论文部分内容阅读
[背景]慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种以不完全可逆的气流受限为特征的疾病，气流受限通常呈进行性发展，与肺部对有害颗粒或气体的异常炎性反应有关。COPD是由于环境因素和遗传敏感性相互作用导致发病的，吸烟是最重要的环境危险因素。COPD的肺内改变，由小气道病变（阻塞性细支气管炎）和肺实质损害（肺气肿）组成，对于不同患者其表现不同。在临床研究中，根据占优势的病理生理学改变进行分层研究是非常重要的，因为旨在促进新肺泡壁形成或阻止肺泡壁破坏的治疗措施对于以小气道病变占优势的患者来说影响较小；同样，旨在抑制气道病变占优势患者的细胞间质重构的治疗方案对于以肺实质破坏占优势的患者来说是无效的，甚至是禁忌的。第一部分MSCT对COPD患者肺衰减值的定量研究[目的]应用多层螺旋CT（multi-slice spirat CT，MSCT）探讨COPD患者肺衰减值与肺功能检查（pulmonary function test，PFT）结果的相关关系。[材料与方法]经长期临床和肺功能检查确诊为COPD的患者50例，其中0级14例，1级8例，2级11例，3级9例，4级8例。均行16层螺旋CT（16-spiral CT，16-SCT）检查和PFT。通过直方图技术测量全肺平均衰减值（mean lung attenuation，MLA）、小于-910HU和小于-950HU阈值的像素指数（pixel index，PI）。用简单线性相关评估MLA、PI-910及PI-950与肺功能检查结果间的相关关系，用Mann-Whitney U检验比较COPD 0-4级组间MLA、PI-910及PI-950的差异。[结果] 50例患者MSCT测量值与肺功能结果简单相关分析显示，MLA、PI-910和PI-950均与肺功能结果有显著相关关系，其中与反映存在气流受限的指标FEV1％FVC（％）的相关关系最强(rMLA=0.498，PMLA＜0.001；rPI-910=-0.573，PPI-910＜0.001；rPI-910=-0.634，PPI-910＜0.001)，其次为反映大气道生理状态的呼气流速指标MEF75％FVC（％p）(rMLA=0.444，PMLA=0.001；rPI-910=-0.492，PPI-910＜0.001；rPI-910=-0.527，PPI-910＜0.001)和反映小气道生理状态的呼气流速指标MEF50％FVC（％p）(rMLA=0.453，PMLA=0.001；rPI-910=-0.493，PPI-910＜0.001；rPI-910=-0.515，PPI-910＜0.001)、MEF25％FVC（％p）(rMLA=0.456，PMLA=0.001；rPI-910=-0.494，PPI-910＜0.001；rPI-910=-0.489，PPI-910＜0.001)，而与反映COPD严重程度的FEV1（％p）和反映大气道生理状态的指标PEF（％p）的相关关系相对较弱。MSCT测量值中，以PI-950与肺功能结果的相关关系最强(rFEV1=-0.551，PFEV1＜0.001；rFEV1／FVC=-0.634，PFEV1／FVC＜0.001；rPEF=-0.494，PPEF＜0.001；rMEF75％FVC=-0.527，P＜0.001；rMEF50％FVC=-0.515，P＜0.001：rMEF25％FVC=-0.489，P＜0.001)。COPD 0-4级的组间比较中，MLA、PI-910、PI-950在0级组与4级组间(ZMLA=-3.485，PMLA＜0.001：ZPI-910=-3.413，PPI-910=0.001；ZPI-950=-3.345，PPI-950=0.001)、2级组与4级组间有显著差异(ZMLA=-3.304，PMLA=0.001；ZPI-910=-3.138，PPI-910=0.002；ZPI-950=-3.635，PPI-950＜0.001（P＜0.005），PI-950在1级组与4级组间也存在显著差异(ZPI-950=-3.256，PPI-950=0.001)（P＜0.005），[结论] 16-SCT扫描机及其后处理软件可以实现对COPD患者肺衰减值的全肺三维立体评估。PI-950与肺功能结果的相关关系较MLA、PI-910强，可作为CT定量评估COPD患者肺改变较敏感的指标。第二部分MSCT对COPD患者气道改变的定量研究[目的]应用MSCT探讨COPD患者气道尺寸与PFT结果的相关关系。[材料与方法]经长期临床和肺功能检查确诊为COPD的患者50例，其中0级14例，1级8例，2级11例，3级9例，4级8例。患者均行16-SCT检查和PFT。应用16-SCT和及其后处理软件，采用多平面曲面重建（curved multiplaner reconstruction，CMPR），通过获得肺内不同走行方向的气道长轴位图像，分别测量右肺B1、B10的3-5级支气管（内直径≥2mm）在短轴位图像上的内直径（bronchial inner diameter，DI）、管壁厚度（wall thickness，T）、支气管外直径（bronchial external diameter，DE），并计算该气道的支气管内面积（bronchial inner area，AI）、支气管断面总面积（bronchial total area，AT）、支气管壁面积（bronchial wall area，WA）、支气管壁面积占支气管断面总面积的百分比（percentage wall area for bronchial external diameter，WA％）及管壁厚度与外直径的比率（thickness-to-diameter ratio，TDR）。将这些气道尺寸与患者的肺功能检查结果进行简单的线性相关分析，用Mann-Whithey U检验比较COPD 0-4级组间气道尺寸的差异。