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基于定量CT对Ⅱ型糖尿病肺损害结构变化预测价值

2024-03-12 13 上传者：管理员

摘要：目的通过比较Ⅱ型糖尿病(T2DM)肺部损害患者与T2DM肺功能正常者的CT定量参数与临床肺功能，分析T2DM肺损害患者肺部影像学变化并探讨T2DM肺损害的影像敏感指标。方法根据肺功能检查结果回顾性搜集96例T2DM肺功能损害患者影像资料，经“数字肺”处理取得CT定量参数，主要包括双肺容积、双肺低于-910 HU及-950 HU的密度衰减区的体积(LAA910、LAA950)占全肺的百分比(LAA910%、LAA950%)、平均密度。另83例肺功能正常的T2DM患者纳入对照组。采用独立样本t检验或Mann-Whitney U检验对两组肺部定量参数进行差异性分析，将组间存在统计学差异的指标行受试者工作特征(ROC)曲线和多因素Logistic逐步回归分析。结果与正常对照组相比，肺损害组的肺功能参数FVC、FVC%、FEV1、FEV1%及肺部CT定量指标全肺容积、LAA910、LAA950、LAA910%、LAA950%显著降低(P<0.05),平均密度显著增高(P<0.05)。全肺容积最有助于区分T2DM肺损害，并且为T2DM肺损害的保护因素。结论肺部CT定量参数可定量反映T2DM患者肺损害，全肺容积较大者可有效避免T2DM肺功能的减低。

关键词：
X线计算机
体层摄影术
定量分析
糖尿病
肺功能
肺损害
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Ⅱ型糖尿病(T2DM)是一种由于胰岛素抵抗和胰岛素产生减少导致长期血糖水平异常升高的慢性进行性代谢疾病，其发病率及患病率逐年上升。越来越多的证据表明肺是Ⅱ型糖尿病患者微血管病变的靶器官之一[1,2,3]。糖尿病肺损害往往是亚临床状态，易被忽视，当诊断为肺功能障碍时，治疗效果往往较差，因此早期诊断至关重要。目前，对于T2DM肺损害影像学变化及早期检出尚缺乏有效评估手段。定量CT可通过对肺组织密度变化来量化肺部结构，从而更好地获取肺部信息[4,5,6]。本研究通过对T2DM肺损害患者肺部CT定量研究，分析T2DM肺部损害影像学变化并探讨T2DM肺损害的影像敏感指标，为T2DM肺部损害提供更多的临床信息，从而制定个体化治疗方案，改善预后。

1、资料与方法

1.1研究对象

回顾性搜集2020年1月至2021年9月在延安大学附属医院确诊的T2DM患者，96例用力肺活量(FVC)<80%的T2DM患者纳入T2DM肺损害组，83例FVC≥80%的T2DM患者纳入对照组。

纳入标准：(1)符合《中国Ⅱ型糖尿病防治指南(2020年版)》诊断标准[7]的T2DM患者；(2)来院3天内进行胸部高分辨率CT检查；(3)来院3天内进行肺功能检查。

排除标准：(1)胸部手术史；(2)其他引起限制性通气功能障碍的疾病，如肺部占位、肺间质病变、炎性病变、先天发育异常等；(3)患者屏气不标准，图像质量不佳；(4)合并其他急性并发症，如酮症酸中毒以及乳酸性酸中毒及低血糖昏迷等；(5)免疫系统疾病及其他引起肺部损害的疾病。

糖尿病微血管并发症积分：具有糖尿病视网膜病变、糖尿病肾病、糖尿病神经病变各记1分，以各并发症积分之和表示。

1.2检查方法

使用128层螺旋CT机，患者呈仰卧位进行全肺扫描。扫描参数：管电压100 kV,自动管电流，准直40 mm,螺距1.0875,转速0.5 s/r,旋转时间0.5 s,最小层厚0.625 mm,矩阵512×512,使用标准算法重组。

1.3图像分析

以吸气相CT扫描获得的原始数据导入“数字肺”平台(图1A～C)。软件自动划分肺叶，并记录全肺容积、LAA910、LAA950、LAA910%、LAA950%、平均密度。

1.4统计学方法

采用SPSS 26.0进行统计学分析。定量资料采用均数±标准差表示，符合正态分布的计量资料比较采用独立样本t检验；非正态分布的计量资料比较采用Mann-Whitney U检验，计数资料使用χ2检验，采用多因素Logistic逐步回归分析糖尿病肺损害的独立危险因素。使用受试者工作特征(receiver operating characteristics, ROC)曲线下面积(area under the curve, AUC)分析CT定量指标对糖尿病肺损害的预测价值。均以P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1两组患者一般资料

T2DM肺损害组糖化血红蛋白和微血管并发症积分显著高于对照组(P<0.05),肺损害组FVC、FVC%、1秒用力呼气量(FEV1)、FEV1%显著低于对照组(P<0.05),而两组之间年龄、性别、高血压、吸烟、病程、身高、体重、BMI、白蛋白、甘油三酯、纤维蛋白原、载脂蛋白α、同型半胱氨酸、FEV1/FVC均无统计学差异(P>0.05)(表1)。

2.2 CT定量指标

T2DM肺损害组除平均密度大于对照组外，全肺容积、LAA910、LAA950、LAA910%、LAA950%均小于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)(表2)。

