呼吸双相高分辨CT评估慢性阻塞性肺疾病气道重构的效果

项萍 孙守忠* 曹志坚 许茂盛 葛敏 陈芳

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种呼吸系统常见病，全世界估计有2.1亿患者［1］，在我国高发。COPD临床评价缺乏直观性，目前诊断主要依赖肺功能检查，但肺功能检查不能可靠评价肺组织及气道改变；高分辨率CT（HRCT）能清晰显示肺组织的结构及支气管壁、支气管腔［2］。动态HRCT直接测量法可评价COPD支气管总面积与气道腔面积变化率改变情况。作者通过呼吸双相高分辨CT（HRCT））三维靶重组测量感兴趣支气管腔面积，观察COPD患者气道重构变化。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集2016年1月至2017年12月本院符合COPD标准的患者40例，男34例，女6例；年龄40～70岁，平均年龄62.4岁。患者均符合以下条件：（1）符合2007年中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组修订的《慢性阻塞性肺疾病诊治指南》诊断标准；（2）排除哮喘合并有慢性阻塞性肺病，慢性阻塞性肺病合并支气管扩张、间质性肺病、肺结核等肺部疾病；（3）无内科重大基础疾病者，如高血压病、冠状动脉粥样硬化性心脏病、糖尿病、甲状腺功能亢进症、免疫系统疾病等；（4）无胸部手术史；（5）排除精神状态不稳定者，不能长期坚持药物治疗患者；（6）排除极重度COPD患者。另收集正常志愿者20例，男12例，女8例；年龄40～70岁。

1.2 CT扫描及后处理方法 使用SOMATOM Sensation 64 CT扫描仪（德国西门子），HRCT分别行呼气相及吸气相平扫，扫描范围从肺尖上1～2cm至肺底。扫描参数：准直0.6mm×64，120kV，80mAs，0.5s/Rot。扫描结束后对右肺行图像高分辨率靶重组，利用3D技术对右肺下叶背段5级支气管中段行横断面、冠状面、矢状面等多方位重组，采用标准肺窗（窗宽1450～1650，窗位-500～-650）观察支气管横截面；测量支气管壁内侧气道腔面积（A1）、总横截面积（A2），通过公式A%=A1/A2×100%计算出气道腔面积占气道总横截面积百分比（A%）。测量包含呼气相及吸气相，计算呼气相面积百分比（EA%=EA1/EA2×100%）及吸气相气道面积百分比（IA%=IA1/IA2×100%），通过公式SA%= EA%/IA%×100%计算呼气相与吸气相气道面积变化比。见图1、2。

图1 A1气道腔面积，A2支气管总面积

图2 1Area气道腔面积（A1），2Area支气管总面积（A2）

1.3 肺功能检查方法 行肺功能第1秒用力呼气容积百分比FEV1%、第1秒用力呼气容积占用力肺活量比值（FEV1/FVC）、用力呼气中段流速（FEF25-75）、用力呼气末段流速（FEF75-85）、最大呼气流量（PEF）、残气量占肺总量百分比（RV/TLC）、气道阻力、支气管舒张试验等检查。

1.4 统计学方法 采用SPSS119.0统计软件。若符合正态分布计量资料以（x±s）表示，则用t检验，若不符合正态分布，则采用秩和检验；相关性检验用Pearson 相关分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组呼气相面积百分比（EA%）、吸气相气道面积百分比（IA%）及呼气相与吸气相气道面积变化比（SA%）平均值比较 观察组均值明显低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。

表1 两组EA%、IA%及SA%比较（x±s）

2.2 Pearson 相关分析 COPD患者EA%、IA%及SA%与FEV1%、FEV1/FVC呈正相关，与RV/TLC呈负相关，差异有统计学意义（P＜0.05）。

表2 Pearson 相关分析

3 讨论

COPD是呼吸系统常见病、多发病之一，是一种以持续阻塞来自肺部气流为特征的，阻碍正常呼吸且诊断不足、威胁生命的肺病，现有研究发现病程是无法完全可逆的。将近90%的COPD死亡发生在低收入和中等收入国家，我国也是COPD高发国家之一。世卫组织在COPD方面的工作目标之一是预防过早死亡和可避免的重大慢性疾病所造成的残疾。COPD特征性的病理学改变存在于中央气道、外周气道、肺实质和肺的血管系统，慢性炎症导致气道壁损伤和修复过程反复循环发生。修复过程导致气道壁结构重塑，胶原含量增加及瘢痕组织形成，这些病理改变造成气腔狭窄，引起固定性气道阻塞。

肺功能检查是判断气流受限的客观指标，其重复性好，对COPD的诊断、严重程度评价、疾病进展、预后及治疗反应等均有重要意义。气流受限是以FEV1和FEV1/FVC降低来确定的。FEV1/FVC是COPD的一项敏感指标，可检出轻度气流受限。气流受限可导致肺过度充气，使肺总量（TLC）、功能残气量（FRC）和残气容积（RV）增高，肺活量（VC）减低。但是肺功能检查结果受到患者配合度、主观依从性的制约，不能直观显示受累气道的分布，而且由于肺的代偿作用，当肺功能检查出现异常以前，已经有相当数量的气道存在病变。CT评价COPD是近年来研究的热点，随着医学影像技术的发展，高速螺旋CT具有良好的空间分辨率及时间分辨率，能清晰的显示肺组织的细微结构，几乎达到能显示与大体标本相似的形态学改变，且与肺功能检查有较好的相关性［3］。

HRCT行小气道面积测定，能够清晰显示小气道改变，在小气道异常检查中，具有较高的敏感性和特异性，由于使用0.6mm薄层扫描技术，不但清晰地显示肺组织的细微结构，且三维重组技术可以直观重组支气管树，消除小气道分支的不规则性及多向性所产生的倾斜误差，准确显示支气管壁、腔及所伴行血管直径变化，因而HRCT已经成为目前评价小气道病变的最好影像学技术［4］。HRCT扫描数据采用骨算法进行图像重组，可识别100～200μm的结构，甚至可以显示直径1.5～2.0mm大小的气道，因此较传统的CT在气道和肺实质的显像方面有更高的分辨率［5］，并可显示气道狭窄的部位、大小及分布。以往研究测量支气管壁厚度与气道腔面积是以上叶尖段和下叶后基底段相对水平面垂直的支气管横截面为基础测量支气管及管壁直径，进行面积计算［6］，无法矫正气道走行、支气管管腔与管壁不规则所带来的误差，此次研究采用三维重组直接测量含支气管壁在内总面积与气道腔面积［7］，此种方法测量，减少气道走行、支气管管腔与管壁不规则带来的误差，更具有科学性与合理性，操作更加简便、易行。以往研究主要计算呼气相气道腔面积与支气管总面积变化，此次将分别计算呼气相及吸气相气道腔面积百分比，同时还将计算呼气相及吸气相面积变化比，以考察呼气及吸气相COPD患者面积变化比与肺功能变化关系。本资料表明COPD患者EA%、IA%及SA%均值明显低于正常对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。提示COPD患者小气道管壁增厚，气道腔面积占气道总横截面积百分比降低。COPD患者EA%、IA%及SA%与FEV1%、FEV1/FVC呈正相关，与RV/TLC呈负相关，提示COPD患者气道受限程度随着支气管壁的增厚气道腔的狭窄而加重。

综上所述，呼吸双相HRCT直接定量法测定COPD患者气道面积变化与肺功能检查指标具有良好相关性，对于COPD评估更加准确，有较高的临床价值。