[结果] 50例患者气道尺寸与肺功能的相关分析显示，在3-5级支气管参数中WA％和TDR与肺功能指标有较强的负相关关系，以4级支气管的相关关系最强[4级支气管WA％与肺功能指标的相关关系：rFEV1=-0.535，PFEV1＜0.001；rFEV1／FVC=-0.434，PFEV1／FVC=0.002；rPEF=-0.556，PPEF＜0.001；rMEF75％FVC=-0.557，PMEF75％FVC＜0.001；rMEF50％FVC=-0.551，PMEF50％FVC＜0.001；rMEF25％FVC=-0.562，PMEF25％FVC＜0.001。4级支气管TDR与肺功能指标的相关关系：rFEV1=-0.527，P rFEV1＜0.001；rFEV1／FVC=-0.431，PFEV1／FVC=0.002：rPEF=-0.557，PPEF＜0.001；rMEF75％FVC=-0.555，PMEF75％FVC＜0.001；rMEF50％FVC=-0.547，PMEF50％FVC＜0.001；rMEF25％FVCFVC=-0.548，PMEF25％FVC＜0.001]，5级支气管的相关关系相对较弱[5级支气管WA％与肺功能指标的相关关系：rFEV1=-0.386，PFEV1=0.010；rFEV1／FVC=-0.281，PFEV1／FVC=0.064；rPEF=-0.404，PPEF=0.007；rMEF75％FVC=-0.399，PMEF75％FVC=0.007；rMEF50％FVC=-0.425，PMEF50％FVC＜0.004；rMEF25％FVC=-0.404，PMEF25％FVC=0.007。5级支气管TDR与肺功能指标的相关关系：rFEV1=-0.375，PFEV1=0.012；rFEV1／FVC=-0.276，PFEV1／FVC=0.070；rPEF=-0.394，PPEF=0.008；rMEF75％FVC=-0.389，PMEF75％FVC=0.009；rMEF50％FVC=-0.419，PMEF50％FVC＜0.005；rMEF25％FVC=-0.400，PMEF25％FVC=0.007]，3级支气管与肺功能指标的相关关系介于4级和5级支气管之间[3级支气管WA％与肺功能指标的相关关系：rFEV1=-0.472，PFEV1=0.001；rFEV1／FVC=-0.357，PFEV1／FVC=0.011；rPEF=-0.531，PPEF＜0.001；rMEF75％FVC=-0.518，PMEF75％FVC＜0.001；rMEF50％FVC=-0.476，PMEF50％FVC＜0.001；rMEF25％FVC=-0.436，PMEF25％FVC=0.002。3级支气管TDR与肺功能指标的相关关系：rFEV1=-0.469，PFEV1=0.001；rFEV1／FVC=-0.352，PFEV1／FVC=0.012；rPEF=-0.530，PPEF0＜0.001；rMEF75％FVC=-0.512，PMEF75％FVC＜0.001；rMEF50％FVC=-0.471，PMEF50％FVC=0.001；rMEF25％FVC=-0.427，PMEF25％FVC=0.002]；T、DE和AT虽也与肺功能结果存在不同程度的相关关系，但相对于WA％和TDR来说均较弱；在5级支气管中T与MEF50％FVC和MEF25％FVC的负相关关系较在3级支气管和4级支气管中的强(5级支气管rMEF50％FVC=-0.343，PMEF50％FVC=0.023，rMEF25％FVC=-0.302，PMEF25％FVC=0.046；4级支气管rMEF50％FVC=-0.263，PMEF50％FVC=0.068，rMEF25％FVC=-0.236，PMEF25％FVC=0.102；3级支气管rMEF50％FVC=-0.231，PMEF50％FVC=0.106，rMEF25％FVC=-0.151，PMEF25％FVC=0.296)。这些患者的WA％和TDR在COPD分级（0-4级）的组间两两比较显示，在3级支气管中，0级组和2级组间(ZWA％=-3.339，PWA％=0.001；ZTDR=-3.339，PTDR=0.001)，0级组和3级组间(ZWA％=-2.961，PWA％=0.003；ZTDR=-2.961，PTDR=0.003)，1级组和2级组间(ZWA％=-3.138，PWA％=0.002；ZTDR=-3.138，PTDR=0.002)，WA％和TDR存在显著差异（P＜0.005）；在4级支气管中，0级组和2级组间(ZWA％=-3.449，PWA％=0.001；ZTDR=-3.449，PTDR=0.001)，0级组和3级组间(ZWA％=-3.140，PWA％=0.002；ZTDR=-3.140，PTDR=0.002)，1级组和2级组间(ZWA％=-3.303，PWA％=0.001；ZTDR=-3.303，PTDR=0.001)，1级组和3级组间(ZWA％=-3.046，PWA％=0.002；ZTDR=-3.046，PTDR=0.002)，WA％和TDR存在显著差异（P＜0.005）；在5级支气管中，仅0级组和2级组间的WA％存在显著差异(ZWA％=-3.150，PWA％=0.002)（P＜0.005）。[结论]在16-SCT扫描的基础上，采用CMPR可以更精确的评估肺内不同走行方向的与气道长轴位图像垂直的内直径≥2mm的气道短轴位图像。在COPD患者3-5级气道尺寸的CT定量评估指标中，WA％和TDR与肺功能有更好的相关关系，可作为定量评估COPD患者气道改变较敏感的指标。与其它参数相比，WA％和TDR与反映大气道功能的指标PEF（％p）、MEF75％FVC（％p）和反映小气道功能的指标MEF50％FVC（％p）、MEF25％FVC（％p）均有更强的相关关系。随着气道分级的增加，T与反映小气道功能的指标MEF50％FVC（％p）、MEF25％FVC（％p）之间的相关关系越来越强，也是评估COPD患者小气道病变的敏感指标。COPD患者存在的支气管扩张，可能对评估气道尺寸与肺功能受损严重程度之间的相关关系产生影响。