引用本文： 彭千, 謝航宇, 劉春濤. 肺通氣灌注顯像在定量評估哮喘患者肺功能中的應用. 中國呼吸與危重監護雜志, 2021, 20(4): 247-253. doi: 10.7507/1671-6205.202101076 復制
支氣管哮喘（簡稱哮喘）是一種以慢性氣道炎癥為特征的異質性疾病。哮喘的主要特征包括氣道高反應性和可變性氣流受限。部分患者在病程中會出現氣道重構，逐漸發展為持續性氣流受限[1-2]。以上機制均可能導致哮喘患者通氣功能分布呈現異質性，即肺部各部位通氣功能受損的程度是不均一的。哮喘患者通氣功能異質性分布的具體原因尚不明確，可能的因素包括肺局部充氣程度變化、氣道結構變化、氣道平滑肌功能變化以及實質間的相互作用[3-4]。在肺局部通氣不足的情況下，肺會通過低氧性肺血管收縮機制使血流與通氣分布相匹配，以保證氧氣交換效率。而其他的機制，如局部過度充氣、周圍實質對肺血管的機械擠壓或細胞間聯系也都可能影響肺血流的分布[5]。因此，哮喘患者肺內通氣和灌注分布均可能具有異質性[6]。
然而，目前用于評估哮喘患者肺功能的指標，如第 1 秒用力呼氣容積占預計值百分比（FEV1%pred）、第 1 秒用力呼氣容積（FEV1）與用力肺活量（FVC）的比值 FEV1/FVC，并不能反映患者肺內功能改變的異質性。其他的肺功能檢測方法，如多次呼吸氮沖洗法（MBNW）也被用于研究哮喘患者的肺生理變化。然而，這些方法都不能如肺通氣灌注顯像（V/P SPECT/CT）一樣，提供詳細的局部功能信息。V/P SPECT/CT 是一項核醫學檢測方法，它能得到肺通氣灌注功能三維分布圖[7-8]。并且，該技術融合了 SPECT 通氣灌注功能顯像和 CT 解剖結構掃描，能夠定量分析患者局部肺葉功能[9-10]。
既往研究報道，V/P SPECT 可用于評估慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）患者的肺功能，且在檢測早期氣道改變方面，V/P SPECT 比 FEV1%pred 指標更敏感[11-13]。但目前尚未有將 V/P SPECT/CT 應用于哮喘患者的研究[13-14]。隨著對哮喘患者肺內功能和結構變化具有異質性的認識日益加深，未來可能出現針對哮喘患者肺局部的治療方式。通過 V/P SPECT/CT 量化哮喘患者局部肺功能可能有助于指導未來針對哮喘患者肺局部的治療。
本研究的目的是探討 V/P SPECT/CT 在評估哮喘患者肺通氣灌注功能中的價值。并通過 V/P SPECT/CT 定量分析哮喘患者局部肺葉功能，探索 V/P SPECT/CT 將來作為指導哮喘肺局部治療標志物的可能性。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
本研究納入 2020 年 2 月至 2020 年 10 月于華西醫院呼吸與危重癥醫學科門診就診的 20 例哮喘患者。納入標準為符合 2019 年 GINA 指南診斷標準的哮喘患者。排除標準：近 4 周內有氣道感染；合并慢阻肺、支氣管擴張、肺纖維化等呼吸系統疾病；吸煙≥10 包年，戒煙<6 個月；合并嚴重的其他系統疾病；妊娠期或哺乳期女性。所有患者在納入研究后立即行肺通氣功能檢查，并采用哮喘控制測試（ACT）問卷進行癥狀評估，肺通氣功能檢查后 3 天內行 V/P SPECT/CT 檢查。該研究已獲得四川大學華西醫院倫理委員會的批準（審批號：2020 年審 410 號），并取得所有患者的書面知情同意。
1.2 方法
1.2.1 V/P SPECT/CT 成像
