低剂量呼气相肺重建CT诊断肺小气道病变的临床价值

　　肺小气道病变是临床常见的一种呼吸系统疾病，气道的内径小于 2mm，主要包括细支气管、终末细支气管、呼吸性细支气管、部分内径较小的小支气管等，其典型特征为阻塞性病变，会造成肺功能指标的异常改变。随着科技水平的不断提高和医疗设备的不断改进，CT 检查逐渐用于肺小气道病变的诊断，包括空气潴留、马赛克征、小叶中心型肺气肿等。为了探讨低剂量呼气相肺重建 CT 评价肺小气道病变的临床价值，本院选取肺小气道病变患者 80 例，采用数字随机法分为 4 组，管电压固定在 100kV，给予不同的电流( 200mA、100mA、50mA、25mA) 行呼气相全肺螺旋 CT扫描和肺功能检查，现报告如下。

　　1 资料与方法

　　1．1 一般资料: 本院 2011 年 10 月至 2013 年 12 月诊治的肺小气道病变患者 80 例，年龄 25－76 岁，平均年龄 52．5±11．6 岁，体重指数 22．4±1．4kg/m2，其中男性47 例，女性 33 例。入选标准: ①在 CT 扫描前一周内肺功能检查提示小气道功能中重度降低，②扫描时能按照训练要求完成呼吸运动，③不合并影响肺功能的其他疾病，常规胸部 X 线检查( 或 CT 定位片) 需排除肺内实质性病变或胸膜病变。排除患有其他器质性病变、血液病、免疫性疾病、肿瘤疾病、精神疾病、感染性疾病的患者。采用数字随机法分为 4 组，200mA 组患者 20 例，年龄为 31－76 岁，平均年龄为 53．4±10．4 岁，体重指数为 22．5±1．2kg/m2，其中男性 12 例，女性 8例。100mA 组患者 20 例，年龄为 25－74 岁，平均年龄为 51．7±12．6 岁，体重指数为 22．3±1．0kg/m2，其中男性 11 例，女性 9 例。50mA 组患者 20 例，年龄为 27－75 岁，平均年龄为 50．6±13．1 岁，体重指数为 22．4±1．1kg / m2，其中男性 10 例，女性 10 例。25mA 组患者 20例，年龄为 28－74 岁，平均年龄为 53．0±10．1 岁，体重指数为 22．3±1．3kg/m2，其中男性 14 例，女性 6 例。各组患者间基础资料( 年龄、性别、体重指数等) 差异均无统计学意义( P＞0．05) ，具有可比性。

　　1．2 方 法

　　1．2．1 CT 扫描设备、参数及扫描方法: 患者均使用美国 GE 公司生产的 Bright Speed 16 排螺旋 CT 扫描仪进行检查，在扫描前先行呼吸训练，先用力吸气，再用力呼出全部气体后屏气，有助于提高扫描准确性。让患者取仰卧位，双手抱头，头先进扫描体位，不使用对比剂，于用力吸气后再用力深呼气末屏气，由肺尖至肺底进行螺旋 CT 容积采集，要确保肺尖及双侧肋膈角扫描完整。扫描参数: X 线管电压为 100kV，管电流分别为 200mA、100mA、50mA 和 25mA; 螺距 1．375: 1，层厚 10mm，层间隔 10mm，球管转速 0．8s/圈，床速 27．5mm / 圈，矩阵 512× 512。扫描结束后，将原始图像以肺算法重建，重建层厚 1．25mm，层间隔 1．25mm，窗宽为 1000HU，窗位－700HU。然后将全肺呼气相螺旋 CT容积数据传至后处理工作站进行分析。

　　1．2．2 图像的评分及测量: 肺容积分析: 使用随机附带的 ADW4．4 工作站中的肺容积分析软件，对四种不同管电流条件下的数据进行后处理。肺组织密度阈值上限设为－200HU，下限设为－1024HU，多方位旋转观察 3D－肺模型，手工切除与其相连的含气腔隙进行图像校正，保留肺组织。分别记录 LV( 深呼气末全肺容积) 、LAA%( 空气潴留区域肺组织容积占全肺容积的百分比) 、MLD( 平均肺野密度) 。

