黃錦海 李允 高怡

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2018YFC1311900）；廣州國家實驗室科研任務項目支持（SRPG22-018）；廣東省醫(yī)學科學技術研究基金（C2021073）

引用本文：黃錦海，李允，高怡. 保留比值受損肺功能人群胸部CT特征的研究進展［J］. 中國全科醫(yī)學，2024，27（29）：3679-3684. DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0370.［www.chinagp.net］

HUANG J H，LI Y，GAO Y. Research progress on chest CT features of the preserved ratio impaired spirometry population［J］. Chinese General Practice，2024，27（29）：3679-3684.

? Editorial Office of Chinese General Practice. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

【摘要】 保留比值受損肺功能（PRISm）是一種常見的肺功能障礙，其被認為是慢性阻塞性肺疾病前期階段，近年來頗受學術界的關注。盡管目前已有研究者對PRISm群體病因、流行病學、危險因素等方面進行了綜述，但是有關胸部CT影像學的檢查尚缺乏較為全面的綜述。為了更加深入且全面地了解這一人群，本文對PRISm人群胸部CT影像學特征進行總結，評估方法包括視覺評估及定量評估，評估內容包括氣道、肺實質及血管的特征變化。本文表明PRISm人群單純根據胸部CT視覺評估得到的CT影像學特征的參考價值有限，胸部CT的定量評估及其聯合肺功能檢查指標有利于深入了解PRISm人群的肺部結構特征，并建議在未來開展更多的系統性研究，如前瞻性、大樣本、多中心隊列研究，以闡述PRISm人群的胸部影像學特征。

【關鍵詞】 保留比值受損肺功能；慢性阻塞性肺疾病；胸部CT；肺功能檢查；綜述

【中圖分類號】 R 563.9 【文獻標識碼】 A DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0370

Research Progress on Chest CT Features of the Preserved Ratio Impaired Spirometry Population

HUANG Jinhai，LI Yun，GAO Yi*

The First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University/National Clinical Research Center of Respiratory Disease/National Respiratory Medical Center，State Key Laboratory of Respiratory Disease/Guangzhou Institute of Respiratory Health，Guangzhou 510010，China

*Corresponding author：GAO Yi，Professor；E-mail：misstall2@163.com

【Abstract】 Preserved ratio impaired spirometry （PRISm） is a common pulmonary functional impairment，considered a pre-chronic obstructive pulmonary disease stage and has received increased attention from the academic community in recent years. Despite a comprehensive review of the etiology，epidemiology，and risk factors of the PRISm population，there is a lack of systematic review for chest CT imaging. To gain a more comprehensive understanding of this population，this article summarizes the chest CT imaging features of the PRISm population using both visual and quantitative assessment methods，including the characteristic changes of airways，lung parenchyma，and vessels. The article indicates that the reference value of visual assessment of chest CT results for the PRISm population is limited，while quantitative assessment of chest CT，combined with pulmonary function testing，is advantageous in gaining a deeper understanding of the lung structural features of the PRISm population. Future studies are expected to employ a more systematic approach through prospective，large-sample，multi-center cohort studies to elucidate the characteristics of the PRISm population in chest imaging.

【Key words】 Preserved ratio impaired spirometry；Chronic obstructive pulmonary disease；Chest CT；Pulmonary function test；Review

2021年歐洲呼吸學會（European Respiratory Society）和美國胸科學會（American Thoracic Society）聯合發(fā)布了更新版的常規(guī)肺功能檢查解釋策略技術標準，將用力肺活量（FVC）和/或第1秒用力呼氣末容積（FEV1）降低、FEV1/FVC和肺總量（TLC）正常定義為“非特異性肺功能障礙”；而在TLC無法測量的吸煙人群中“非特異性肺功能障礙”又被定義為保留比值受損肺功能（preserved ratio impaired spirometry，PRISm）［1］。雖然PRISm人群并未滿足慢性阻塞性肺疾病全球倡議（GOLD）診斷慢性阻塞性肺疾?。–OPD）的標準，但既往研究發(fā)現該人群的發(fā)病率、全因死亡率較正常肺功能者顯著增高［2-5］。因此，該群體也引起了學術界的普遍關注。

