256iCT肺實(shí)質(zhì)灌注成像及其在COPD中的應(yīng)用.pdf

1、[研究背景]
　　 慢性阻塞性肺病(Chronic Obstructive Pulmonary Diseases，COPD)是一種以進(jìn)行性氣流受限為特征的疾病，且不完全可逆。目前COPD是世界的第四位死因，全球有6億人患有COPD。世界衛(wèi)生組織報(bào)告：全球每年平均有300萬人死于COPD；我國每年因COPD死亡的約有100萬人，所以COPD造成了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，已成為目前健康的主要問題。早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、早期治療是降低死亡率

2、的關(guān)鍵。目前，臨床診斷COPD主要是通過對吸煙史等高危因素、臨床癥狀和肺功能檢查的綜合評估，但早期COPD患者的肺功能受損程度較輕，癥狀出現(xiàn)不典型，易被漏診。肺通氣的功能指標(biāo)FEV1雖然目前應(yīng)用最廣泛，但其不能反映局部肺功能，對早期的肺功能變化不敏感，測不出早期COPD肺通氣的變化；在2004年美國胸科協(xié)會(huì)(ATS)頒布的《慢性阻塞性肺疾病全球倡議》(Global Initiative for Chronic Obstructive L

3、ung Disease.GOLD)中認(rèn)為，F(xiàn)EV1不能完全反應(yīng)COPD患者的全部臨床情況，尤其是對不均勻分布的肺氣腫局部肺功能損害程度的評估存在明顯的局限性。早期COPD在病變性質(zhì)上只是局部肺間質(zhì)纖維化的變化，局部肺泡和肺泡壁的變化，局部間質(zhì)毛細(xì)血管和小動(dòng)脈的變化，常規(guī)胸部X線檢查也不易發(fā)現(xiàn)。
　　 CT檢查可以評價(jià)COPD局部結(jié)構(gòu)如氣道、肺實(shí)質(zhì)和血管的改變。高分辨率CT(HRCT)可以發(fā)現(xiàn)局部解剖細(xì)節(jié)的改變，如小氣道及肺實(shí)質(zhì)的

4、改變。CT功能成像，如肺灌注成像、肺通氣成像等，可以發(fā)現(xiàn)局部通氣、局部血流分布的異常。本研究應(yīng)用256iCT對COPD進(jìn)行灌注成像，首先優(yōu)化了灌注成像掃描參數(shù)，在此基礎(chǔ)之上評價(jià)其在COPD早期診斷方面的應(yīng)用價(jià)值。
　　 第一部分256iCT肺實(shí)質(zhì)灌注成像可行性及參數(shù)優(yōu)化研究
　　 [研究目的]
　　 探討256iCT進(jìn)行肺實(shí)質(zhì)灌注成像的可行性，并評價(jià)不同輻射劑量對肺實(shí)質(zhì)灌注圖像質(zhì)量的影響，以期在盡可能低的輻射劑量

5、下獲得較佳的灌注圖像質(zhì)量。
　　 [材料與方法]
　　 1、先對30例不同胸部疾患的患者應(yīng)用Philips Brilliance256iCT進(jìn)行了肺部灌注掃描，其中正常組15例，周圍型肺癌5例，神經(jīng)源性腫瘤1例，慢性阻塞性肺疾病組9例。
　　 2、然后對30例健康志愿者進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化研究。將30例健康志愿者隨機(jī)分為6組：第1-3組，管電壓120KV，管電流分別為200mAs、100mAs、50mAs；第4-6組，管

6、電壓80KV，管電流分別為200mAs、100mAs、50mAs。對各組劑量獲得的iCT肺實(shí)質(zhì)灌注圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀定性和客觀定量評價(jià)并計(jì)算各組單次輻射劑量。應(yīng)用SPSS18.0軟件，采用方差分析及LSD檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
　　 [結(jié)果]
　　 1.可行性研究：
　　 正常組，肺實(shí)質(zhì)iCT灌注成像表現(xiàn)雙側(cè)肺部灌注均勻，未見明顯差異。神經(jīng)源性腫瘤與周圍型肺癌組表現(xiàn)為腫塊區(qū)域的局限性灌注缺損區(qū)。慢性阻塞性肺疾病組表現(xiàn)

7、病變區(qū)域的局限型灌注減低區(qū)及不均勻型灌注減低。
　　 2.參數(shù)化研究：
　　 (1)主觀評價(jià)：組1與組2之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.677)；組2與組4之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.098)；組3、4、5兩兩之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；組1至5各組與組6之間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。
　　 (2)客觀評價(jià)：組1與組2之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.409)；組3、4、5兩兩之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；組1至

