今天主要和大傢探討COPD影像表現以及在臨床的應用。慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種全身性、系統性疾病。在我國，COPD發病率逐漸增高，可能與霧霾、吸煙、人口老齡化有一定的關系。COPD將成為世界疾病經濟負擔第三位。
根據2017年版GOLD對COPD的定義：COPD是一種常見的以持續性呼吸道癥狀和氣流受限的可預防治療的疾病。呼吸癥狀和氣流受限是由於氣道/或肺泡異常導致的，氣道/或肺泡異常的原因是暴露在明顯的有毒顆粒和氣體中。所以，慢阻肺主要是呼吸氣道發生病變，造成瞭肺部改變。影像學在確診COPD中似乎無重要價值，但在評估COPD中卻起到舉足輕重的作用。
一、COPD的影像學表現
X線胸片
COPD患者的胸片可見兩肺透亮度增加，肺紋理稀疏，膈肌下移，如果是典型表現，還有桶狀胸，胸廓前後徑增加，這是常見的COPD肺氣腫的改變。
COPD的表型：
目前在COPD的表型（又稱表現型）中，主要分為以下三種類型：①COPD的影像學表型，②COPD的心血管表型，③COPD急性加重的微生物表型。今天主要給大傢介紹COPD的影像學表型。
COPD影像學表型分兩種亞型：肺氣腫和慢支炎。肺氣腫主要是肺實質破壞；慢性支氣管炎主要是小氣道損傷。
肺氣腫的多種亞型
肺氣腫可以分為四種亞型：全小葉型肺氣腫，小葉中央型肺氣腫，間隔旁型肺氣腫，混合型肺氣腫。上圖所示，全小葉型肺氣腫占比不大，小葉中央型肺氣腫占比較多，其實實際上混合型肺氣腫在臨床上更常見。
肺氣腫的研究
肺氣腫對肺通氣功能的影響較大，病理特征為異常的持久性遠端終末細支氣管腔擴大，伴彈性收縮功能下降，擴大的肺泡腔破裂相互融合可形成肺大泡。
上圖所示，A為正常肺部；B為小葉中央型肺氣腫，肺部改變較少；C為間隔旁型肺氣腫；D為全小葉型肺氣腫。
上圖所示，進行薄層CT三維重建可見支氣管病變，氣道病變可以造成近側支氣管狹窄、管腔狹窄，遠側小氣道萎縮，肺泡裡面的結構被破壞，形成一整個小葉，就是肺氣腫。
1、全小葉型肺氣腫
全小葉型肺氣腫主要是與A1-抗蛋白酶缺失及吸煙導致COPD有關，主要累及肺下葉。在影像學上可以分為早期和進展期。
左圖所示，一部分肺是正常的（左圈），另一部分肺紋理減少（右圈），造成透亮度減低。
全小葉型肺氣腫——早期
早期全小葉型肺氣腫的影像學缺乏特異性，僅表現肺下葉密度減低、體積增大、間隔移位。
對於全小葉型肺氣腫來說，如果沒有仔細觀察CT，有時候覺得並無異常。上圖所示，這是一名早期全小葉型肺氣腫的病人，有些區域有透亮區，這是很早期的病人，需要做薄層CT才能看到。
而這個病人早期的影像學比較明顯。右圖為矢狀重建，可以看到局部透亮區域的改變。
全小葉型肺氣腫——進展期
對於進展期全小葉型肺氣腫的影像學而言，肺部結構進行性彌漫性破壞及密度減低，血管數量及分支減少。進展期全小葉型肺氣腫的影像學比較明顯，做CT能看得很清楚。
上圖所示，全小葉型的每個區域比較明顯，可見低密度透亮影。進行三維重建，也可以看出是全小葉型肺氣腫。
上圖所示，上肺肺氣腫的結構，肺小葉的結構缺失，有囊狀透亮區，這就形成肺大泡瞭。
上圖所示，這個病人的下肺影像學更加明顯，整個肺的體積膨脹，肺的紋理結構減少，透亮度增高。
上圖所示，下肺形成肺大泡，容積增大。另外，還有一些支氣管擴張的征象。
上圖所示，上肺、下肺的影像學都很明顯。上肺比較典型，肺的結構簡化，肺的紋理減少。
