漏斗胸术前CT肺容量测算结果与肺功能检查结果的相关性分析

于 洁 张 娜 陈诚豪 曹 隽 曾 骐

(首都医科大学附属北京儿童医院胸外科，北京100045)

漏斗胸(pectus excavatum，PE)是小儿最常见的胸壁畸形，约占小儿胸壁畸形的90%，其发病率约为1% ～3%［1］。由于此病前胸壁凹陷，心肺发育受限，因此准确而有效的评价患者胸廓及肺脏的受限情况对本病的诊断以及预后疗效评估均有着重要作用。常规肺功能检查(pulmonary function test，PFT)是目前测定肺容积的金标准，但其在适用范围上存在一些局限，2004年，Gollogly等介绍了一种新的基于CT的肺脏容量性三维重建的方法［2］，为临床评估患者胸廓及肺脏受限情况提供了一种新的思路。他们又在随后的研究中通过对大样本正常儿童肺容量进行测算建立了与年龄及性别相关的正常肺容量转换图表［3］，从而为临床提供了可供参考的标准肺容量数据。

本研究的目的为:①应用CT的肺容量测算法计算一组漏斗胸患者术前的肺容量;②将CT的肺容量结果与常规肺功能结果进行比较，从而评估基于CT的肺容量测算法在临床上的准确性。

1 材料与方法

1.1 研究对象及方法

研究对象为49例2009年7月至8月间曾于首都医科大学附属北京儿童医院胸外科入院治疗的漏斗胸患儿，纳入标准为:①无肺部合并症;②年龄≥4岁，能够配合完成肺功能检查;③入院前2个月至检查前无呼吸道感染病史者。排除标准为:①2个月内存在呼吸道感染病史者;②入院前及入院后服用药物或采用治疗可能改变肺通气换气功能者;③入院后肺功能检查与CT检查间隔时间长于2周者。49例患者中，男性37例，女性12例。年龄4至14岁，平均年龄9.06岁。所有患者入院后行肺功能检查和胸廓CT检查。所有患者两项检查间隔时间为0至2 d。

肺功能检查采用肺通气换气体积描记仪(Jaeger公司MasterScreenBody型号，德国)测定，取测定结果中肺总量(total lung capacity，TLC)，最大肺活量(maximal ventilatory capacity，VCmax)，用力肺活量(forced vital capacity，FVC)，1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second，FEV1)以及以上各值的实测值/预计值比例作为本研究中与基于CT的肺容量测算结果比较。肺功能各结果预计值由肺功能测定仪器工作站自动换算出。

胸部CT检查所用仪器为64排CT扫描系统(GE公司LightSpeed VCT64型号，美国)。扫描后所有数据从工作站采用PowerVision4.0(Mozi公司，中国)软件调出并计算肺容量。CT肺容积的计算方法为Smith等［3］在其研究中介绍的“手绘法”。总肺容量为左、右肺容量及主支气管容量之和。在描绘每层肺边缘时均绕开肺脏内大的血管以保证结果的准确，在出现容量效应的肺组织区域时均只计入一半面积以减小误差。

1.2 统计学方法

采用SPSS11.5软件包进行统计学分析，计量数据采用均数±标准差(±s)表示，采用配对样本t检验分别比较CT测算的肺容积与VCmax、FVC、TLC的差异，采用相关性分析及回归分析比较CT测算的肺容积与VCmax、FVC、TLC以及以上各值实测值/预计值之间相关性，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

49例患者进行了肺功能检查，其中27例患者肺功能正常(FVC% ＞80%)，22例患者存在肺部限制性通气功能障碍(FVC% ＜80%)。49例患者中无阻塞性通气功能障碍存在(［FEV1%］/FVC% ＞0.7)。

49例PE患者基于CT的肺容量平均为(1.80±0.51)L，小于肺功能检查VCmax结果(1.89±0.75)L(P＜0.001)、FVC结果(1.87±0.74)L(P＜0.001)、TLC结果(2.68±0.90)L(P＜0.001)。

基于CT的肺容量结果与PFT容积指标有着明显的区别，但其相关性较佳。其中VCmax的相关性最高(R2=0.837，P ＜0.001)，其次为 FVC(R2=0.832，P ＜0.001)、TLC(R2=0.803，P ＜ 0.001)，详见图 1。以Smith等［3］提供的数据作为标准数据的CT肺容量实测值/预计值与肺功能结果相关性最高的为VCmax%(R2=0.832，P ＜0.001)，其次为 FVC%(R2=0.806，P ＜0.001)、TLC%(R2=0.753，P ＜0.001)。详见图2。

图1 基于CT的肺容量测算结果与VCmax结果相关性Fig.1 Correlation between lung volume and PFT result of VCmax

3 讨论

图2 基于CT的肺容积实测值/预计值比例与VCmax%相关性Fig.2 Correlation between value of actuality/anticipated between lung volume and VCmax% VC max:capacity maximal ventilatory.