　　有效剂量测量: 记录患者 CT 扫描剂量报表中的容积剂量指数 CTDIvol 和沿患者方向的曝光长度 L，代入公式 ED=CTDIvol×L×W 计算 X 线有效剂量，公式中 W 为胸部的权重指数 0．017mSv/( mGy* cm) 。

　　图像主观评价: 将患者的肺重建薄层图像( 层厚1．25mm) 摄片，窗宽为 1000HU，窗位－ 700HU，图像上不显示任何参数。请两位资深影像诊断医师按事先达成的统一标准进行模拟评价后，盲法对每例患者 CT图像的右肺上叶前段支气管、右肺上叶前段亚段支气管、右肺上叶前段血管行主观评分，当评分结果不一致时，则取其平均分。具体评分标准如下: 支气管显示清晰，内外缘光整 4 分; 支气管显示基本清晰，内外缘基本光整 3 分; 支气管显示稍模糊、内或外缘不光整 2分; 支气管内外壁均模糊但管腔仍含气 1 分; 支气管完全显示不清 0 分。血管清晰度评分标准为非常清晰、边缘光整 4 分，基本清晰、边缘基本光整 3 分，血管边缘模糊 2 分，血管完全显示不清 1 分。

　　图像客观评价: 在工作站上对肺重建薄层图像( 层厚 1．25mm) 进行信号噪声比测量。先将面积为 50－70mm2的圆形兴趣区放置于无空气潴留的正常肺组织，然后拷贝并粘贴至同层面胸壁前方中线区。分别记录气管隆突层面正常肺组织 CT 值和同层面胸壁前方空气 CT 值的标准差，代入公式: SNR=气管隆突层面正常肺组织 CT 值/同层面胸壁前方空气 CT 值的标准差，计算出该例患者 CT 图像的图像信噪比。

　　1．2．3 肺功能测定: 患者均采用德国 JAEGER 公司生产的 MS－IOS 型肺功能仪进行肺功能测定，记录参数:FEV1% ( 第 1s 用力呼气容积占预计值百分比 ) 、MEF75( 剩余 25%肺活量时的最大呼气流量) 、MEF50( 剩余 50%肺活量时的最大呼气流量) 、MEF25( 剩余75%肺活量时的最大呼气流量) 、MMEF( 最大呼气中期流量) ，上述参数均以实测值占预计值的百分比表示。检测时患者取坐位，反复测定 3 次取最好结果为最终测定结果。

　　1．3 统计学处理: 数据采用 SPSS16．0 软件进行统计学处理和分析，相关性采用 Spearman 等级相关分析，计量资料均采用均数±标准差( x珋±s) 表示和 F 检验，以P＜0．05 为差异有统计学意义。

　　2 结 果

　　2．1 各组患者肺功能指标与呼气相全肺螺旋 CT 扫描结果的相关性分析: 各组患者肺功能指标与呼气相全肺螺旋 CT 扫描结果的相关性分析结果显示( 见表1) ，25mA 组 LAA%与 PFT 检测中的多个参数具有明显的相关性，200mA 组呼气相 LV 与 FEV1 具有高度相关性。【表1】

　　
　　2．2 各组患者主观评分、图像信噪比、X 线有效剂量的比较: 各组患者主观评分、图像信噪比、X 线有效剂量的比较结果显示( 见表2) ，依200mA、100mA、50mA、25mA 顺序，B1、B2、V、图像信噪比、X 线有效剂量均呈现明显的下降趋势，比较差异均有统计学意义( P＜0．05) 。【表2】

　　
　　2．3 各组患者小气道损伤的征象分析: 各组患者小气道损伤的征象分析结果显示( 见表 3) ，各征象的出现频率，空气潴留的出现率最高，200mA 组该征象占 60．6%( 20 /33) ，100mA 组和 200mA 组该征象均占 65．4%( 17/26) ，25mA 组该征象占 56．7%( 17/30) 。随后依次为磨玻璃样密度影、小叶中心肺气肿、肺大泡、肺实质微结节、坠积效应、小叶间隔线和间隔旁气肿，分别出现了 14 例、10 例、7 例、4 例、4 例、4 例和 1 例。【表3】

