能譜CT肺灌注缺損指數評估急性肺栓塞危險分層：與肺動脈栓塞指數的對比

楊秀娟，凌佳龍，李建蓉

CT肺動脈成像(CT pulmonary arteriography,CTPA)是診斷急性肺栓塞(acute pulmonary embolism,APE)的首選檢查方法，但其臨床價值遠不止于診斷或排除APE。CTPA能準確顯示肺動脈內栓子，通過分析還可獲得反映肺動脈阻塞部位和阻塞程度的量化指標，如肺動脈栓塞指數(pulmonary artery obstruction index,PAOI)等。有研究結果顯示肺灌注缺損指數(pulmonary perfusion defect index，PPDI)可對APE的嚴重程度進行評估[1-3]，有利于指導臨床的治療決策。隨著能譜CT技術的發展，其在臨床的應用已越來越廣泛。能譜CT一次掃描不僅能獲得CTPA圖像，同時還能獲得反映肺組織血流狀態的灌注圖像。Chae等[4]采用PPDI對肺部血流灌注缺損范圍和程度進行量化評估，發現PPDI與APE嚴重程度具有相關性。但目前采用CT能譜成像評價APE嚴重程度的相關研究相對較少[4-5]。2008年歐洲心臟病學會(European Society of Cardiology,ESC)在APE診斷和治療指南中，建議對APE相關的短期死亡風險進行危險分層，以利于臨床針對不同患者選擇最佳的治療方案[6]。2014年ESC進一步強調了APE危險分層在治療策略中的重要價值[7]。目前，采用PAOI和PPDI評估APE危險分層的相關研究較少[8]。因此，本研究旨在探討PAOI和PPDI評估APE危險分層的價值，并對兩個指標在評估APE危險分層中的價值進行比較。

材料與方法

1.臨床資料

本研究中共納入102 例在本院確診的APE患者，男53 例，女49例，年齡23～84歲，平均(59.3±13.3)歲。納入標準：①臨床確診為APE，診斷標準參考《APE診斷與治療中國專家共識》[9]；②行CT能譜掃描，圖像質量滿足診斷要求；③CT檢查前未行溶栓或抗凝等肺栓塞相關治療。排除標準：①有CT增強檢查禁忌證；②有嚴重心、肺病變(嚴重先天性心臟病、風濕性心臟病、冠心病、心包大量積液、原發性肺動脈高壓、嚴重肺氣腫、肺不張、肺腫瘤、大量胸腔積液、胸膜及胸壁病變)影響肺血流灌注者。

2.CT檢查方法

使用GE revolution 512層雙能CT機，患者取仰臥位、頭先進，掃描范圍自胸廓入口至肋膈角水平。掃描參數：能譜掃描模式，80/140 kV，100～200 mA，層厚5.0 mm，層間距5.0 mm，視野35 cm×35 cm，矩陣512×512。圖像重建層厚0.625 mm，輻射劑量為150～270 mGy·cm。使用Medrad雙筒高壓注射器注入對比劑碘海醇，注射流率4.0～5.0 mL/s，總量50～60 mL，再以同樣流率注射生理鹽水60 mL，延遲時間12～20 s，采用對比劑團注智能跟蹤觸發技術，監測點放置于主肺動脈干，觸發閾值為300 HU。

3.圖像分析和數據處理

采用120 kV的掃描數據進行圖像重建獲得CTPA圖像，利用雙能量后處理軟件得到肺灌注圖像，并以偽彩顯示。由兩位中級以上職稱的胸部亞專業影像診斷醫師共同閱片。對PAOI的計算采用Qanadli評分[2]，計算公式為：

PAOI=∑(n×d/40)×100%

(1)

