抽象的
参数响应映射可以区分小型气道疾病,肺气肿和实质疾病对肺部CThttp:///wly/neuw6.
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慢性阻塞性肺病(COPD)是一种妨碍肺病,通常由香烟烟雾引起,并具有大小气道的炎症和异常的特征(IE。那些具有内径<2mm)的,以及肺泡破坏(肺气肿)。最近的证据表明小型气道疾病源前肺气肿[1因此,鉴定早期COPD的小气道疾病和肺气肿的存在和程度,甚至在疾病发作之前,它可能是有用的。
参数响应映射(PRM)是一种分析肺计算断层扫描(CT)扫描的新技术,以量化小气道疾病的程度(PRMFSAD.),肺气肿(PRMem)和实质疾病(PRMPD.),后者反映了正常肺实质的衰减增加[2那3.]。我们旨在评估具有广泛范围的良好呼吸健康受试者的群组中的PRM技术。截至吸烟和衰老都是COPD发展的危险因素[4.],我们假设1)年龄较大的年龄与更多PRM相关联FSAD.,PRM.em和PRM.PD.和2)当前吸烟与更多的PRM相关联FSAD.,PRM.em和PRM.PD.。最后,我们研究了PRM测量和肺功能测量之间的关联。
我们选择了38岁以上的吸烟者和从未吸烟者,没有呼吸系统症状,没有呼吸系统疾病的历史。此外,它们具有正常的肺功能,定义为1 s中的支气管扩张剂强制呼气量(FEV1)/强制生命能力(FVC)比率高于正常下限,无支气管高反应性和FEV的可逆性1含Salbutamol <10%的预测值。
肺活量测量(FEV.1,FVC,FEV1/ FVC和强制呼气流量为25-75%的FVC(FEF25-75%)),根据国际指南进行体内体积描记法(残留体积(RV),总肺容量(TLC)和RV / TLC)和甲素挑衅性测试[5.那6.]。从血红蛋白校正一氧化碳的肺部转移系数(T.LCOC.)调整肺泡体积(V.一种)使用单呼吸持有技术测量,小气道阻力(耐5 Hz)R.5.)20 Hz的耐受性减去抗性(R.20.))和5 hz的电抗(X5.)通过脉冲示波法测量。我们考虑过Fef.25-75%,FEF.25-75%/ FVC,RV / TLC,R.5.-R.20.和X5.作为小型气道测量。
薄片(IE。75毫米)肺CT扫描全部内和到期(RV)。进行PRM以量化PRMFSAD.,PRM.em和PRM.PD.如前面所述的总肺量的百分比[2那3.]。我们应用线性回归分析来评估年龄和吸烟之间的协会,以及PRMFSAD.,PRM.em和PRM.PD.,调整性别。接下来,我们进行了线性回归分析,以评估肺功能测试和PRM测量之间的关联,调整为年龄,性别,吸烟状态和高度。
CT扫描49个当前吸烟者和47名从未吸烟者的分析可供分析;中位年龄为40年(四分位数(IQR)22-53岁),56%的受试者是男性。平均值SD.FEV.1在研究人口中预测108±12%,FEV1/ FVC为80±6%,目前吸烟者中的中位数吸烟历史为16包(IQR 4-30包)。
更高的年龄与更多的PRM显着相关FSAD.,PRM.em和PRM.PD.,独立于吸烟和性爱(表格1)。目前的吸烟与更多PRM显着相关PD.,但没有更多的prmFSAD.或PRM.em,独立于年龄和性别。
我们研究了肺功能测试是否与PRM测量有关,发现较低的FEV1/ FVC与更多PRM显着相关FSAD.,独立于年龄,性别,吸烟状态和身高(表格1)。此外,更高的RV / TLC,较低T.LCOC./V.一种和较低的FEF.25-75%/ FVC与更多PRM显着相关FSAD.和PRM.em。R.5.-R.20.与PRM有显着且与负面相关FSAD.,但不是prmem。PRM.PD.与肺功能测试无关。
我们测试了PRMFSAD.和PRM.em通过包括PRM独立贡献到肺功能测量FSAD.和PRM.em在带有fev的回归模型1/ FVC,FEF25-75%/ FVC,RV / TLC%预测,TLC%预测,T.LCOC./V.一种%预测和R.5.-R.20.交替地,作为结果参数。更多PRM.FSAD.与较低的FEV显着相关1/ FVC(β= -0.57,P <0.05),低FEF25-75%/ FVC(β= -0.02,P <0.01)和更高的RV / TLC%预测(β= 1.13,P <0.05),独立于PRMem。
