COPD形态学及血流动力学的HRCT与MR灌注成像的对照研究

发布时间：2018-03-21 11:37

本文选题：肺疾病　切入点：慢性阻塞性　出处：《第二军医大学》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：【研究背景】慢性阻塞性肺疾病（Chronicobstructivepulmonarydisease,COPD）是一种具有气流受限特征的可以预防和治疗的疾病，气流受限不完全可逆、呈进行性发展，与肺部对香烟烟雾等有害气体或有害颗粒的异常炎症反应有关[1]。COPD患病率高、死亡率高、社会经济负担重，至2020年将成为第3位死因，越来越受全世界的重视，降低死亡率的最好方法就是早期诊断和早期治疗。肺功能指标FEV1虽然目前应用广泛，但其不能反映局部肺功能，对早期的肺功能变化不敏感，早期COPD患者其结果多为正常。高分辨率CT（HRCT）可以先于肺功能检查，发现肺内较小的病灶并显示局部解剖细节（肺泡、肺泡壁、小气道、间质纤维化、密度等）的改变，且其显示结果与病理改变有很好的相关性。MR肺灌注能反映局部肺功能情况，与放射性核素肺灌注闪烁成像有很好的相关性，MR空间分辨率较高，能获得局部肺灌注缺损区准确的解剖学定位，从而可以在叶和段水平评估COPD。COPD肺血管的改变以血管壁的增厚为特征，这种增厚始于疾病的早期，MRI肺灌注可以反映早期的异常改变，敏感性较高。本论文拟通过HRCT和MR灌注成像评价COPD的形态学及血流动力学特性，并与肺功能参数进行相关性分析，旨在探索轻度COPD是否存在特征性的影像表现，为COPD的早期诊断提供影像学依据。【目的】评价不同高分辨率CT（HRCT）表现型慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的基本临床资料、肺功能检查指标、CT容积定量参数及MRI灌注参数间是否存在差异；并研究HRCT容积量化参数对COPD严重程度的评估，及其与体重指数(bodymassindex,BMI)、肺功能检查(PFT)指标的相关性。【材料与方法】62例COPD患者于同天内进行HRCT与PFT检查。根据HRCT中是否存在肺气肿和支气管壁增厚对COPD患者进行分型，将HRCT原始数据传至ExtendedBrillianceWorkspaceTM后处理工作站，自动计算出总肺体积（thetotallungvolume，TLV），设定吸气末阈值-950HU为肺气肿区，得出总肺气肿体积(thetotalemphysemavolume,TEV)，计算肺气肿指数(emphysemaindex,EI=TEV/TLV)。用3D并行采集梯度脉冲序列获得MRI灌注图像原始数据，通过Functool软件得到灌注缺损区与相对正常肺组织的信号强度之比（RSI）。运用Spearman相关分析检验CT容积量化参数与体重指数（BMI）、PFT指标的相关性；COPD各组间比较运用Mann-WhitneyUtesting法进行分析。【结果】1.COPD患者的 HRCT表现型分别为：A型42例，E型9例，M型11例。A型患者的平均BMI(23.6±3.5)kg/m2，高于E型(20.4±3.3)kg/m2，差异有统计学意义（P0.05）；而M型患者BMI为（21.1±2.8）kg/m2，与A型和E型没有显著差别。A型患者的FEV1/FVC为(64.5±13.2)，明显高于M型（51.9±11.6）（P0.05）；而E型患者的FEV1/FVC为（60.5±13.9），与A型和M型没有显著差别。A型患者的TEV和EI分别为[(0.4±0.4)l和(8.0±6.3)l]，均明显低于E型[（0.9±0.6）l和(16.6±7.2)l]和M型[(0.8±0.4)l和(15.4±6.7)l]，差异有统计学意义（P0.016），而E型和M型患者TEV和EI差异没有显著意义。M型患者的TLV（5.3±6.9）l明显高于A型（4.3±1.3）l（P0.05），而与E型（5.1±1.5）l差异没有统计学意义。A型患者的RSI为(20.3±8.5)%，高于E型(11.8±5.4)%（P=0.003），而与M型（15.5±5.5）%差异没有统计学意义。2.COPD患者的高分辨率CT容积量化参数TEV和EI与BMI及肺功能指标（FEV1、FEV1%、FVC及FEV1/FVC）均有相关性（p0.001）。当FEV1/预测值的阈值为50%时，TEV和EI与FEV1/FVC分别有中等强度的相关性（p0.05）。不同级别COPD患者HRCT容积量化参数的比较，其中IV级COPD患者TEV[l]和EI分别与I级或II级间有差异(P≤0.004)，Ⅲ级COPD患者EI与I级间有差异(P=0.009)，其它各级间TEV[l]和EI均无差异。【结论】A型患者BMI、FEV1／FVC、RSI高及TLV低，提示A型COPD患者病情较轻；A型患者TEV和EI低于E和M型，符合HRCT表型定义。E型与M型在HRCT容积参数与MRI灌注值间无统计学差异，更提示两者间的差别可能与气道病变有关。TEV和EI与BMI,PFT指标有很好的相关性，对评价COPD患者疾病的严重程度具有一定的指导意义。