其中，n為有栓子的肺段動脈數，雙肺各10 個肺段，雙肺上葉尖后前段，下葉背段及前內后外基底段，右肺中葉內、外側段和左肺舌葉上、下舌段，1支肺段或亞段肺動脈栓塞記1 分，肺段以上肺動脈的栓塞按照其所分支的所有肺段動脈的總和來記分；d為肺動脈栓塞程度的評分，部分栓塞記為1 分，完全栓塞為2 分，則每例患者的最大栓塞程度為40分(20×2=40)。

對PPDI的評價方法分為盲法和非盲法，前者為對PAOI進行評分的2周后由一位診斷醫師采用盲法僅分析灌注圖像來完成PPDI評估，后者為在進行PAOI評分4周后由一位診斷醫師通過綜合分析灌注和CTPA圖像來完成PPDI評分。PPDI計算公式為[4]：

PPDI=∑(n1×d1/40)×100%

(2)

其中，n1為CTPA上顯示有灌注缺損的肺段數(計數方法同PAOI)；d1為灌注程度，0分為正常灌注，1分為部分灌注缺損，2分為完全灌注缺損。

依據2014年ESC《急性肺血栓栓塞癥診斷治療指南》，將102例APE患者分為分為高危(24例)、中危(30例)和低危(48例)三組[7]。出現休克或持續性低血壓為高危患者；對不伴休克或持續性低血壓的非高危患者，其中，肺栓塞嚴重指數(pulmonary embolism severity index，PESI)Ⅲ～Ⅴ級或簡化PESI≥1伴右心功能不全和(或)心肌損傷標志物陽性為中危，PESI Ⅰ～Ⅱ級或簡化PESI=0、無心功能不全、心肌損傷標志物陰性為低危。PESI的評估中納入年齡、性別(男性)、是否合并腫瘤、慢性心力衰竭、慢性肺部疾病、脈率≥110次/min、收縮壓<100mmHg、動脈血氧飽和度<90%、呼吸頻率>30次/分、體溫<36℃和精神狀態改變共11項指標，每項分值不同，總分≤65分為Ⅰ級，66～85分為Ⅱ級，86～105分為Ⅲ級，106～125分為Ⅳ級，>125分為Ⅴ級。簡化 PESI的評估則納入了6項指標：年齡、腫瘤、慢性心力衰竭或肺部疾病、脈率≥110次/min、收縮壓<100mmHg和動脈血氧飽和度<90%，每項分值為1。

4.統計學方法

使用SPSS 24.0統計軟件對數據進行統計分析，以P<0.05為差異具有統計學意義。三組間PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)的比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD法。PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)與危險分層之間的相關性采用Spearman相關分析。通過ROC曲線，確定PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)評估中高危APE的截斷值、敏感度及特異度，并比較其ROC曲線下面積。

結 果

1.相關性分析

Spearman相關分析結果見表1。PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)與危險分層均呈正相關(P<0.05)，以PPDI(非盲法)與危險分層的相關性最高。

表1 3個指數與危險分層的相關性

2.三組間各指標的比較

低危組、中危組和高危組3個指數的測量值及組間比較結果見表2。隨著危險程度的增加，PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)的測量值呈逐漸增大的趨勢，3個指數的測量值在三組間的差異均具有統計學意義(P<0.001)；進一步進行組間兩兩比較，差異亦均具有統計學意義(P<0.001)。

表2 三組間3個指數測量值的組間比較

3.三個指數預測中高危APE的ROC曲線分析

ROC曲線分析結果顯示，PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)預測中高危APE的截斷值分別為37.5%、45.0%和40.0%，敏感度分別為81.5%、79.6%和85.2%，特異度分別為85.4%、95.8%和97.9%，ROC曲線下面積分別為0.896、0.948和0.967(圖1)。三者的 ROC曲線下面積比較：PPDI(盲法)與PPDI(非盲法)之間、PPDI(盲法)與PAOI之間差異無統計學意義(Z=1.024、P=0.306；Z=1.771，P=0.077)，PPDI(非盲法)與PAOI之間差異具有統計學意義(Z=2.260，P=0.024)。