通過融合 SPECT-CT 相機（Discovery NM/CT 670，通用電氣公司，康涅狄格州，美國）采集圖像。分別采用锝氣體和99mTc-大顆粒聚合人血清白蛋白（99mTc-MAA）作為通氣和灌注顯像劑。參考既往研究的流程，患者在吸入锝氣體前直立坐 3 min，吸入后繼續保持直立位 2 min。在仰臥位采集 SPECT 通氣圖像。再次要求受試者保持直立位 3 min，然后經靜脈緩慢注射約 5 mCi 99mTc-MAA。同樣，注射后保持直立 2 min，然后平臥采集灌注圖像。在灌注圖像采集前，保持患者體位不變，行低劑量 CT 掃描。整個數據采集過程約 40 min，在此過程中患者保持平靜呼吸狀態。采用迭代重建的低劑量 CT 對 V/P SPECT 圖像進行衰減校正。
1.2.2 基于 CT 圖像分割各肺葉
采用 Q Lung 軟件（通用電氣公司，康涅狄格州，美國）對 SPECT 圖像進行三維重建。使用 Q Lung 對 CT 圖像和 SPECT 圖像進行聯合配準，從而獲得 SPECT/CT 融合圖像。在 CT 圖像上，逐個層面勾畫出肺的斜裂及水平裂，軟件會根據勾畫的肺裂，自動將肺分割為五個肺葉，測量出各個肺葉的體積，并計算各個肺葉體積占整體的比例。CT 勾畫的肺裂會匹配 SPECT/CT 融合圖像，將肺分割為五葉，得到各肺葉的通氣及灌注功能占整體的比例，如圖 1 所示。
圖1
V/P SPECT/CT 融合顯像示意圖
Q Lung 軟件對 CT 圖像和 SPECT 圖像進行聯合配準，從而獲得 SPECT/CT 融合圖像。
1.2.3 采用 V/P SPECT 對氣道阻塞程度進行分級
參考 Bajc 等[11]應用在慢阻肺中的 4 級評分系統，由兩位醫生分別對哮喘患者氣道阻塞程度進行視覺分級。該方法基于锝氣體在氣道中的分布模式來判斷氣道阻塞程度，具體的評分機制如下。0（正常）：锝氣體分布均勻，氣道外周分布良好，大小氣道無異常濃聚；1（輕度氣道阻塞）：顯像劑分布輕度不均勻，在小氣道和中氣道中均有氣溶膠沉積。僅在肺外周看到小范圍的缺損；2（中度氣道阻塞）：锝氣體主要沉積在大、中氣道，外周分布較少；3（重度氣道阻塞）：锝氣體主要分布在中央大氣道，外周分布稀疏。
1.2.4 肺通氣灌注綜合功能的評估
既往的研究中，V/P SPECT/CT 被用來定量評估慢阻肺患者的肺功能[11, 13, 15-16]。參考這些研究的方法，對每個肺段的通氣灌注缺損情況逐一進行評估，肺段通氣灌注不完全缺損或亞段完全缺損賦 1 分，整個肺段通氣灌注完全缺損賦 2 分。每個患者共 18 個肺段，最多得 36 分。根據每位患者的通氣灌注缺損所賦的分數除以 36，即得到受損的通氣灌注功能百分比。1 減去受損功能占比，最終得到肺通氣灌注綜合功能百分比。
1.2.5 通氣灌注匹配模式分析
根據 EANM 指南[17]，通過患者的通氣灌注匹配模式排除患有肺栓塞的患者，并定義哮喘患者局部的通氣灌注匹配模式：匹配（V 減少=P 減少）、不匹配（P<V）和反向不匹配（V<P）。
1.2.6 肺通氣功能檢測
患者納入研究后立即行肺通氣功能檢測，使用肺功能測定儀（Master Screen Spirometer，Jaeger Corp，Germany），參照美國胸科協會/歐洲呼吸協會（ATS/ERS）制定的肺功能測定標準進行檢測[18]。本研究記錄 FEV1%pred、FVC 和最大呼氣中期流速占預計值百分比（MMEF%pred）。
1.2.7 哮喘控制水平評估
納入研究后立即行哮喘控制水平評估，采用 2004 年 Nathan 等[19]設計的哮喘控制測試（ACT）問卷進行調查，為自我報告式，包含 5 個問題，分別調查過去 4 周內哮喘妨礙日常活動、出現呼吸困難、夜間癥狀、使用急救藥物以及自我評價控制情況。
1.3 統計學方法
