高分辨螺旋CT在支气管哮喘气道重塑中的临床应用概况

1、高分辨螺旋在支气管哮喘气道重塑中的临床应用概况（20140145 宋鹏飞 中医儿科学）摘要：HRCT肺部扫描,具有相当高的组织分辨率,可以清楚显示肺小叶水平的细微结构和病变,被誉为达到活体组织水平的检查。本文就用于评估支气管哮喘气道重塑、肺功能及气道炎症的研究概况作一综述。关键词：支气管哮喘； 高分辨螺旋； 气道重塑 支气管哮喘（bronchial asthma，哮喘）是由多种细胞特别是肥大细胞、嗜酸性粒细胞和T淋巴细胞参与的慢性气道炎症，在易感者中此种炎症可引起反复发作的喘息、气促、胸闷和（或）咳嗽等症状，多在夜间和（或）凌晨发生，气道对多种刺激因子反应性增高。但症状可自行或经治疗缓解。一，

2、哮喘气道重塑的发生机制及病理基础哮喘患者在长期气道炎症的基础上发展为难以逆转的气道重塑（Airway remodeling）。气道重塑以气道慢性炎症为发生基础，是气道炎症慢性化发展的必然结果，由于气道长期持续性的炎症反复发作，反复修复，结果导致组织增生而发生重塑。气道重塑主要发生在成年哮喘患者，大多数成人慢性哮喘病患者均可产生不同程度的气道重塑，儿童哮喘较为少见。气道上皮的炎性损伤-修复-再损伤-再修复所导致的气道重塑可能是哮喘病发展成难治性哮喘的重要病理生理学基础。气道重塑的发生机制与气道内炎性细胞释放的炎症促进因子和生长因子有关，基因表达、其他细胞因子和炎性介质也参与了气道的重塑机制。气道

3、重塑在临床上可表现出不可逆性或可逆性差的气道通气功能障碍和气道高反应性，同时仍然可以出现迟发相哮喘反应的特征。无论对哮喘患者的尸体解剖、手术标本检查还是高分辨率CT配合放射性显影技术均证实了慢性哮喘患者的气道壁普遍存在着增厚现象。包括基底膜的假性增厚、细胞外基质的改变、粘液腺肥厚、平滑肌增生肥大等。气道的重塑可以促进气道功能的衰退和老化。二，HRCT简介及相关临床研究高分辨螺旋CT (High Resolution CT，HRCT)，为薄层（1-2mm）扫描及高分辨率算法（一般是骨算法）重建图像的检查技术，有时需要适当提高电压和电流。它使用的是传统CT扫描仪，但是在成像时会精确一些参数，以最大

4、化空间分辨率。主要用于观察病灶的微细结构，是胸部常规扫描的一种补充。HRCT能清晰地显示肺组织的细微结构（肺小叶气道、血管及小叶间隔、肺间质及毫米级的肺内小结节等），几乎达到能显示与大体标本相似的形态学改变，因此HRCT在胸部的应用非常重要，而且扫描时不需要造影增强。因此，被认为是目前诊断肺弥漫性病变的首选方法。HRCT是目前测量支气管壁厚度的最为客观和准确的影像学手段。通过用测量支气管哮喘患者支气管壁的厚度,对评价支气管哮喘患者的气道重构程度,能够提供有价值的信息。有助于评价气道重构导致的临床表现、肺功能损害程度和预后等。为研究支气管哮喘的重构提供了一种影像学手段。支气管壁增厚在哮喘的发生率

5、报道不一，约16%92%的病例有支气管管壁增厚，支气管壁增厚程度与疾病的严重程度相关。 张晓岩(1)等将慢性持续期哮喘患者(37例)和健康人(20名)分列为哮喘组和对照组，运用HRCT观察所有受试者肺部影像学特征，运用PickerPQ6000分析软件测定气道壁厚度(T)、气道壁面积(WA)，采用气道壁厚度/气道外径(T/D)和气道壁面积占气道总面积百分比(WA%)做为标化指标。结果显示中重度哮喘组的气道壁厚度显著高于轻度哮喘组和对照组，哮喘组的气道壁面积显著高于对照组，且中重度哮喘组显著高于轻度哮喘组。说明HRCT可用来评价哮喘患者的气道重塑，为哮喘患者气道重塑的临床研究奠定基础。 张建(2)

