双源CT肺容积测定在支气管哮喘患者支气管舒张试验中的应用价值

黄梅萍黄拔威王洁兰长青翁恒林友飞官红莲马晨晖

双源CT肺容积测定在支气管哮喘患者支气管舒张试验中的应用价值

黄梅萍1黄拔威2王洁1兰长青1翁恒3林友飞3官红莲1马晨晖1

目的探讨双源CT（DSCT）的容积指标与支气管哮喘患者支气管舒张试验（BDT）中肺功能指标的相关性，评估其在支气管舒张试验中的价值。方法选择BDT阳性的哮喘急性发作患者70例为哮喘组，BDT阴性的50例作对照组，在BDT前后进行双相HRCT扫描，比较BDT前后两组DSCT 各项容积指标的差异及动态变化，分析其与肺功能指标的相关性。结果与对照组比较，哮喘组BDT前最大呼气末容积、BDT前后最大呼气末容积差值的绝对值及最大呼气末容积变异率均增高（P＜0．01）。经相关性分析显示，最大呼气末容积、最大呼气末容积变异率与△FEV1、FEV1变异率有显著相关（P＜0．01），最大呼气末容积变异率与BDT前后的FEV1/FVC及变异率、FEV1%预_后多项指标具有相关性。结论支气管舒张试验前后，DSCT肺容积指标动态变化与肺功能指标具有相关性，能够有效评估支气管哮喘患者肺功能，对诊断哮喘具有重要意义。

双源CT；肺容积；支气管舒张试验；支气管哮喘

随着多层螺旋CT（Multi Slice Spiral Computed Tomography，MSCT）设备的更新及后处理软件的飞速发展，CT对肺容积的检测更加安全、简便、准确。MSCT对肺功能定量及半定量的分析研究有不少报道。对于支气管哮喘患者支气管舒张试验前后MSCT肺容积的动态变化，缺少相关报道。本研究利用西门子Flash双源CT（DSCT）对支气管哮喘患者支气管舒张试验（BDT）前后肺吸气相、呼气相进行肺容积测定，将肺容积的动态变化与肺功能的指标进行相关性分析，探讨DSCT容积指标在支气管哮喘中的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

哮喘组：收集2014年8月到2016年7月于我院确诊支气管哮喘经BDT检查阳性的患者70例，男性34例，女性36例，年龄29～60岁，平均（49.7±11.52）岁。诊断标准符合2016年版支气管哮喘防治指南[1]。本研究严格除外胸廓畸形、肺部大面积感染、胸腔积液、气胸和纵隔气肿、过敏性支气管肺曲菌病（ABPA）、支气管扩张、肺内实质性病灶直径＞5 cm等影响肺功能疾病的患者及极重度的支气管哮喘患者。对照组：选择同期于我院行BDT检查阴性的患者50例，男性25例，女性25例，年龄19～62岁，平均（49.6±14.01）岁。所有患者均行BDT检查，并于BDT前后行最大吸气末、最大呼气末HRCT检查，两项检查均在同一天完成。我们在研究中充分尊重了研究对象的知情同意权。

1.2 仪器与方法

使用西门子第二代光子双源CT（SOMATOM Definition Flash，Forchheim, Germany）进行数据采集。扫描参数：管电压80 KV，管电流采取自动管电流调节技术（CARE Dose 4D），参考管电流110 mAs，Pitch 3.0，准直128×0.6 mm，旋转时间0.28 s。受试者行仰卧位，双手上举。分别于最大吸气末及最大呼气末从肺尖扫至肺底。不注射对比剂。重建采用肺窗，重建层厚1 mm，层间距0.7 mm，卷积核I 70 f。扫描前严格训练患者最大吸气末屏气、最大呼气末屏气。