右圖為抽煙的病人，肺的結構缺失，幾個肺小葉破裂形成瞭肺大泡的影像。左圖為A1-抗蛋白酶缺失的病人，也可以明顯看出全小葉型肺氣腫。
2、小葉中央型肺氣腫
小葉中央型肺氣腫：小葉中心區域密度減低，沒有明確可視的壁，分佈不均，主要位於上肺。上圖所示，仔細觀察可以看到肺小葉中央的血管影，這也是與其他小囊狀病變的鑒別點。小葉中央型肺氣腫可分為輕度、中度、重度、進展破壞型。
小葉中央型肺氣腫——輕度
散在分佈的小葉中心的透亮影，被正常肺組織分割，主要累及約0.5%-5%上肺區域。
上圖所示，每一個小囊狀影裡面都有小的血管影。
小葉中央型肺氣腫——中度
分界清楚的小葉中心或全小葉透亮影，累及超過5%肺組織。
上圖所示，這個病人累及病變的區域比前幾個病人多，矢狀位也可以看到多發的小囊狀影中間有小血管。
小葉中央型肺氣腫——重度
跨越多個次級肺小葉的多發透亮影，但不引起次級肺小葉的廣泛過度擴張或肺大體結構變形。
小葉中心型肺氣腫——進展破壞型
全小葉透亮影，次級肺小葉過度擴張、肺結構的破壞。
上圖所示，由小葉中央型肺氣腫變為全小葉型肺氣腫，有混合肺大泡存在，在重度加上一些被結構的破壞。
3、間隔旁型肺氣腫
輕度（＜1cm）
由完整的小葉間隔分開的胸膜下、支氣管血管旁低衰減區，有時伴有肺大泡。
巨大型（＞1cm）
胸膜下多發類圓形低密度區，大於1cm的含氣空腔為肺大泡。
4、混合型肺氣腫
混合型肺氣腫既有間隔旁型，也有全小葉型，有的還有小葉中央型混在一起。在臨床工作中，混合型肺氣腫更為常見。
左上圖所示，以小葉中央型改變為主，全小葉型改變為主。左下圖所示，以間隔旁型改變為主。
氣道病變
除瞭小葉的過度充氣瀦留改變以外，還有氣道病變的這種類型。
慢性支氣管壁增厚
正常人的肺段支氣管可以看得很清楚，它的管壁不是很厚。對比觀察，慢性支氣管炎的管腔狹窄很明顯，管壁增厚，左下肺的管壁增厚比右下肺更明顯，右下肺病變和正常人相比，也有增厚。實際上COPD的這種改變是以支氣管壁增厚為主，也有肺的氣體瀦留。
在吸氣相可見支氣管壁增厚，但增厚不太明顯。在呼吸相可見管道狹窄更加明顯，也可以看到肺有瀦留的征象，右中肺肺不張。
相關特征
支氣管壁增厚、扭曲
左圖所示，支氣管管壁增厚，走行的方向不是很順暢，有點扭曲的狀態。右圖也是有點扭曲的狀態，支氣管管壁增厚。
支氣管擴張
近端支氣管壁增厚，遠端可能就有支氣管擴張，這種擴張往往不是很明顯，有輕度的支氣管擴張。
劍鞘樣氣管
劍鞘樣氣管就是指胸內段氣管狹窄變形，狀如劍鞘而得。產生原因：一般認為與長期劇烈咳嗽、刺激導致氣管軟骨環的損害，繼而功能喪失，加之縱隔兩側肺過度充氣，壓力增高造成的結果，所以與COPD有密切的關系，多見於50歲以上的病人。
影像表現為胸內段氣管冠狀徑顯著狹窄而矢狀徑較寬。
胸片測量方法：在正側位胸片分別於主動脈弓頂上方1cm處測量，若冠狀徑小於矢狀徑的2/3，即冠狀內徑/矢狀內徑的比值（即氣管指數）在0.67以下，而胸外段氣管的冠狀徑加寬或屬正常范圍者，即為劍鞘狀氣管。氣管多呈對稱性狹窄，內緣光滑，管壁增厚，僵直，前後壁多向前呈弓狀彎曲。
冠狀徑小於矢狀徑的2/3——劍鞘樣氣管。
相關特征
劍鞘樣氣管
上圖所示，在CT中看得很清楚，正常是圓形的，左下圖為劍鞘樣氣管，前後徑長，左右徑短，冠狀徑小於矢狀徑的2/3。
氣管支氣管軟化