國內有學者對PRISm人群特征進行了較為詳細的闡述［6-7］，包括流行病學、預后、轉歸等方面［2-3，8-10］，也有學者對PRISm的臨床特征與COPD的相關性進行了探討［11］，PRISm群體隨著時間推移，部分患者進展為COPD，因此有學者認為其是COPD的前期階段。眾所周知，計算機斷層掃描（CT）能為COPD患者提供更多的肺結構功能異常的相關信息［12］。然而，目前已有的研究尚未對PRISm人群胸部CT檢查等影像學特征進行總結。

因此，本文通過檢索近年來關于PRISm的研究，重點總結PRISm人群的影像學特征（主要為胸部CT檢查），為深入了解PRISm人群的臨床特征提供參考價值。

1 本文文獻檢索策略

本文通過在PubMed、中國知網（CNKI）、中華醫(yī)學期刊網等數據庫，使用中文檢索詞“保留比值受損肺功能”以及英文檢索詞“Preserved ratio impaired spirometry”“PRISm”“CT”進行檢索，檢索時間設定為建庫至2023年5月。共獲取原始文獻數量353篇，閱讀題目及摘要后，初步排除不相關文獻257篇，詳細閱讀96篇涉及PRISm人群相關研究和綜述文獻，特別是在胸部CT檢查方面的研究。在排除與本文主題無關以及質量較差的文獻后，最終納入40篇文獻，具體篩選流程見圖1。

2 針對PRISm人群的研究現狀

目前國內針對PRISm人群的大型隊列研究較少，國外影響力較高的大型相關研究結果顯示PRISm的發(fā)生率為6.74%～12.50%，具體見表1。在目前已發(fā)表的研究中，PRISm人群的危險因素主要包括吸煙、心力衰竭、高血壓、肥胖、缺血性心肌病、癡呆、2型糖尿病、肺癌、慢性腎臟病、阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征、甲狀腺疾病、高免疫球蛋白A血癥和高免疫球蛋白G血癥等［7，13-18］。通過對PRISm的臨床指標進行主成分分析和非監(jiān)督聚類分析發(fā)現，PRISm人群可分為類似COPD（FEV1升高，并且出現類似COPD的肺紋理改變）、限制性（肺氣腫和氣體陷閉程度和肺總量同時降低）、高代謝性（合并糖尿病和其他疾病的比例更高）3種臨床亞型，隨著時間推移，PRISm人群的肺功能可轉變?yōu)檎?、保留或者氣流受限狀態(tài)［10，19］。由于PRISm可能存在不同亞組，單純應用肺功能檢查評估PRISm人群可能無法滿足該人群的深入研究需求，而胸部CT影像學檢查更有助于識別這一人群肺部組織結構的改變。因此，綜合胸部CT影像學檢查可為PRISm人群肺部健康情況的量化評估提供更多信息。

3 胸部CT評估方法

相當一部分有呼吸道癥狀和影像學異常的吸煙者沒有表現出正常人群定義的氣流受限，由于這些個體具有顯著的死亡和疾病進展風險，有學者建議通過綜合環(huán)境暴露、臨床癥狀、CT成像和肺活量測定標準綜合進行COPD診斷［20］。PRISm可能是COPD亞臨床或者前期階段，目前對于PRISm人群胸部影像學表現的評估尚無統一標準。LYNCH等［21］提出并闡述的分類系統為COPD的視覺和定量評估提供了一種結構化方法，對PRISm人群胸部影像學特征評估有一定的參考價值。該方法視覺評估內容包括肺氣腫、氣道壁增厚、炎性小氣道疾病、氣管異常、肺間質異常、肺動脈擴張和支氣管擴張等。定量評估主要包括以下參數：（1）肺實質主要參數，主要包括肺氣腫指數（EI）、空氣潴留指數（ATI）、吸氣平均肺密度（MLD）、參數響應映射（PRM）、PRM中小氣道功能障礙的百分比（PRMfSAD）等；（2）氣道參數主要包括壁厚、壁面積、管腔面積等；（3）血管參數主要包括血管總容積、血管數、血管平均直徑、血管面積、表面低衰減面積等。視覺評估主要靠醫(yī)生視覺判斷顯得更加主觀而定量評估，靠各項指標與參考值做比較會顯得更加量化。