　　
　　3 讨 论

　　肺小气道病变是呼吸系统的常见病症之一，既可源于小气道本身，也可是大的支气管或肺实质疾患扩散的结果，随着病症的进一步发展，会逐渐阻塞气道，造成患者的呼吸困难而降低肺功能，进而降低患者的生活质量，影响患者的预后。肺小气道病变具有管腔纤细、管壁菲薄、软骨缺如等解剖特点，在病理状态下很容易扭曲或陷闭，因而传统的检查方法具有很大的局限性，在 CT 应用于临床前，小气道疾病的诊断是以临床症状和肺功能检查为依据。随着医疗科技水平的不断提高和医疗设备的不断改进，呼气相全肺螺旋CT 扫描逐渐用于肺小气道病变的诊断。由于螺旋 CT具有高分辨的特点，可早期发现小气道病变，特别是呼气相 CT。呼气相扫描可显示正常与异常肺之间的微小差别，而这些差别可能在吸气扫描时显示不明显，甚至是正常的。

　　肺功能检查结果是综合性的，既不能体现支气管的反应性和气流阻塞中存在的分布不均匀性，也不能对受累气道的分布和级别做出定位。而 CT 影像中每一个像素都代表 1 个 CT 值，通过确定 CT 值范围可统计出这一范围内像素所占的面积，再与全肺面积相比较则得出像素指数。体素指数是指阈值内像素的体积占相应肺体积的百分比。由于不同病变的平均密度值不相同，故通过制定这些病变密度的 CT 阈值便能定量出各自的面积及所占全肺的百分比，从而客观了解不同病变的范围及严重程度。利用多排探测器螺旋 CT扫描速度快的优势，采集呼气末的容积扫描数据，使用随机附带的肺容积分析软件，来评价小气道的功能。

　　呼气相 CT 也是气道功能性成像必不可少的一个组成部分，但采用常规剂量其辐射大，射线可近期及远期地损害人的健康。一般而言，辐射剂量越高，CT 图像越清晰; 辐射剂量越小，CT 图像质量越差。由于肺泡腔与肺实质之间有良好的自然对比，同时也具有较低的 X 线吸收率，且肺组织病变一般与正常肺组织有很好的对比，不易受噪声影响，而扫描剂量降低、图像噪声增加主要是由大的血管和胸壁软组织引起的，所以胸部比较适合采用低剂量螺旋 CT 扫描。病变的显示一般不会受影响，可以获得足够的诊断与鉴别诊断信息。另外 CT 作为一个数字化技术，信息采集和显示并不完全相关，因此在一定范围内减小管电流只是使图像噪声略增加，对比度略下降，不会影响诊断效果。

　　本次研究的结果表明，25mA 组 LAA%与 PFT 检测中的多个参数具有明显的相关性，200mA 组呼气相LV 与 FEV1 具有高度相关性，说明采用呼气相 CT 扫描对有小气道病变潜在可能的患者肺功能评价与临床标准是一致的。依 200mA、100mA、50mA、25mA 顺序，B1、B2、V、图像信噪比、X 线有效剂量均呈现出明显的下降趋势。，相互间比较差异均有统计学意义，若以支气管和血管显示基本清晰为满足临床需要的基本要求，即主观评分≥3，那么当管电流为 50mA、管电压为100kV 时，即可适应临床需求，低剂量呼气相肺重建CT 评价肺小气道病变的图像质量也能满足临床需求。

　　若以管电流为 50mA、管电压为 100kV 的条件扫描，既可达到图像基本清晰，又可以将患者 X 线辐射剂量明显降低至 0．77mSv，是标准剂量( 管电流为 200mA、管电压为 100kV) 的 24．4%，对患者造成的辐射损伤也是很低的。各征象的出现频率，空气潴留的出现率最高，其次为磨玻璃样密度影、小叶中心肺气肿、肺大泡、肺实质微结节、坠积效应、小叶间隔线和间隔旁气肿，说明常规剂量与低剂量的检查结果具有高度的一致性。

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