采用 Spearman 秩相關檢驗分析 V/P SPECT/CT、ACT、肺通氣功能指標之間的相關性。采用雙側 t 檢驗比較組間差異。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 患者基線資料與各測量指標結果
本研究共納入 20 例哮喘患者，其中男 9 例，女 11 例。納入人群的平均年齡為 46 歲（范圍 23～67 歲），FEV1%pred 均值為 62.1%（范圍 37.9%～117.0%），FEV1/FVC 均值為 61.0%（范圍 45.0%～90.8%），MMEF%pred 均值為 29.8%（范圍 8.8%～124.3%）。哮喘患者控制水平評估 ACT 評分的中位數為 21 分（范圍 12～25 分）。氣道阻塞視覺分級中位數為 1（范圍 0～3）。肺通氣灌注綜合功能的均值為 57.1%（范圍 33.3%～80.6%）
2.2 V/P SPECT/CT 評估結果與肺通氣功能指標間的相關性
表 1 顯示各指標之間的 Spearman 相關性。根據 V/P SPECT/CT 圖像評估的氣道阻塞程度與 FEV1%pred 具有較高的相關性（r=–0.740，P<0.001），氣道阻塞程度越高，FEV1%pred 越低。肺通氣灌注綜合功能也與 FEV1%pred 相關（r=0.629，P=0.003），患者肺通氣灌注綜合功能越差，其 FEV1%pred 也越低。氣道阻塞程度與肺通氣灌注綜合功能之間也有顯著相關性（r=–0.644，P=0.002）。但 ACT 評分與以上所有客觀測量指標之間均無相關性。
表1
V/P SPECT 評估結果與肺通氣灌注功能指標和 ACT 評分之間的相關性
2.3 V/P SPECT/CT 影像學改變
圖 2 顯示，哮喘患者 V/P SPECT/CT 圖像在橫斷面、矢狀面和額葉面上均顯示出不同程度的氣道阻塞。根據 4 級視覺評分法，本研究納入的 20 例患者中有 1 例表現為正常分布，10 例為輕度氣道阻塞，7 例為中度氣道阻塞，2 例為重度氣道阻塞。
圖2
V/P SPECT 顯像中哮喘患者的氣道阻塞程度分級
a. 正常分布；b. 輕度氣道阻塞；c. 中度氣道阻塞；d. 重度氣道阻塞。
在圖 3 中，V/P SPECT 圖像顯示了哮喘患者通氣和灌注分布的異質性。在冠狀面，通氣灌注表現為沿重力梯度分布。在等重力水平（橫斷面），哮喘患者通氣灌注分布仍表現為不均勻分布。如圖 4 所示，僅在一例患者的圖像中，就存在三種不同的通氣灌注匹配模式，即匹配、不匹配和反向不匹配。
圖3
哮喘患者通氣灌注呈現異質性分布
在冠狀面（a 和 c），通氣及灌注沿重力梯度分布。在橫斷面（b 和 d）即等重力水平，患者肺通氣及灌注仍呈現異質性分布。
圖4
哮喘患者同時存在三種不同的通氣灌注匹配模式
黑色箭頭表示匹配缺損，綠色箭頭表示不匹配缺損，紅色箭頭表示反向不匹配缺損。
對 CT 測量得到的各肺葉解剖體積分數與該肺葉的通氣灌注功能占比進行比較，結果如圖 5 所示。當用 CT 所測的各肺葉體積來代替各肺葉功能占比時，與 V/P SPECT/CT 的結果相比，CT 結果會高估上肺葉的貢獻，而低估下葉對整體功能的貢獻。
圖5
20 例哮喘患者平靜呼吸時各肺葉的 CT 體積和通氣灌注功能占比
總體上，CT 體積高估了上葉的功能貢獻，低估了下葉對整體功能的貢獻。
3 討論
在本研究中，哮喘患者在 V/P SPECT/CT 圖像上表現出不同程度的通氣灌注缺損。由 V/P SPECT/CT 圖像分析得出的氣道阻塞分級和綜合肺功能與肺通氣功能指標之間有明顯的相關性。V/P SPECT 功能顯像可作為一種評估哮喘患者肺功能和病情嚴重程度的新方法。既往研究證實了 V/P SPECT 在評估慢阻肺患者肺功能中的價值[12, 20-22]。本研究首次采用 V/P SPECT/CT 對哮喘患者的氣道阻塞程度進行分級，量化其肺通氣灌注綜合功能，并分析其與臨床癥狀評分、肺通氣功能指標之間的相關性。
