閉塞性與非閉塞性肺栓塞雙源CT雙能量肺灌注成像的初步研究

耿園園， 焦亞彬， 李培秀， 張玉， 張磊， 馮長(zhǎng)明

·胸部影像學(xué)·

閉塞性與非閉塞性肺栓塞雙源CT雙能量肺灌注成像的初步研究

耿園園， 焦亞彬， 李培秀， 張玉， 張磊， 馮長(zhǎng)明

目的探討急性肺栓塞(PE)患者雙源CT肺動(dòng)脈成像(CTPA)顯示的閉塞性與非閉塞性栓子在雙源CT雙能量肺灌注成像(DEPI)的視覺分析法及半定量分析的初步研究。方法搜集本院2015年6月-2017年1月經(jīng)CTPA及DEPI掃描確診的31例急性PE患者的病例資料。分析CTPA，記錄PE栓子的數(shù)量、分布部位及栓塞類型。分析DEPI，分別計(jì)算每個(gè)栓子栓塞區(qū)與對(duì)照區(qū)肺組織灌注CT值的差值(△CT值)。結(jié)果將CTPA所示栓子按其分布部位及栓塞程度分為四型：中央型閉塞型、中央型非閉塞型、周圍型閉塞型、周圍型非閉塞型。DEPI視覺分析法：閉塞型組中，表現(xiàn)為灌注減低、灌注輕度減低、灌注不變的比例為78.57%(99/126)、21.43%(27/126)、0.00%(0/126)。非閉塞組中，其比例分別為19.70%(26/132)、34.09%(45/132)、46.21%(61/132)。中央型閉塞型、中央型非閉塞型、周圍型閉塞型、周圍型非閉塞型視覺陽性率分別為100.00%(85/85)、66.11%(66/108)、100.00%(41/41)、20.83%(5/24)。DEPI半定量分析：閉塞型與非閉塞型間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[(64.59±12.10)HU vs (33.12±9.72)HU，t=22.968，Plt;0.01]；中央型閉塞型與中央型非閉塞型、周圍型閉塞型與周圍型非閉塞型間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[分別為(70.12±13.55)HU vs (36.23±7.87)HU，t=20.506，Plt;0.01；(53.12±14.64)HU vs (19.12±5.77)HU，t=13.220，Plt;0.01]。結(jié)論閉塞型栓子往往引起灌注異常，而非閉塞型栓子，受多種因素影響，DEPI呈現(xiàn)多樣化。雙源CTPA聯(lián)合DEPI視覺分析及半定量分析能夠?qū)E治療前評(píng)估提供更加全面、客觀的依據(jù)。

肺栓塞； 體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)； 肺動(dòng)脈成像； 肺灌注成像

雙源CT雙能量肺灌注成像(dual energy lung perfusion imaging，DEPI)已較廣泛地應(yīng)用于肺栓塞(pulmonary embolism，PE)[1-3]。有國外文獻(xiàn)報(bào)道DEPI 肺血流量容積(lung perfusion blood volume，lung PBV)的定量分析可以為評(píng)估肺灌注情況提供客觀依據(jù)[4]，而目前罕有文獻(xiàn)報(bào)道閉塞性與非閉塞性PE的DEPI對(duì)比研究，本文旨在初步研究閉塞性與非閉塞性PE的DEPI視覺分析及半定量對(duì)比研究，并與雙源CT肺動(dòng)脈成像(computed tomography pulmonary angiography，CTPA)相結(jié)合。

材料與方法

1.一般資料

搜集本院2015年6月-2017年1月經(jīng)CTPA及DEPI掃描確診的PE患者31例，其中男19例，女12例，年齡35～76歲，平均55.6歲。臨床主要表現(xiàn)為咳嗽、胸悶、胸痛、呼吸困難等，其中15例患者合并下肢深靜脈血栓形成。納入標(biāo)準(zhǔn)：既往無PE病史，無碘對(duì)比劑過敏史、無肝腎功能不全、無溶栓及抗凝禁忌證。排除標(biāo)準(zhǔn)：臨床診斷可疑的慢性PE。