圖 1 文獻篩選流程

Figure 1 Flow chat of literature screening

4 PRISm人群胸部CT視覺評估特征

目前針對PRISm人群胸部CT表現的研究結果表明，該人群存在一定的氣道管壁增厚、肺氣腫表現［22］，特別是在吸煙人群。但PRISm人群CT結果與GOLD 0級的人群的總體CT正常率大致相當（52.7%與 51%）［2］。

另有研究表明PRISm人群中的吸煙者的間隔旁型肺氣腫（PSE）和小葉中心型肺氣腫（CLE）患病率（44.6%和46.7%）高于PRISm人群中的非吸煙者，但與肺功能正常的吸煙者相當，證明吸煙是PRISm人群的危險因素。相比于存在氣流受限的吸煙者，PRISm人群的PSE和CLE患病率明顯降低。針對兩種不同類型肺氣腫的多變量分析結果顯示，在PRISm人群的吸煙者中，合并CLE與FVC/TLCCT的降低（提示空氣潴留）呈獨立相關，而PSE與FVC/TLCCT無關，表明CLE比PSE更能反映PRISm人群中吸煙者的空氣潴留狀態(tài)［23］。

針對單純氣道病變組（APD）、單純肺氣腫病變組（EPD）和APD-EPD聯合組三組不同CT視覺評估結果的比較顯示，APD組年齡更低，FEV1占預計值百分比（FEV1%）更低［24］，推測其原因可能為小氣道病變先于肺氣腫的發(fā)生［25］。小氣道的炎癥逐漸進展，將導致氣道收縮和狹窄。隨著時間的推移，小氣道的炎癥和氣道收縮繼續(xù)加重，最終導致肺氣腫的發(fā)生。單純APD組死亡率為26%，單純EPD組死亡率為21%，APD-EPD聯合組死亡率為54%。顯然，小氣道病變與肺氣腫共同存在時PRISm人群的危險程度最高。另有研究表明，與GOLD 0～4級相比，一開始就有肺氣腫的PRISm群體中更有可能存在肺氣腫繼續(xù)進展的風險（OR=5.73；P<0.01）［26］。

此外，AMAZA等［27］比較了胸部CT的醫(yī)師視覺評估與定量評估兩種方式肺氣腫診斷準確度，結果顯示兩種方法只有61%的一致性（Kappa=0.22）。相比于定量評估，CT影像學結果的視覺評估對影像學結果的判讀精準度更差，造成這種差異的主要原因可能是視覺評估主要依靠醫(yī)生的視覺判斷，而視覺本身就是主觀判斷，同時可能受到不同醫(yī)師閱片經驗的影響。