我们的研究根据肺功能测试和历史调查没有客观肺病的个体。结果表明,与PRM相比,较旧的年龄与更广泛的小型气道疾病相关,以及更广泛的肺气肿和肺部的实质疾病,如PRM所测量。此外,目前的吸烟者具有比从不吸烟者更广泛的实质疾病,独立于年龄。存在越小的气道疾病和肺气肿,RV / TLC值越高,较低T.LCOC./V.一种和FEF.25-75%/ FVC值,即使在这些呼吸健康受试者中。有趣的是,更多的小气道疾病与肺气肿的程度无关,与较高的RV / TLC%预测,低FEF25-75%/ FVC和较低的FEV1/ fvc值。
一个重要的发现是升高的PRM水平FSAD.,PRM.em和PRM.PD.随着年龄的增加。肺的老化与肺弹性降低,并且由于小气道的损伤而增加的RV [7.那8.]。我们能够通过使用PRM来区分小型气道疾病,肺气肿和实质疾病来可视化这些生理改变。先前已经表明小型气道疾病的间接测量(IE。在呼气的CT扫描上测量的空气俘获)随着呼吸健康受试者的年龄增加[9.]。然而,这种间接测量的限制是它不能区分由于小气道疾病的空气捕获而导致的空气俘获。此外,很好地确定,在吸烟者和非吸烟者(NOVER-SMACKER和AMI吸烟者)中,CT扫描对CT扫描的肺气肿的测量增加,我们的研究结果支持10.-12.]。
我们发现目前的吸烟者显着更多的PRMPD.而不是吸烟者,独立于年龄。实质疾病定义为灵感上的实质密度增加,并且可以提出更多的PRMPD.目前吸烟者反映了炎症过程。本假设是通过我们组中的先前研究的支持,其血包血细胞移植受者显示更多PRMPD.与肺部感染有关[3.]。PRM没有差异FSAD.和PRM.em被发现在当前和从不吸烟者之间。这可能是由于缺乏PRM的敏感性,或者由于患有正常肺功能的吸烟者的蓄效而缺乏敏感性。替代解释可能是PRMPD.“面具”底层PRMFSAD.和PRM.em在目前的吸烟者中。
最后,更多PRMFSAD.和更多的PRM.em被发现与较高的RV / TLC值和更低相关T.LCOC./V.一种和FEF.25-75%/ FVC值,即使在这种呼吸健康的人口中。这符合先前的研究报告,CT扫描上的空气捕获和肺气肿与较差的肺功能相关[2那13.-15.]。为了我们的惊喜,我们发现了更高的R.5.-R.20.那IE。更多的小气道功能障碍,与较少的PRM相关联FSAD.。很难解释这一意想不到的发现,但它可能是由非常小的范围产生的R.5.-R.20.我们健康人口的价值观(IQR 0.00-0.05 KPA·L.-1·S.-1)。特定兴趣是更多的FSAD.与PRM独立的肺功能较差有关em。由于之前表明小型气道疾病源前肺气肿[1[我们推测PRM的肺功能的早期变化更好地反映FSAD.比prm.em,暗示PRM增加FSAD.可能是肺病病理的第一个迹象。
对研究的限制是缺乏组织学样本(IE。外围气道活检或肺组织)与PRM测量直接比较,以验证PRMFSAD.,PRM.em和PRM.PD.。此外,CT扫描伴随着辐射曝光,这阻碍了PRM大规模的应用;因此,需要未来的研究来识别将从PRM技术中受益的受试者的子集。
总之,我们的研究结果表明,即使没有临床症状,肺气道和实质疾病,也表明,即使没有临床症状,也是一个有前途的工具,以表征肺部的早期肺改变,即使没有临床症状。未来的研究是评估其在预测或表型肺病中的作用。
致谢
作者感谢Jennifer Boes(Michigan大学,Ann Arbor,MI,USA分子影像学系)用于优化用于PRM分析的注册算法。
脚注
支持声明:本研究由荷兰皇家艺术和科学院资助,Stichting Astma Bestrijding Nederland和美国国家卫生研究院(研究授予R44H118837)。本文的资助信息已存入乐趣。
利益冲突:披露可以在本文的在线版本旁边找到www.qdcxjkg.com.
- 已收到2014年11月3日。
- 公认2015年4月26日。
- 版权所有©2015