2.檢查方法

采用Siemens Somatom Definition雙源螺旋CT機(jī)，分別行平掃及雙能量掃描。CT平掃：常規(guī)序列掃描，層厚5 mm。雙能量掃描：平掃完成后直接進(jìn)行雙能量掃描。球管A：管電壓140 kV，管電流55 mA，視野550 mm×550 mm；球管B：管電壓80 kV，管電流210 mA，視野260 mm×260 mm。準(zhǔn)直器寬度為64×1.2 mm；螺距0.5；球管轉(zhuǎn)速0.33 s/r，厚度0.75 mm。采用雙筒高壓注射器以約4 mL/s的流率注射對(duì)比劑碘比樂(370 mg I/mL)35～45 mL，隨后以4 mL/s的流率注射生理鹽水30 mL。采用閾值觸發(fā)法，將興趣區(qū)(region of interest，ROI)設(shè)在上腔靜脈，當(dāng)其濃度達(dá)到100 HU時(shí)，再延遲5 s后掃描自動(dòng)開始。掃描方向?yàn)轭^足方向，掃描范圍自胸廓入口至膈肌水平。平掃及雙能量掃描均采用實(shí)時(shí)曝光劑量調(diào)節(jié)(Care Dose 4D)。雙能量掃描后共重建出3組圖像，分別為140 kV、80 kV及二者按3：7的比例融合的圖像。

3.圖像后處理

分析CTPA，記錄PE栓子的分布部位、數(shù)量及栓塞類型。若栓子所對(duì)應(yīng)區(qū)域合并一些影響肺灌注的因素，如偽影類(對(duì)比劑局部線束硬化偽影、運(yùn)動(dòng)偽影)、一些肺內(nèi)病變等[5]，則不將該栓子納入研究組。DEPI：在工作站上打開Syngo Dual Energy軟件，應(yīng)用lung PBV計(jì)算出彩色碘分布圖，即灌注圖像。分別通過橫軸面、冠狀面、矢狀面圖像觀察肺部灌注情況，并以CTPA為參照，利用勾畫ROI法分別測(cè)量CTPA上所示每個(gè)栓子所對(duì)應(yīng)區(qū)域(即栓塞區(qū))及對(duì)側(cè)或鄰近正常肺野(即對(duì)照區(qū))的肺組織灌注CT值(圖1)。測(cè)量遵循原則：在明確為PE引起灌注異常的區(qū)域勾畫ROI，盡量選擇較均勻的肺野，ROI直徑約0.2～1.0 cm，ROI面積在100 mm2以內(nèi)，以成功避開鄰近小血管為宜[6]，每個(gè)栓塞區(qū)及對(duì)照區(qū)取3個(gè)ROI測(cè)量后取平均值(圖1)，分析DEPI時(shí)需與CTPA以及平掃對(duì)照。

4.圖像分析

按栓子分布部位分為：①中央型PE，指發(fā)生于肺動(dòng)脈干、左右肺動(dòng)脈、葉肺動(dòng)脈、段肺動(dòng)脈的PE。②周圍型PE，發(fā)生于亞段及其以下分支的PE。如果栓子位于肺段并向亞段以下延伸，那將該栓子視為肺段。

按栓子栓塞程度分為：①閉塞型，即完全栓塞，表現(xiàn)為肺動(dòng)脈完全截?cái)啵芮粌?nèi)無對(duì)比劑充盈；②非閉塞型，部分栓塞。

DEPI診斷標(biāo)準(zhǔn)：①視覺分析法，與對(duì)照區(qū)相比，栓塞區(qū)出現(xiàn)灌注減低即為陽性(+)，否則視為陰性(-)。依據(jù)灌注減低不同程度分為：灌注不均勻或灌注輕度減低；灌注減低。②半定量分析法，計(jì)算不同類型PE栓子所示栓塞區(qū)與對(duì)照區(qū)肺組織灌注CT值的差值(即△CT值)。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié)果

1.PE的栓塞程度

31例PE患者CTPA發(fā)現(xiàn)栓子共258個(gè)，閉塞型有126個(gè)，非閉塞型有132個(gè)。故按照部位及栓塞程度共分為四組：中央型PE閉塞型、中央型PE非閉塞型、周圍型PE閉塞型、周圍型PE非閉塞型。其對(duì)應(yīng)的栓子數(shù)量分別為85、108、41、24個(gè)(表1)。

表1 CTPA所示PE栓子部位、數(shù)目及栓塞類型

2.DEPI視覺分析法

在閉塞型組中，表現(xiàn)為灌注減低、灌注輕度減低、灌注不變的比例為78.57%(99/126)、21.43%(27/126)、0.00%(0/126)。非閉塞型組中，其比例分別為19.70%(26/132)、34.09%(45/132)、46.21%(61/132)。筆者發(fā)現(xiàn)：閉塞型組DEPI視覺陽性率達(dá)100.00%(圖2～3)，而非閉塞性栓子視覺陽性率僅為53.79%，有46.21%非閉塞性栓子對(duì)應(yīng)DEPI灌注并無異常改變(圖4)。中央型PE閉塞型、中央型PE非閉塞型、周圍型PE閉塞型、周圍型PE非閉塞型視覺陽性率分別為100.00%(85/85)、66.11%(66/108)、100.00%(41/41)、20.83%(5/24)，見表2。

