陳 穎，蔡恩明，申 敏，潘自來(lái)*，趙輝林

(1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院放射科，上海 201801；2.上海市嘉定區(qū)安亭醫(yī)院放射科，上海 201805；3.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院放射科，上海 200127)

氣胸是臨床最常見(jiàn)的疾病之一，治療方案主要取決于臨床癥狀和肺的壓縮程度[1]，因此準(zhǔn)確評(píng)估氣胸肺壓縮程度在臨床診療中具有重要意義[2]。日常工作中常用的確診和評(píng)估氣胸方法為胸部平片和CT檢查。胸片易漏診微量氣胸，評(píng)估氣胸壓縮比的方法也較為粗糙，常規(guī)以壓縮肺邊緣與橫膈交界點(diǎn)的位置作為定量基線，在橫膈外1/3位置時(shí)估值壓縮比約為50%；在橫膈1/2位置時(shí)估值壓縮比約為75%。這種方法只能評(píng)估中等量和大量氣胸的壓縮比，且要求被壓縮的肺邊緣基本平行于胸廓外緣，局限性較多。CT可準(zhǔn)確診斷少量氣胸，但關(guān)于CT評(píng)估氣胸壓縮比具體方法的研究[3-5]較少，且大多采用特定層面上氣胸后壓縮肺表面與胸廓之間的距離來(lái)評(píng)估肺壓縮比，其相關(guān)回歸方程較復(fù)雜，不便于臨床實(shí)際工作中使用。本研究結(jié)合體積計(jì)算方法，采用特定層面氣胸后壓縮肺的三維徑線的乘積與同平面胸廓三維徑線乘積的比值，與氣胸壓縮比建立回歸方程，以便于臨床參考、應(yīng)用。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2016年1月—2017年10月我院92例氣胸患者的資料，男82例，女10例，年齡15～72歲，平均(32.2±16.5)歲；其中左側(cè)48例，右側(cè)44例；患者均以急性胸痛、胸悶就診，并均接受常規(guī)胸部CT掃描。入組標(biāo)準(zhǔn)：①無(wú)胸廓畸形；②無(wú)明顯影響肺體積的病變，如肺不張、肺氣腫、胸腔積液、占位性病變等；③無(wú)胸部手術(shù)史。

1.2儀器與方法 采用GE LightSpeed VCT 64排螺旋CT機(jī)。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流 100 mAs，螺距1.375∶1，掃描層厚5 mm，重建層厚 1.2 mm。掃描前對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，深吸氣后屏氣完成掃描；掃描時(shí)囑患者仰臥，雙臂上舉；掃描范圍從胸廓入口至兩肺下界(含肋膈角)。

1.3測(cè)量方法 采用GE AW 4.6工作站，對(duì)重建的薄層圖像進(jìn)行MPR及VR重建。首先去除胸廓外的所有其他物質(zhì)，包括衣物、肌肉、骨骼等，將其手工勾畫(huà)后剪切；測(cè)量胸廓容積，再以同樣方法勾畫(huà)出壓縮肺輪廓，測(cè)量壓縮肺容積，并計(jì)算肺壓縮比：肺壓縮比=100%-壓縮肺容積/胸廓容積×100%。于胸廓腋中線層面冠狀位圖像中測(cè)量胸廓肺尖至膈頂?shù)纳舷聫?H)，于上葉支氣管下壁層面測(cè)量胸廓的左右徑(W)和前后徑(D)，并于上述相同層面測(cè)量壓縮肺的上下徑(h)、左右徑(w)和前后徑(d)，計(jì)算其比值(hwd/HWD)；見(jiàn)圖1。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 24.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，以壓縮比為因變量(Y)、hwd/HWD比值為自變量(X)繪制散點(diǎn)圖，并獲得左右側(cè)肺的線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)(r)和決定系數(shù)(R2)。采用配對(duì)t檢驗(yàn)比較經(jīng)線性回歸方程計(jì)算出的壓縮比與CT測(cè)量獲得的壓縮比，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

