进行正态分析和方差齐性检验，计量资料以±s表示。如数据符合正态分布且方差齐，采用单因素方差分析比较各组间右心室功能差异，组间两两比较采用LSD-t检验；否则采用Kruskal-WallisH检验比较各组间右心室功能差异，组间两两比较采用Mann-WhitneyU检验。以Pearson相关分析评估COPD患者FEV1、FEV1/FVC、FEV1%pred与右心室SV/BMI、EF的相关性(∣r∣≤0.3时，相关性较弱；0.3<∣r∣≤0.5时，中度相关；0.5<∣r∣<0.8时，相关性较高；∣r∣≥0.8时，高度相关)。绘制ROC曲线，分析MSCT诊断COPD合并慢性肺心病的价值，计算AUC。以预试验确定的右心室EF<40%或SV<48 ml作为COPD合并肺心病的诊断标准，计算敏感度及特异度。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

4组间性别、年龄、BMI及心率差异均无统计学意义(P均>0.05)。4组间右心室功能参数比较见表1。4组间右心室EDV、EDV/BMI、SV、SV/BMI及EF差异有统计学意义(P均<0.05)，而ESV及ESV/BMI差异无统计学意义(P均>0.05)。重度组ESV/BMI小于轻中度组及合并慢性肺心病组；重度组、合并慢性肺心病组EDV、EDV/BMI小于对照组及轻中度组(P均<0.05)。轻中度组、重度组及合并慢性肺心病组右心室SV、SV/BMI、EF均小于对照组(P均<0.05)，而轻中度组与重度组间右心室SV、SV/BMI、EF差异无统计学意义(P均>0.05)。

相关性分析显示，COPD患者右心室SV/BMI、EF与FEV1(r=0.321、0.296，P=0.019、0.031)、FEV1/FVC(r=0.305、0.280，P=0.026、0.043)及FEV1%pred(r=0.457、0.351，P=0.001、0.001)均呈正相关。

分别以右心室SV、EF绘制ROC曲线(图2)，其诊断COPD合并慢性肺心病的AUC分别为0.973(P<0.001)、0.930(P<0.001)。以预试验确定的右心室EF<40%或SV<48 ml为阈值诊断COPD合并慢性肺心病的敏感度分别为77.77%、77.77%，特异度分别为98.59%、88.63%。

表1 4组右心室功能参数比较(±s)

表1 4组右心室功能参数比较(±s)

组别ESV(ml)EDV(ml)ESV/BMIEDV/BMISV(ml)SV/BMIEF(%)轻中度组71.06±23.85128.50±29.77#3.60±1.406.51±1.76#58.20±10.38*#2.96±0.67*#51.81±4.98 重度组63.52±10.62121.22±23.51*2.99±0.49#5.67±0.87*57.75±13.91*#2.68±0.46*47.14±3.27*# 合并慢性肺心病组69.66±14.94112.69±20.85*3.46±0.605.60±0.83*42.86±7.34*2.13±0.32*37.94±3.06* 对照组66.89±14.78139.26±22.623.18±0.836.62±1.4172.23±10.943.43±0.6951.81±4.98 F值0.8305.8341.9764.24529.21622.09939.961P值0.4810.0010.1240.008<0.001<0.001<0.001

注：*与对照组比较，P<0.05; #:与合并慢性肺心病组比较，P<0.05

3 讨论

目前超声、MR及MSCT等多种方法均可评价右心室功能。受右心室解剖形态不规则及COPD患者肺气肿的影响，超声心动图评估COPD右心室功能存在一定限制[5-7]。MR也可准确评价COPD患者右心室功能[8]，但检查时间长，并需受检者反复屏气10～12次。MSCT评价COPD患者右心室功能时，仅需受检者屏气1次就能获得全部心动周期的图像数据。既往研究[9-10]表明，采用MSCT能准确评价COPD患者心功能，且不受肺气肿影响。

本研究4组EDV、ESV、SV结果中方差不齐，存在较明显的离散性，与既往研究[11-12]结果一致，可能是由于受检者身高、体质量不同所致[12]，故本研究增加比较右心室EDV/BMI、ESV/BMI、SV/BMI。本研究中，重度组右心室ESV/BMI小于轻中度组及合并肺心病组，且重度组、合并肺心病组右心室EDV/BMI小于对照组及轻中度组(P均<0.05)，与既往研究[13-15]结果相符。分析其原因，首先，随着COPD病情加重，肺动脉压力增高，右心室压力负荷增加，右心室代偿性的向心性增生肥厚，使重度COPD患者右心室EDV、ESV降低[16]，以维持SV在相对“正常”范围；随着右心室失代偿，其收缩力减弱，致ESV增加而不能维持SV “正常”，最终发展为慢性肺心病；而右心室离心性肥厚时，患者已处于疾病晚期，多无法耐受增强CT检查，本研究未纳入此类患者，故合并慢性肺心病组患者右心室SV低于其他3组，但未见右心室EDV增加。其次，肺气肿型COPD右心室扩张较少见，但支气管炎型COPD右心室扩张较明显[17]，故不同表型COPD患者右心室形态可能存在差异，而现有治疗措施可能会影响右心室的前、后负荷，如长期氧疗可减少肺血管阻力，进而影响右心室形态。

心血管系统疾病为COPD常见的并发症，研究报道[18]极重度COPD患者心血管系统疾病的死亡率较轻度COPD患者增高75%。本研究中，右心室SV/BMI(r=0.457，P=0.001)、EF(r=0.351，P=0.001)与FEV1%pred呈正相关，与Black-Shinn等[19]的研究结果一致，提示随着COPD患者肺功能减退，其右心室功能也逐步下降。

目前临床仍沿用30多年前的标准[3]诊断慢性肺心病，难以在疾病早期做出诊断并给予患者相应治疗。本研究结果显示，COPD轻中度组、重度组及合并肺心病组右心室EF、SV/BMI均小于对照组(P均<0.05)，提示轻中度COPD患者已存在右心室功能减退；MSCT以右心室EF<40%或SV<48 ml诊断COPD合并慢性肺心病的敏感度分别为77.77%、77.77%，特异度分别为98.59%、88.63%，提示可较为准确地诊断慢性肺心病，及早发现COPD患者右心室功能减退。

综上所述，COPD患者在未达到慢性肺心病的诊断标准时右心室功能已出现减退，且右心室SV/BMI、EF与肺功能均呈正相关。MSCT不仅能早期发现COPD患者右心室功能减退，且对于诊断COPD合并慢性肺心病具有重要价值。