低剂量CT定量评估肺气肿在健康体检中的应用价值研究

陈 斌，黄海峡（通讯作者），王丁要，瞿明月，徐国厚

（华东疗养院放射科 江苏 无锡 214065）

目前，伴随着人民健康意识的增强以及生活水平的改善，健康体检受到越来越多的重视，对疾病的早期发现、早期干预已经形成了共识。同时由于多层螺旋CT、HRCT的出现和扫描设备、技术的发展进步，CT逐渐成为评估肺气肿的较为理想的工具[1-2]。本文通过收集95例无临床症状吸烟者及92例非吸烟者的肺气肿低剂量CT（low-dose computed tomography，LDCT）定量分析参数并进行对比，以探讨其定量评估肺气肿在体检中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2017年1月至2019年12月间在华东疗养院接受LDCT体检无临床症状吸烟者95例及非吸烟者92例。本研究通过华东疗养院伦理委员会的批准，所有患者签署知情同意书。

1.2 纳入标准

本研究纳入的吸烟者均为长期吸烟者，吸烟指数＞200（每天吸烟支数×吸烟年数）；年龄在30～50岁；男性；体重指数18～30kg/m2。排除标准：扫描时无法配合吸气末屏气患者，图像质量差影响软件分割；具有肺癌、肺结核、支扩、支气管哮喘、慢阻肺、肺栓塞、间质性肺炎、胸部手术史等呼吸系统各类疾病；有类风湿、肾病综合症等免疫系统疾病；高血压，先天性心肺疾病、糖尿病及其他部位慢性疾病；长期服用激素类药物、支气管扩张剂等药物；长期职业粉尘暴露，有害化学气体接触等。

1.3 LDCT检查扫描方法

采用GE Revolution 256层CT进行胸部低剂量扫描。行呼吸训练后，所有受试者均仰卧姿势，举起手臂，肘关节屈曲放置于头部两侧，以完全露出胸部。深吸气后，屏住呼吸进行扫描。扫描范围：肺尖至肺底，包括胸壁两侧。扫描参数：管电压120kV，管电流40mAs，矩阵512×512，窗宽1200HU，窗位-600HU，扫描层厚5mm，层间距5mm。扫描结束后将获得的CT图像采用高级迭代重建算法（advanced iterative reconstruion，AIR）重建为层厚0.625mm的数据集，并将处理过的CT图像传输至工作站。

1.4 肺气肿定量分析评估方法

CT客观定量分析肺气肿的指标主要有像素指数（pixel index，PI）、肺容积指标及平均密度值[3]，本研究主要采用像素指数阈值限定法（PI法）即采用-950HU密度阈值，通过计算机软件算出低于这一阈值的低密度衰减区体积（low attenuation area，LAA）占全肺体积的百分比来表示肺气肿范围（%LAA-950HU），得出的比值称为肺气肿指数（EI）。

1.5 统计学方法

采用SPSS19.0统计软件进行数据分析，满足正态分布的数据采用平均数±标准差（±s）表示，偏态分布数据采用中位数（四分位数间距）表示，各组间的肺气肿程度资料比较符合正态分布的采用t检验，不符合正态分布的采用Mann-WhitneyU检验，并根据需要对检验水准进行调整，P＜0.05 认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较

吸烟组人员为95例，均为男性，平均年龄为（45.60±4.06）岁，体重指数为（24.65±3.9）kg/m2，吸烟指数为600（300，750）。非吸烟组人员92例，均为男性，平均年龄为（42.24±5.20）岁，体重指数为（24.71±4.49）kg/m2，吸烟指数为0。两组人员年龄及体重指数比较无显著性差异（P＞0.05）。

2.2 两组CT定量分析比较

两组在全肺及各个肺叶的CT定量分析比较中显示：吸烟组肺气肿范围（%LAA-950HU）均高于非吸烟组，差异有显著性统计学意义（P＜0.05）。见表1。

3 讨论

现在随着人民生活水平的不断提高以及对自己身体健康的重视，对疾病的早期发现、早期干预已经深入人们的健康意识当中，健康体检在这方面发挥了重要作用。同时，随着医疗设备和技术的进步，疾病早期发现的手段也越来越丰富。利用LDCT扫描对高危人群进行肺癌的早期筛查国内外已有大量的研究并取得了较好的效果，利用LDCT扫描对高危人群进行肺气肿的定量分析研究正成为新的研究的热点。

表1 吸烟组及非吸烟组全肺及各叶肺气肿范围（%LAA-950HU）对比（±s）

表1 吸烟组及非吸烟组全肺及各叶肺气肿范围（%LAA-950HU）对比（±s）

项目 右肺 右上肺叶 右中肺叶 右下肺叶 左肺 左肺上叶 左肺下叶吸烟组（n=95） 13.74±8.59 15.19±8.79 16.62±9.88 11.33±8.31 14.08±8.61 16.82±9.54 11.15±8.20非吸烟组（n=92） 10.62±7.34 12.16±7.68 13.04±8.52 8.23±6.92 10.77±7.33 13.22±8.21 7.96±6.67 Z值 -2.549 -2.327 -2.481 -2.751 -2.672 -2.542 -2.854 P值 0.011 0.020 0.013 0.006 0.008 0.011 0.004

