CT灌注成像和肺功能检查对早期硅沉着病的比较观察

叶圣利 林晓荷 罗莉莉 刘 琨 何家维

硅沉着病是因为患者长期接触生产性粉尘而产生的一种职业病，这种疾病对呼吸系统的损害是不可逆的，目前尚无根治方法［1～3］。硅沉着病不仅影响到呼吸系统的换气功能，而且也影响肺部血流灌注，在临床工作中常通过肺功能检查来测定肺容积而反映肺的通换气功能，也可通过多层螺旋CT(MSCT)灌注成像来反映肺部血流的变化［4～7］。本研究通过这两种检查方式，与健康者对照，观察早期硅沉着病患者肺功能和肺部血流变化情况，为早期诊断硅沉着病，并评价肺组织损害情况提供依据。

资料与方法

1．一般资料:选择在2009年10月～2012年12月期间在笔者医院就诊的硅沉着病患者32例作为观察组，入组标准均为符合“GBZ70-2009”硅沉着病诊治规范的标准的Ⅰ、Ⅱ期患者，且早期发病，有慢性咳嗽、咳痰症状、无胸部手术、无精神症状［3］。32例中男性22例，女性10例，患者平均年龄46．3±4．5岁(25～65岁)，主要工作类型为矿工、隧道工程人员和石匠等。工作时间3个月～5年，平均工作时间23．4±5．6个月。同时选择同期20名健康人作为对照组，入组者均否认粉尘接触史及肺部结核和手术病史，其中男性14例，女性6例，平均年龄44．8±5．5岁(23～64岁)。观察组和健康对照组在年龄、性别对比无统计学差异(P＞0．05)，且均同意接受检查，并进入本研究。

2．高分辨率CT扫描和灌注参数分析:采用Philips Brilliance 16螺旋CT机，两组受试者扫描前均进行呼吸训练，并能满足检查需要，首先深吸气后屏气行肺部高分辨率扫描，扫描范围从肺尖到肺底，然后进行CT灌注成像，静脉注射对比剂后统一选择右肺上叶感兴趣区进行连续多次扫描，然后将数据传输至WorkSpace工作站，使用肺部空气容积再现技术对图像进行后处理，观察的主要指标有肺动脉及降主动脉的时间-密度曲线(TDC)、分别以表面通透性(PS)、血流量(BF)、平均通过时间(MTT)和血容量(BV)等参数来评价肺部的灌注状态。扫描参数:120kV，85mA;准直宽度为1．5mm;以层厚5mm，间隔5mm骨算法重建。观察窗窗位-400HU，窗宽1500HU，全肺扫描时间为10～16s。

3．肺功能检查:观察组于CT灌注成像前后1周内行肺功能检查，取坐位，采用采用美国SensorMedics公司的Vmax Series V6200 Autobox肺功能测量仪。主要测定以下指标:第1秒最大呼气量(FEV1)、用力肺活量(FVC)、FEV1/FVC的百分比(FEV1/FVC%)、肺总量(TLC)。

4．统计学方法:应用SPSS 13．0统计分析软件，CT检测与常规肺功能检测值采用均数±标准差(±s)表示，各组间均数比较采用独立样本t检验，以P＜0．05代表差异显著。相关性分析采用Pearson相关性分析，以r值为0～0．25为无明显相关性，0．25 ～0．49 相关性低，0．50 ～0．69 中度相关，0．70～0．89 相关性好，0．90～1．00相关性极佳。

结 果

1．HRCT平扫:对照组双肺野对称，含气量正常，气管及血管影清楚，分布及大小规则。观察组32例患者双肺野内均表现纹理粗乱、肺气肿、血管扭曲，25例肺野弥漫分布的小结节阴影，大者直径4～5mm，小者只有1mm，边缘多不规则，其中13例小结节中心区见更高密度钙化影，部分患者肺野内示细条索状阴影，11例纵隔和(或)肺门区淋巴结钙化，13例胸膜增厚(图1)。观察组HRCT检查并结合病史明确诊断27例，可疑诊断3例。2例为阴性。

图1 Ⅱ期硅沉着病

2．CT灌注成像及与肺功能指标的相关分析:观察组的 BF、BV、PS、FEV1及FVC减低，与对照组比较具有统计学差异(P ＜0．05，表1、图2、图3)，而 MTT值两组间差异无统计学意义(P＞0．05，表1)。观察组肺功能参数FEV1/FVC与BF、BV、PS均呈中度正相关，而与 MTT呈低度负相关。TLC与 BF、BV、PS均呈低度负相关，而与MTT呈中度正相关(表2)。

表1 两组CT及肺功能检测指数的比较(±s)

表1 两组CT及肺功能检测指数的比较(±s)

组别 n BF［ml/(min·g)］ BV(ml/g) MTT(s) PS［ml/(min·g)］ FEV1(L) FVC(L)对照组 20 213．3 ±25．2 22．4 ±5．3 6．1 ±1．1 10．7 ±1．5 3．3 ±0．7 3．9 ±0．5观察组 32 91．6 ±6．2 14．5 ±1．3 7．7 ±1．4 5．1 ±1．2 1．8 ±0．5 2．6 ±0．6 t 6．521 3．624 -1．632 2．695 3．891 1．391 P 0．003 0．012 0．192 0．018 0．012 0．041