在吸氣相會發現氣管支氣管軟化，也就是說管腔狹窄更明顯。呼氣的時候，由於支氣管軟化，塌陷更明顯，導致氣體受阻，呼吸就會有障礙。所以，與吸氣相相比，呼氣相中心氣道橫截面減少50%即可診斷氣管支氣管軟化。要做吸氣相、呼氣相來判斷這種情況。
小氣道改變—空氣瀦留
還有空氣瀦留。正常情況下，吸氣相、呼氣相變化的氣體應該是全部排出去。如果在呼氣相的某一部分的氣體特別多，就可以說有氣體瀦留的存在。上圖所示，右下圖，呼氣相可以看到氣體瀦留。
這也是吸氣相和呼氣相的對比，如果氣體沒有均勻地排出，有部分密度高，有部分密度低，密度低的部分就是有空氣瀦留的改變。
肺動脈高壓
成因
1、長期反復發作的慢性支氣管炎可累及鄰近的肺小動脈，引起血管炎，腔壁增厚，管腔狹窄或纖維化，甚至完全閉塞，使肺血管阻力增加，產生肺動脈高壓
2、隨肺氣腫的加重，肺泡內壓增高，壓迫肺泡毛細血管，也造成毛細血管管腔狹窄或閉塞
3、肺泡壁的破裂造成毛細血管網的毀損，肺泡毛細血管床減損至超過70％時則肺循環阻力增大，促使肺動脈高壓的發生
影像表現：肺氣腫，右下肺動脈幹寬徑＞15mm。
肺動脈高壓/肺心病：①中心血管增粗，殘根狀；②右下肺動脈幹寬徑＞15mm；③肺心病時，肺動脈段膨隆，右心室增大。
相關特征
肺動脈擴張
在CT上，可以看到右肺動脈主幹增寬。肺動脈主幹與主動脈比例大於1或進行性增加（PA/AA＞1）即可診斷肺動脈高壓。
因此，醫生對COPD影像學表現需要瞭解，慢性支氣管炎與肺氣腫不一定關聯，所以可以依據CT對於COPD表型的分類，比如肺氣腫類型或者慢支炎類型。CT還可以對COPD急性發作頻率的預測，對於COPD合並其他疾病進行診斷。
上圖所示，CT也可以評估COPD發展的變化。5年前與5年後相比，可以看到肺氣腫發展瞭，而且下肺的肺氣腫變化更明顯，它的體積更大。
二、HRCT掃描對COPD患者的肺功能分析
肺功能是呼吸系統功能診斷的一項重要的鑒定指標，對於早期檢出肺、氣道病變，評估疾病的病情嚴重程度及預後，評定藥物或其它治療方法的療效起到非常重要的作用。
COPD視覺分析法
通過COPD視覺評分法，觀察肺氣腫所占區域有多少。我們把它分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級，I級＜25％；II級≥25% and＜50%；III級≥50%and＜75%；IV級≥75%。主要是人為的大概判斷，缺乏客觀性。
檢查方法：
1、掃描前準備：掃描前訓練受試者在深吸氣末及深呼氣末屏氣。
2、掃描方法：受試者仰臥位，不註射對比劑，分別於深吸氣末、深呼氣末2個時相從肺尖至肺底掃描。
3、掃描參數：管電壓120kV，管電流：30mAs，X線球管轉速0.5s/轉，采集矩陣512×512，掃描采集層厚1mm，圖像層厚1mm。
HRCT肺功能測量
現在可以在深吸氣、深呼氣時，通過計算機軟件測量肺功能。
記錄參數包括：
全肺容積(Lung Volume，LV）
平均肺密度（Mean Lung Density，MLD）
像素指數小於-910及-950肺容積占全肺容積百分比，即PI -910（%）、PI -950（%）
像素指數介於-850與-950之間肺容積占全肺容積百分比，即PI -850/-950（%）
像素指數小於-850肺容積占總肺容積百分比即PI -850（%）
下面來看一些研究
在正常對照組和COPD組中，可以看到在肺的密度、肺的容積、PI-950指數中，均存在明顯的差異，所以我們可以通過計算機來測量。