在过去的几十年间，关于PE是否导致呼吸功能障碍、运动受限等的研究［4］有很多，尽管针对PE患者心肺功能研究的文献的结论不完全一致，甚至产生矛盾，但目前普遍认为漏斗胸的胸廓畸形影响了患者的心肺功能［5］。因此对PE肺脏受压情况的评估十分重要。传统上常规肺功能检查能从肺脏通气换气等功能的角度上评价肺脏发育受限情况［6］，这在诊断PE以及评价病情上有着重要意义。但肺功能检查有一定的局限性，其中最主要的限制就是患儿年龄需足够大才能配合检查。因部分漏斗胸患儿尚处于学龄前期，在做肺功能检查时配合程度差，故仅能行脉冲振荡法，而脉冲振荡测定数据主要为对小气道阻抗进行测定，不能反映肺容量指标，因此不能在手术前了解肺脏受限的情况，也难以在手术治疗后进行随访了解肺脏受限恢复的情况。此外，肺功能检查测定的结果是左右侧肺脏共同完成的。但漏斗胸患者由于胸骨下陷导致心脏左移，两侧胸廓容积并不一致，而肺功能并不能分别了解两侧肺脏各自的容量大小。

基于上述原因，Gollogly等［3］介绍了其基于CT的肺脏容量性三维重建测算肺容量的方法。由于PE患者在手术前需常规行胸部CT检查了解胸壁畸形情况以及有无肺部合并症，因此应用CT测算患者的肺容量并不会带来额外的放射性辐射及经济负担。

本研究中，49例PE患者术前常规肺功能检查结果中反映肺脏限制性改变的3个主要指标VCmax、FVC、TLC存在不同程度的降低，反映梗阻性改变的主要指标FEV1%/FVC%正常，提示漏斗胸患者术前肺功能正常或者存在限制性通气功能障碍。这与PE患者胸廓畸形导致肺脏受限的改变特点相符合。

基于CT的肺容积测算结果平均值低于PFT中反映肺脏限制性改变的3个指标平均值。其中与TLC相差最大(840 mL)，其次为VCmax(90 mL)、FVC(60 mL)。分析这3个值较高的原因，主要有以下几点。

首先，患儿行CT检查时采取卧位并双上肢上举，而肺功能检查中取坐位上肢自然位。有文献［7］表明体位的差别在成人的屏气状态下会使CT肺容量明显低于肺功能检查TLC值约500 mL，因此可以认为在儿童的CT肺容量测算中，体位差异的影响依然存在。其次，CT测量的肺容积剔除了大气管内约100 mL的容积。而且，患儿行CT检查时是在自主平静呼吸下完成，因此测算的结果接近功能残气量+潮气量容积。而肺功能检查中VCmax、FVC及TLC涵盖的范围均略大于这个范围。

尽管基于CT的肺容量结果与肺功能结果的平均值存在差异，但其与VCmax、FVC、TLC存在的相关性均具有统计学意义(P＜0.001)，与VCmax的相关性最高。将Smith等［3］制定的儿童肺容积参考值作为标准值计算的实测值/预计值比例与肺功能检查中VCmax%、FVC%、FEV1%、TLC%存在的相关性也均有统计学意义(P＜0.001)，而以VCmax%最高。基于CT的肺容量结果与肺功能结果高度的相关性肯定了其在临床评估患者肺脏限制性改变程度上的指导意义，同时Smith等研究中提出的标准数据应用于临床也是可靠的。

基于CT的肺容积测算方法也存在一些不足。首先，本研究的对象为小于18岁的未成年患者，不同于成人屏气下行CT肺容积测算，小儿的CT检查是在平静自主呼吸下完成的。这可能给结果带来一些未知的误差［3］，这种误差还需要进行继续研究并设法消除。目前已有文献［8］报道，采用呼吸门控技术进行CT扫描，能增加数据测定的准确性，但许多成人尚不能耐受呼吸门控的监测，应用于儿童患者的难度必定更大。其次，基于CT测得的肺容积并非一个完全的肺脏功能评测，测得的肺容积并不代表其必定参与肺的通气-换气运动和血氧交换。近年来，国外已有学者［9］应用放射性核素扫描来显影具有气体交换功能的肺组织，但由于研究对象数量均较少，这种研究方法的可靠性仍有待证实。

尽管如此，基于CT的肺容积测算应用于临床仍有很多优点。首先，肺容量测算方法为无创性检查，不受患者年龄及身体状况限制，可应用于不能行常规肺功能检查的学龄前儿童及婴幼儿以及手术后不能活动的大年龄患儿。其次，正电子发射计算机断层扫描(position emission tomography，PET)测定的肺体积是通过气流量间接反映肺体积，影响因素较多，而CT相比传统的肺功能测量方法，其测量数据更加客观、精确，而且，PET测量所得的肺体积包括口腔、气管及支气管内的气体含量，约100 mL，严格意义上讲，肺体积并不包括这些，因此CT测量的肺容积更真实的反映了左、右侧肺容量以及主气管容积，能够更好的显示PE患者左侧肺脏受压情况。还有，胸部CT检查已成为漏斗胸术前的一项常规检查，它不仅可以评价PE患者术前胸廓畸形的程度，还可以对胸廓畸形进行分型，并及时发现肺部合并症［10-11］，故CT测量肺容积并没有增加额外的检查费用。最后，此方法不受地域及操作人员技术差别因素影响，适用于不同研究机构之间对比。

总的来说，尽管基于CT的肺容量测算方法不仅可以了解PE患者的肺部形态结构，还可以快速准确的测定肺容积，与PET测定的肺容积指标有较好的相关性，但该技术应用于儿童尚处于初期的研究阶段，在技术方法方面还需要进一步改进。但其应用前景广阔，在今后的临床研究中对PE患者的诊断和治疗效果评估将发挥更大的作用。

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