6、等研究证实哮喘患者段及亚段水平的气道壁而积占气道总横截而积百分比(WA%)与严重度呈正相关性，而气道壁厚度与外径之比(T /D)与严重度未显示相关性，但T/D与WA%相关性较好(r=0. 335，p<0. 001 )。 W A%是直观并量化气道壁厚度的指标，WA%与哮喘严重度呈正相关，表明重症哮喘气道壁厚于轻度哮喘，哮喘患者的气道重构随病情加重而加重。HRCT扫描局部放大图示清晰显示的支气管，可见重型哮喘患者气道壁较轻度哮喘患者明显增厚。 陈起航等(3) 分析28例支气管哮喘病人的肺HRCT表现,并与胸部平片比较，X线平片见肺容积增加和肺透亮度增加4例(14.3%)，肺纹理增粗5例(17

7、.9%)，纵隔气肿1例，总阳性率25%(7/28)。HRCT表现呈支气管壁增厚15例(53.6%)，支气管扩张6例(21.4%)，马赛克征象3例(11.8%)，纵隔气肿1例,小叶中心型肺气肿4例,呼气末空气潴留5例，总阳性率71.4%(20/28)。证实HRCT比X线平片更有效显示支气管哮喘患者的肺内异常表现，对支气管哮喘的诊断和鉴别诊断有一定价值。 支气管哮喘患者支气管壁厚度与病情严重度的关系是随着支气管哮喘严重度指数(Aas严重指数)的增加支气管壁厚度亦增加。不可逆的气道壁增厚加重了哮喘病人的气流阻塞。在哮喘发作时有关呼气流速的全部指标均显着下降，在有效的支气管舒张药物治疗后的缓解期可使各

8、指标好转。但张建等(4)研究也发现即使经过规范的治疗(包括吸入类固醇激素治疗)哮喘病人的肺功能也比同年龄组的健康对照组的肺功能降低，HRCT为研究支气管哮喘的重构提供了一种影像学观察依据；重度、中度支气管哮喘患者较轻度及正常对照组的支气管壁明显增厚。关于哮喘患者气管壁厚度与肺功能的关系，Kasahara(5)等人的研究表明WA%,WT%均与FEVI呈负相关性，气道壁增厚的变化与支气管活检的上皮网状基底膜()增厚有很好的相关性。而且这种气道壁增厚又与肺通气功能恶化相关。但与FEF75/25无相关性，可能与小气道的支气管壁厚度较难精确测定有关。因此在评价支气管壁厚度与肺功能相对照时，必须对哮喘患者

9、给予充分支气管扩张剂和激素治疗，使气道的可逆性阻塞因素基本消除。Gupta(6)等报道了463例哮喘患者中的185例难治性哮喘患者HRCT支气管检查测量结果，发现80%患者存在支气管异常，表现为支气管壁增厚(62% )、支气管扩张(40 %)和肺气肿(8%)，难治性哮喘患者年龄较大、病程较长、肺功能较差、接受较大剂量的皮质激素治疗、中性粒细胞气道炎症较明显。为探讨支气管哮喘患者气道高反应的机制，Hoshino (7)等用HRCT研究了第3 -5级支气管气道径线与气流受限的关系，并测量了右肺上叶尖段和下叶后基底段支气管管壁面积和管腔面积，得出哮喘患者的气道腔内径与气流受限具有很高的相关性，越是远

10、端支气管(第5级支气管)二者相关性越明显。辛晓峰(8)等选择7例健康人(正常对照组)，12例稳定期哮喘患者(哮喘组)和10例稳定期慢性支气管炎患者，对其进行肺功能测定，并在2d内分别在主动脉弓上缘、气管隆突和右隔上2 an水平处作HRCT扫描。H RCT扫描的层厚为2mm。研究显示部分慢性稳定期哮喘患者肺密度的平均CT值较正常人低，不受气体陷闭的影响，且与慢性支气管炎患者的肺气肿相似，从形态学上间接反映了哮喘患者的气道重塑。罗俊明(9)等采用HRCT扫描支气管哮喘患者40例,其中轻度13例,中度15例,重度12例;另选正常对照组20例。测量各组支气管壁横截面气道壁外径(D)、内径(L)、气道总