8、5各組與組6之間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。
　　 (3)輻射劑量：單次平均輻射劑量由高至低依次為：組1(13.3mGy)，組2(9.4mGy)，組4(3.8mGy)，組3(3.3mGy)，組5(1.9mGy)，組6(1mGy)。所以，組1、2圖像質(zhì)量最好，但平均輻射劑量高；組3-5圖像質(zhì)量中等，兩兩之間沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，而且組5的平均輻射劑量較低，與組3、組4相比分別降低了42.4％、50％的輻射劑量；組6的平均輻射劑量最低

9、，但其圖像質(zhì)量最差。
　　 [結(jié)論]
　　 256iCT肺灌注成像用于評價(jià)肺部不同疾患的血管灌注改變是可行的，且具有可重復(fù)性。在兼顧輻射劑量和圖像質(zhì)量的前提下，80KV，100mAs為最佳的肺灌注掃描方案。
　　 第二部分COPD患者的iCT肺實(shí)質(zhì)灌注成像的研究
　　 [研究目的]
　　 評估COPD不同表現(xiàn)型的CT灌注形態(tài)特征，半定量分析灌注異常區(qū)，進(jìn)一步評價(jià)與肺功能參數(shù)間的相關(guān)性；評價(jià)COPD

10、患者肺實(shí)質(zhì)破壞與肺灌注缺損間的關(guān)系，探討肺灌注成像對輕度COPD的早期診斷價(jià)值；分析COPD患者及正常志愿者的iCT肺實(shí)質(zhì)灌注圖像是否存在差異；定量評估COPD患者的iCT肺實(shí)質(zhì)灌注圖像，并分析其與肺功能參數(shù)及氣腫指數(shù)間的相關(guān)性。
　　 [材料方法]
　　 (1)應(yīng)用：Philips Brilliance 256層iCT，對63例COPD患者進(jìn)行肺實(shí)質(zhì)灌注掃描，將63例COPD患者根據(jù)HRCT中是否存在肺氣腫和支氣管壁增

11、厚分為三種表現(xiàn)型：A型：無肺氣腫或存在輕微的肺氣腫，不考慮是否合并支氣管管壁增厚；E型：存在明顯的肺氣腫，不合并支氣管管壁增厚；M型：同時(shí)存在明顯的肺氣腫和支氣管管壁增厚。在此基礎(chǔ)上按肺葉水平分析三種表現(xiàn)型的CT灌注缺損形態(tài)特征(楔形、局限非楔形、廣泛斑片形)，計(jì)算COPD三種表現(xiàn)型灌注缺損區(qū)與正常區(qū)的CT值之比RHU(RHU=HU abnormal/HU normal)。應(yīng)用SPSS18.0軟件，采用方差分析及Bonferroni檢驗(yàn)

12、進(jìn)行各型RHU間差異研究，Pearson相關(guān)系數(shù)分析RHU與PFT指標(biāo)的相關(guān)性。
　　 (2)將63例COPD患者根據(jù)肺功能檢查分為3組：輕度COPD組(GOLDⅠ級(jí)，16例)，中度COPD組(GOLDⅡ級(jí)，18例)，重度COPD組(GOLDⅢ-Ⅳ級(jí)，29例)。對3D-HRCT圖像設(shè)定CT值低于-950HU的區(qū)域?yàn)榉螝饽[區(qū)進(jìn)行量化評估。根據(jù)肺氣腫所占其肺葉體積比，對每個(gè)肺葉按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行0-4分的分級(jí)評分(0分：無肺氣腫；1-

13、4分：肺氣腫體積與肺葉體積百分比分別為小于25％，25％-50％，50％-75％，大于75％)。對CT灌注圖像的各肺葉按照以下標(biāo)準(zhǔn)亦進(jìn)行0-4分的分級(jí)評分(0分：無灌注缺損；1分：灌注缺損范圍<25％肺葉；2分：灌注缺損范圍為25％-50％肺葉；3分：灌注缺損范圍50％-75％肺葉；4分：灌注缺損范圍>75％肺葉)。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS18.0軟件，對3D-HRCT及CT灌注圖像用weighted Kappa-Analysis方法進(jìn)行