通過 Q Lung 軟件，我們可以量化每個肺葉的功能貢獻。既往缺乏評估單獨肺葉功能的方法，通常用肺葉體積分數粗略地代替局部肺葉功能占比[23]。通過比較分析各肺葉的體積分數和功能貢獻，我們發現局部肺體積并不能完全替代局部肺功能，V/P SPECT/CT 實現了對局部肺葉功能的準確定量。目前，針對肺局部的治療技術，如氣道射頻消融術已被提出。隨著對疾病認知和治療技術的進步，未來可能會開發出新的針對肺局部的哮喘治療方法。V/P SPECT/CT 將有助于定位特定的節段，避免對其余節段的不必要干預[24]。對于單個患者，如果能通過 V/P SPECT/CT 準確量化各肺葉的功能，對將來實現哮喘患者的個體精準化治療具有一定意義。
在本研究中，所有哮喘患者在 V/P SPECT/CT 圖像上均表現出不同程度的通氣或灌注缺損。值得注意的是，其中 1 例患者的 CT 結果和肺功能檢查均未見異常，但 SPECT 圖像上觀察到了通氣灌注缺損。這表明傳統肺功能檢查在反映哮喘患者小氣道病變方面可能不夠敏感。Pellegrino 等[25]的研究表明，在肺功能檢查發現異常之前，肺內已經出現了不均勻的呼出氣流受限。既往研究還顯示，肺功能檢查主要反映大、中氣道的支氣管收縮，而 V/P 異常主要與遠端小氣道的阻塞有關[26-27]。綜上所述，在檢測早期肺功能變化方面，V/P SPECT/CT 優于傳統肺功能檢查。早期發現肺功能異常有助于進行早期干預，預防或延緩哮喘患者發生持續性氣流受限和不可逆結構受損。
在本研究中，ACT 評分與肺功能、V/P SPECT/CT 評估的結果均未表現出相關性。ACT 被認為是評估哮喘控制水平的有效方法。然而，既往已有研究發現 ACT 評分與肺功能客觀測定結果，如 FEV1%pred，相關性較弱或不存在相關性[28-29]。在本研究中也得到了相似的結論。ACT 得分主要反映了個體對自身行為的主觀體驗，參照的是個人的生活習慣。因此，它不能完全反映肺功能的變化。而主觀癥狀與肺功能損害的不一致也是部分患者治療依從性差的原因之一。
本研究中，患者處于直立位時應用顯像劑，因此 V/P SPECT/CT 圖像反映了患者直立時的通氣和灌注分布。冠狀位的 V/P SPECT 圖像顯示，重力因素影響肺通氣和灌注的分布，肺部灌注和通氣均隨著重力梯度增加。但是，在等重力平面，肺通氣灌注分布也顯示出異質性，這與前人的研究一致[30]。這說明除了重力因素外，還有其他機制影響肺通氣灌注的分布。對肺通氣灌注分布異質性的探索，可能對研究肺部疾病的病理生理機制具有重要意義。
V/P SPECT/CT 能同時反映局部通氣和灌注功能變化。哮喘患者存在 V/P 不匹配或反向不匹配缺損也是本研究的重要發現。V/P 匹配關系的紊亂和由此產生的異質性被認為是大多數肺部疾病中產生低氧血癥的主要原因，這一現象可以用來描述哮喘的不同表型。
V/P SPECT/CT 也用于評估慢阻肺患者的肺功能。既往研究表明，V/P SPECT/CT 是一種敏感的檢測慢阻肺患者功能改變的方法。哮喘和慢阻肺同屬于慢性氣道疾病，其共同特征是肺內的通氣功能受損。然而，由于哮喘和慢阻肺疾病的發病機制不同，其通氣和灌注分布也可能表現出差異。因此，通過 V/P SPECT/CT 顯像比較分析哮喘和慢阻肺患者通氣灌注變化，有助于了解這兩種疾病不同的病理生理機制。
綜上所述，本研究發現 V/P SPECT/CT 可用于評估哮喘患者的氣道阻塞程度，并綜合評估患者的通氣灌注功能。此外，V/P SPECT/CT 能定量評估局部肺葉功能，未來有望用于指導針對特定肺節段的哮喘干預措施。