根据流行病学的调查显示，我国40岁以上的人群中慢阻肺患病率高达8.2%[4]。其中肺气肿是慢阻肺特征性表现之一，其病理学诊断是指肺部的呼吸性细支气管远端以及肺泡管、肺泡囊、肺泡出现异常持久的膨胀扩张，并同时伴有气道壁破坏而没有明显的肺部纤维化。有关文献报道肺组织破坏要达到30%以上肺功能的检查才会出现异常[5]，肺气肿患者并不一定都会出现肺功能的改变，尤其对于轻微、早期的肺气肿，肺功能检查对肺气肿的诊断会出现一定的局限性。LDCT能直接显示出肺气肿，评估肺气肿的范围及分布状况。最初LDCT主要是通过影像医师的主观评价对肺气肿进行评估，由于各个影像医师主观性诊断的经验以及水平存在差异，同时肺气肿的早期表现仅仅是肺的密度轻度降低，对这类人群的评估往往会出现漏诊的情况。国内外多项研究表明主观评价肺气肿的特异性和敏感性都有一定的局限[6-7]。在CT的扫描速度以及计算机的后处理技术飞速发展的大环境下，客观定量评估肺气肿的准确性和敏感性都得到了大大的提升，使得发现较为隐匿性肺气肿的同时能对轻微肺气肿进行更客观的定量分析。

LDCT可以早期发现小范围的肺气肿改变，评估肺气肿的严重程度，同时能预测吸烟者发展为COPD的可能性[8]。现阶段的研究提示肺气肿可应用LDCT衰减值的像素表示出来，计算这些像素面积，推算该区域像素占总像素面积的百分比（%LAA），得出的比值被称为肺气肿指数（EI），所以EI是个相对值，在一定程度上排除了个体差异，能够较为准确地反映出肺气肿的严重程度[9]。目前界定-950HU是各肺叶和全肺定义的最佳界值[10]，其与肺功能的相关性最好，因此本研究将-950HU作为衡量肺气肿范围的阈值。通过本研究的结果显示无症状吸烟组全肺及各个肺叶的%LAA-950要高于非吸烟组，即吸烟组肺气肿的程度在全肺及各个肺叶中均高于非吸烟组。吸烟是目前广泛存在于社会生活中的不良习惯之一。从16世纪初香烟传入我国至今，吸烟人群数量越来越庞大，越来越低龄化。慢性气道阻塞、慢性支气管炎和肺气肿的主要原因之一便是吸烟。接触大量的烟尘可引起肺气肿性改变在对动物的实验中已经得到了证实[11-12]。长期吸烟者会出现支气管黏膜下腺体增生、肥大，伴随粘液分泌的增多很容易阻塞细支气管，同时支气管黏膜上的纤毛会缩短受损，从而影响纤毛的生理功能。吸烟与慢性阻塞性肺疾病的发病有明显的相关性，吸烟可以引起肺的病理性改变，主要导致肺气肿和呼吸性细支气管炎等疾病的发生，有研究表明肺破坏达30%以上才会出现肺功能异常[13]。因此，当我们对吸烟者进行肺功能检测时，特别是对于无临床症状的吸烟者，很容易造成漏诊情况的发生。LDCT能够达到清楚显示次级肺小叶结构的层次，同时可以更为清晰地显示其细微结构的变化，因此LDCT被公认为是目前诊断肺部弥漫性疾病最有效的方法。本研究对象均为既往无呼吸系统症状和呼吸道慢性疾病且各项肺功能检测指标均正常者。吸气相能更清晰的反映肺部形态学改变，肺气肿、支气管壁增厚及不同程度的支气管扩张等现象是阻塞性肺疾病的特征性表现，经过本研究对样本吸气相扫描并进行肺气肿定量分析发现，LDCT对肺功能正常人群中肺气肿的发生可以提早发现，尤其对推断吸烟人群发生慢阻肺的可能性具有客观价值。

综上所述，吸烟者属于肺气肿的高危人群，通过本研究的结果也反映了LDCT客观定量评估肺气肿的准确性。无明显临床症状的早期肺气肿人群往往在主观评价中表现为阴性，因此通常不会受到重视，造成病情进展，而通过LDCT客观定量分析能够及时发现并采取针对性的干预措施。同时，计算机定量分析通常能够自动完成，其拥有简便、快捷、可靠和可重复性等特点，故本研究认为LDCT定量评估肺气肿在体检中具有着较高的临床应用价值。