抽象
计算机断层摄影(CT)扫描允许两个的程度和肺气肿的分布的精确的评估。已经有肺气肿的分布和疾病的临床特征之间的关系一点工作。目前的研究调查的临床特点和肺气肿的分布之间的关系。
共有129例吸烟有关的慢性阻塞性肺病接受他们的肺气肿(芯/外皮,上/下区优势)的程度和分布的CT评估。
肺气肿是在上/核心区中主要发现和该分布是有关疾病的程度。核心优势用在一个第二下用力呼气量(FEV相关联1),FEV1/用力肺活量比和身体质量指数(BMI);并具有较高的BODE(BMI,气流阻塞,呼吸困难和运动能力)指数和医学研究委员会呼吸困难评分。上部区域优势与女性性关联和增加总圣乔治呼吸问卷得分。使用多重线性回归的年龄,性别和全肺气肿严重性与芯/外皮分布独立地相关联,而性别和全肺气肿严重程度独立相关上部/下部分布。
肺气肿的分布以核/皮为主时,与临床特征最相关。然而,这些影响并不独立于肺气肿的程度。年龄和女性性别的增加与疾病的分布无关,与肺气肿的严重程度无关。这些发现可能与肺气肿发展的差异有关。
肺气肿导致气流受限于通过肺泡壁破坏的慢性阻塞性肺疾病(COPD),导致降低的肺弹性回缩和气道塌陷1。肺气肿导致肺组织体积的明显减少和空气空间体积的增加。这些变化可以通过CT扫描显示为肺密度降低的区域2。
先进的CT扫描和专门设计的软件现在可以精确评估肺气肿的程度。肺密度低于给定阈值(通常-950 Hounsfield单位(HU))的区域被指定为肺气肿。这项技术已被病理证实3,4和肺功能五,6。此外,该技术可被用于评估肺气肿疾病的分布,已经被用于在评估患者(和在的成果)肺减容术的方法7,8和同样在α纵向监测肺气肿变化1抗胰蛋白酶缺乏症患者9。实质损害的分布因人而异,但这种情况的原因是不知道。这种异质性反映在可见临床特征的广泛变化。尽管如此,有研究调查肺气肿的分布差异如何COPD患者中涉及到不同的临床特征缺乏10,11。
在本研究中,患者根据其肺气肿的分布进行分类。假设不同分布的患者临床特征不同。希望通过CT,可以确定与临床严重程度相关的疾病类型。据目前的作者所知,除了肺量测定法,这种比较以前没有被做过。
方法
研究的患者
临床病史与慢性阻塞性肺病一致的当前吸烟者和戒烟者,定义为:咳嗽症状;产生痰和/或呼吸困难;研究人员从基层医疗机构和爱丁堡皇家医院的呼吸门诊招募了一名有10包烟龄的吸烟者。经支气管扩张剂后1秒用力呼气量(FEV)确诊1)/用力肺活量(FVC)的比率<70%1。Patients were studied when clinically stable, ≥6 weeks post-exacerbation. Subjects with other respiratory conditions, systematic inflammatory diseases or prescribed regular oral corticosteroids were excluded. In total, 129 patients were recruited. All studies were performed with the approval of Lothian Regional Ethics Committee (Edinburgh, UK) and written informed consent was obtained from all subjects.
