重视胸部 CT 矢状位重建对 COPD 的诊断价值

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一组慢性渐进性发展、以慢性气道损伤为特点的肺部多发病、常见病。据统计,2004 年,COPD 的患病人数高达 6500 万人,是世界第 4 大死亡原因。预计到 2030 年,COPD 将会上升为全世界第 3 大死因。

COPD 一般被认为是一种不可逆的疾病。然而,一些研究表明,如果 COPD 的患者,能够在早期得到准确的诊断并采取措施,可以有助于延缓该疾病的进展。一直以来,COPD 的确诊,主要依靠肺功能检查 (PFTs)。但是,据统计,只有不到 40% 的 COPD 患者有肺功能检查的异常。这意味着,COPD 的诊断,除了肺功能的检查,可能还需要结合影像学检查还有其临床表现。所以,提高 COPD 的诊断率对于早期 COPD 的诊断非常重要。

很多研究表明,在 CT 上,有一些比较明确的征象,包括气体潴留,支气管壁增厚,树芽征还有胸廓的前后径增大,有助于提高 COPD 的诊断准确率。不幸的是,仍有相当一部分 COPD 的患者,特别是那些非肺气肿形式的阻塞性肺疾病,往往缺乏这些典型的影像学特征。所以,仍有部分患者有气道阻塞的症状,但在 CT 上却没有明确的征象可以诊断。

目前,CT 已成为诊断 COPD 的一种重要的影像学手段,最常用的,就是进行胸部横断位的扫描。当胸部的影像学检查方法从以胸片为主,逐渐过渡到更多的使用高分辨率的 CT(HRCT)进行检查后,可能会影响到对一些非轴位的气道阻塞特征的观察。最突出的就是在胸部侧位片的一些影像学特征,包括膈肌低平还有胸骨后间隙的扩大。

随着 CT 多维重建的出现和临床应用,现在,我们可以「回到未来」,用矢状位的 CT 来重新观察侧位胸片的一些影像学特征。为了了解胸部矢状位 HRCT 重建对气道阻塞诊断的意义,提高 CT 对于 COPD 诊断的准确率,宾夕法尼亚大学的 Hightower 及其团队进行了一系列研究,其研究结果于 2016 年 8 月发表在 European Society of Radiology 上。

该研究选取了 216 例在医院进行胸部 HRCT 扫描且进行了矢状位重建,同时在三个月内又有肺功能检查,且没有其他肺部已知疾病的受检者作为研究对象。统计方法包括 Kappa 分析、经典的二元分类法,Fisher 精确性检验。P<0.05 认定为有统计学意义。

CT 图像的采集是在 11 台不同型号的 CT 扫描仪上进行的。受检者取仰卧位,在深吸气末屏气时自肺尖至肺底方向行全肺横断位 HRCT 扫描。同时也有 131 例受检对象进行了呼气末的扫描。之后图像用标准肺窗进行重建。之后由 4 名放射科诊断医师(1 名有 24 年阅片经验,1 名有 23 年还有 2 名有 1 年的阅片经验)先对横断位的图像进行阅片分析,评估图像是否存在包括肺气肿、支气管壁增厚、支气管扩张、空气潴留、间质性肺疾病、大气道粘液的征象。

两周以后,再由这 4 名医师在没有横断位,且不知道受试者肺功能检查结果的情况下,仅对矢状位图像进行阅片分析。他们可以主观地根据这些图像是否有膈面降低和胸廓前后径的增大,来评估是否有胸廓的过度充气。

另外,该文作者还选取了一个在膈肌中内三分之一的矢状位重建图像的层面,并按照以下标准进行了测量,并在横断位上测量了胸骨后肺间膈膜的长度(如图 1 所示)。

1. 从肺尖到膈顶测量肺的高度。

2. 测量经过肺门最宽处的肺前后径。

3. 从膈间做一直线,与前后肋膈角的连线相垂直,测量膈肌高度。

4. 测量横隔与胸壁接触的前胸膈角的角度。

重视胸部 CT 矢状位重建对 COPD 的诊断价值
图 1 在横断位和矢状位上的 HRCT 平扫定量测量。a)PET 确诊的 COPD 患者的矢状位重建。从肺尖到膈顶进行肺高度测量(白箭所示)。通过肺门最宽处进行肺前后径测量(白色箭头所示)。从膈间做一直线,与前后肋膈角的连线相垂直,作为膈肌高度的测量(黑箭所示)。横隔与前胸接触面所形成的角度为前胸膈角(黑色箭头所示)。b)通过肺量测定法测定为限制性疾病的受检对象的矢状位重建图。测量方法同图 1a。c)PET 确诊的 COPD 受检对象的横断位。肺间膈膜宽度<3 mm(白箭所示)

结果表明,在 COPD 的矢状位重建 HRCT 定量测量上,膈面低平和过度充气与气道阻塞密切相关,当定量为肺高度 ≥ 19.5 cm,右横隔高度<3.3 cm 的时候,准确率最高 (分别为 74.10% 和 73.51%)。

在定性分析上,除了空气潴留外,传统横断位的其他几个影像特点,包括肺气肿、支气管扩张、支气管管壁增厚,都与 PET 的诊断有明显的相关性。而在新的影像学特征像,如大气道粘液存在和过度充气的主观判断,对于 COPD 的诊断,均有较大的特异性(分别为 95.3% 和 93.0%)。在本研究中,对于左侧过度充气的判断,对于气道阻塞的准确率更高(70.08%)。

重视胸部 CT 矢状位重建对 COPD 的诊断价值
图 2 一个缺乏典型影像学征象下有助于诊断 COPD 的新影像学特征的例子。a)确诊为有气道阻塞性疾病患者的 HRCT 平扫横断位,可以看到一个新的影像学表现:气管内粘液(黑箭所示)而其他检查结果正常。b)也是一例有气道阻塞性疾病的患者,HRCT 横断位平扫上,没有发现肺气肿,支气管扩张或者支气管壁增厚的征象,但是可以看到胸骨后的透亮度增高(白箭所示)。c)矢状位,CT 平扫提示没有传统的 COPD 征象,但是可以看到横隔的变平还有左侧胸廓的过度膨胀

在 COPD 传统的影像学特征阅片上,4 名的阅片医师对于诊断的敏感性和特异性,差异很大,标准差在 5%~25% 之间。相反,在矢状位上主观判断胸廓的过度膨胀对于诊断阻塞的诊断,特异性和准确率更高(标准差 3%~14%)。对于大气道粘液和一侧胸腔过度充气的主观判断,其平均准确性更高。

最后,该文作者认为,COPD 是一个世界性的健康问题。在没有进行肺活量检查的情况下,目前的诊断标准不足以充分体现患者的疾病特征。很多 COPD 的患者,最后是在疾病急性发作期或者并发肺炎的时候,接受 CT 检查才得以发现的。

然而,肺部的过度充气,作为一个重要的阻塞特征,却很难在横断位上发现。用矢状位重建的方法,再现以前在胸部侧位平片上可以发现的影像学特征,更好地诊断阻塞性肺疾病。这也许可以作为诊断 COPD 的手段来增加 CT 的准确率。而这些特征也将有助于放射科医师更好的指导临床医师在 PETs 上寻找诊断 COPD 的证据,可以在疾病的更早期开始进行治疗。

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