摘要
在支气管扩张中,肺功能试验中(边缘)波动的形态学决定簇是不确定的。本研究的目的是评估与支气管扩张患者肺功能趋势有关的连续计算断层扫描(CT)变化。
在基线和随访中,在28个月(6-74个月范围内)评估肺功能指数与支气管扩张患者中的肺功能指数和CT扫描的关系。两个独立观察者半定量均衡支气管和小型气道疾病的CT特征。
在最初的评估,气流阻塞的严重程度主要与镶嵌衰减的程度有关。然而,肺功能指数的一系列变化仅与黏液堵塞评分的一系列变化相关。连续CT上黏液堵塞的改变与支气管扩张的严重程度和支气管壁厚度的改变相关。基线CT三种形态异常的严重程度均可预测1秒内用力呼气量显著下降,严重的支气管壁厚度是最不利的预后决定因素。
粘液堵塞对计算机断层扫描的变化与支气管扩张肺功能试验中的微小波动相关。然而,支气管壁厚的严重程度是随后主要功能性下降的主要决定因素。
支气管扩张是一种进行性变化的疾病,通常通过临床报告的症状和肺功能测试(pft)进行监测。然而,肺功能指标对局部异常的检测不敏感1.此外,肺功能的波动可能反映了许多不同形态异常的变化,包括支气管扩张的严重程度、支气管壁厚度的程度、小气道受累的严重程度以及大小气道中保留的分泌物量2- - - - - -6.在确定重大的不可逆结构损伤之前,可能需要肺功能指标的重大改变。因此,需要一种敏感的形态学工具来评估肺功能较小波动的重要性。
高分辨率计算机断层扫描(CT)在支气管扩张的检测中已经确立了作用7- - - - - -9.支气管扩张患者在CT上可识别的一些个体形态特征具有功能意义10- - - - - -12.因此,串行CT在映射支气管扩张的演变并提供跟进期间PFT的波动的解释存在潜在的作用。迄今为止,除了囊性纤维化外,还没有评估肺功能指数变异与CT的变化之间的关系的纵向研究。13,14.本研究的目的是评估与支气管扩张患者肺功能趋势相关的连续形态变化。
患者和方法
病人
研究人群包括在1991年1月至1999年9月期间接受过两次高分辨率计算机断层扫描(HRCT)和正式的pct的慢性痰液产生患者。CT扫描间隔时间为6-74个月(中位28个月)。排除HRCT后2个月内未行pft的患者。最终研究组包括48例患者(特发性支气管扩张症30例,原发性纤毛运动障碍8例,低球蛋白血症5例,过敏性支气管肺曲霉病4例,类风湿性关节炎1例)。所有患者均无囊性纤维化(正常汗液测试除外)或哮喘临床史。男性21例,女性27例,平均年龄49.7±14.0岁。
肺功能测试
功能指数(一秒钟强制呼气量(FEV1)、强迫肺活量(FVC)、总肺活量(TLC)、肺活量的25%呼气流量(MEF)25)、肺的二氧化碳扩散能力(DL,有限公司),一氧化碳转移系数(K有限公司)表示为患者年龄、性别和身高预测值的百分比15.使用滚动密封肺活量计(P.K. Morgan Ltd, Kent, UK)测量肺活量。使用定容体容积描记仪(Masterlab设备,E. Jaeger UK Ltd, Market Harborough, UK)测量肺容积。用一氧化碳单呼吸法测量气体转移指数;根据血红蛋白调整气体转移结果(B型;P.K. Morgan Ltd和6200 Autobox DL;Sensormedics公司,约巴林达,加州,美国)。
CT扫描
CT扫描是通过使用电子束CT扫描仪(IMATron,Inc.,San Francisco,CA)获得的扫描。在仰卧位的完全启发(10mm间隔)以1.5mm或3mm厚的截面。连续扫描在个体患者中具有相同的截面厚度。高空间分辨率算法用于重建在适当的窗口设置(水平-550 Hounsfield单元(Hu);宽度1,500 Hu)中进行拍摄的图像。鉴于先前报告了支气管切除的CT特征16- - - - - -18.为了评估串行变化,观察者独立地评估图像以允许评估interobserver变化。
观察人员在每个患者的肺叶水平(6个肺叶;舌被认为是一个独立的叶)使用改进的Bhalla系统12,19.根据确定的CT标准确定支气管扩张的存在和范围7,20..支气管扩张程度(0=无,1= 1个或部分支气管肺段受累,2=≥2个或更多支气管肺段受累,3=全面性囊性支气管肺扩张);2)支气管扩张严重程度(0=正常,1=小于相邻肺动脉直径2倍,2=大于相邻肺动脉直径2倍);3)支气管壁增厚严重程度(0=正常,1=0.5×diameter相邻肺动脉,2= 0.5-1.0×diameter相邻肺动脉,3=>1.0×diameter);4)大气道存在黏液堵塞(0=无,1=存在);5)小气道存在黏液堵塞(0=无,1=存在);6)衰减程度(0=正常,1=<肺叶体积的50%,2=>肺叶体积的50%)。每个CT特征的总肺评分由叶评分之和得出。得分的特征示例如图1所示⇓.