学习规划
结构式问卷是由经过培训的医护人员给予记录基线特征,包括既往病史和吸烟状况。医学研究理事会(MRC)慢性支气管炎得分,MRC呼吸困难分数和圣乔治呼吸问卷(SGRQ)的记录结果。恶化频率被召回病人在1年期间进行评估。恶化被定义为增加在需要糖皮质激素或抗生素的过程中的症状。佐证是由患者的医院和/或全科医生(GP)的笔记复习在大多数情况下获得的。
患者根据美国胸科协会的指导方针进行了6分钟步行12。肺活量测定法在三个重复(Vitalograph®,Ennis, Ireland)中进行,可转化为沙丁胺醇(2.5 mg星状)。测量身高和体重,计算体重指数(BMI)。BMI、气流阻塞、呼吸困难、运动能力(BODE)指数按Celli描述计算等。13。
CT协议
研究对象在充满灵感进行了低剂量定量胸部CT扫描。患者执教实现总肺活量。无静脉造影给药。A Toshiba Aquilion 16-slice CT scanner (Toshiba Medical Systems, Tokyo, Japan), was used with the following parameters: 135 kV, 40 mA, rotation time 0.5 s, 16×1 mm collimation, pitch 1.45, reconstructed at 2.5-mm intervals with 5-mm thick slices and at 1-mm intervals with 1-mm slices, and FC-03 filter. Slices were reconstructed to maximise the data available for analysis. All slices were used in the quantitative analysis. The HU for air was recalibrated using a method similar to that described by Stoel and Stolk14to correct for the air offset in Toshiba CT scanners (about -985 HU instead of the nominal -1,000 HU with the filter used). All CT scans were reviewed by an experienced chest radiologist (J.T. Murchison). On visual assessment, any CT scans with other lung conditions (如。支气管扩张和肺间质病)导致从研究中患者的排除。根据Fleischner学会建议附带肺结节随访与间隔CT扫描15。这些结节没有后来认为是代表的癌症。
CT测量
The number of pixels below -950 HU was used to quantify low-attenuation areas (LAA) as a measure of emphysema. Software was developed to calculate the percentage of pixels below this threshold (LAA-950) from the total number in each CT scan. To estimate the distribution of LAA, total lung volume was divided equally into upper and lower, and also core and rind regions. The boundary between the upper and lower regions was the CT slice that divided total lung volume into two equal regions, while the peripheral 50% of lung area on each CT slice was defined as the rind region (fig. 1⇓)。这个过程是使用Haralick最初描述的侵蚀算法自动完成的等。16:在每个周期中,在肺的外边界像素中的一个层被去除,直到初始肺区域保持的50%。LAA的每个区域中的百分比(芯/外皮,上/下),然后从总计算。这创造了分配连续的两个变量:即0-100% LAAs在上区,0-100% LAAs在核心区。当50%的LAAs存在于任何分布区域时,每个患者被分为以上区或下区为主,以核区或果皮为主。这允许分为四组之一:上/外皮,上/核心,下/外皮和下/核心主导。
定义肺气肿分布。所有患者都核心或果皮优势和大写或较低的区域主要进行了分类。白线显示A的定义)的核心与果皮和b)上与较低的区域。低衰减区的下面-950菲尔德单位百分比(LAA-950;在黑色阴影)在每个区域中,从LAA-950的总数来计算。当> 50%LAA-950发生任何区域中,这被认为表明优势。示出的患者具有上/核心优势。