1.3 CT容积测定

采用Pulmo 3D软件（Syngo Via，VA30A）进行后处理，分别对BDT前后最大吸气末及最大呼气末的肺窗图像进行肺容积测定。该软件自动将肺组织与其他组织（胸壁、心脏、大血管、气管、纵膈等）分别开来，部分可以手工修正。软件自动得出BDT前最大吸气末容积（Vin_前）与最大呼气末容积（Vex_前）、BDT后最大吸气末容积（Vin_后）与最大呼气末容积（Vex_后），在此基础上得出BDT前后最大吸气末容积差（Vin_后—Vin_前）及最大吸气末容积变异率[（Vin_后—Vin_前）/Vin_前×100%]、BDT前后最大呼气末容积差的绝对值（|Vex_后—Vex_前|）与最大呼气末容积变异率（|Vex_后—Vex_前|/Vex_前×100%）。

1.4 肺功能测定（PFT）

采用德国耶格公司高频组合式模块化专业肺功能诊断系统对患者进行BDT检测。试验时先对患者进行肺通气功能测定，然后使用雾化机吸入复方异丙托溴铵溶液一支（商品名：可必特，2.5 ml/支），15 min后再次行肺通气功能测定，依照美国胸科协会标准，重复测试3次，最佳两次的差值不超过5%，选择最佳数据为基础值。在此基础上计算得出BDT前的第1秒用力呼气容积占预计值百分比，即一秒量（FEV1%预_前）、第1秒用力呼气容积与用力肺活量的比值，即一秒率（FEV1/FVC_前）、BDT后的一秒量（FEV1%预_后）、一秒率（FEV1/FVC_后），BDT前后一秒量的改善绝对值（△FEV1）、FEV1变异率、FEV1/FVC变异率等。BDT阳性结果判断符合2016年版支气管哮喘防治指南的要求（FEV1%Pred增加值≥12%，且FEV1绝对值≥200 ml）。患者取坐位。肺功能检查由专业的肺功能科医师检查。

1.5 统计学处理

使用SPSS 22.0统计软件进行统计分析，计量资料以（均数±标准差）表示，两组间进行两独立样本的非参数检验方法，用Kendall秩相关分析法分析BDT试验前后肺容积的动态指标与肺功能指标的相关性，P＜0.05差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组支气管舒张试验前后肺容积指标的比较

与对照组比较，哮喘组舒张试验前最大呼气末容积（Vex_前）、舒张试验前后最大呼气末容积差值的绝对值（|Vex_后—Vex_前|）及最大呼气末容积变异率（|Vex_后—Vex_前|/ Vex_前×100%）均增高（P＜0.01）。见表1。

2.2 两组支气管舒张试验前后双相肺功能指标的比较

两组间肺功能指标比较，差异有统计学意义（P＜0.01）。见表2。

2.3 BDT前后双相CT肺容积的动态指标与肺功能参数的相关性分析

哮喘组Vex_前、Vex_后、Vex变异率与△FEV1、FEV1变异率有显著负相关（P＜0.01），Vex变异率与FEV1%预_后、FEV1/FVC_前、FEV1/FVC_后、FEV1/FVC变异率多项指标具有相关性。BDT前后哮喘组Vex与FEV1/FVC变异率显著相关（P＜0.01），Vin与FEV1%预、FEV1/FVC变异率具有相关性（P＜0.05），与FEV1/FVC相关性较对照组更好（P＜0.01）。BDT前后两组Vex与FEV1%预、FEV1/FVC均有显著相关（P＜0.01）。见表3。

表1 两组支气管舒张试验前后肺容积指标比较（±s）

参数哮喘组（n=70） 对照组（n=50）Z PVin_前（cm3） 5 145.84±1 342.36 4 659.94±1 323.32 -1.515 0.13 Vex_前（cm3） 3 428.88±1 296.22 2 660.58±972.67 -2.846 0.004 Vin_后（cm3） 5 178.27±1 285.63 4 789.94±1 269.92 -1.028 0.304 Vex_后（cm3） 2 865.91±1 289.07 2 579.25±961.86 -0.974 0.330 Vin_后-Vin_前（cm3） 32.42±426.74 130±573.42 -0.602 0.547（Vin_后—Vin_前）/Vin_前×100% 1.61±10.75 4.4±19.20 -0.713 0.476 |Vex_后—Vex_前|（cm3） 566.36±178.87 81.33±116.25 -7.940 0.000 |Vex_后—Vex_前|/Vex_前×100% 18.59±7.65 3.20±3.80 -7.840 0.000