總結以上研究，胸部CT視覺評估對PRISm人群胸部影像學結果的判定有一定的輔助作用，但單純視覺評估結果的參考價值有限。

5 PRISm人群胸部CT定量評估特征

5.1 氣道特征

PRISm可能代表了COPD發(fā)展的早期階段，在肺實質未被破壞或者破壞不明顯之前，小氣道可能已經存在改變［25］。VASILESCU等［28］認為基于PRMfSAD可以識別肺終末細支氣管的損傷、狹窄和梗阻的區(qū)域。與健康對照者相比，PRISm患者小氣道功能障礙（SAD）更加嚴重，TLCCT更低［29］。此外，有研究發(fā)現，與正常組相比，PRISm組患者左肺上葉第五級支氣管壁面積百分比增加［30］。正常組與PRISm組氣道參數有顯著差異，提示管腔面積也可作為區(qū)分正常人和PRISm患者的依據，而PRISm組與輕至中度COPD組氣道參數無顯著差異［31］。最后該團隊建立了一個二元Logistic模型用于預測COPD患者的病情，模型中包含了吸煙、MLD、PRMfSAD和管腔面積等因素，經過驗證具有較好的擬合優(yōu)度和受試者工作特征曲線下面積（AUC）值，模型AUC值為0.786（靈敏度為82.35%，特異度為65.96%）。以上研究均表明PRISm組氣道參數如PRMfSAD、管壁面積、管腔面積與輕至中度COPD組氣道參數十分接近，與正常人群差異較大，因此胸部CT氣道參數更有可能作為識別PRISm組與正常人群的參考依據。在后續(xù)的研究中，模型需通過增加樣本量和添加外部驗證數據以進一步完善，提高模型的可靠性和臨床應用價值。

5.2 肺實質特征

目前對于肺實質的影像學特征研究多于小氣道及肺血管的相關研究。即使在吸煙指數≥10包年的PRISm人群中，也僅有1/3合并有肺活量異常，而超過2/3合并有肺氣腫或小氣道疾病的胸部影像學異常［32］，由此可推斷胸部影像學比肺功能檢查更能直觀地反映肺結構異常。

5.2.1 通過調整后肺密度（ALD）評估PRISm組肺實質變化：有學者對COPDGene?分析吸氣相定量CT測量結果的5年變化情況進行分析［33］，結果提示，PRISm組、GOLD0組和GOLD1-4組的調整后ALD平均值在5年內均有變化（PRISm組、GOLD0組和GOLD1-4組分別為-2.26、-1.67 g/L和-5.26 g/L），表明PRISm人群5年ALD下降量較正常人群略高，提示ALD可在一定程度上反映PRISm組肺實質的改變情況。

5.2.2 CT定量指標相比于肺量計結果指標更加精準：多數肺部定量CT參數與肺功能參數有輕度至中度相關性［31］。使用肺活量測定法或癥狀對吸煙引起的肺部疾病的診斷不足，而CT掃描在敏感性和特異性方面有顯著改善［34］。SPIROMICS隊列研究表明，在所有的PRISm受試者中，即便FEV1/FVC正常，CT測量的殘余容積（RVCT）與TLCCT的比率（RVCT/TLCCT）有很大的差異，為21%～59%，隨訪（2.5±0.7）年后，較高RVCT/TLCCT相比于較低的受試者每年下降速度快0.66%（95%CI：0.06%～1.27%），RVCT/TLCCT較高者相比于較低者更有可能發(fā)展為肺功能測量的COPD（OR=5.7，95%CI=2.4～13.2）［35］，由此可以推斷RVCT/TLCCT比值較FEV1/FVC比值更精準。

5.2.3 肺總容量調整肺密度（TLC-PD15）與FEV1相關較強：在吸煙者中，肺實質以炎癥和肺氣腫為特征，這些過程可導致局部肺組織的減少。CT測量肺密度可以反映肺組織的變化。有研究采用多變量混合模型評估PRISm人群TLC-PD15與FEV1的縱向關系，結果顯示不同GOLD分期患者的肺密度與肺功能的關系不同。在患有PRISm的吸煙者中，TLC-PD15每降低1 g/L，FEV1增加2.8 mL （P=0.02）。相反，在GOLD Ⅲ期至Ⅳ期的吸煙者中，TLC-PD15每降低1 g/L，FEV1降低