11、横截面积(A0)、气道腔面积(A1)，通过公式算出气道壁厚度与气道外径之比(T/D)及气道壁面积占气道总截面积百分比(WA%)。分析其与病情严重度和肺功能的相关性。结果显示支气管哮喘组T/D、WA%均高于正常对照组，且重度、中度哮喘组T/D、WA%较轻度组明显增加(均P<0.01)。邱婷(10)等通过纳入30例中度持续哮喘组和对照组30例行肺功能测试、高分辨螺旋扫描。比较对照组、哮喘组的肺功能指标、气道反应性，并与HRCT测试的气道壁厚度()和气道壁相对面积(%)值做相关分析。结果显示哮喘患者气道壁厚度()较对照组增厚，相对气道壁面积(%)增加；和%与受试者气道高反应性正相关，而与1/、

12、1%呈负相关。近端气道相关程度强于远端气道。辛小燕(11)等用HRCT扫描支气管哮喘患者35例,其中轻度13例、中度12例、重度10例。正常对照组20例。测量支气管壁横截面的气道壁的外径D和内径L,通过公式计算出支气管管壁厚度与外径比值(T/D)、气道壁面积占气道总截面积百分比(WA%)。计算观察指标与病情严重度及肺功能的相关性。结果显示支气管哮喘患者与正常组的T/D、WA%之间均有显著差异(P<0.01)。重度、中度支气管哮喘患者较轻度患者的T/D、WA%明显增加(P<0.01)。T/D、WA%与病情严重度呈正相关(P<0.01),WA%与FEV1呈负相关性(P<0.

13、01)。咳嗽变异性哮喘(CVA)是一种特殊类型的支气管哮喘，咳嗽是其唯一或主要临床表现，无明显气促、喘息。研究表明CVA也具有典型哮喘的病理生理过程，包括气道嗜酸粒细胞炎症、气道高反应性，甚至气道重塑。钟雪莺(12)将50例确诊为CVA的患者设为CVA组，20例健康体检者设为正常对照组(N组)，受试者行肺通气功能、诱导痰及胸部高分辨CT (HRCT)检查，应用酶联免疫吸附法(ELISA)检测诱导痰中NGF,MMP-9浓度，计算气道壁的厚度(T)、气道壁面积(WA )、气道壁面积占气道总截面积的百分比(WA%)，并应用体表面积(BSA)对T、WA进行校正，结果显示HRCT检查可作为无创手段更广泛

14、用于气道重塑的评估。联合生物标志物及高分辨CT可更全面评价CVA患者气道重塑情况，从而更好地指导临床治疗。王娇莉(13)等用HRCT扫描哮喘,EB、咳嗽变异型哮喘(CVA)患者和健康人共58例，运用HRCT测定哮喘，EB和CVA患者的右肺上叶尖段(RB1)及1-6 mm水平的气道壁厚度并与健康人比较。本研究也证实了支气管哮喘患者的气道壁增厚的改变是弥漫性的、广泛存在于段及亚段水平的气道。张晓军(14)等通过分析19例支气管哮喘患儿的H RCT资料，儿童哮喘肺部HRCT有较多特征性改变，以空气储留和支气管管壁增厚最常见。其中空气储留15例，支气管壁增厚12例，支气管扩张6例，局限性肺不张3例，粘

15、液嵌塞2例，纵隔旁肺气肿1例，完全未见异常征象3例。其中管壁增厚与空气储留乃同源改变，皆由气道高反应性引起。Pifferi(15)等对32例确诊为哮喘的患儿进行前瞻性研究，所有患儿均有残气量增加和嗜酸细胞阳离子蛋白升高，定性分析显示，HRCT低密度区和持续的残气量增加密切相关。Marchac(16)等对27例难治性哮喘患儿进行HRCT检查，得到支气管壁厚度评分。结果显示，难治性哮喘患儿的支气管壁厚度得分明显高于对照组患儿得分，支气管壁厚度评分与第一秒用力呼气容积之间没有相关性。张岩(17)等选择21名哮喘儿童行呼气末H RCT扫描，并于同一天或第2天做肺功能检查。在H RCT上分别于上、中、下

