作者：阎玉明 闫如虎 张兰慧
【摘要】 目的 初步探讨哮喘患者、健康吸烟者及正常无吸烟志愿者肺部HRCT扫描中空气潴留的分布情况及呼气、吸气末肺容积之比。方法 对30例哮喘患者，15例健康吸烟者及15例正常无吸烟者行肺部吸气末及呼气末HRCT扫描，并行肺功能检查，重点观察呼气末空气潴留象、呼气末与吸气末肺容积之比。 结果 哮喘组、健康吸烟组、无吸烟组所观察到空气潴留个数分别为12.5±3.2、3.5±0.6、3.2±0.7，呼气末肺容积与吸气末肺容积之比分别为0.67±0.21、0.58±0.12、0.56±0.10，两组数据哮喘组与健康吸烟组及无吸烟组比较皆具有统计学差异，健康吸烟组与无吸烟组比较统计学上无显著性差异。 结论 空气潴留在哮喘患者及健康人肺部HRCT中皆有出现，但在哮喘患者肺部出现频度较高，健康吸烟者与健康无吸烟者两组肺功能皆正常，空气潴留出现频度较低。
【关键词】 高分辨率; 计算机断层 扫描; 空气潴留; 哮喘; 吸烟
[Abstract] Objective To evaluate lung function and lung volume in patients suffering from asthma， with special attention to air trapping on CT in comparison with that detected in smoking and non-smoking normal subjects. Methods Thirty patients with asthma and control subjects including healthy volunteers， smokers (n=15) and non-smokers (n=15) were explored by high-resolution CT (HRCT) performed at suspended full inspiration and expiration.All subjects underwent pulmonary function tests and air trapping of lung were counted， rate of lung volume of expiration and inspiration were calculated. Results Air trapping scores were got in three groups， they were 12.5±3.2，3.5±0.6，3.2±0.7， rate of lung volume of expiration and inspiration in three groups were 0.67±0.21，0.58±0.12，0.56±0.10， the asthma patients and control subjects had statistical distinct difference (p&<0.05)， the smoking group and the non-smoking group had no statistical distinct difference (p&>0.05). Conclusion Air trapping scores are higher in asthmatic patients than in smoking and non-smoking control subjects， but smoking control subjects and non-smoking subjects have no difference.
[Key words] high-resolution; computed tomography; air trapping; asthma; smoking
吸气末联合呼气末肺部HRCT扫描已广泛运用于肺部各种病变研究，其中包括肺气肿、哮喘、弥漫性肺部疾病、结缔组织性疾病及小气道病变，众多征像中如网格影、小结节影、磨玻璃影等，空气潴留影更适用于小气道病变的研究，空气潴留在病理上是指在呼气过程的任何阶段过多的气体滞留在全部或部分肺组织内，在影像中主要通过呼气末肺部HRCT中异常的低密度区表现出来。以往研究多针对肺部疾病在HRCT中的表现，本研究初步探讨哮喘患者、健康吸烟者及正常无吸烟志愿者肺部HRCT中空气潴留的分布情况，及吸气末与呼气末肺容积改变。
材料与方法
1.病例组与对照组 30例哮喘患者，男15例，女15例，平均年龄28岁(20～35岁);15例健康吸烟者，全为男性，平均年龄25岁(23～30岁)，吸烟指数为100±12(吸烟指数=平均每天吸烟支数×吸烟年数);15例健康无吸烟志愿者，男8例，女7例，平均22岁(20～24岁)。
2.设备与方法 CT扫描机为Toshiba Asteion多排螺旋CT机，每一例病人都采用相同的扫描参数，其中电压130kV、电流120mA、FOV为320mm，行骨窗重建算法，重建层厚3mm，层间距为3mm，螺距为6.25;扫描前对每一位被检查者进行反复严格的呼吸训练，先行吸气末屏气扫描，间歇30秒后行呼气末屏气扫描，扫描野以吸气末屏气扫描范围为标准，所得硬拷贝胶片使用窗宽1200Hu窗位-700Hu，每一胶片由三位高年资主治医师阅片，空气潴留定义为局限性透亮度较临近肺实质增高。肺功能测定使用安徽电子科学研究所生产的FGC-A+肺功能测试仪，测量肺的动态顺应性(comliance of lung，CL)。
3.分析指标 采用本院数字化影像实验室自主研发的肺容积测定软件对每一例病人的吸气相及呼气相肺容积进行自动化分析;人工阅片统计出每例的空气潴留出现的个数;肺功能检测主要检测每分钟20次呼吸频率时的肺顺应性(Cldyn20)与每分钟60次呼吸频率时的肺顺应性(Cldyn60)，并得出Cldyn60/Cldyn20之比值。
4.统计方法 统计方法采用成组设计两样本均数比较t检验，p&<0.05时考虑统计学上具有显著性差异。
结 果