14、檢驗(yàn)。
　　 (3)將63例COPD患者及20例正常志愿者根據(jù)肺功能檢查結(jié)果重新分為5組：正常組(20例)，輕度COPD組(16例)，中度COPD組(18例)，重度COPD組(11例)，極重度COPD組(18例)。按肺葉水平計(jì)算灌注缺損區(qū)與正常區(qū)的CT值之比RHU(RHu=HU abnormal/HU normal)。應(yīng)用SPSS18.0軟件，采用方差分析及Bonferroni檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
　　 (4)對63例C

15、OPD存在灌注缺損的肺葉測量灌注缺損區(qū)CT值(HU abnormal)及正常肺組織CT值(HU normal)的比值RHU，即RHU=HU abnormal/HU normal。對3D-HRCT圖像設(shè)定CT值低于-950HU的區(qū)域?yàn)榉螝饽[區(qū)，計(jì)算氣腫指數(shù)(EI，指肺氣腫區(qū)所占全肺容積比)。應(yīng)用Spearman相關(guān)分析檢驗(yàn)RHU與EI、RHU與肺功能參數(shù)之間的相關(guān)性。
　　 [結(jié)果]
　　 1.63例COPD患者中，A型3

16、8例，E型11例，M型14例。A型的灌注缺損主要以局限非楔形為主，E型與M型主要以廣泛斑片形為主。A型與E型間RHU統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.003)，A型與M型、M型與E型間RHU均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。A型的RHu與FEV1(R=0.48，P=0.002)、FEV1％(R=0.47，P=0.002)、FEV1/FVC(R=0.42，P=0.008)及FVC(R=0.57，P=0.01)均呈正相關(guān)；E型的RHU與FEV1/FVC(R

17、=0.68，P=0.042)呈正相關(guān)；M型的RHU分別與FEV1(R=0.72，P=0.019)、FEV1/FVC(R=0.63，P=0.039)、FEV1％(R=0.62，P=0.043)及FVC(R=0.65，P=0.043)呈正相關(guān)。
　　 2.輕度COPD組：共評估80個(gè)肺葉，3D-HRCT評分結(jié)果：1-5分肺葉個(gè)數(shù)分別為25個(gè)，28個(gè)，9個(gè)，11個(gè)，7個(gè)；CT灌注評分結(jié)果：1-5分肺葉個(gè)數(shù)分別為11個(gè)，18個(gè)，26個(gè)，

18、14個(gè)，11個(gè)。兩種評分結(jié)果一致性較差(weighted kappa value=0.286)；中度COPD組：共評估90肺葉，3D-HRCT評分結(jié)果：1-5分肺葉個(gè)數(shù)分別為9個(gè)，21個(gè)，37個(gè)，15個(gè)，8個(gè)；CT灌注評分結(jié)果：1-5分肺葉個(gè)數(shù)分別為5個(gè)，15個(gè)，30個(gè)，21個(gè)，19個(gè)。兩種評分結(jié)果一致性欠佳(weighted kappa value=0.46)；重度COPD組：共評估145肺葉，3D-HRCT評分結(jié)果：1-5分肺葉個(gè)數(shù)

19、分別為11個(gè)，16個(gè)，24個(gè)，37個(gè)，57個(gè)；CT灌注評分結(jié)果：1-5分肺葉個(gè)數(shù)分別為9個(gè)，7個(gè)，25個(gè)，44個(gè)，60個(gè)。兩種評分結(jié)果一致性較好(weighted kappa value=0.694)。
　　 3.正常組RHU與各COPD組均有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，輕度COPD組RHU與重度COPD組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.022)，輕度COPD組RHU與極重度COPD組間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.001)，中度COPD組

20、RHV與極重度COPD組間亦有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.03)。其余兩兩之間均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。4.RHU、FEV1、FEV1％Predicted、FVC、FEV1/FVC、EI分別為0.356±0.16，1.59±0.84liters，56.71±26.25％，2.54±0.94liters，60.66±14.02％，10.64±7.58％。經(jīng)Spearman相關(guān)檢驗(yàn)得RHU與FEV1(R=0.53，P=0.000)、FEV1％

21、預(yù)計(jì)值(R=0.514，P=0.000)、FVC(R=0.41，P=0.002)、FEV1/FVC(R=0.466，P=0.000)均呈正相關(guān)；與EI(R=-0.47，P=0.000)呈負(fù)相關(guān)。
　　 [結(jié)論]
　　 1.COPD三種表現(xiàn)型患者的灌注缺損形態(tài)及半定量分析指標(biāo)RHU均存在差異，但RHU與FEV1/FVC均有正相關(guān)性。
　　 2.在重度COPD患者中，3D-HRCT與CT肺實(shí)質(zhì)灌注兩種方法在肺葉水平上