討 論

CT作為診斷APE的首選檢查已廣泛應用于臨床，具有安全、快捷和無創的優點[9-10]。相較于傳統CT，能譜CT利用不同能量的射線穿透人體獲得的衰減信息，可在常規肺動脈成像的同時獲得反映肺組織血流情況的灌注圖。本研究中使用的512層Revolution CT機采用16 cm寬體探測器，球體旋轉一周的時間僅0.28 s，時間分辨率為29 ms，在無需屏氣的情況下即可獲得超大范圍高質量的肺動脈圖像，同時此機型擁有最新的能譜成像技術，可提高對APE的診斷準確性。

2000年ESC首次推出APE診斷和治療指南，對推廣和規范APE的診斷和治療起到了重要作用[11]。2008年ESC建議對APE相關的短期死亡風險進行危險分層，旨在針對不同患者選擇最佳治療方案[6]。2014年ESC強調危險分層在治療策略中的重要價值，并將PESI及簡化PESI加入危險分層指標[7]。然而，危險分層指標包括年齡、脈率、收縮壓、右心室功能不全和心肌損傷的相關標志物及PESI等眾多指標，臨床醫師很難及時、準確地對APE危險分層進行快速評估。

本研究中采用2014年ESC危險分層標準將患者分為高危、中危及低危組，相關性分析結果顯示PAOI與危險分層之間呈中度正相關(P<0.05)，與Guo等[12]的研究結果不同。Guo等[12]根據2008年ESC危險分層原則將患者分為高危組(伴低血壓或休克)和低危組(無右心室功能不全及心肌損傷)，其結果提示PAOI與危險分層之間無顯著相關性(P>0.05)。Osman等[13]和劉等[8]分別根據2008年2014年的危險分層原則將患者分為高危、中危和低危組，結果均顯示PAOI與危險分層呈顯著正相關(P<0.05)，但與本研究結果間的相關性程度存在一定差異。不同研究中獲得的PAOI與危險分層的相關性的程度存在差異，這種差異可能與分組標準及模式不同以及研究對象的差異等因素有關。2014年提出的危險分層標準中引入了PESI或簡化PESI，使得對中危和低危患者的界定進一步清晰化，更有利于預測評估。

本研究結果顯示，低危組的PAOI和PPDI均低于中危組，中危組的PAOI、PPDI低于高危組，PAOI和PPDI均與危險分層呈正相關，PAOI和PPDI的值越大，代表肺動脈栓塞程度和肺灌注缺損范圍越大，則危險程度越高，患者短期死亡的風險越大，與以往的研究結果相同。Guo等[12]的研究結果顯示低危組與高危組之間PAOI有顯著差異，較高的PAOI(>52.5%)預示著高危。因此，對于APE患者，PAOI值越高，危險分層越高。Osman等[13]分析了PAOI預測短期預后的價值，結果顯示以27.5%作為PAOI預測右心衰的閾值，以35.0%作為需進行ICU監護的閾值，以45%作為預測死亡的閾值。發生APE時，右心室極易受到影響，因此，右心室功能常作為判斷病情嚴重程度及預測預后的指標，而右心室與左心室短軸最大徑比(right ventricle to left ventricle maximal short axes ratio，RV/LV)是判定右心功能的可靠指標。Kong等[14]對55例APE患者的PPDI、PAOI與RV/LV的相關性進行研究，結果顯示相對于PAOI，PPDI與RV/LV具有更強的相關性(r=0.599，P<0.001)。本研究結果顯示，PAOI與危險分層呈中度正相關，而PPDI與危險分層呈高度正相關，與Kong等[14]的研究結果基本一致。筆者分析原因，可能是CTPA僅從形態上顯示栓子，而肺灌注成像尚可顯示栓子導致的肺組織功能改變，能更準確地反映患者的整體狀況。