利益沖突：本研究不涉及任何利益沖突。
支氣管哮喘（簡稱哮喘）是一種以慢性氣道炎癥為特征的異質性疾病。哮喘的主要特征包括氣道高反應性和可變性氣流受限。部分患者在病程中會出現氣道重構，逐漸發展為持續性氣流受限[1-2]。以上機制均可能導致哮喘患者通氣功能分布呈現異質性，即肺部各部位通氣功能受損的程度是不均一的。哮喘患者通氣功能異質性分布的具體原因尚不明確，可能的因素包括肺局部充氣程度變化、氣道結構變化、氣道平滑肌功能變化以及實質間的相互作用[3-4]。在肺局部通氣不足的情況下，肺會通過低氧性肺血管收縮機制使血流與通氣分布相匹配，以保證氧氣交換效率。而其他的機制，如局部過度充氣、周圍實質對肺血管的機械擠壓或細胞間聯系也都可能影響肺血流的分布[5]。因此，哮喘患者肺內通氣和灌注分布均可能具有異質性[6]。
然而，目前用于評估哮喘患者肺功能的指標，如第 1 秒用力呼氣容積占預計值百分比（FEV1%pred）、第 1 秒用力呼氣容積（FEV1）與用力肺活量（FVC）的比值 FEV1/FVC，并不能反映患者肺內功能改變的異質性。其他的肺功能檢測方法，如多次呼吸氮沖洗法（MBNW）也被用于研究哮喘患者的肺生理變化。然而，這些方法都不能如肺通氣灌注顯像（V/P SPECT/CT）一樣，提供詳細的局部功能信息。V/P SPECT/CT 是一項核醫學檢測方法，它能得到肺通氣灌注功能三維分布圖[7-8]。并且，該技術融合了 SPECT 通氣灌注功能顯像和 CT 解剖結構掃描，能夠定量分析患者局部肺葉功能[9-10]。
既往研究報道，V/P SPECT 可用于評估慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）患者的肺功能，且在檢測早期氣道改變方面，V/P SPECT 比 FEV1%pred 指標更敏感[11-13]。但目前尚未有將 V/P SPECT/CT 應用于哮喘患者的研究[13-14]。隨著對哮喘患者肺內功能和結構變化具有異質性的認識日益加深，未來可能出現針對哮喘患者肺局部的治療方式。通過 V/P SPECT/CT 量化哮喘患者局部肺功能可能有助于指導未來針對哮喘患者肺局部的治療。
本研究的目的是探討 V/P SPECT/CT 在評估哮喘患者肺通氣灌注功能中的價值。并通過 V/P SPECT/CT 定量分析哮喘患者局部肺葉功能，探索 V/P SPECT/CT 將來作為指導哮喘肺局部治療標志物的可能性。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
本研究納入 2020 年 2 月至 2020 年 10 月于華西醫院呼吸與危重癥醫學科門診就診的 20 例哮喘患者。納入標準為符合 2019 年 GINA 指南診斷標準的哮喘患者。排除標準：近 4 周內有氣道感染；合并慢阻肺、支氣管擴張、肺纖維化等呼吸系統疾病；吸煙≥10 包年，戒煙<6 個月；合并嚴重的其他系統疾病；妊娠期或哺乳期女性。所有患者在納入研究后立即行肺通氣功能檢查，并采用哮喘控制測試（ACT）問卷進行癥狀評估，肺通氣功能檢查后 3 天內行 V/P SPECT/CT 檢查。該研究已獲得四川大學華西醫院倫理委員會的批準（審批號：2020 年審 410 號），并取得所有患者的書面知情同意。
1.2 方法
1.2.1 V/P SPECT/CT 成像