4.1 mL（P=0.002）［36］。因此TLC-PD15未來可能可作為肺功能下降的替代終點。

5.2.4 胸部CT定量評估與肺計量檢查兩種聯合指標對PRISm人群進行評估：由于在COPD同時存在限制性通氣不足的患者中，FVC相對于TLC可能出現不相稱的下降，因此有研究用FVC/TLCCT來評估肺部空氣潴留的情況，FVC為舒張后的值，而TLCCT則通過吸入性胸部CT掃描的容積測量［37］。按照FVC/TLCCT從小到大將PRISm人群分為極低、低、高、極高四組。其中，極低FVC/TLCCT四分位數（比值<0.53）與平均3.31%的高放射學氣體潴留相關。在5年隨訪時肺活量測定有效的參與者中，極低、低、高、極高四組PRISm人群發(fā)展為COPD的概率分別為35.9%、23%、22%、17%，由此可見在PRISm人群中，FVC/TLCCT降低與COPD進展相關。四組患者中分別有26%、18%、16%和20%至少發(fā)生過一次嚴重呼吸加重，四組加重情況存在著趨向顯著性的趨勢（Cochran-Armitage P=0.095）［37］。也有研究表明，四組人群的死亡率分別為12.9%、11%、11.3%、5.9%［23］。以上數據證實極低FVC/TLCCT四分位組（比值<0.53）更需要引起關注，但該隊列僅包括吸煙者，因此該研究結果無法推廣到非吸煙人群，未來需要在獨立隊列中進一步驗證該結果。

5.3 血管特征

目前對于應用胸部CT定量評估COPD患者肺部血管的研究較多，如卷積神經網絡（CNNs）能為準確測量胸部CT圖像上的血管提供幫助，并具備生理相關性的優(yōu)點；血管橫截面積≤0.61，肺動脈與主動脈（PA/A）橫截徑之比≥0.87的患者發(fā)生重度COPD的風險可能更高［38-40］，有助于COPD臨床特征的綜合評估。但對于PRISm人群胸部定量評估血管的研究則較少。LU等［31］采用自動分割軟件評估肺功能正?；颊摺RISm患者和輕中度COPD患者三組人群在定量高分辨率CT參數與肺功能參數方面的相關性，結果發(fā)現大多數血管參數存在顯著差異，總血管容積無顯著差異。這可能是因為早期病變主要發(fā)生在小血管，對整體血管影響不大?？傮w而言，PRISm人群的CT特征主要表現為小血管病變，可以看出與正常人之間存在差別，多數血管指標顯示更加靠近輕中度COPD組。未來仍需要針對PRISm人群胸部CT血管特征開展進一步研究。

6 總結與展望

本文介紹了PRISm人群胸部CT影像特征，重點介紹胸部CT視覺評估及定量評估的研究進展。胸部CT視覺評估對PRISm人群的胸部CT特點評價有一定的輔助作用，但單靠視覺評估結果的參考價值有限。CT定量評估顯示PRISm組氣道參數與輕至中度COPD組氣道參數十分接近，與正常人群差異較大，因此胸部CT氣道參數更有可能作為識別PRISm組與正常人群的依據。肺實質指標RVCT/TLCCT比值較FEV1/FVC比值更精準。極低FVC/TLCCT四分位數與PRISm人群進展為COPD高危人群后的死亡風險相關。此外，PRISm人群胸部CT的特征主要表現為小血管病變，多數指標與輕中度COPD患者相似。

雖然目前國際上已有針對PRISm人群的大型隊列研究，但大多數研究沒有納入胸部CT結果，特別是對CT結果的定量評估。其次，可能需要綜合肺功能檢查（彌散功能檢查、脈沖強迫振蕩肺功能測定技術等）、胸部CT、臨床表現、伴隨疾病、炎癥指標等構建PRISm人群風險預測模型，才能提高模型的靈敏度及特異度，更加精準地評估PRISm人群。

作者貢獻：黃錦海負責文章的構思與設計、研究資料的收集與整理、表格編輯及論文撰寫；李允與高怡負責論文修訂、文章的質量控制及審校及監(jiān)督管理；李允與高怡對文章整體負責。

本文無利益沖突。

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（收稿日期：2023-06-29；修回日期：2023-08-02）

（本文編輯：曹新陽）