HRCT定量評價哮喘和COPD患者氣道重構及肺功能改變.pdf

1、目的:
　　 通過對哮喘和慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)患者胸部高分辨率CT(high resolution computed tomography, HRCT)掃描，利用胸部容積復合采集和重建軟件Thoracic VCAR的氣道自動分析功能，探討哮喘和COPD患者段和亞段支氣管重構的特點；通過閾值限定圖像分割技術及SSD 3D-lung 三維后處理技術定

2、量分析哮喘和COPD患者的肺容積及肺密度指標，探討CT 肺功能參數(shù)與支氣管重構的相關性。
　　 方法:
　　 1.由新橋醫(yī)院呼吸研究所嚴格篩選受試對象，告知本次檢查性質并得到本人同意后成為受試者，最終選取哮喘34例，COPD 32例，正常對照24例。掃描前對受試對象進行呼吸訓練30分鐘，使受試者的心理狀態(tài)與呼吸節(jié)奏達到正常值，以更好的配合胸部HRCT 掃描。胸部CT 掃描參數(shù)設置為，管電壓120kV，管電流80mA，螺距

3、1.375：1，層厚:5 mm，層間距5 mm。掃描后薄層重建圖像，層厚0.625 mm，層間距0.625 mm。由肺底向肺尖方向掃描，不使用造影劑。
　　 2.對掃描野雙肺區(qū)進行描述性觀察，再采用胸部容積復合采集和重建軟件Thoracic VCAR分別對每一位受試者段和亞段支氣管進行數(shù)據(jù)測量。包括左上肺尖段與尖亞段支氣管、右上肺尖段與亞段支氣管、左下肺后基底段與亞段支氣管、右下肺后基底段與亞段支氣管共8 支支氣管，每一支氣管測

4、量數(shù)據(jù)有：壁厚度(wall thickness,WT)、腔內(nèi)徑(inner diameter, Din)、壁面積(wall area, WA)和壁面積百分比(percentage ofwall area, WA％)共4個指標，即每一例受試者共測量32個數(shù)據(jù)指標。并計算平均值，各參數(shù)平均值值除以體表面積(body surface area, BSA)后，采用單因素方差分析統(tǒng)計3組間各指標的差異，組間比較采用S-N-K 檢驗。
　　

5、 3.掃描圖像通過閾值限定圖像分割技術及SSD 3D-lung 三維后處理技術定量分析各組樣本的CT 肺功能指標，包括肺容積和肺密度各2個指標。(1)全肺容積(totAllungvolume, TLV)，選?。?00HU～－1024 HU 區(qū)間閾值提取肺組織，并對提取不全的肺模型進行手工修復，取得完整肺模型圖像測量肺容積；(2)部分肺容積(part lung volume,PLV)，選取－900HU～－1024HU 區(qū)域值提取肺組織，進

6、行數(shù)據(jù)檢測；(3)體素指數(shù)(volume index, VI)，－900HU～－1024HU 區(qū)域部分肺容積占TLV的百分比；(4)平均肺密度(mean lung density, MLD)，－300HU～－1024 HU 區(qū)間平均肺密度。采用SPSS13.0軟件比較CT 肺功能各參數(shù)的各組間差異，并分析CT 肺功能參數(shù)與支氣管參數(shù)間的相關性。
　　 結果:
　　 一、哮喘和COPD患者氣道重構的HRCT 定量研究1.

7、肺部CT的描述性結果34例哮喘患者中，28例(82.35％)表現(xiàn)為段支氣管壁增厚，22例(64.71％)表現(xiàn)為亞段支氣管壁增厚。7例可見支氣管擴張，以柱狀支氣管擴張為主，5例伴有不同程度的小葉中心型肺氣腫及空氣潴留征象。32例COPD患者中，19例(59.38％)表現(xiàn)為段支氣管壁增厚，多為輕～中度增厚，23例(71.88％)表現(xiàn)為亞段支氣管壁增厚，9例可見支氣管擴張，13例合并肺實質的改變，表現(xiàn)為小葉中心型肺氣腫及空氣潴留征象。

8、　　 2.HRCT 測量分析氣道重構(1)支氣管壁厚度哮喘和COPD的左尖段支氣管WT大于正常對照組(P＜0.05)，COPD患者段支氣管WT 略小于哮喘患者，但差異無統(tǒng)計學意義。哮喘患者的右后基底亞段支氣管WT與正常對照組無統(tǒng)計學差異外，其余亞段支氣管均比正常對照WT大(P＜0.05)。COPD組各亞段支氣管WT大于哮喘組，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。
　　 (2)支氣管腔內(nèi)徑哮喘和COPD患者的段支氣管腔內(nèi)徑變窄，段