圖1 DEPI圖像后處理示意圖。在CTPA所示每個(gè)栓子所對(duì)應(yīng)的栓塞區(qū)勾畫ROI測(cè)量CT值，在同一層面鄰近正常肺野再次勾畫ROI，計(jì)算栓塞區(qū)與對(duì)照區(qū)的△CT值。

圖2 女，53歲。a) 橫軸面CTPA示右肺動(dòng)脈干閉塞型栓子(箭)； b) DEPI橫軸面； c) DEPI冠狀面示栓塞區(qū)灌注減低(箭)。圖3 男，50歲。a) 橫軸面CTPA示左上肺前段閉塞型栓子(箭)； b) DEPI橫軸面； c) DEPI矢狀面示楔形灌注減低(箭)。圖4 男，44歲。a) DEPI冠狀面； b) DEPI矢狀面示右上肺局限非閉塞型小栓子(箭)，灌注未見異常； c) DEPI橫軸面； d) DEPI矢狀面示左下肺非閉塞型小栓子(箭)，灌注無減低。

表2 PE DEPI視覺分析法結(jié)果

3.DEPI半定量分析

閉塞型與非閉塞型兩組△CT值分別為(64.59±12.10)HU和(33.12±9.72)HU，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=22.968，Plt;0.01)；中央型閉塞型(70.12±13.55)HU與中央型非閉塞型(36.23±7.87)HU、周圍型閉塞型(53.12±14.64)HU與周圍型非閉塞型(19.13±5.78)HU，兩組間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(分別為t=20.506，Plt;0.01；t=13.220，Plt;0.01)。

討論

CTPA目前被公認(rèn)為臨床可疑PE的首選檢查方法[7-8]，CTPA能夠很好地顯示血管以確定PE的位置及狹窄程度，但它不能提供肺實(shí)質(zhì)的血流灌注分布狀態(tài)，然而，PE的形態(tài)學(xué)及功能學(xué)信息對(duì)病情的評(píng)估具有同樣重要的作用[9]，已有不少文獻(xiàn)報(bào)道雙源CTPA聯(lián)合DEPI兩種技術(shù)在PE診斷中的價(jià)值要優(yōu)于單純CTPA，但至今罕有文獻(xiàn)報(bào)道閉塞性與非閉塞性PE DEPI的定量對(duì)比研究。本研究即是通過將CTPA及DEPI兩種技術(shù)相結(jié)合的方法，應(yīng)用視覺分析法、半定量分析法初步研究CTPA所示的閉塞性與非閉塞性栓子的肺灌注情況。

本研究中，閉塞性栓子均表現(xiàn)為灌注減低或灌注輕度減低(陽性率達(dá)100.00%)，非閉塞性栓子視覺陽性率僅為53.79%。該研究初步得出相當(dāng)一部分非閉塞性PE栓子對(duì)應(yīng)DEPI灌注無異常改變，和之前Thieme[10]等報(bào)道得出相似的視覺分析結(jié)果。本研究除視覺分析外，還進(jìn)行了半定量分析。

本研究對(duì)肺灌注的定量分析中并未選取栓塞區(qū)間CT值的比較，而是選擇栓塞區(qū)與對(duì)照區(qū)肺組織灌注CT值的差值來進(jìn)行比較。結(jié)果表明，閉塞型與非閉塞型，中央閉塞型與中央非閉塞、周圍閉塞型與周圍非閉塞型間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這進(jìn)一步證實(shí)，閉塞性栓子，無論是中央型，還是外周型，往往會(huì)出現(xiàn)灌注缺損。而非閉塞性栓子，由于受栓子本身所在部位、非閉塞的嚴(yán)重程度、有無血流灌注代償[4](如支氣管動(dòng)脈等)等多種因素影響，使得DEPI肺灌注圖呈現(xiàn)多樣化。有文獻(xiàn)報(bào)道[6]，慢性PE常有血流灌注的代償，如支氣管動(dòng)脈等，而本研究對(duì)象均為急性PE，故可不用強(qiáng)調(diào)側(cè)枝代償對(duì)其影響。

本研究得出，外周肺動(dòng)脈血管灌注并不能單純靠CTPA上反映的栓子有無而反映出來。Clark等[11]提示肺動(dòng)脈床開放評(píng)估應(yīng)納入血栓負(fù)荷評(píng)分，作為其在評(píng)估PE嚴(yán)重性的指標(biāo)之一。而本研究，提示DEPI lung PBV，可以作為評(píng)估PE嚴(yán)重程度的指標(biāo)之一。