2.3 ROC曲线分析

ROC曲线分析得出全肺容积、LAA910、LAA950、LAA910%、LAA950%、平均密度可以鉴别糖尿病肺功能损害(P<0.01)。AUC由高到低依次为：全肺容积(0.875)、LAA910(0.830)、LAA950(0.829)、LAA950%(0.802)、LAA910%(0.789)、平均密度(0.777),具体灵敏度、特异度及可信区间见(表3,图2)。

2.4多因素逐步Logistic回归分析

对96例T2DM肺损害患者进行多因素逐步Logistic回归分析得出，糖化血红蛋白、微血管并发症积分、全肺容积、LAA910是糖尿病肺损害的危险因素(表4)。

3、讨论

心血管疾病、肾病、视网膜病变和周围神经病变是T2DM众所周知的并发症。但由于肺部微循环系统的强大储备能力，往往表现为亚临床状态，但当发生其他导致肺功能下降的疾病时，如年龄相关的肺功能下降、急慢性缺氧等，高血糖所损害的肺功能将极大地影响患者治疗。目前，对于未出现临床症状的患者检出极为困难，对于糖尿病肺损害还没有有效的评估方法。

表1肺损害组和对照组间一般资料和肺功能指标比较

表2肺损害组和对照组间CT定量指标的差异

表3 CT定量指标各变量ROC曲线分析

表4 Logistic回归分析糖尿病患者发生肺损害的危险因素

多项研究发现，与正常人相比，T2DM患者肺功能下降表现为FVC和FEV1的降低[8,9,10]。此外，Kim等[11]研究发现与正常人相比，T2DM与FEV1%和FVC%的显著降低有关，但FEV1/FVC比率保持不变，与本研究的结果一致。

本研究发现糖尿病肺损害可在影像学上有相应表现，相较于肺功能正常的T2DM患者，双肺容积减少、平均密度增加，反映肺顺应性减低，推测T2DM患者全肺整体发生变化且患者存在吸气不良，支持了肺为糖尿病微血管损害靶器官且表现为限制性肺疾病的观点。糖尿病可通过炎症等机制损害II型肺泡上皮，导致肺泡萎缩甚至塌陷[12],肺内空气减少。而一系列的炎症和纤维化导致毛细血管和上皮基底膜增厚、肺弹性降低[13,14],肺组织纤维化加重，导致T2DM患者全肺容积减少及平均密度增加。以上病理过程进一步对本研究结果提供了一定理论支持。

ROC曲线分析显示定量指标预测T2DM患者发生肺损害的AUC由高到低依次为全肺容积、LAA910、LAA950、LAA950%、LAA910%、平均密度。多因素二元逐步Logistic回归显示，全肺容积>3882 ml、LAA910>1362 ml、糖化血红蛋白、微血管并发症积分为两组间有预测价值的定量指标，这表明CT肺定量指标可用于反映肺部结构变化且检出T2DM肺损害，较大全肺容积对T2DM患者肺功能减低有着良好的保护作用，其中全肺容积有着更好的诊断效能。此外，糖化血红蛋白、微血管并发症积分与T2DM肺损害有关，表明随着血糖的增加及微血管损害并发症的增多，T2DM患者肺功能下降愈发显著。这与甄月巧等[15]研究相似。

图1 A～C“数字肺”测试平台测量示意图。

图2 ROC曲线分析CT肺功能定量参数对糖尿病肺损害的诊断价值

本研究有以下局限性：首先，回顾性横断面设计不能得出因果结论，需要一项前瞻性纵向研究来确定肺功能与糖尿病肺损害之间的关系，并确认定量CT对T2DM肺功能损害的评估价值；其次，本研究的结果仍可能受到部分潜在混杂因素的影响，如血糖控制情况、服用降糖药物种类等。

综上所述，T2DM存在的肺部损害可通过定量CT检出并进行客观评估。T2DM肺损害主要变化为全肺容积的减少，且全肺容积对T2DM肺功能损害有着更好的预测及诊断效能，能够为T2DM患者肺功能变化评估提供一种新的无创性检测方法。

参考文献:

[4]徐妍妍,马燕辉,孙宏亮,等.不同自适应统计迭代重组水平对肺功能定量CT参数影响[J].临床放射学杂志,2020,39:394-398.

[5]赵凡惠,王雷,朱彦瑾,等.基于双气相定量CT评估COPD患者小气道病变和肺气肿程度的研究[J].临床放射学杂志,2019,38:2307-2312.

[6]周洁,刘斯润,曾庆思,等.低剂量HRCT对COPD患者小气道的定量研究[J].临床放射学杂志,2017,36:55-60.

[7]中华医学会糖尿病学分会.中国2型糖尿病防治指南(2020年版)[J].国际内分泌代谢杂志,2021,41:482-548.

[12]沈兴平,李娟,陈守惠,等.2型糖尿病肺脏超微结构变化及TLR2/4表达的实验研究[J].免疫学杂志,2012,28:1040-1044.

[14]付庭吕,李宁,熊锐,等.2型糖尿病肺纤维化病理特征的实验研究[J].中华实验外科杂志,2022,39:569-573.

[15]甄月巧,杨篷,杨震,等.2型糖尿病患者肺功能变化及相关风险因素分析[J].中国糖尿病杂志,2013,21:36-38.