计算的断层扫描功能的示例得分。a)在下叶中的支气管扩张具有显着的支气管壁增厚,但没有粘液堵塞。b)严重的囊性支气管扩张,特别是在右中瓣中,具有粘液堵塞大型气道(Lingula和左下叶)和右下叶的后瓣片段中的萌芽模式,表示小型气道堵塞。c)左上叶和马赛克衰减图案中的温和支气管扩张,反映了小型气道疾病。
两位观察员独立地对每位患者连续扫描支气管肺段水平的纵向变化进行评分。评估衰减程度、支气管扩张程度、支气管壁增厚量、大气道堵塞程度、小气道堵塞程度。观察者不知道扫描日期。采用了三点评分系统(疾病较少;没有变化;更多的疾病)。每个病例的结果都是一致的。每个CT变量的总变化是由节段积分之和得出的。少于两个支气管肺段的改变为无改变。
数据分析
根据分布的正态性,数据被表示为带有标准差的平均值或带有范围的中值。观察者间在CT上个体特征序列变化的变化被量化为加权kappa一致性系数(κ)w).组间比较采用Wilcoxon秩和分析。采用Spearman秩相关法评价功能指标与CT评分的单变量相关性。FEV连续变化的患病率1使用McNemar的Chi-Squared测试进行比较(将分析限制在发散结果的情况下)。多变量分析用于识别:1)与初始FEV相关的初始CT功能1(逐步回归);2)初始CT表现伴FEV下降1(逻辑回归)。
结果
数据的表示
初始肺功能指标及随访CT时肺功能指标变化见表1⇓.功能损伤的模式在很大程度上是妨碍的,相对保存DL,有限公司和K有限公司.随访CT的整个队列的平均变化相对较小,在FEV中观察到的最大下降1和DL,有限公司(两者的中位数变化-3.8%)。但是,个体患者的连续变化范围宽;48名患者中有12名(25%)的重大(> 15%的基线)FEV下降148名患者中有4名(8%)有显著改善。
初始整体CT评分,以中位数(范围和最大可能评分)表示,分别为:支气管扩张程度7 (1 - 16,18);支气管扩张5 (1 - 12,12);支气管壁厚度4 (0 - 8,12);大气道堵塞1 (0 - 6,6);小气道堵塞2 (0 - 6,6);衰减4(0 - 12,12)。
如表2所示⇓,初始CT分数与呈现性肺功能指标之间存在显着关系。减少的程度比其他CT功能更强烈地相关1(图2⇓),在逐步回归中,是FEV降低的唯一独立CT决定因素1(p < 0.0005,方程R2= 0.38)。
![图2.-](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/20/3/581/F2.medium.gif)
强迫呼气量一秒钟(FEV1)与ct衰减程度相关,呈显著负相关(r年代=−0.55,p < 0.00005)。
CT改变与肺功能变化趋势的关系
大多数患者CT表现改变(表3)⇓).观察者对连续CT改变的一致性为中度至良好(支气管扩张:κw= 0.51;支气管壁厚度:κw= 0.55;减少衰减:κw= 0.64;大气道堵塞:κw= 0.66;小气道堵塞:κw= 0.52)。
支气管扩张严重程度的改变在CT上比在FEV中更常见1(在基线FEV中使用15%的改进或下降1表示显著变化,n=12, p=0.001 (McNemar卡方检验))。该观察对改善(p<0.01)和下降(p<0.005)均具有统计学意义。支气管扩张的严重程度、支气管壁厚度、衰减减少和小气道堵塞的变化比FEV的显著变化更为普遍1(p < 0.05)。然而,FEV的变化1与大气道堵塞的发生率相似。