表2 两组支气管舒张试验前后肺功能指标比较（±s）

参数 哮喘组 对照组Z P△FEV10.33±0.13 0.07±0.04 -8.154 0.000 FEV1%预_前 53.04±13.88 79.14±22.11 -5.566 0.000 FEV1%预_后 65.18±15.87 81.27±22.11 -3.575 0.000 FEV1变异率 18.67±15.91 3.2±2.03 -3.851 0.000 FEV1/FVC_前 58.19±7.04 71.44±12.30 -5.017 0.000 FEV1/FVC_后 65.16±9.78 72.64±12.31 -3.211 0.001 FEV1/FVC变异率 11.98±10.15 1.74±3.02 -6.188 0.000

3 讨论

支气管哮喘是常见的呼吸系统疾病，支气管舒张试验是临床上用以测定气道气流受限可逆性的可靠方法，其阳性结果被作为哮喘的诊断标准之一。目前肺容积的金标准是肺功能[2]，公认FEV1是评价支气管舒张试验的最合适指标。

近年来，国内外有不少关于肺容积与肺功能的相关研究，CT肺功能成像已成为研究热点[3-4]，为肺功能的评估和研究提供了一个新方法[5]。Brown等[6]认为CT检查的可重复性优于PFT。Sandra Pauls等[7]认为MSCT测定的肺容积值诊断肺气肿是可行的，且与COPD的分级具有较好的相关性；蒙秋华等认为可采用呼气相及吸气相结合以提高气流受限或空气潴留类疾病的诊断情况[8]；利用CT扫描客观计算肺容积的方法来定量分析CT肺像素指数[9]等。目前研究主要应用于肺气肿的诊断和分级方面[10]。支气管哮喘患者BDT前后肺容积测定的动态变化未见相关报道。

3.1 DSCT肺容积测定在支气管哮喘患者肺容积的动态变化研究中的可行性

本研究中采用西门子第二代光子双源CT（Somatom Definition Flash），机器内自带有Care Dose 4D软件，该软件按患者不同体型和不同部位自动调整有效mAs，在保证图像质量良好的同时最大限度减少不必要的辐射，同时使用低电压（80 KV）进行扫描，从而双方面降低辐射剂量，更符合ALARA原则。既往研究[11]报道降低辐射剂量对肺气肿肺体积测量影响较小，支气管哮喘急性发作患者肺容积呈过度充气状态，故本研究采用了低剂量的双相扫描模式。另外，Somatom Definition Flash CT扫描速度快，旋转时间0.28秒/圈，大部分扫描可以在1秒内完成，所以绝大部分患者均能顺利完成扫描，增加患者舒适性和依从性，降低了呼吸对数据测定的影响。此外，根据扫描原始数据重建成1mm的薄层肺窗图像，采用Syngo CT Pulmo 3D软件（Syngo Via，VA30A）进行后处理，该软件自动将肺组织与其他组织（胸壁、心脏、大血管、气管、纵膈等）分别开来，并能够自动计算出全肺容积等多项参数，与以往的软件相比，提高了数据的准确性和可重复性，使数据更贴近真实值，为研究打下坚实的基础。

3.2 DSCT肺容积指标动态变化与肺功能指标相关性分析

本研究中支气管舒张试验前后 DSCT 定量测量结果显示，哮喘组BDT前最大呼气末容积（Vex_前）、BDT前后最大呼气末容积差的绝对值（|Vex_后-Vex_前|）及最大呼气末容积变异率较对照组均有差异（P＜0.01）；用药前后Vin差值及变异率较对照组无差异（P＞0.05）。哮喘组BDT前后的FEV1、FEV1/FVC均低于对照组，△FEV1、FEV1变异率及FEV1/FVC变异率均高于对照组，差异具有统计学意义。说明哮喘组患者与对照组在肺容积指标方面存在差异，哮喘发作期Vex增大，用药前后Vex差值及Vex变异率增大，反映了肺功能的动态变化，试验前肺容积增大，残气量增大，肺充气过度，顺应性降低，吸入支气管扩张剂后，肺通气功能迅速改善，FVC增加，FEV1增加，残气量减少，用药前后残气量的变化量及变异率增大，与PFT测定结果一致，呼气性指标差异显著，而吸气性指标无明显差异，与哮喘发作时流速受限以呼气性为主、气道阻塞具有可逆性的特点相符。DSCT容积指标的测定，能客观反映哮喘患者肺容积，支气管舒张试验前后肺容积的变化量及变异率，能反映可逆的气道阻塞状态，间接反映了气道的高反应性。