9、支氣管Din小于正常對照組(P＜0.05)。哮喘和COPD患者的亞段支氣管腔內(nèi)徑也變窄，亞段支氣管Din小于正常對照組(P＜0.05)。COPD的各亞段支氣管Din 略小于哮喘，但差異無統(tǒng)計學(3)支氣管壁面積除COPD患者的右后基底亞段支氣管的WA較哮喘和正常對照組增大外，其余各段和亞段支氣管的WA 相比較，正常對照、哮喘和COPD患者三組間均數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義。
　　 (4)支氣管壁面積百分比 COPD患者右尖段的WA％與

10、正常對照無明顯差異外，其余段支氣管的WA％均大于正常對照(P＜0.05)。哮喘患者的左、右尖段支氣管WA％均大于COPD(P＜0.05)，但左、右后基底段支氣管WA％與COPD差異無統(tǒng)計學意義。
　　 (5)哮喘和COPD患者的段支氣管測量參數(shù)比較，Din和WA％差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，哮喘和COPD患者的亞段支氣管均表現(xiàn)為WT和WA％增大，Din 變小，WT、Din、WA％差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
　

11、　 (6)哮喘和COPD患者支氣管各參數(shù)平均值BSA 修正后的比較，除WA/BSA 外，其余各參數(shù)差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
　　 二、哮喘和COPD患者肺功能改變的CT 評價及其與支氣管改變的相關性1. CT 肺功能參數(shù)TLV、PLV、VI在正常對照、哮喘和COPD組依次增大，不同組之間TLV、PLV差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，VI在COPD患者和正常對照之間差異有統(tǒng)計學意義，哮喘和正常對照組之間差異無統(tǒng)計學

12、意義。MLD在正常對照、哮喘和COPD組依次降低，哮喘和COPD患者的MLD 低于正常對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。
　　 2.BSA 修正后CT 肺功能指標正常對照、哮喘和COPD患者的TLV/BSA及PLV/BSA 依次增大(P＜0.05)。BSA修正前后三組病例的CT 肺功能指標測量結果差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。
　　 3.CT 肺功能指標與支氣管各參數(shù)的相關性支氣管壁厚度(WT)越厚，或腔內(nèi)

13、徑(Din)越小，或支氣管壁面積(WA)越大，或支氣管壁面積百分比(WA％)越大，則肺總量(TLV)及部分肺容積(PLV)及體素指數(shù)(VI)越大，同時平均肺密度(MLD)也越低。
　　 4.BSA 修正后CT 肺功能指標與支氣管各參數(shù)的相關性CT 肺功能指標與WT/BSA、WA/BSA、WA％呈正相關關系，TLV/BSA和PLV/BSA與Din/BSA呈負相關關系。
　　 結論:
　　 1.哮喘患者的氣道重構在段

14、和亞段支氣管均較明顯，COPD患者的氣道重構在亞段支氣管較明顯，正常組、哮喘組、COPD組各亞段支氣管WT 依次增大，有統(tǒng)計學意義。COPD的各亞段支氣管Din 略小于哮喘，但差異無統(tǒng)計學。哮喘患者的左、右尖段支氣管WA％均大于COPD，有統(tǒng)計學意義。
　　 2.支氣管各參數(shù)體表面積修正后能更客觀反映患者的氣道重構情況。哮喘和COPD患者支氣管各參數(shù)平均值BSA 修正后的比較，除WA/BSA 外，其余各參數(shù)差異均有統(tǒng)計學意義。同

15、時在身高體重變異不大情況下，不經(jīng)BSA 修正也能反映氣道重構和肺功能。
　　 3.HRCT 結合閾值限定圖像分割技術及SSD 3D-lung 三維后處理技術適用于CT肺容積和肺密度的測量。
　　 4.COPD患者肺容積的增大程度比哮喘明顯，VI值更高，其肺密度也更低。
　　 5. CT 肺功能參數(shù)與支氣管參數(shù)具有較高的相關性，并且與亞段支氣管的相關系數(shù)更高。支氣管壁厚度(WT)越厚，或腔內(nèi)徑(Din)越小，或支氣