统计分析
所述%LAA-950变量有偏态分布,从而是对数转化。使用非参数检验等非正态分布变量进行分析。
用皮尔逊相关系数确定正态分布变量和对数变换变量之间的关系;否则,使用Spearman秩检验。用独立样本t检验比较两组间的均值。采用单因素方差分析(One-way ANOVA)与Tukey进行比较事后测试用于识别显著差异。只有一个变量的一致性比较分析,因为这些将提供有用的信息。例如,上/芯具有较低/芯进行分析比较,而上/芯相比降低/果皮不是。
采用多元线性回归模型检验临床特征与肺气肿的范围和分布之间的独立相关性。在单变量分析中发现有意义的变量和潜在的混杂因素被包括在这些多元回归模型中。FEV之间存在共线性关系1,BODE指数和MRC呼吸困难分数,但结果等这些变量此效果甚微一直留在分析的完整性。
在所有的统计分析,p值<0.05被认为是统计学上显著。
结果
The patient characteristics demonstrate a wide range of airflow limitation, 6-min walking distance, total SGRQ score and BODE index, reflecting the spectrum of disease encountered in clinical practice (table 1⇓)。表1⇓还示出了肺气肿给出的总百分比LAAS的范围内,(%LAA-950),并且这些是如何分布为连续变量。两个芯/皮和上部/下部分布均每一点50%以上的手段。
肺气肿分布
对于大多数患者,有LAAS的优势在上,核心区域(64%有在上部区域LAAS,在芯66%和48%两者)。The severity of emphysema in the whole lung (log % LAA-950) was associated with a higher percentage of emphysema in the upper (r = 0.23, p = 0.008) and core (r = 0.69, p<0.001) regions. When the two distributions of emphysema were correlated, percentage upper-zone distribution was significantly related to percentage core distribution (r = 0.28, p = 0.001), as shown in figure 2⇓。
![图2-](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/33/3/536/F2.medium.gif)
上计算机断层扫描低衰减区域(LAAS)的分布时分为核心/果皮和上部/下部区域。
临床特点肺气肿的相关性
On univariate analysis (table 2⇓),一些临床特征与CT测量的肺气肿程度相关。在几乎所有的病例中,这些相同的临床特征与核心疾病的增加比例显著相关。岩心分布的增加与FEV的降低有关1(r = -0.35, p<0.001), FEV1/ FVC比(r =−0.52, p < 0.001),体重指数(r =−0.24, p = 0.006);BODE指数较高(r = 0.30, p = 0.003), MRC呼吸困难评分较高(r = 0.27, p = 0.002)。肺气肿上区分布的增加与女性性别相关(平均增加11.4%,p = 0.006), SGRQ总分较高(r = 0.18, p = 0.039)。
与比较例主要上部/外皮,降低/外皮,上/芯或降低/芯肺气肿,%预测FEV1,FEV1/ FVC比,动脉血氧饱和度(小号A,O2)、MRC呼吸困难评分、BODE指数有显著性差异。事后测试显示,在所有情况下,低区的核心到果皮差异显著,而只有小号A,O2differed between upper and lower zones (fig. 3⇓)。
![图3-](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/33/3/536/F3.medium.gif)
方差分析的结果。直方图表示:a)预测一秒内用力呼气体积(FEV)的平均% (pred)1);b)中FEV1/用力肺活量(FVC)比;c)动脉血氧饱和度;d)医学研究委员会(MRC)呼吸困难评分;e)体重指数、气流阻塞、呼吸困难、运动能力(BODE)指数。#:p = 0.007;¶:p = 0.027;+:p = 0.014;§:p = 0.010;ƒ: p = 0.012;* * *:p < 0.001。
多元线性回归模型,只有BMI和FEV1(log % LAA-950)。在评估分布时,年龄、性别和肺气肿的程度与核/皮独立相关,而只有性别和肺气肿的程度与上/下独立相关(表3)⇓-⇓五⇓)。
讨论
COPD患者的CT评价允许肺气肿程度和分布的准确测量。在一大群的129名COPD患者,本作者已经检查CT-测量肺气肿的程度和分布是否涉及临床特征。这是第一次这样的比较已经进行了肺功能检查比其他临床参数。