已有一些文獻(xiàn)報(bào)道DEPI聯(lián)合CTPA對(duì)急性PE治療前后評(píng)估能夠提供更加全面、客觀的依據(jù)。而臨床上急性PE若未及時(shí)診治，將會(huì)轉(zhuǎn)化為慢性PE。近年來，對(duì)慢性PE患者采取肺動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)和經(jīng)皮腔內(nèi)血管成形術(shù)(PTA)已取得不錯(cuò)療效。而目前肺動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)和PTA的療效主要是通過測(cè)量一些血流動(dòng)力學(xué)的參數(shù)，如肺動(dòng)脈壓、肺血管阻力等，或許肺灌注可能會(huì)是另一有用的輔助指標(biāo)，這有待于今后的進(jìn)一步研究。

本研究存在以下局限性：①本研究為單中心研究，病例數(shù)目相對(duì)較少；②對(duì)PE栓子按部位不同僅大致分為兩類(肺段及其以上、亞段及其以下)，未根據(jù)具體部位再細(xì)分類，按栓子栓塞程度也僅分為閉塞型和非閉塞型；③在分析DEPI時(shí)存在一定主觀性。

對(duì)閉塞型、非閉塞型PE栓塞區(qū)與對(duì)照區(qū)肺組織灌注CT值的差值進(jìn)行半定量要比CTPA僅顯示栓子更具臨床評(píng)估意義，閉塞性栓子往往引起灌注異常，而非閉塞型栓子受多種因素影響，DEPI呈現(xiàn)多樣化。CTPA、DEPI兩種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用能夠?qū)E治療前療效評(píng)估提供更加客觀、全面的依據(jù)。

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Preliminarystudyonlungperfusionimaginginacuteocclusiveandnon-occlusivepulmonaryembolisms

GENG Yuan-yuan,JIAO Ya-bin,LI Pei-xiu,et al.

Department of Radiology,China National Petroleum Corporation Central Hospital,Hebei 065000,China

Objective:The purpose of this study was to investigate the visual analysis and semi-quantitative analysis of dual energy CT lung perfusion imaging (DEPI) in acute occlusive and non-occlusive pulmonary embolisms (PE).MethodsConsecutive 31 patients with acute PE diagnosed by CT pulmonary angiography (CTPA) and DEPI were recruited between June 2015 and January 2017.Radiologists visually evaluated the PE numbers,distribution locations (central or peripheral) and its nature (occlusive and non-occlusive) on CTPA.DEPI visual analysis and semi-quantitative analysis in different types of PE evaluated by CTPA were analyzed statistically.ResultsFour types of PE (central occlusive PE,central non-occlusive PE,peripheral occlusive PE and peripheral non-occlusive PE) were classified.The visual analysis of DEPI representing perfusion defects,slightly perfusion reduction and perfusion preservation were 78.57% (99/126),21.43% (27/126),and 0.00% (0/126) in the occlusive group,19.70% (26/132),34.09% (45/132),and 46.21% (61/132) in the non-occlusive group,respectively.Comparing with CTPA as a standard reference,the positive rates of DEPI visual analysis were 100.00% (85/85),66.11% (66/108),100.00% (41/41),and 20.83% (5/24) in four groups respectively.In the occlusive group and non-occlusive group,mean difference of CT values,with significant differences [(64.59±12.10)HU vs (33.12±9.72)HU,t=22.968,Plt;0.01].In the groups of central occlusive PE and central non-occlusive PE,peripheral occlusive PE and peripheral non-occlusive PE,the mean difference of CT values,also with significant differences [(70.12±13.55)HU vs (36.23±7.87)HU,t=20.506,Plt;0.01;(53.12±14.64)HU vs (19.12±5.77)HU,t=13.220,Plt;0.01].ConclusionOcclusive PE often manifest as perfusion defect,while non-occlusive PE varies,influenced by many factors.The combination of CTPA and DEPI can offer more comprehensive information in the PE therapeutic evaluation.

Pulmonary embolism； Tomography，X-ray computed； Pulmonary angiography； Lung perfusion imaging

065000 河北，中國石油天然氣集團(tuán)公司中心醫(yī)院影像科

耿園園(1984-)，女，河北邯鄲市人，碩士，主治醫(yī)師，主要從事心胸部影像學(xué)診斷工作。

李培秀，E-mail:lipeixiu@aliyun.com

R814.42； R563.5

A

1000-0313(2017)11-1148-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.11.010

2017-06-27)