在吸氣相和呼氣相中，可以看到這種指標更明確。所以對於判斷早期或者輕度的肺氣腫、COPD的病人，往往呼氣相可能更容易發現病人的情況。
COPD吸煙者的肺功能在COPD患者中相對較差。
現在也有把有肺氣腫區域標註顏色來判斷。我們可以看到在輕度的肺氣腫裡面，用顏色判斷的區域比較小，充盈的地方比較少。
一級組比正常組增加瞭好多區域，黃色、粉色、綠色分別代表上、中、下不同肺葉，有色彩的區域說明都是肺氣腫區域。
肺氣腫的分類
兩肺彌漫性肺氣腫
肺大泡性肺氣腫
這名患者做瞭肺減容手術LVRS。
像素指數（PI）
像素指數（PI）是指某一閾值以下的像素范圍在全肺的比值。我們可以通過像素指數來判斷，CT圖像中每一個像素都代表一個CT值，通過確定CT值范圍可統計出這一范圍像素所占的面積，再與全肺面積相比較則得出像素指數。
深吸氣相正常人的肺氣腫像素指數峰值是在-900~-850之間。深吸氣相COPD患者峰值位於-950。
A-D為I-IV級COPD患者。隨著級別的升高，像素直方圖的波峰往左側偏移。
氣道三維測量
有部分COPD患者是支氣管壁增厚，管腔狹窄，可以用軟件來判斷管壁厚度、管腔面積、氣道總面積等。
這是用軟件直接測量：
對照組和COPD組相比，可以看到管腔面積、管壁厚度均存在明顯的差異。所以我們可以通過這些軟件來測量管壁厚度和管腔的關系。
三、COPD的MRI成像
因為COPD是密度減低，以前用CT比較敏感，通過密度的鑒別就可以看到差異。現在也有些研究者用MRI成像進行研究。
T2加權成像
冠狀位CT重建顯示兩下肺嚴重肺氣腫，對應T2加權成像顯示兩下肺信號缺失，以右下肺為主。因為MRI現在有時候幫助判斷肺氣腫，當然和CT相比，它的分辨率還是較差。
超極化3He通氣成像
有些引進瞭惰性氣體顯示肺的局灶性的情況，MR超極化3He通氣成像顯示兩肺多發局灶性及楔形充盈缺損。用3HE氣體侵入肺裡面，可以看到有沒有肺瀦留的區域。
MRI灌註成像
還有通過MRI灌註掃描，打入造影劑以後，MRI灌註來觀察，也可以用CT灌註來判斷。可以看到灌註缺損的區域與肺氣腫區域相對應。在CT裡面看到兩下肺的肺氣腫透亮度比較高。
T1加權和灌註成像
也可以用T1純氧吸入和T1空氣吸入，再用MRI灌註來對比分析。上圖所示，可以看到健康人與COPD患者的明顯區別。
上述內容都是我們在目前的工作中對COPD進行的多項研究。最常見的是用CT做肺功能，對小氣道病變進行判斷。現在也有用惰性氣體在MRI灌註方面進行研究，隨著MRI技術的發展，可能發現更新的內容。
參考文獻
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專傢介紹
曾慶思
教授/主任醫師，廣州醫科大學附屬第一醫院 碩士生導師；影像支部書記，放射科主任。中華醫學會放射學分會心胸專業委員會資深委員；中國醫師協會呼吸醫師分會呼吸放射工作委員會委員；廣東省胸部疾病學會影像專業委員會主任委員；廣東省粵港澳合作促進會理事會理事；廣東省胸部疾病學會理事；廣東省醫學會放射學分會委員兼心胸學組組長；廣東省和廣州市新冠肺炎專傢組影像專傢。
本文由《呼吸界》編輯 大奔 整理，感謝曾慶思教授的審閱修改！
本文完
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