胸部CT中自动自适应阈值法检测的吸气期镶嵌征和呼气期气体滞留现象与肺功能测试结果的相关性研究

《Journal of Computer Assisted Tomography》：Correlation of Automated Adaptive Thresholding for Inspiratory Mosaic and Expiratory Air Trapping on Chest CT With Pulmonary Function Tests

本研究的目的是开发一种自动化工具用于量化吸入CT中肺纹理斑驳征和呼气CT中空气 trapping体积，并比较其与肺功能测试结果和呼吸困难评分的相关性。结果显示CT参数与PFTs及呼吸困难评分高度相关，尤其在梗阻性肺病患者中表现突出，验证了CT影像在肺功能评估中的临床价值。

　　

摘要通俗语言总结

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目的：

肺内气体滞留对于诊断和预测各种肺部疾病至关重要。呼气期CT成像是一种可用的方法，用于评估气体滞留情况，而气体滞留与小气道疾病的预后密切相关。在吸气期胸部CT图像中，气体滞留表现为马赛克样衰减，这种表现难以通过视觉直接判断。本研究的主要目标是开发一种自动化工具，以量化吸气期CT图像中的马赛克样衰减以及呼气期CT图像中的气体滞留情况。次要目标包括将CT测量参数与肺功能测试（PFT）结果及呼吸困难评分进行比较。

方法：

本研究回顾性分析了2家学术医院在2018年1月1日至2019年12月31日期间拍摄的非对比胸部CT图像。纳入了在同一天进行了吸气期和呼气期CT扫描以及肺功能测试的患者。由一位胸部放射科医生手动标注了参考组中的肺实质区域。从肺实质CT值计算出多个基于直方图的指标，其中最大峰值位置与手动确定的阈值相关性最强。该阈值被应用于自适应阈值处理过程中，以量化马赛克样衰减和气体滞留情况。

结果：

我们分析了267名患者（65.5%为女性，中位年龄68岁）。大多数患者表现出正常的生理特征（44.0%）。根据肺功能测试结果，残余容积（RV）升高的患者（28.1%）其吸气期CT图像中的马赛克样衰减程度显著更高（1629.6 mL vs 1311.5 mL，P<0.01），呼气期CT图像中的气体滞留体积也更高（1413.7 mL vs 886.2 mL，P<0.01）。相关性分析显示，CT测量的马赛克样衰减和气体滞留指标与残余容积之间存在显著关联。在具有阻塞性肺功能异常的患者亚组中，这种相关性更为明显。这些模型对于预测残余容积异常具有较好的能力（AUC为0.92，敏感性为72.4%，特异性为92.0%），并且由于与mMRC呼吸困难评分的高度相关性（r=0.71；95% CI：0.65-0.77），在临床应用中具有实用价值。

结论：

通过对吸气期和呼气期胸部CT图像进行自动化自适应阈值处理，研究发现肺容积和气体滞留参数与肺功能测试结果之间存在高度相关性，表明肺功能指标与气体滞留之间存在复杂的相互作用。

下载

通俗语言总结：本研究开发了一种利用CT扫描测量肺部气体滞留的自动化工具，这对于诊断肺部疾病非常重要。研究人员分析了267名患者的CT扫描结果和肺功能测试（PFT）数据，发现残余容积升高的患者其吸气期CT图像中的马赛克样衰减程度和呼气期CT图像中的气体滞留体积显著更高。该工具显示CT测量结果与PFT结果之间存在强相关性，尤其是在具有阻塞性肺功能异常的患者中。该工具在预测残余容积异常方面表现良好，并且与呼吸困难评分高度相关，表明其在临床评估肺功能和疾病严重程度方面具有实用价值。

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