通過融合 SPECT-CT 相機（Discovery NM/CT 670，通用電氣公司，康涅狄格州，美國）采集圖像。分別采用锝氣體和99mTc-大顆粒聚合人血清白蛋白（99mTc-MAA）作為通氣和灌注顯像劑。參考既往研究的流程，患者在吸入锝氣體前直立坐 3 min，吸入后繼續保持直立位 2 min。在仰臥位采集 SPECT 通氣圖像。再次要求受試者保持直立位 3 min，然后經靜脈緩慢注射約 5 mCi 99mTc-MAA。同樣，注射后保持直立 2 min，然后平臥采集灌注圖像。在灌注圖像采集前，保持患者體位不變，行低劑量 CT 掃描。整個數據采集過程約 40 min，在此過程中患者保持平靜呼吸狀態。采用迭代重建的低劑量 CT 對 V/P SPECT 圖像進行衰減校正。
1.2.2 基于 CT 圖像分割各肺葉
采用 Q Lung 軟件（通用電氣公司，康涅狄格州，美國）對 SPECT 圖像進行三維重建。使用 Q Lung 對 CT 圖像和 SPECT 圖像進行聯合配準，從而獲得 SPECT/CT 融合圖像。在 CT 圖像上，逐個層面勾畫出肺的斜裂及水平裂，軟件會根據勾畫的肺裂，自動將肺分割為五個肺葉，測量出各個肺葉的體積，并計算各個肺葉體積占整體的比例。CT 勾畫的肺裂會匹配 SPECT/CT 融合圖像，將肺分割為五葉，得到各肺葉的通氣及灌注功能占整體的比例，如圖 1 所示。
圖1
V/P SPECT/CT 融合顯像示意圖
Q Lung 軟件對 CT 圖像和 SPECT 圖像進行聯合配準，從而獲得 SPECT/CT 融合圖像。
1.2.3 采用 V/P SPECT 對氣道阻塞程度進行分級
參考 Bajc 等[11]應用在慢阻肺中的 4 級評分系統，由兩位醫生分別對哮喘患者氣道阻塞程度進行視覺分級。該方法基于锝氣體在氣道中的分布模式來判斷氣道阻塞程度，具體的評分機制如下。0（正常）：锝氣體分布均勻，氣道外周分布良好，大小氣道無異常濃聚；1（輕度氣道阻塞）：顯像劑分布輕度不均勻，在小氣道和中氣道中均有氣溶膠沉積。僅在肺外周看到小范圍的缺損；2（中度氣道阻塞）：锝氣體主要沉積在大、中氣道，外周分布較少；3（重度氣道阻塞）：锝氣體主要分布在中央大氣道，外周分布稀疏。
1.2.4 肺通氣灌注綜合功能的評估
既往的研究中，V/P SPECT/CT 被用來定量評估慢阻肺患者的肺功能[11, 13, 15-16]。參考這些研究的方法，對每個肺段的通氣灌注缺損情況逐一進行評估，肺段通氣灌注不完全缺損或亞段完全缺損賦 1 分，整個肺段通氣灌注完全缺損賦 2 分。每個患者共 18 個肺段，最多得 36 分。根據每位患者的通氣灌注缺損所賦的分數除以 36，即得到受損的通氣灌注功能百分比。1 減去受損功能占比，最終得到肺通氣灌注綜合功能百分比。
1.2.5 通氣灌注匹配模式分析
根據 EANM 指南[17]，通過患者的通氣灌注匹配模式排除患有肺栓塞的患者，并定義哮喘患者局部的通氣灌注匹配模式：匹配（V 減少=P 減少）、不匹配（P<V）和反向不匹配（V<P）。
1.2.6 肺通氣功能檢測
患者納入研究后立即行肺通氣功能檢測，使用肺功能測定儀（Master Screen Spirometer，Jaeger Corp，Germany），參照美國胸科協會/歐洲呼吸協會（ATS/ERS）制定的肺功能測定標準進行檢測[18]。本研究記錄 FEV1%pred、FVC 和最大呼氣中期流速占預計值百分比（MMEF%pred）。
1.2.7 哮喘控制水平評估
納入研究后立即行哮喘控制水平評估，采用 2004 年 Nathan 等[19]設計的哮喘控制測試（ACT）問卷進行調查，為自我報告式，包含 5 個問題，分別調查過去 4 周內哮喘妨礙日常活動、出現呼吸困難、夜間癥狀、使用急救藥物以及自我評價控制情況。
1.3 統計學方法
采用 Spearman 秩相關檢驗分析 V/P SPECT/CT、ACT、肺通氣功能指標之間的相關性。采用雙側 t 檢驗比較組間差異。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 患者基線資料與各測量指標結果
