动态数字化放射摄影技术评估膈肌曲率变化在慢性阻塞性肺疾病诊断中的应用研究

本研究通过动态数字化放射摄影（DDR）量化膈肌下区域面积（AUD）变化，首次提出ΔAUD（全吸气与全呼气AUD差值）作为COPD鉴别指标。团队发现ΔAUD随COPD严重程度递减（正常组右/左ΔAUD：208.7±184.6/254.9±131.5 mm2，重度COPD组降至-97.5±150.0/-100.7±134.1 mm2），ROC曲线下面积达0.942-0.965，为COPD影像诊断提供新方法学依据。

　　

在呼吸系统疾病诊疗领域，慢性阻塞性肺疾病（COPD）因其高致残率和高死亡率成为全球公共卫生挑战。传统诊断主要依赖肺功能检测，但患者配合度要求高且无法直观反映膈肌形态学改变。而膈肌作为主要呼吸肌，其扁平化改变是COPD特征性病理表现，现有CT、MRI等技术虽能评估膈肌运动，却存在辐射高、成本昂贵或体位限制等问题。针对这一临床痛点，日本九州大学医学研究院临床放射科（Graduate School of Medical Sciences, Kyushu University）的Takuya Hino团队创新性采用动态数字化放射摄影（DDR）技术，首次建立基于直立位膈肌曲率变化的定量分析方法，相关成果发表于《European Journal of Radiology Open》。

研究团队采用回顾性队列设计，纳入2009-2014年福岛寺医院的68名受试者（29例COPD患者，39名健康志愿者）。关键技术包括：1）使用脉冲X射线原型系统获取7.5帧/秒的直立位DDR影像；2）人工标记膈顶至肋膈角连线界定面积下膈区（AUD）；3）计算全呼吸周期ΔAUD；4）结合肺功能参数（FEV₁/FVC、%FEV₁）进行相关性分析。

【结果】

3.1 人群特征：COPD组男性比例显著高于正常组（82.8% vs 30.8%），且肺功能参数随GOLD分级恶化（重度COPD组%FEV₁仅36.5±9.9）。

3.3 AUD差异：正常组全吸气右AUD达655.6±243.4 mm²，显著高于重度COPD组的384.4±234.4 mm²（p<0.001）。

3.4 ΔAUD诊断价值：右ΔAUD在正常/轻度/重度COPD组分别为208.7±184.6/-18.1±117.5/-97.5±150.0 mm²（p<0.001），左ΔAUD梯度变化更显著。

3.6 ROC分析：左ΔAUD鉴别COPD的AUC达0.965（cut-off值79.8 mm²时敏感度90%，特异度97%）。

研究证实DDR衍生的ΔAUD能有效量化膈肌弹性损失程度，其与%FEV₁的强相关性（r_s=0.67-0.72）提示该指标可反映COPD病理生理进展。相较于传统影像检查，DDR兼具低辐射（单次0.3-1.0 mGy）、直立位生理状态评估等优势，为COPD早期筛查和疗效监测提供新思路。值得注意的是，左膈ΔAUD的更高诊断效能可能源于心脏对右膈运动的限制作用，这一发现为后续研究指明方向。尽管存在样本量有限、缺乏纵向数据等局限，该研究首次建立基于二维影像的膈肌功能定量模型，为呼吸系统疾病的功能影像学研究开辟了新范式。