如表4所示⇓,组合的插入分数的变化是串行CT功能与肺功能指数的变化最密切相关,包括FEV1(图3⇓)、肺活量及氧张力(PO2).大气道阻塞的改变与FEV的改变密切相关1和PO2,而小气道堵塞的变化与FVC的趋势密切相关。
![图3.-](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/20/3/581/F3.medium.gif)
气道堵塞评分与一秒内用力呼气量(FEV)变化的关系1),显示出显着的负相关(r = -0.46,p <0.001)。
当对12例FEV显著下降的患者进行比较时,这些发现是可靠的1以及剩下的36名受试者。与保持稳定或改善的患者(中位数评分为0,中位数评分为- 13-6)相比,出现堵塞评分下降的患者(中位数评分为2.5,范围为- 3-16)的综合堵塞评分增加更为频繁(p=0.02)。然而,CT特征的改变与FEV下降之间没有其他显著的关系1.
序列CT改变之间的相关性
支气管扩张严重程度的改变与支气管壁厚度的改变相关(r年代=0.52, p=0.0002)年代=0.45, p=0.001年代分别为= 0.44,p = 0.002)。衰减程度的改变与其他CT特征的改变无关。
初始CT出现在FEV中随后的下降1
在12名患者之间进行了进一步的比较,在FEV中具有显着下降的患者1以及剩下的36名受试者。患者在初始CT中均有更严重的疾病,具有更广泛的支气管扩张(P <0.01),较厚的支气管壁(P <0.0005)和大型气道堵塞的更高分数(P = 0.02),小气道堵塞(P = 0.02)和组合的堵塞分数(P <0.01)。在Logistic回归上,唯一独立的CT决定因素的后续衰退1为支气管壁厚度的程度(p<0.005)。
讨论
本研究结果证实,在支气管扩张患者中,CT显示肺实质衰减减少,在病理水平上反映了缩窄性毛细支气管炎8,与气流限制指数密切相关11,12,21.在本研究中影响气流阻塞的其他特征包括支气管扩张的程度和支气管壁增厚的程度。然而,初次CT扫描气道黏膜堵塞与FEV的相关性1/ FVC并不强烈。在一项研究中,寻求识别患有囊性纤维化患者急性恶化的HRCT特征,SHAH等等。14同样,大小气道的黏液堵塞程度与功能参数之间缺乏相关性。可以预期,HRCT特征与功能严重程度最密切相关,也可能与随后的功能改变密切相关。而在本研究中,与功能指标变化最密切相关的是综合堵塞评分的序列变化。
在本研究中,大气道和小气道分泌物负担的变化是肺功能指数系列变化的主要独立决定因素。如之前报道的囊性纤维化患者14,在本研究中,CT显示的分泌物是一个可逆特征,在随访CT中,粘液堵塞增加和减少的发生率相同。相反,囊性纤维化患者的气道堵塞往往会持续恶化13,这一发现可归因于黏液嵌塞在囊性纤维化进展中发挥的主要作用。目前的发现可以与Cochrane的发现相联系等等。4.在一个小队列的支气管扩张患者中,通过严格的体位引流清除分泌物与肺功能指数显著增加相关。该研究的发现促使目前的作者将大、小气道堵塞评分合并到一个总堵塞评分中,这加强了所观察到的功能-形态关系。此外,总堵塞评分的变化与动脉氧紧张独立相关,推测是由于通气/灌注不匹配。