本組右側(cè)氣胸44例，CT測(cè)量肺壓縮比為11.40%～91.88%，平均(55.07±23.80)%；左側(cè)氣胸48例，CT測(cè)量肺壓縮比為5.44%～90.80%，平均(50.60±25.47)%。左右側(cè)肺壓縮比與hwd/HWD比值的散點(diǎn)圖見(jiàn)圖2，二者呈線性負(fù)相關(guān)，左肺的線性回歸方程為Y=0.951-0.864X(r=-0.961，R2=0.922，P<0.001)；右肺的線性回歸方程為Y=0.936-0.808X(r=-0.966，R2=0.932，P<0.001)。上述回歸方程計(jì)算的壓縮比與CT測(cè)量壓縮比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05，表1)。

表1 回歸方程計(jì)算肺壓縮比與CT測(cè)量壓縮比值比較(%，±s)

表1 回歸方程計(jì)算肺壓縮比與CT測(cè)量壓縮比值比較(%，±s)

計(jì)算方法左肺右肺回歸方程50.64±24.4755.07±22.99CT測(cè)量50.60±25.4755.07±23.80t值0.0480.006P值0.9620.995

3 討論

3.1解剖基礎(chǔ) 胸廓形狀不規(guī)則，上尖下闊，前扁后厚，左右呈弧形；兩肺毗鄰縱隔和心臟，使得胸廓的左右兩側(cè)形態(tài)亦不規(guī)則，且兩肺形態(tài)也不一致，因此要用具體的數(shù)學(xué)計(jì)算方法[3]獲得肺的體積相對(duì)復(fù)雜，計(jì)算量大，不符合臨床實(shí)際工作需要。發(fā)生氣胸時(shí)，肺呈向心性回縮，即向主支氣管根部回縮，而氣體的物理特性為向上移動(dòng)，因此，隨檢查時(shí)的體位不同，胸片和胸部CT圖像上氣胸的形態(tài)不同。在胸片上，由于站立位拍攝，少量氣胸時(shí)，游離氣體先聚集于胸腔上部；隨著氣胸量增大，肺的外側(cè)緣和肺底才發(fā)生回縮。胸部CT檢查時(shí)患者仰臥，少量氣胸時(shí)，游離氣體首先聚集于肺底的前部，隨氣胸量增大，肺的上下緣和外側(cè)緣發(fā)生回縮，且氣體迫使壓縮肺向背側(cè)移位。

圖1胸廓和壓縮肺容積及徑線測(cè)量示意圖 A.VR圖像示重建的胸廓容積，可見(jiàn)壓縮后的肺邊緣，其容積為4 741.639 cm3； B.于腋中線層面冠狀位圖像測(cè)量胸廓和壓縮肺的上下徑； C、D.于上葉支氣管下壁層面測(cè)量胸廓和壓縮肺的左右徑和前后徑

圖2 肺壓縮比與hwd/HWD比值的散點(diǎn)圖，二者呈線性負(fù)相關(guān)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)位于95%CI內(nèi) A.左肺； B.右肺 (上下斜線示95%CI)

3.2關(guān)于肺壓縮體積測(cè)量方法研究現(xiàn)狀 氣胸后壓縮肺在胸片和胸部CT圖像上形態(tài)不同，因而其計(jì)算方法也不同。魏仁國(guó)等[4]及薛城敬[5]介紹了多種在胸片上測(cè)量氣胸的方法，有目測(cè)法、面積法、體積法、平均胸膜間距離法、三線法等，其中平均胸膜間距法和三線法可靠性和可行性較高，其余方法或可靠性較低，或可行性較低。此外，由于胸片僅為胸廓的二維投影，相對(duì)于CT檢查所提供的影像學(xué)信息有限，測(cè)量結(jié)果欠精確。近年來(lái)，采用CT對(duì)氣胸的定量研究較少。楊斐等[6]采用Tissue Segmentation技術(shù)測(cè)量氣胸的壓縮比，測(cè)量結(jié)果較為準(zhǔn)確，但該軟件為PHLIPS工作站獨(dú)有，臨床推廣受限。陳永權(quán)等[7]對(duì)肺壓縮比(Y)和氣管隆嵴層面肺的垂直回縮距離與胸廓的比值(X)行回歸分析，獲得左肺最優(yōu)回歸方程Y=0.0758+2.8623X-2.8049X2(R2=0.7460)；右肺最佳方程Y=0.0708+2.5960X-2.1178X2(R2=0.8575)。該研究試驗(yàn)設(shè)計(jì)及統(tǒng)計(jì)方法嚴(yán)謹(jǐn)，但方程復(fù)雜，且左肺R2偏低，回歸趨勢(shì)不理想。梁樹(shù)生等[8]采用氣胸最大寬度A與膈頂層面胸廓最大前后徑B的比值(X)，行與肺壓縮比(Y)的線性回歸分析，得出回歸方程Y=0.024+1.096X(r=0.90)；此方程較簡(jiǎn)單，但僅測(cè)量1個(gè)氣胸的徑線，肺壓縮程度較小時(shí)可較準(zhǔn)確地反映肺壓縮情況，而當(dāng)壓縮程度進(jìn)一步增大時(shí)，僅憑單一徑線不能靈敏、準(zhǔn)確地反映三維肺壓縮情況。鄧承等[9]在冠狀面與矢狀面的固定層面測(cè)量臟層與壁層胸膜間的距離之和，并與肺壓縮比行回歸分析，得到冠狀面與矢狀面的2個(gè)回歸方程，其中較高的r值為0.867。筆者認(rèn)為因存在個(gè)體差異，利用壓縮距離的絕對(duì)值來(lái)行回歸分析，不能全面反映肺三維形態(tài)改變。以上研究均以測(cè)量某一層面的距離或計(jì)算距離比作為自變量，究其本質(zhì)與胸片上的測(cè)量方法原理相似，未發(fā)揮CT可進(jìn)行三維測(cè)量的優(yōu)勢(shì)。

