四分区µCT分析在小鼠肺纤维化模型中检出右尾叶代偿性通气，而全肺指标未能捕捉
核心概要
研究团队对22只C57BL/6小鼠（11只接受三次口咽部博来霉素0.25 mg/kg诱导肺纤维化，11只给予生理盐水对照）在基线和第7、14、21天进行呼吸门控µCT扫描，用U-Net深度学习分割左右肺并以气道标志将每侧再分为尖部与尾部共4个亚区，提取容积、充气分区与通气图等结构与功能生物标志物，发现生理盐水组各指标稳定且个体间变异小，而博来霉素组尖部（尤其左尖部）最早且最重受损，右尾叶在持续结构异常下通气功能于第21天恢复至基线水平，提示存在区域代偿性通气，这类局部功能障碍与代偿效应在全肺整体测量中无法被捕捉。
Micro-computed tomography–guided regional lung segmentation and representative quantitative outputs. (A) Manual identification of anatomical landmarks used to define lung subregions viewed in the coronal plane of a representative bleomycin (BLM) animal: Red spheres indicate the first and second bifurcations of the left main bronchus and the origin of the right accessory lobe. Red dashed lines represent the apico-caudal division thresholds (Threshold Left, ThL and Threshold Right, ThR), defined based on these landmarks; black dashed lines indicate the measured distance between bifurcations on the left bronchus. Airways are represented with a 3D green rendering (B) example of the resulting lung segmentation mask into 4 subregions in the coronal plane: apical-left (Api L), caudal-left (Cau L), apical-right (Api R), and caudal-right (Cau R). (C, D) Voxel-wise histograms of lung attenuation (Hounsfield units [HU]) and specific gas volume change (DSVg, mL/g) for each subregion in a representative BLM case at day 21, illustrating regional differences in lung structure and ventilation.
PubMed深度剖析
该研究建立并验证了一套基于µCT的四分区（左尖、左尾、右尖、右尾）纵向区域分析流程，可同时输出结构（容积、平均肺密度、充气分区）与功能（潮气量、ΔSVg中位数、通气分区）生物标志物。 此前的区域µCT研究或局限于支气管分叉周围的小感兴趣体积且无功能读数，或仅做左右肺分割而可能遗漏单叶代偿，或采用任意阈值划分尖尾区域而影响纵向稳健性；本研究以气道标志（左主支气管第一、第二分叉及右侧副叶起始处）定义解剖学边界，将区域分割与通气图结合。 在11只生理盐水对照小鼠中，全肺容积约600 mm³保持恒定，呼气末正常充气组织约占全肺80%（各亚区68%-83%），各亚区潮气量稳定并遵循与静态容积相同的解剖模式，误差棒极小，支持分割流程的可重复性与生理一致性。
博来霉素诱导的纤维化在空间上高度异质，尖部区域（尤其左尖部）最早且最严重受累，而尾部区域呈现不同的时间动态。 全肺容积在第7天出现短暂升高（P < .001），由右尾和右尖容积扩张驱动，而左尖自第14天起显著缩小（P = .0052）；左尖正常充气组织在第7天降至约30%、第14天进一步降至约20%（P < .001），其正常通气比例在第7天即显著下降（P = .0097）并在第21天降至约19%。 纵向µCT在基线和第7、14、21天采集，采用单因素或双因素方差分析配合Dunnett或Tukey事后检验，以P < .05为显著性阈值，并报告了各亚区多项参数相对基线的变化倍数。
右尾叶在持续结构损伤的情况下出现功能性代偿：通气在第14天短暂下降后于第21天恢复至基线水平，而残余未充气与未通气体素仍持续存在。 这一结构-功能不匹配提示的是区域代偿机制而非纤维化的自发消退，与既往在损伤或肺叶切除后保留肺区出现功能代偿的报道一致；全肺整体指标无法区分这种局部代偿与真实改善。 右尾叶第7天%GasP02轻度升高（P = .0473），通气短暂下降（潮气量P = .0407、ΔSVg P < .001、%Low-Vent P = .0504），第14天通气受损达峰（%Normal-Vent P = .0387、%Non-Vent P = .00720），第21天功能恢复但残余未充气与未通气体素仍显著（P < .05）。
左尾叶呈现功能损害先于结构重塑的时间顺序，提示可能存在早期亚临床功能障碍。 与尖部区域结构功能同步恶化不同，左尾叶早期即出现潮气量与ΔSVg降低（P < .001）及%Low-Vent升高（P = .0349），而结构性重塑到第14天才显现并在第21天加重，整体损伤程度仍轻于尖部。 基于同一队列的纵向区域µCT数据，各参数以相对基线的变化倍数呈现，并给出对应P值。
启示与展望
该流程面向临床前特发性肺纤维化研究，适用于需要纵向追踪区域结构-功能变化的场景，例如抗纤维化药物的疗效评估与给药时间窗探索；作者认为其同样适用于其他以区域异质性为特征的肺部疾病模型。对读者而言，这意味着在解读博来霉素模型的全肺功能读数时，可把区域通气图作为补充证据，用于识别被整体指标掩盖的局部改善或恶化。
组织学验证无法在四个体内µCT亚区层面完成，因为固定、包埋与切片会改变肺几何形态，仅左右侧比较可靠，作者引用既往工作说明侧别层面的µCT生物标志物与组织学纤维化评分存在相关性。流程依赖自动左右肺分割，可能因计算或技术条件限制而难以在所有实验室推广；气道分割仍为手动或半自动，构成全自动化与规模化的瓶颈；四分区划分捕捉了主要异质性，更细的分割或可提高对早期变化的灵敏度。此外，小鼠模型以尖部受累为主，与人类特发性肺纤维化的模式不同，区域分析在解读代偿反应与结构-功能关系上的价值仍需在更多模型中检验。