通过与气道的粘液堵塞相比,支气管壁厚和支气管扩张与PFT的连续变化不相关。然而,在几个方面,这三个特征密切相关。先前的研究表明,除了支气管扩张外,该特征在囊性纤维化患者中可能是可逆的14.与目前的非囊性纤维化研究组相比,囊性纤维化患者的支气管扩张进展潜力可能存在差异(即。目前有相对长期疾病的人群发生不可避免的进行性支气管扩张的可能性较小)。进一步的证据表明,黏液堵塞、支气管壁增厚和支气管扩张这三个特征是紧密相关的,这三个特征都预示了FEV的随后下降1这三种变化是平行发生的。据推测,慢性黏液堵塞可导致进行性支气管损害21.也有人认为小气道的闭塞是后期大气道损伤和明显支气管扩张的主要致病因素8,11,22.目前的研究结果不允许在随后开发支气管扩张的患者的患者损害的“第一次击中”的结论中。具体而言,鉴于研究组的性质,不可能推测未经治疗的支气管扩张的早期自然病史。
与其他形态特征相比,CT上马赛克灌注很少出现倒退。花叶灌注的改变很少与其他CT形态学特征的演变有关。在囊性纤维化中,马赛克灌注的进行性不可逆性已被强调13,14尽管有人建议早期治疗可以将其降至最低程度13.缺乏马赛克灌注的可逆性并不意外,因为该CT特征是众所周知的特征表示收缩支气管炎的组织学发现8,在其他情况下对治疗没有反应。支气管扩张的花叶灌注可能代表肺气肿的论点23镶嵌层灌注的程度和气体转移的损害之间没有任何关系,这是否削弱了镶嵌层的作用12.在目前的研究中,花叶灌注程度的改变与血管内皮细胞的变化无关DL,有限公司或K有限公司水平。
Helbich的研究等等。13提示CT较肺功能检查更能显示系列变化。在目前的研究中,任何特征的一系列变化,在CT上比在肺功能测试中更容易被发现(定义为FEV变化15%)1).然而,在CT上很难确定临床上气道形态(或辅助征象)的显著改变。在本研究中纳入“序列改变”范围的这些特征的临床相关性需要验证。一个特殊的问题与观察者在识别连续HRCT观察时的差异有关,而不是静态HRCT观察,这在本研究中首次被记录。考虑到评估序列变化的主观性和从解剖学上无法比拟的CT切片做出判断的难度,观察者的变异非常低。
解释目前的发现的一个困难是,总的来说,肺功能指数的变化在大多数患者中是轻微的。这可能反映了系统治疗的使用,包括体位引流、吸入类固醇治疗和早期使用抗菌药物治疗感染加重。因此,可以认为,在本研究中评估的是支气管扩张的治疗过程,而不是自然史。也有可能对病情进展更大的患者存在一定的偏倚,症状加重、肺功能指标下降无疑刺激了部分病例的重复CT检查。CT扫描时间间隔的变化可能会对CT表现和肺功能指标产生平行影响,但不一定会影响功能和形态变化之间的相关性。
对患者的辐射负担是对HRCT在临床实践和未来纵向调查中常规监测HRCT的限制。然而,已经开发出低剂量HRCT协议,其中辐射剂量可以减少40%-50%24,25.低剂量HRCT技术不排除支气管尺寸和粘液堵塞的精确定量,因为这些是相对较高的造影结构。然而,在低剂量CT图像上,宽面积对比差异,显着降低了反映小型气道疾病的肺实质疾病的衰减26.CT的一个显著优势是它能够绘制支气管形态变化的不均匀分布,这些变化可能会随着时间的推移而改变27,28.这些区域信息不可从常规肺功能测试数据提供。出于临床治疗试验的目的,鉴于目前的了解最有可能显示串行变化,CT在评估粘液溶解和其他疗法中,CT可能特别有价值。
总之,对计算机断层扫描的粘液堵塞的严重程度的变化是患有支气管扩张患者肺功能试验的微观变化的形态学特征。支气管壁厚的严重程度是随后的主要功能下降的最重要的预测因子。
- 收到了2001年10月4日。
- 接受2002年3月6日。
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