16、肺野选取2个可清晰显示空气储留的层面。功能的指标做相关性分析。结果显示哮喘儿童肺呼气末H RCT空气储留出现率为90. 5% (19/21)且下叶是空气储留最好发的部位。辛小燕(18)等用高分辨率CT (H RCT)扫描支气管哮喘患者35例，COPD患者30例，正常对照组20例。结果相对于正常对照组，哮喘患者气道管壁而积增大而管腔而积不减小，而COPD患者气道管壁而积增大且同时管腔而积减小。不同的重构模式可反映哮喘和COPD患者炎症发展进程的根本区别。支气管哮喘时气道重构的基础是基底膜网状结构均一性增厚与透明样变，平滑肌增厚以中、大气道为主，而COPD的气道基底膜网状结构多属正常，气道平滑肌增

17、厚以小气道为主。不同的重构模式可能反映哮喘和COPD患者炎症发展进程的根本区别(19)。此外，COPD患者较哮喘患者具有更严重的气流受限。通过IOS肺功能进一步发现，COPD患者气道阻力增加主要发生在远端气道，而哮喘患者除了远端气道阻力增加之外，还兼有上游气道的阻力增加(20)。HRCT为研究支气管哮喘提供一种前所未有的可直接显示哮喘患者肺部细微结构的手段，用以了解支气管对激发的反应幅度与部位，并可显示气道与肺实质的异常，为进一步了解气道重构提供依据可用于评估支气管哮喘的气道重构及预后，并且能够被广泛应用在支气管哮喘的临床和科研中。随着新技术、新方法的应用， HRCT扫描显示支气管肺细微结构技

18、术的优势，使其在研究哮喘方面具有很好的应用前景。参考文献1张晓岩,林江涛,李香凝等. 高分辨率CT 在评价支气管哮喘患者的气道重塑中的作用J. 中国药物警戒, 2010, 7(5):273-2742张建,刘荣惠,刘文亚等.高分辨研究支气管哮喘气道壁厚度与肺功能、病情严重度的相关性J.医学影像学杂志,2004,14(6):498-500.3陈起航,刘甫庚,吴国庚,等. 支气管哮喘的肺部HRCT J. 中国医学影像技术，2000,17（7）:5575584张健, 刘荣惠, 刘文亚, 等. 高分辨率 C T 测定支气管哮喘患者的气道壁厚度J.国外医学呼吸系统分册,2005,25(4):248250.

19、5Kasahara K, Shiba K，Ozawa T，et al.Correlation between the bron-chial subepithelial layer and whole airway wall thickness in patients with asthmaJ.Thorax,2002,57:242246.6Gupta S, Siddiqui S，haldar P, et al. Qualitative analysis of high-resolution CT scans in Severe asthma J.Chest, 2009, 136 (6); 152

20、1-15287Hoshino M, Matsuoka S, llanda 11, et al. Correlation between airflow limitation and airway dimensions assessed by multidetector CT in asthma J.Respir Med, 2010, 104 (6):794-8008辛晓峰，修清玉，施毅等. 高分辨率CT对慢性哮喘患者肺密度CT值测定的定量分析研究J. 医学研究生学报.2006,19(4):352-3549罗俊明等. 高分辨CT评价支气管哮喘气道重构及与病情严重度和肺功能的相关性研究J.江西医学院学报，2009,49(8):414210邱婷等. 高分辨螺旋在支气管哮喘气道重塑中的预测价值研究J.四川医学.2009，30(7):993-99411辛小燕等. HRCT测量支气管哮喘的气道壁厚度与其病情严重度及肺功能的相关性研究J.中国医学影像技术.2006,22(11): 1665-166612钟雪莺，黄炎明，温玉婷. 生物标志物、CT评价咳嗽变异性哮喘气道重塑的研究J中国当代医药.2013.20(18):15-1713王娇莉等.