正如预期的那样,COPD的几个临床特征显著涉及如使用CT测量的总肺气肿严重性(%LAA-950)。有趣的是,当肺气肿的分布与临床特征,在分布核心到果皮差异更显著比上部到下部的一些相关联。几乎所有的临床特点是关联到总肺气肿严重程度显示出显著的关系时,肺气肿的分布分为核心和果皮。(最值得注意的是,核心肺气肿与FEV一个显著下降有关1%PRED,较高BODE指数,较高的MRC呼吸困难得分和下BMI)。两个临床特征(SGRQ得分和性别)均与上/下肺气肿优势(肺气肿的上部区域优势是与相关联的增加的总SGRQ得分,即(健康状况较差),多见于女性。从单因素方差分析来看,很明显,低区核/皮分布的差异与临床结果的变化关系最大。这一发现相当令人惊讶,因为目前大多数患者都有上/核心疾病,而且肺气肿的程度与上/核心优势相关。换句话说,更严重的上区,以核心为主的肺气肿发现在目前的大多数患者,而更微妙的下区疾病显示与临床特征的最佳相关性。
然而,这与发表在肺气肿分布上的其他研究结果是一致的。格尼等。17在59名吸烟者的研究,严重的上区肺气肿较少有关肺活量测定比温和低区发现病。同样,目前发现与描述吸烟有关的肺气肿(从α不同的只有两个发表论文协议1在上/下和芯/外皮优势方面抗胰蛋白酶缺乏相关的肺气肿)分布。中野等。11还发现,芯疾病是有关疾病的严重性(如通过肺功能测试测量),具有较低/芯疾病更关系到肺活量测定和上/芯至一氧化碳转移因子。原口等。10发现集中分发肺气肿不得不肺功能最强的关系,同时也较低区疾病相关比上更好。
在多元线性回归,只有FEV1和BMI用肺气肿的程度(LAA-950)相关联,即这些是实际涉及在当前队列肺气肿的CT-测量严重性的仅有的两个临床因素。在分布的分析中观察到类似的结果:尽管一些对症特征用芯或单因素分析上部区域疾病的百分比增加相关联,用于调整通过肺气肿严重性和FEV混杂后1在美国,只有年龄和性别仍然相关。因此,目前的作者不能证明临床特征与COPD中不同的肺气肿分布有关。
上区核心疾病与肺气肿严重程度相关的发现很有趣。一个可能的解释是,在较低和皮区机械力的差异提供了一些保护肺实质,这样只有那些与更严重或先进的疾病发展为肺气肿在这些位置。分布分析还表明,女性最可能在上部区域患核心疾病,而年龄的增长也与核心优势相关。年龄和性别的这些影响被发现与疾病的严重程度无关。因此,对于大多数患者来说,与吸烟相关的肺气肿可能主要发生在上/核心区域,并随严重程度的增加而增加;而对于女性和那些年龄越来越大的人来说,无论严重程度如何,这种疾病可能以一个主要的核心分布开始。
这些观点指出了肺气肿发展的不同。这可能表明,分布模式与潜在的病理表型有关。传统上,小叶和paraseptal肺气肿被认为在吸烟者肺上叶优势和更普遍,而小叶性肺气肿被认为主要集中在叶α患者低1抗胰蛋白酶缺乏18,19。
直到最近,对肺气肿性别差异的信息是有限的。从全国肺气肿治疗试验结果表明,有肺气肿病的女性核心优势:在作者推测肺气肿,性差异可能是由女性的易感性增加来解释比较的学位香烟烟雾暴露20.。
核心分布随着年龄的增加的关联可以以某种方式与肺功能正常年龄相关的下降21。可能的是,这主要发生在肺的核心区域。然而,病理研究将需要确定肺气肿的分布以这种方式CT评估是否,与疾病亚型易感性,而与年龄相关的下降的问题只能用纵向数据来解决。
这项研究的限制
本研究在设计上存在一定的局限性。病人的选择是机会主义的:那些从初级保健转到专科诊所的病人是按顺序招募的。理想情况下,从COPD人群中随机选择患者可能更合适,但目前的作者认为,该队列仍能代表整个COPD人群。
CT扫描是在最大逮捕灵感执行,并且仍然有文献在需要肺活量门一些争论14,22-25。最近的一个国际研讨会,然而,得出的结论是,这是不必要的,特别是如果扫描不是纵向比较,因为在目前的研究26。
加重频率的评估基于患者的回忆。这显然对准确性有影响,但在大多数患者中,医院和/或全科医生的记录被用来证实。
总之,肺气肿的芯主要分布,特别是在较低的区域,示出了具有临床特征的最佳关系。目前笔者已经证明,以这种方式评估肺气肿不仅关系很好的肺功能检查,但也可知,如在目前的研究是第一次,对功能状态的措施。这是没有,不过,可以证实的是,这些协会是独立的肺气肿,年龄或性别的程度。年龄和性别的差异,可能与疾病的发展,但判断肺气肿分布是否只是严重程度的措施或疾病的独立相关的特征需要纵向研究。
支持声明
本研究由美国国立卫生研究院资助(贝塞斯达,MD,USA;授予RFA-HL-02-005),诺曼萨尔维森肺气肿研究信托(爱丁堡,英国)和辉瑞(三明治,UK)。
利益声明
为W. MacNee和研究本身的兴趣报表,可以发现www.ersjournals.com/misc/statements.shtml
致谢
目前笔者想感谢J.E. Barr和A.院长,呼吸研究护士(呼吸内科部,英国爱丁堡皇家医院),为他们的工作中收集的分析中使用的患者数据。
- 收到2008年7月22日。
- 公认2008年9月23日。
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