本研究通过相关性分析显示病例组Vex_前、Vex_后、Vex变异率与△FEV1、FEV1变异率有显著相关（P＜0.01），Vex与FEV1/FVC_变异率亦显著相关，Vex变异率与吸入支气管扩张剂前后的FEV1/FVC及变异率、FEV1%预_后具有相关性（P＜0.05），这说明 DSCT 肺容积指标与肺功能检测具有良好的一致性，通过BDT前后对肺容积指标Vex的测量及Vex变异率计算，能够反映支气管舒张试验中△FEV1及FEV1变异率的变化，从而反映出肺通气功能及用药前后的变化，间接判断气道的可逆性，并对病情进行评估。两组中Vex与BDT前后FEV1%预、FEV1/FVC均有显著性关系，上述结果与相关文献报道一致[12]。

综上所述，支气管哮喘患者BDT前后DSCT肺容积测定动态指标与肺功能指标具有相关性，能反映肺功能的变化，DSCT肺容积测定应用于支气管舒张试验中，简单易行，可重复性好，为支气管哮喘的诊断提供了一种新方法。

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读者 作者 编者

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Application Value of Dual Source CT Lung Volume Measurement in Patients With Bronchial Asthma in Bronchial Dilation Test

HUANG Meiping1HUANG Bawei2WANG Jie1LAN Changqing1WENG Heng3LIN Youfei3GUAN Honglian1MA Chenhui11 Department of CT, Fuzhou Pulmonary Hospital, Clinical Teaching Hospital of Fujian Medical University, Fuzhou Fujian 350008, China; 2 Respiratory Medicine, South Branch of Fujian Provincial Hospital, Fuzhou Fujian 350028, China; 3 Respiratory Medicine, Fuzhou Pulmonary Hospital, Clinical Teaching Hospital of Fujian Medical University, Fuzhou Fujian 350008, China

ObjectiveTo investigate the relationship of dual-source CT (DSCT) lung volume indexes with lung function indexes in patients with bronchial asthma in bronchial dilation test(BDT),and to assess its value in BDT.Methods70 cases of patients with bronchial asthma of acute stage with positive results of BDT were selected as asthma group. 50 cases of patients with negative results of BDT were selected as control group. Allpatients underwent dual phase dual-source CT scans before and after BDT. The volume indexes and changes between the two groups were compared, and the correlation with PFT indexes were analyzed.ResultsThe volume at maximum expiration before BDT, the absolute value of the volume difference at maximum expiration before and after BDT, the volume variation rate at maximum expiration of asthma group were significantly higher than control group (P＜0.01). The correlation analysis showed that, the volume at maximum expiration, the volume variation rate at maximum expiration have signifcant correlations with △FEV1and FEV1mutation rate (P＜0.01).The volume variation rate at maximum expiration has correlation with mang indexes such as FEV1/FVC before and after BDT, FEV1/FVC variation rate, FEV1%pre_after.ConclusionThe dualsource CT lung volume indexes and dynamic changes before and after BDT have correlations with lung function indexes, and can efectively assess the pulmonary function of bronchial asthma patients, which is important to the diagnosis of asthma.

Dual Source CT;Lung volume;Bronchial dilation test;Bronchial asthma

G446

A

1674-9308（2017）04-0093-04

10．3969/j．issn．1674-9308．2017．04．049

福建省卫生厅青年科研课题（2012-2-72）

1 福建医科大学临床教学医院福州肺科医院CT室，福建福州 350008；2 福建省立医院南院呼吸内科，福建 福州 350028；3 福建医科大学临床教学医院福州肺科医院呼吸内科，福建 福州 350008

王洁，E-mail：emiao3@sina．com