1.肺容积之比 在哮喘、健康吸烟、无吸烟三组中呼气末肺容积与吸气末肺容积之比分别为0.67±0.21、0.58±0.12、0.56±0.10，哮喘组分别与健康吸烟组及无吸烟组比较皆具有统计学差异(p&<0.05)，健康吸烟组与无吸烟组比较无显著性差异(p=0.72)。
2.肺功能之比 哮喘组、健康吸烟组、无吸烟组Cldyn60/Cldyn20值分别为0.64±0.14、0.92±0.17、0.94±0.16，哮喘组分别与健康吸烟组及无吸烟组比较皆具有统计学差异(p&<0.05)，健康吸烟组与无吸烟组比较无显著性差异(p=0.72)。
3.空气潴留出现频度 哮喘组、健康吸烟组、无吸烟组所观察到空气潴留个数分别为12.5±3.2、3.5±0.6、3.2±0.7，在哮喘组所有30例皆见到空气潴留(图1)，在15例健康吸烟组中有7例见到空气潴留(47%)，共有38处，15例无吸烟组其中有8例见到空气潴留(53%)，共有33处，哮喘组出现频度与健康吸烟组及无吸烟组比较皆具有统计学差异，健康吸烟组与无吸烟组比较统计学上无显著性差异(表1)。
讨 论
肺部HRCT扫描对肺部微细病变的检出明显高出普通CT扫描[1，2]，在众多影像征象中如小结节影、磨玻璃影、网状影、空气潴留影等，空气潴留概念的提出要稍晚一些，这主要依赖HRCT的高分辨率作用[3]，在病理上主要因为终末细支气管和呼吸性细支气管(管径在2mm以下)管腔由于不同原因如痉挛、阻塞、外压等因素造成狭窄所致，在吸气时空气可以进入肺泡而呼气时则不能完全排出肺泡从而导致空气潴留，在影像中表现为用力呼气末由于异常的区域性肺CT值减低导致的肺野内出现异常的低密度区。Young[4]等运用CT扫描进行研究发现空气潴留比率对肺气肿及慢性阻塞性肺部疾病的诊断具有很好的可操作性，并与肺功能具有良好的相关性。我们的研究表明在哮喘患者中空气潴留出现的频度较对照组明显增高，在统计学上具有显著性差异，说明利用肺部动态扫描技术比单纯的吸气末肺部扫描可以更好地研究各种慢性阻塞性肺部疾病。
支气管哮喘(简称哮喘)是不同病因所产生的一种病理过程，在病理上表现为嗜酸性粒细胞、肥大细胞和T淋巴细胞等多种炎性细胞参与的气道慢性炎症，并引起气道缩窄，随着病程的延长肺功能将会逐渐减低，诊断主要通过临床表现、肺功能检测及影像检查[5]。在影像表现中急性发作时可表现为肺的透亮度增高，在缓解期普通胸部X片及吸气相CT扫描则表现正常，在呼气末HRCT扫描中表现为较高频度的空气潴留(图1)，表明在缓解期仍有小气道的受阻现象，这就支持了哮喘患者治疗的长期性和彻底性。
本研究中所采用的肺容积测定软件由本院数字化影像实验室开发，已成功运用于自动化脑萎缩定量诊断[6]，该软件对于体内不规则脏器的体积测量具有一定优势，较运用氦气测量肺的容积具有操作方便等优点[7]，更易为病人接受，对科研及临床具有重大的意义。
本研究中正常志愿者(年龄段在22岁左右)约有53%出现空气潴留，这一结果与M.Hashimoto等人[8]的研究结果相近，说明空气潴留是一个在肺部HRCT扫描中相对常见的征像，不能以此作出疾病的诊断，他们的研究结果表明正常健康者肺中的空气潴留主要出现在肺的边缘及肺上部，可能与正常人肺部的边缘部分与肺上部长期处于较高压力有关。但关于吸烟与肺部空气潴留的关系不同的研究有着不同的结论，Laurent等[1]研究表明长期吸烟者对肺实质有着持续的刺激最终会导致肺功能的降低，如FEV1/VC会降低，同时CT扫描中出现较高频度的空气潴留甚至与中度哮喘相近，这一结果与我们的研究结果不一致，他们研究对象中的吸烟者年龄偏高平均45±18岁，吸烟指数平均为140(40-500)，可以看出明显高于我们研究中这些健康吸烟者吸烟指数(100±12)，可以认为随着吸烟指数的增高肺部空气潴留将会增多，并进一步影响肺功能导致肺功能的下降。
在下一步的研究中我们将会对不同吸烟指数的人群与相同年龄段的人群进行对照研究，找出一阈值，这一阈值将代表广泛人群吸烟达到某一阈值后肺功能将会受到影响。
参考文献
1. F.Laurent， V.Latrabe， C.Raherison， et al. Functional significance of air trapping detected in moderate asthma. Eur Radiol， 2000，10:1404-1410.
2. 陆普选，龚小龙，杨根东，等.严重急性呼吸综合征的胸部CT表现.中国CT和MRI杂志， 2003，1(1).
3. 吴飞云， 张思全， 俞同福， 等. 小气道疾病的呼气相CT研究. 实用放射学杂志， 2004， 20(9): 778-780.
4. Young KL， Yeon MO， Ji HL， et al. Quantitative assessment of emphysema， Air trapping and airway thickening on computed tomography. Lung， 2008，186:157-165.
5. Ynuk B， Peter DP， Chun YS. Airway wall remodeling in asthma: From the epithelial layer to the adventitia.
6. 李传富， 周康源， 陈曾胜， 等. 颅脑CT检查的自动化脑萎缩定量诊断算法. 中国医疗器械杂志， 2005， 29(5):316-320.
7. Nicolo P， Giacomo B， Annamaria M， et al. Lung volume in mechanically ventilated patients: measurement by simplified helium dilution compared to quantitative CT scan. Intensive Care Med， 2004， 30:282-289.
8. M. Hashimoto， E. Tate， J. Watarai， et al. Air trapping on computed tomography images of healthy inpiduals: effects of respiration and body mass index. Clinical Radiology， 2006， 61(10):883-887.