水跃翔 陶慧敏 童海燕 戴中

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种常见的慢性呼吸系统疾病，以气流受限为特征的进行性、部分可逆的呼吸道疾病，目前已成为全球死亡原因的第4位［1］。COPD患者在早期时症状不明显，然而部分患者的肺损伤可能发展迅速，若不及时发现并干预治疗，患者到晚期通气功能则会受阻加重，临床预后差。目前提高COPD患者的筛查率，及早诊断并进行及时干预治疗已成为临床上亟待解决的问题。COPD患者早期肺损伤时常未出现明显的肺功能改变，仅凭肺功能检查（PFT）可能会造成疾病诊断的假阴性［2］。数字肺三维成像（DL3DI）技术是一种可检测COPD患者肺气肿、气道分析等结果的新型技术，可作为目前评估COPD功能学及形态学的重要检测方法，可对肺部疾病进行定位、定性、定量分析，能灵敏反映小气道功能的改变［3-4］。本研究探讨DL3DI技术联合PFT在反映小气道功能的改变和COPD早期筛查中的临床价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2018年1月至2020年12月兰溪市人民医院PFT患者156例。一秒率＞70%并小气道气流受阻的患者100例为观察组。无气流受限且一秒率＞70%的患者56例为对照组。（1）观察组纳入标准：①年龄35～70岁；②符合COPD早期至少一项以下条件［5］：①一秒率小于正常值下限（LLN）或者CT影像学异常或FEV1年下降＞60 mL。②轻症COPD（GOLD-I/II级）；③常规PFT检查中小气道气流受阻且一秒率＞70%。排除标准：①呼吸衰竭；②有肺部手术史；③肺癌，肺部感染或其他肺部疾患者。对照组纳入标准：肺功能正常的患者，一秒率＞70%且无气流受限。排除标准：①有肺部手术史的患者；②有明显呼吸疾病的患者。本研究经兰溪市人民医院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 方法 （1）收集资料：包括年龄、性别、民族、职业、身高、体重、吸烟史、合并症等。（1）PFT：记录PFT相关指标，第一秒呼气容积占预计值百分比（FEV1%）、残气比、肺总量、用力肺活量（FVC）、一秒率、肺一氧化碳弥散量（DLCO）等。（2）肺气肿DL3DI技术定量分析：所有患者行呼吸双相CT扫描，图像传至FACT Medical Imaging System后处理工作站，应用肺部CT图像CAD（Computer Aided Design）全自动分析软件进行测量分析，获得参数：肺容积（PV）、小气道病变区（PRM fSAD）、肺气肿区（PRM Emph）、低于-950 HU的低密度衰减区（LAA950%）。（3）DL3DI技术定量气道分析：将CT图像传至GE CT 2010版后处理工作站，计算出左/右肺上叶尖后段和左/右肺下叶后基底段的第5～7级支气管的管腔直径、管壁厚度、壁厚直径比、管腔面积、管壁面积比。

1.3 统计学方法 采用SPSS 26.0统计软件。计量资料以（±s）表示，用t检验。DL3DI技术指标与PFT指标的相关性用Pearson线性相关分析。用二元Logistic回归拟合诊断模型并用ROC曲线分析验证模型的诊断效能。P＜0.05为差异有统计意义。

2 结果

2.1 一般资料 两组患者一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 两组患者一般资料比较

2.2 两组PFT各参数比较 见表2。

表2 观察组与对照组的肺功能相关参数的比较（±s）

表2 观察组与对照组的肺功能相关参数的比较（±s）

n 一秒率 FEV1（L） FEV1% MEF25-75 MEF25 MEF50 MEF75 PEF DLCO%对照组 56 85.57±4.28 2.86±0.63 93.26±9.38 3.45±1.19 1.58±0.62 4.02±0.87 7.01±1.60 7.67±1.64 81.94±7.29观察组 100 74.38±6.14 2.19±0.56 82.79±10.34 1.83±0.55 0.79±0.33 2.43±0.76 4.38±1.29 5.37±1.56 88.12±11.68 t值 12.38 6.09 5.94 8.76 8.08 10.51 9.66 7.87 -3.78 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.3 两组DL3DI技术指标比较 见表3～4。