【目的】评价COPD患者的3D动态增强MRI（3DDCE-MRI）肺灌注成像的表现及各灌注参数与肺功能检查(PFT)指标、HRCT容积参数的相关性；探索性研究MRI肺灌注成像评估COPD临床分级的能力和早期发现轻度COPD患者的局部肺灌注异常的能力。【材料与方法】62例COPD患者及17例对照组（健康志愿者）于同天内分别进行PFT、HRCT及MRI肺灌注检查，另3例COPD患者于同天内进行PFT及MRI肺灌注检查。根据GOLD分级对COPD患者进行分级。MRI肺灌注成像采用高时间分辨率的3D并行采集梯度脉冲序列扫描，通过Functool软件进行后处理，得到灌注缺损区信号强度值（SIPD）、正性增强积分（PEI）、最大上升斜率（MSI）、最大下降斜率（MSD）、信号增强率（SER）及相对正常肺组织的信号强度（SInormal），并计算得到灌注缺损区与相对正常肺组织的信号强度之比(RSI)。通过HRCT的原始数据，后处理得到总肺体积（thetotallungvolume，TLV），设定吸气末阈值-950HU为肺气肿区，得出总肺气肿体积(thetotalemphysemavolume,TEV)，计算肺气肿指数(emphysemaindex,EI=TEV/TLV)。运用Spearman相关分析评价各MRI灌注参数值与肺功能指标及HRCT容积参数的相关性；不同级别COPD与对照组间采用Bonferroni法或Mann-whitneyUtesting法进行两两比较。【结果】1.所有受检者均配合较好，获得了图像质量较高的灌注图像。轻度COPD患者可见局部肺野的楔形或不规则形的灌注缺损，中重度COPD患者主要表现为两肺广泛的灌注缺损。肺功能检查结果几乎与所有的MRI灌注参数有相关性。灌注值RSI分别与%FEV1、FEV1的相关性最强（r=0.652,P0.001；r=0.608,P0.001），其次是SIPD与%FEV1（r=0.598,P0.001）、RSI与FEV1/FVC（r=0.579,P0.001）之间的相关性。RSI与FVC（r=0.526,P0.001）、SIPD分别与FVC、FEV1/FVC、FEV1存在中等程度的相关性[r(0.479~0.541),P≤0.001]。MSI、PEI及MSD与各肺功能参数间存在较弱的相关性[r(0.255~0.419),P0.05]。其中51例吸烟相关COPD患者，与所有COPD患者相比，，其与肺功能参数之间的相关系数明显增大，相关性明显增强。2.在所有COPD患者中，RSI分别与TLV[l]、TEV[l]和EI有相关性（r=-0.312,P0.013；r=-0.466,P0.001；r=-0.476,P0.001）；而SIPD分别与TLV[l]、TEV[l]、EI的相关性稍弱（r=-0.306,P=0.015；r=-0.400,P=0.001；r=-0.394,P=0.002）。在II级COPD患者中，RSI分别与TEV[l]和EI有强相关性（r=-0.583,P=0.014；r=-0.623,P=0.008）；而SIPD与TLV[l]、TEV[l]和EI有中等强度的相关性（r=-0.495,P=0.043；r=-0.586,P=0.013；r=-0.534,P=0.027）。在IV级COPD患者中，TLV[l]分别与SIPD、RSI有显著的相关性（r=-0.594,P=0.042；r=-0.713,P=0.009）。而I、III级COPD患者的MRI灌注与HRCT容积各参数之间无相关性。MRI灌注值与肺功能指标的相关性较HRCT容积量化参数与肺功能指标的相关性强，RSI与FVC(r=0.529,P0.001)、%FEV1(r=0.655,P0.0001)的相关性好于EI与FVC(r=-0.372,P0.001)或%FEV1(r=-0.532,P0.001)的相关性。3.健康志愿者与各级别COPD患者所有MRI灌注参数都有显著差别（P≤0.002）。另外，I级与III级、I级与IV级及II级与IV级COPD患者之间的MRI灌注值RSI有统计学意义(P≤0.001)，但I与II级、II级与III级、III级与IV级间各参数值均无统计学差异。HRCT容积参数值EI在对照组分别与II-IV级、I级与IV级、II级与IV级组间有显著的统计学差异(P≤0.002)，但不能区分健康志愿者与I级COPD患者（P=0.504）。【结论】3DDCE-MRI肺灌注参数与肺功能指标具有正性相关性，与HRCT容积参数间存在明显负的相关性,吸烟对COPD患者肺血管的改变是有影响的。MRI灌注值和HRCT容积参数均可一定程度的反映COPD的严重程度。健康志愿者与I级COPD患者相比，局部肺实质的灌注差异有显著的统计学意义。与HRCT容积参数相比，灌注值RSI能够区分健康志愿者与Ⅰ级COPD患者，是一个容易测量且较敏感的指标。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：第二军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R563.9

【参考文献】