讨 论

1．硅沉着病的临床及肺功能检查:硅沉着病为工人在劳动中吸入浓度很高的二氧化硅微细晶体所致的肺部弥漫性病变，是一种引起肺组织不可逆的胶原纤维化损害，是严重的职业性肺部疾病。有研究表明，硅沉着病的致病粉尘在早期易停留在小气道，而小气道为膜性气道，管壁无软骨支持，当受到增生的胶原组织挤压时，易使管腔缩小以至闭塞，形成肺气肿、肺组织纤维化、矽结节形成等，从而影响肺通换气功能［8～10］。临床中常通过肺功能检查来评价呼吸系统的换气功能，这对于早期检出肺、气道病变，评估疾病的病情严重程度及预后等方面有重要的指导意义。本研究通过硅沉着病患者的观察组和健康对照组比较发现，两组的FEV1与FVC均与健康者有着明显差异，可见硅沉着病患者的肺功能明显受损失，通换气功能下降。虽然目前肺功能检查被认为是评价肺功能的金标准，但对受试者依从性要求较高，而且不能反映局部肺功能损伤程度以指导手术切除的靶区，而影像学检查可以直接反映肺组织损害后的形态学变化［11］。

图2 血流量(BF)图

图3 血容量(BV)图

表2 观察组CT指数与肺功能指标的相关分析(n=32)

2．X线片与HRCT检查比较:硅沉着病的影像学检查一直以X线片为基础，包括近些年提出的“GBZ70-2009”诊断标准依然以高千伏平片为依据。X线片对硅沉着病的诊断主要依据肺纹理增多、增粗和呈网格状改变，肺内结节状或团块状阴影，以及肺气肿、胸膜增厚和淋巴结钙化等征象。但据文献报道X线片虽然操作简单、费用低廉、普及率高等优点，但其图像前后重叠、密度分辨率不高等不足影响到评价的准确性和重复性，尽管近些年数字化X线摄片及高千伏摄片的应用能一定程度提高病变的显示，但许多作者越来越认可 HRCT的价值［11，12］。HRCT 采用断层成像，对硅沉着病病变的检出率高，显示病灶更为清晰，位置更准确，对钙化，肺气肿和淋巴结大等均优于X线片，本组准确病变HRCT检出率约85%(27/32)，足见其优势，但HRCT显示仅为肺部断层图像，不利于整体观察和评价，虽然其密度分辨率高，但空间分辨率不如X线片，影响对微细颗粒的观察。有作者认为X线高千伏摄片和HRCT结合，优势互补为十分必要。

3．CT灌注成像对硅沉着病的评价:CT灌注成像方法是1991年由Miles等提出，通过静脉注射对比剂后在选定层面连续多次扫描，以观察该层面内对比剂随着时间变化的情况，现今主要在脑部、肝脏、肾脏等器官应用，其价值已经得到临床认可［9，10］。在肺部由于呼吸运动的影响，很难保证长时间在同一层面连续扫描，尤其是硅沉着病患者屏气受到影响的情况下，但随着现代高速螺旋CT的应用，肺部灌注成像变得可能，本研究对照组和观察组受试者通过呼吸训练后，基本能完成检查。在CT检测指标中，PS与MTT主要反映的是组织器官内毛细血管的管壁通透性;BV指主要反映了有功能的毛细血管量。BF指的是组织器官内的血流速率，主要与引流静脉、淋巴回流、组织血容量及组织耗氧量等因素有关。有学者通过动物实验研究发现，肺血管阻力增加可引起BF、BV值的明显减小。同时早期硅沉着病患者可出现肺微血管管壁平滑肌增生，进而导致肺血管内血液向组织间隙扩散速率相应减小，使其PS减低［11，13］。本研究通过观察组和健康对比组发现，两组的BF、BV、PS存在显著性差异(P＜0．05)，而MTT值对比差异不显著，可见硅沉着病造成肺组织胶原纤维化不但影响到肺组织的通换气功能，而且影响到肺循环的血流量、血容量和表面渗透性，进而影响血氧交换，造成患者呼吸浅表，急促以增加机体的供氧量。同时本研究结果亦显示，CT灌注参数BF、BV、PS与FEV1/FVC%呈中度正相关，相关系数为0．51、0．67与0．49(P ＜0．05)，也提示早期硅沉着病对终末细支气管形成梗阻到远端肺泡持续性扩张，伴有壁的破坏及气管变形，致使BF、BV及PS随着FEV1/FVC%的减少而减小。有研究表明BF值≤110 ml/(min·g)可以作为硅沉着病的诊断域值［13］

综上所述，矽尘在早期对肺组织损害，不但影响肺的通换气功能，而且影响到肺的血流灌注，HRCT扫描不但可以更为清晰观察到硅沉着病病变形态学特征，也可以借助灌注成像软件，了解肺循环情况，从而更加准确、客观的对硅沉着病进行早期诊断和肺组织损害评价。

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