本研究將PPDI評價方法分為PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)，前者僅單獨分析肺灌注圖像而獲得，與Kong等[14]評價的方法相同，而后者為綜合分析灌注成像和CTPA圖像而獲得。本研究結果顯示，兩者均與危險分層呈高度正相關，但PPDI(非盲法)與危險分層的相關性更高；而且，低危、中危和高危組的PPDI(盲法)均高于PPDI(非盲法)。分析原因，肺灌注成像的本質是反映肺實質內血流情況，只要肺實質血流發生變化，血流灌注就會顯示異常，而肺栓塞僅僅是導致血流灌注異常最常見、最主要的原因，嚴重的心肺疾病如先天性心臟病、嚴重肺氣腫、肺大泡、肺炎、肺實變和大量胸腔積液等也是引起肺組織血流改變的常見原因，當肺內顯示有血流灌注異常時，對于導致灌注異常的原因常需要借助傳統 CTPA進行診斷，所以相較于PPDI(非盲法)，PPDI(盲法)可出現高估的情況[15]。

APE危險分層是治療的基石，對于伴有休克或持續低血壓等血流動力學不穩定的高危患者，需及時進行再灌注治療。有多項研究中采用ROC曲線分析PAOI對高危APE的預測價值，顯示PAOI預測高危APE的AUC值均>0.920，敏感度>66.0%，特異度>81.0%[8,12,16]。與以往的研究不同，我們研究了PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)對中高危APE的預測價值。因為，對于非高危患者，出現PESI Ⅲ～Ⅴ級或簡化PESI≥1、右心功能不全和(或)心肌損傷標志物陽性等情況時，也需住院治療，尤其是右心功能不全和心肌損傷標志物均為陽性的中高危患者，需密切監測，及時進行補救性再灌注治療，因此，對中高危APE進行預測具有重要的臨床意義。本研究結果顯示，PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)評估中高危APE的ROC曲線下面積分別為0.896、0.948和0.967，PPDI(非盲法)的預測價值最大，而且與PAOI的ROC曲線下面積間的差異具有統計學意義。這種差異可能與兩者的成像原理有關。PAOI反映的是肺動脈栓塞的部位和程度，PPDI反映的是肺組織的血流情況，兩者為因果關系，肺組織的血流情況與肺動脈栓塞的部位和程度密切相關。肺動脈內栓子引起肺動脈不同程度的機械性堵塞，可造成栓塞動脈所供應的肺組織的血流量減少或消失，中央型肺動脈栓塞的栓子多位于肺動脈中央，且多為非完全性栓塞，血流可通過血栓周圍的間隙供應相應肺組織，此外，肺組織為雙重動脈供血，因而肺組織內仍可有碘對比劑分布，而不顯示出異常灌注表現，PPDI呈假陰性改變；而周圍型肺栓塞由于周圍肺動脈血管管徑較小，多為完全性堵塞，容易導致相應肺組織的血流灌注異常，而受空間分辨率的限制，CTPA對顯示段、亞段及以下肺動脈分支栓塞的敏感度、特異度明顯降低，尤其是當周圍肺動脈分支的走行與掃描方向平行時，PAOI可表現為假陰性。PPDI反映的是肺組織血流灌注改變，嚴重的心肺疾病也可引起肺組織的血流發生改變，表現為灌注異常，而出現假陽性表現，而借助CTPA可進行鑒別。所以，CTPA與肺灌注成像是兩種不同的成像方法，具有不同的價值，可相互補充，不能相互取代，將CTPA與肺灌注成像相結合而產生的PPDI(非盲法)作為一個新指標，可提高診斷APE的敏感度和特異度，對APE危險分層進行準確評價[17]。

總之，PPDI(非盲法)作為一個新的評估指標，具有廣泛的臨床應用前景，但本研究中僅對此指標進行了初步分析，樣本量較少，有些結果可能存在一定偏倚，尚需進一步擴大樣本量進行多中心深入研究來論證。