表3 两组定量CT肺气肿相关参数比较（±s）

表3 两组定量CT肺气肿相关参数比较（±s）

n 管腔直径 管壁厚度 管腔面积 管壁面积比 壁厚直径比5级 对照组（n=56） 4.29±0.11 1.24±0.13 15.23±1.6459.87±4.2320.07±2.09观察组（n=100）4.02±0.06 1.61±0.14 12.06±0.7970.45±4.6223.13±1.45 t值 15.51 -15.30 12.40 -13.37 -8.90 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 6级 对照组（n=56） 3.26±0.13 1.18±0.10 8.89±0.84 63.87±2.3219.43±1.48观察组（n=100）3.01±0.07 1.55±0.24 6.54±0.76 71.43±1.8524.57±1.73 t值 12.17 -12.64 15.93 -19.20 -18.07 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 7级 对照组（n=56） 2.25±0.13 1.01±0.05 5.54±0.82 64.28±3.0119.89±1.47观察组（n=100）1.98±0.06 1.23±0.10 3.13±0.59 71.64±2.0323.57±1.82 t值 13.38 -17.10 17.73 -14.94 -12.71 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

表4 两组定量CT气道分析相关参数比较（±s）

表4 两组定量CT气道分析相关参数比较（±s）

n PV LAA950% PRM fsad（%） PRM Emph（%）对照组 56 4.54±0.45 3.24±0.33 12.08±2.73 0.06±0.04观察组 100 5.66±0.73 5.47±0.54 18.56±2.19 0.62±0.10 t值 -11.02 -29.78 -13.97 -46.36 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.4 第7级支气管数字肺三维成像技术指标与PFT指标的相关性分析 第7级支气管的管壁面积比（WA%）、PRM fSAD和壁厚直径比（TDR）分别与PFT各指标均呈负相关，管腔面积（LA）与PFT各指标均呈正相关（P＜0.001），见图1。

2.5 数字肺三维成像技术指标在COPD的早期诊断中的ROC曲线分析 将数字肺三维成像技术指标均纳入Logistic 回归分析进行拟合COPD早期诊断模型，最终小气道病变区（PRM fSAD）和7级管腔面积（LA）的联合分析被纳入最优模型。PRM fSAD和LA的联合分析诊断早期COPD的ROC曲线分析得出曲线下面积为0.985，敏感度为91.3%，特异度为98.9%。见图2。

图1-A PRM fSAD与一秒率的相关性

图1-B 7级TDR与一秒率的相关性

图1-C 7级WA%与一秒率的相关性

图1-D 7级LA与一秒率的相关性

图2 PRM fSAD和7级管腔面积联合诊断早期COPD的ROC曲线分析

3 讨论

COPD患者发病早期主要以小气道慢性炎症为主要症状，分为功能性和结构性的改变。由于目前常规方法的局限性，寻找新型技术方法提高COPD患者的早期发现率，是预防COPD急性加重及提高预后的关键［6-7］。早期COPD指最终导致COPD病理改变的起始事件或状态。随着时间推移，会发展成有临床表现的COPD。有研究报道支气管的管壁厚度、壁厚直径比、管壁面积比、管腔直径、管腔面积能有效评估小气道病变［8］。在评估肺气肿定量分析方面，目前国内外研究报道的DL3DI技术指标有PV、PRM Emph、PRM fSAD、LAA950%等；在定量气道分析方面，国内外研究报道的DL3DI技术指标主要有第5、6、7级支气管的管壁厚度、壁厚直径比、管壁面积比、管腔直径、管腔面积［6］。本研究也采用这些指标进行分析，并采用DL3DI技术评估肺通气功能变化。利用其提取医学影像中的相关信息，对疑似病变组织及各种组织的自动检测、分割、存储、三维可视化、量化分析，并自动生成报告，可直观、立体对病灶的发展及其变化进行准确评估［9-10］。虽然目前PFT仍是评估气流受限和诊断COPD的金标准，但对患者的依从性及检查配合度的要求较高；另外，PFT对COPD患者早期诊断的敏感度有所欠缺。

SURYA等［10］研究表明与近端支气管参数相比，远端参数与COPD小气道气流受限具有更强的相关性。本研究结果显示，第7级支气管的管壁厚度、壁厚直径比、管壁面积比、管腔直径、管腔面积与PFT的各指标相关性均存在相关性，与陶慧敏研究［7］结果相符合。同时，HOGG等［11］研究显示，小气道气流受限、炎症及其渗出程度和FEV1、FEV1%、一秒率密切相关。MEF25-75、MEF25、MEF50、MEF75、PEF可提示小气道通气功能受限［12］。另外，有研究发现肺一氧化碳弥散量下降的正常吸烟者也会逐渐进展成为COPD［13］。本研究结果表明，DL3DI能有效评估COPD患者的小气道通气功能变化，这结果与NAKANO等［14］的结果一致。

综上所述，DL3DI能有效评估小气道功能变化，联合PFT对COPD患者进行早期个体化诊疗具有重要价值。本研究中纳入的研究人群较少，可能需要更大样本进一步探讨或验证DL3DI联合PET的应用价值，以期该技术能在临床中推广应用。