本研究共納入 20 例哮喘患者，其中男 9 例，女 11 例。納入人群的平均年齡為 46 歲（范圍 23～67 歲），FEV1%pred 均值為 62.1%（范圍 37.9%～117.0%），FEV1/FVC 均值為 61.0%（范圍 45.0%～90.8%），MMEF%pred 均值為 29.8%（范圍 8.8%～124.3%）。哮喘患者控制水平評估 ACT 評分的中位數為 21 分（范圍 12～25 分）。氣道阻塞視覺分級中位數為 1（范圍 0～3）。肺通氣灌注綜合功能的均值為 57.1%（范圍 33.3%～80.6%）
2.2 V/P SPECT/CT 評估結果與肺通氣功能指標間的相關性
表 1 顯示各指標之間的 Spearman 相關性。根據 V/P SPECT/CT 圖像評估的氣道阻塞程度與 FEV1%pred 具有較高的相關性（r=–0.740，P<0.001），氣道阻塞程度越高，FEV1%pred 越低。肺通氣灌注綜合功能也與 FEV1%pred 相關（r=0.629，P=0.003），患者肺通氣灌注綜合功能越差，其 FEV1%pred 也越低。氣道阻塞程度與肺通氣灌注綜合功能之間也有顯著相關性（r=–0.644，P=0.002）。但 ACT 評分與以上所有客觀測量指標之間均無相關性。
表1
V/P SPECT 評估結果與肺通氣灌注功能指標和 ACT 評分之間的相關性
2.3 V/P SPECT/CT 影像學改變
圖 2 顯示，哮喘患者 V/P SPECT/CT 圖像在橫斷面、矢狀面和額葉面上均顯示出不同程度的氣道阻塞。根據 4 級視覺評分法，本研究納入的 20 例患者中有 1 例表現為正常分布，10 例為輕度氣道阻塞，7 例為中度氣道阻塞，2 例為重度氣道阻塞。
圖2
V/P SPECT 顯像中哮喘患者的氣道阻塞程度分級
a. 正常分布；b. 輕度氣道阻塞；c. 中度氣道阻塞；d. 重度氣道阻塞。
在圖 3 中，V/P SPECT 圖像顯示了哮喘患者通氣和灌注分布的異質性。在冠狀面，通氣灌注表現為沿重力梯度分布。在等重力水平（橫斷面），哮喘患者通氣灌注分布仍表現為不均勻分布。如圖 4 所示，僅在一例患者的圖像中，就存在三種不同的通氣灌注匹配模式，即匹配、不匹配和反向不匹配。
圖3
哮喘患者通氣灌注呈現異質性分布
在冠狀面（a 和 c），通氣及灌注沿重力梯度分布。在橫斷面（b 和 d）即等重力水平，患者肺通氣及灌注仍呈現異質性分布。
圖4
哮喘患者同時存在三種不同的通氣灌注匹配模式
黑色箭頭表示匹配缺損，綠色箭頭表示不匹配缺損，紅色箭頭表示反向不匹配缺損。
對 CT 測量得到的各肺葉解剖體積分數與該肺葉的通氣灌注功能占比進行比較，結果如圖 5 所示。當用 CT 所測的各肺葉體積來代替各肺葉功能占比時，與 V/P SPECT/CT 的結果相比，CT 結果會高估上肺葉的貢獻，而低估下葉對整體功能的貢獻。
圖5
20 例哮喘患者平靜呼吸時各肺葉的 CT 體積和通氣灌注功能占比
總體上，CT 體積高估了上葉的功能貢獻，低估了下葉對整體功能的貢獻。
3 討論
在本研究中，哮喘患者在 V/P SPECT/CT 圖像上表現出不同程度的通氣灌注缺損。由 V/P SPECT/CT 圖像分析得出的氣道阻塞分級和綜合肺功能與肺通氣功能指標之間有明顯的相關性。V/P SPECT 功能顯像可作為一種評估哮喘患者肺功能和病情嚴重程度的新方法。既往研究證實了 V/P SPECT 在評估慢阻肺患者肺功能中的價值[12, 20-22]。本研究首次采用 V/P SPECT/CT 對哮喘患者的氣道阻塞程度進行分級，量化其肺通氣灌注綜合功能，并分析其與臨床癥狀評分、肺通氣功能指標之間的相關性。