3.3本研究的特點(diǎn)和不足 假設(shè)胸廓和壓縮肺均為長(zhǎng)方體，則理論上壓縮比=(1-壓縮肺長(zhǎng)×寬×高/胸廓長(zhǎng)×寬×高)×100%，且壓縮比與壓縮肺體積呈明顯負(fù)相關(guān)。根據(jù)此理論上的計(jì)算方法，借助統(tǒng)計(jì)學(xué)的工具，本研究獲得類(lèi)似的相關(guān)回歸方程，且回歸系數(shù)(左側(cè)r=-0.961，右側(cè)r=-0.966)較高，提示數(shù)據(jù)的回歸趨勢(shì)良好。左右兩肺的形態(tài)不同，發(fā)生氣胸時(shí)肺的回縮程度亦不一致，因此本研究分別計(jì)算并獲得左右側(cè)肺的不同回歸方程。當(dāng)氣胸壓縮情況符合以下條件時(shí)，回歸方程可簡(jiǎn)化計(jì)算：①當(dāng)氣胸的游離氣體局限于肺尖和肺底時(shí)，可簡(jiǎn)化為：Y=a+bX，其中X=h/H；②當(dāng)氣胸的游離氣體局限于前胸壁下時(shí)，可簡(jiǎn)化為：Y=a+bX，其中X=d/D。

本研究的不足之處：①測(cè)量壓縮肺和胸廓容積時(shí)需人工勾畫(huà)壓縮肺和胸腔的輪廓，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差；②氣胸量較大時(shí)，壓縮肺向背側(cè)移位，此時(shí)不能在同一層面上測(cè)量壓縮肺的上下徑線和胸廓的上下徑線，否則亦可能產(chǎn)生誤差。

3.4亟待解決的問(wèn)題 評(píng)估氣胸的壓縮比對(duì)選擇治療方案具有重要意義。由于缺乏精確的評(píng)估方法和工具，放射科醫(yī)師更多依靠經(jīng)驗(yàn)和主觀目測(cè)大致估計(jì)氣胸的壓縮比，從而影響治療。既往研究[10-12]報(bào)道中有關(guān)可保守治療的判斷標(biāo)準(zhǔn)不一，范圍為壓縮比15%～30%，精確標(biāo)準(zhǔn)還需進(jìn)一步研究和驗(yàn)證。隨著科技的進(jìn)步，人工智能已進(jìn)入臨床。早在2012年，Do等[13]采用計(jì)算機(jī)輔助診斷算法自動(dòng)評(píng)估氣胸壓縮比。相信在不久的將來(lái)，可通過(guò)人工智能一鍵獲得準(zhǔn)確的氣胸壓縮比。

總之，本研究得到的回歸方程(右肺：Y=0.936-0.808X，左肺：Y=0.951-0.864X，其中X=hwd/HWD)可為臨床提供便捷的方法來(lái)評(píng)估氣胸的壓縮比，從而為進(jìn)一步制定治療方案提供參考。