COPD急性加重早期预警的定量影像学研究

Acute exacerbation of COPD is the important process of disease progression and it is the leading cause of worse life quality and death in COPD patients. It is very important to anticipate and early diagnose acute exacerbation of COPD which could delay the decline of lung function, improve quality of life and reduce mortality and health care costs. There is a problem about anticipation and early diagnosis COPD exacerbation in the COPD treatment currently. The applicant would evaluate the dynamic imaging of bronchiole, alveole, microvascular and blood flow in the course of COPD exacerbation using microCT ,synchrotron radiation imaging and MR perfusion by making rat model. The dynamic change of histopathology and the relationship between imaging and histopathology features would be evaluated. Based on these findings, the imaging features and corresponding cause of COPD exacerbation could be determined. It is very helpful for the early diagnosis and therapy.

COPD急性加重是疾病进展的重要过程，也是导致患者生存质量下降及死亡的主要原因。预判和早期诊断COPD急性加重对临床及时进行干预治疗，延缓COPD患者肺功能下降，提高COPD患者生存质量，降低死亡率以及减少医疗成本都十分重要。目前在COPD治疗中，存在稳定期患者向急性加重发作转变的早期预警问题。本项目拟采用被动吸烟和气管内滴注流感嗜血杆菌琼脂小珠方法建立COPD向急性加重转变期和急性加重期动物模型，以病理组织学的显微变化和动态规律为金标准，利用micro CT、同步辐射微血管成像及MR灌注评价COPD大鼠急性发作前后及向急性加重转变过程中的细支气管、肺泡结构、微血管和肺血流量的动态影像；找到COPD急性发作前后、向急性加重转变过程影像学的定量演变规律及与病理组织学的显微动态变化规律；明确影像特征与病理组织学间的定量对应关系。为预判和早期诊断COPD急性发作并及时干预治疗提供重要依据。

COPD是一种以持续气流受限为特征的进行性疾病，在全世界范围内有很高的发病率和死亡率。频繁出现中、重度急性加重是导致COPD患者死亡的主要原因。预判和早期诊断COPD急性加重对临床及时进行干预治疗，延缓COPD患者肺功能下降，提高COPD患者生存质量，降低死亡率以及减少医疗成本都十分重要。本项目采用烟熏、蛋白酶及蛋白酶+烟熏的方法构建稳定期COPD大鼠模型，并采用烟熏和气管内滴注脂多糖方法建立COPD向急性加重转变期和急性加重期动物模型，以病理组织学的显微变化和动态规律为金标准，利用micro-CT、同步辐射微血管成像及超极化129XeMR肺通气成像评价COPD稳定期、COPD急性发作前后及向急性加重转变过程中的细支气管、肺泡结构、微血管的动态影像，探讨COPD急性发作前后、向急性加重转变过程影像学的定量演变规律及与病理组织学的显微动态变化规律，为预判和早期诊断COPD急性发作并及时干预治疗提供重要依据。主要研究结论如下：1. 使用烟熏、蛋白酶及蛋白酶+烟熏的方法均可成功构建大鼠COPD模型。蛋白酶组、蛋白酶+烟熏组第4周及烟熏组第8周在Micro-CT图像及病理图像上均可观察到肺气肿改变。烟熏大鼠模型可更好的模拟人类COPD 病程，蛋白酶模型更加快速高效构建COPD模型，而蛋白酶+烟熏模型更适于快速模拟中重度COPD。2. Micro-CT所测肺密度与平均肺泡面积、平均内衬间隔存在明显负相关性。LAA-928与Micro-CT平均肺泡面积、平均内存间隔存在明显正相关性。Micro-CT所测支气管壁厚度与病理所测MT%存在明显正相关性。因此Micro-CT测量结果可以准确评价大鼠肺部结构改变。3. 脂多糖诱导急性加重发作的COPD大鼠活体超极化129XeMR肺通气成像的气血交换功能参数SVR、P/D、P、r及R均与对照组有不同程度改变，提示超极化129XeMR肺通气成像可早期评估COPD急性加重改变，为预判和早期诊断COPD急性发作提供重要影像学依据。