通過 Q Lung 軟件，我們可以量化每個肺葉的功能貢獻。既往缺乏評估單獨肺葉功能的方法，通常用肺葉體積分數粗略地代替局部肺葉功能占比[23]。通過比較分析各肺葉的體積分數和功能貢獻，我們發現局部肺體積并不能完全替代局部肺功能，V/P SPECT/CT 實現了對局部肺葉功能的準確定量。目前，針對肺局部的治療技術，如氣道射頻消融術已被提出。隨著對疾病認知和治療技術的進步，未來可能會開發出新的針對肺局部的哮喘治療方法。V/P SPECT/CT 將有助于定位特定的節段，避免對其余節段的不必要干預[24]。對于單個患者，如果能通過 V/P SPECT/CT 準確量化各肺葉的功能，對將來實現哮喘患者的個體精準化治療具有一定意義。
在本研究中，所有哮喘患者在 V/P SPECT/CT 圖像上均表現出不同程度的通氣或灌注缺損。值得注意的是，其中 1 例患者的 CT 結果和肺功能檢查均未見異常，但 SPECT 圖像上觀察到了通氣灌注缺損。這表明傳統肺功能檢查在反映哮喘患者小氣道病變方面可能不夠敏感。Pellegrino 等[25]的研究表明，在肺功能檢查發現異常之前，肺內已經出現了不均勻的呼出氣流受限。既往研究還顯示，肺功能檢查主要反映大、中氣道的支氣管收縮，而 V/P 異常主要與遠端小氣道的阻塞有關[26-27]。綜上所述，在檢測早期肺功能變化方面，V/P SPECT/CT 優于傳統肺功能檢查。早期發現肺功能異常有助于進行早期干預，預防或延緩哮喘患者發生持續性氣流受限和不可逆結構受損。
在本研究中，ACT 評分與肺功能、V/P SPECT/CT 評估的結果均未表現出相關性。ACT 被認為是評估哮喘控制水平的有效方法。然而，既往已有研究發現 ACT 評分與肺功能客觀測定結果，如 FEV1%pred，相關性較弱或不存在相關性[28-29]。在本研究中也得到了相似的結論。ACT 得分主要反映了個體對自身行為的主觀體驗，參照的是個人的生活習慣。因此，它不能完全反映肺功能的變化。而主觀癥狀與肺功能損害的不一致也是部分患者治療依從性差的原因之一。
本研究中，患者處于直立位時應用顯像劑，因此 V/P SPECT/CT 圖像反映了患者直立時的通氣和灌注分布。冠狀位的 V/P SPECT 圖像顯示，重力因素影響肺通氣和灌注的分布，肺部灌注和通氣均隨著重力梯度增加。但是，在等重力平面，肺通氣灌注分布也顯示出異質性，這與前人的研究一致[30]。這說明除了重力因素外，還有其他機制影響肺通氣灌注的分布。對肺通氣灌注分布異質性的探索，可能對研究肺部疾病的病理生理機制具有重要意義。
V/P SPECT/CT 能同時反映局部通氣和灌注功能變化。哮喘患者存在 V/P 不匹配或反向不匹配缺損也是本研究的重要發現。V/P 匹配關系的紊亂和由此產生的異質性被認為是大多數肺部疾病中產生低氧血癥的主要原因，這一現象可以用來描述哮喘的不同表型。
V/P SPECT/CT 也用于評估慢阻肺患者的肺功能。既往研究表明，V/P SPECT/CT 是一種敏感的檢測慢阻肺患者功能改變的方法。哮喘和慢阻肺同屬于慢性氣道疾病，其共同特征是肺內的通氣功能受損。然而，由于哮喘和慢阻肺疾病的發病機制不同，其通氣和灌注分布也可能表現出差異。因此，通過 V/P SPECT/CT 顯像比較分析哮喘和慢阻肺患者通氣灌注變化，有助于了解這兩種疾病不同的病理生理機制。
綜上所述，本研究發現 V/P SPECT/CT 可用于評估哮喘患者的氣道阻塞程度，并綜合評估患者的通氣灌注功能。此外，V/P SPECT/CT 能定量評估局部肺葉功能，未來有望用于指導針對特定肺節段的哮喘干預措施。
利益沖突：本研究不涉及任何利益沖突。
