雙能量CT肺灌注在肺栓塞診斷及危險分層中的價值

馮 慶，李 濤，李筱漾，梁洪峰，陳賽瓊，彭 鵬

1廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院放射科，廣西 南寧 530021；2柳州市工人醫(yī)院（廣西醫(yī)科大學第四附屬醫(yī)院）醫(yī)學影像科，廣西 柳州545000

肺栓塞（PE）是由于內源性或外源性栓塞各級肺動脈管腔，并以肺部循環(huán)功能障礙為主要特征的疾?。?］。肺動脈CT血管造影成像（CTPA）是目前PE確診的首選影像學方法［2］，而雙能量CT肺灌注成像（DEPI）可以根據材料的能量吸收特性來區(qū)分組織［3］，并被提出作為一種輔助PE檢測的方法。在肺部，DEPI上的碘增強模式已被證明與平面閃爍成像和單光子發(fā)射計算機斷層掃描上的肺灌注相對應［4］。大量的研究強調CTPA對PE的診斷作用，目前PE患者運用CTPA風險評估方法有兩種：右心室-左心室直徑比作為右心功能不全的指標及梗阻評分作為血塊負擔的指標［5］。右心室/左心室徑比已被證明與PE嚴重程度和死亡率［6］有良好的相關性，利用肺栓塞指數（PAOI）和PESI評分對危險分層［5］的評價陸續(xù)有報道，而CTPA及DEPI聯(lián)合診斷PE以及對PE的危險分層相關研究較少，利用DEPI灌注缺損面積占比對PE危險分層的評估未見報道。本研究旨在分析CTPA及DEPI聯(lián)合診斷的優(yōu)勢及通過DEPI灌注缺損面積占比對PE危險分層進行評估。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究為回顧性研究，選取我院2018年1月～2020年12月共180例臨床高度懷疑為PE的患者為研究對象。納入標準：患者均行CTPA及DEPI檢查，以及心臟生物學標志物（BNP）檢查；簽署知情同意書。排除標準：對比劑過敏者；圖像質量不佳。其中23例患者因灌注圖質量不佳而被排除，其余157例診斷研究，初篩陰性，但臨床仍懷疑肺栓患者復查或做肺血管造影確診，最終共120例患者確診肺栓塞。其中男性87例，女性33例，年齡46～79（63.02±6.85）歲。本研究經醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 設備及掃描方法 采用雙源CT（SOMATOM Definition Flash，西門子）。先行胸部常規(guī)平掃，再行能量CT增強掃描。增強掃描主要參數：兩球管電壓分別設置為80 kV、140 kV，有效管電流設置為170～270 mAs、85～115 mAs。球管旋轉周期為0.28 s，螺距為0.7，準直器為128 mm×0.6 mm，視野33 cm×33 cm，基于衰減的自動管電流調制（CARE Dose 4D），控制系統(tǒng)降低輻射計量（2～3 mSv）。待平掃結束后，注射50 mL 碘海醇（350 mgI/mL，揚子江藥業(yè)集團有限公司，國藥準字H10970358），流速4.0 mL/s，后以相同速度注入10 mL生理鹽水沖管，掃描胸廓入口至膈肌水平范圍，計算肺動脈強化峰值時間；后以相同速率向管內注入80～100 mL（1.5 mL/kg）對比劑，并以40 mL生理鹽水沖管。待動脈干達到強化峰值后，延時6 s開始增強掃描。

1.2.2 圖像測量及分析 所有圖像采用D20fsmooth重建，層厚設置0.75 mm，層間距0.5 mm，重建80 kV、140 kV及加權系數為0.5的混合圖像（50%140 kV、50%80 kV）。數據圖像由Siemens工作站（Syngo.via，版本VB20A）后處理Lung PBV軟件進行圖像融合同時得到CTPA圖像及肺血流灌注圖像。用不同顏色分別比較和標注灌注缺損的部位、形態(tài)及數目。并在CTPA（3D）軟件下，觀察薄層增強的冠、矢、軸狀面成像中肺動脈血栓的位置及形態(tài)，利用勾畫ROI法分別測量每個栓塞區(qū)及對側的正常肺野，ROI直徑0.2～1.0 cm，面積在100 mm2以內，取3組測量的均值。由2位具有心胸放射診斷經驗的主治醫(yī)師分別單獨雙盲閱片測量，并取2位醫(yī)生一致性結果為最終結果。兩者不一致時，經協(xié)商達成意見統(tǒng)一。

CTPA的診斷標準：以肺動脈主干及分支血管內充盈及缺損程度分為無栓塞、部分栓塞、完全栓塞。DEPI的診斷標準：灌注無異常為左右基本對稱，色譜方向從血管發(fā)出到末梢逐步降低，灌注部分缺損為楔形或片狀的色譜減低，灌注完全缺損為藍黑色（機器默認）為主（由多種外部因素影響的灌注異常視為陰性）；灌注缺損面積計算：5個肺葉有18個肺段，以肺段為單位；＜50%的面積肺段的灌注缺陷得1分，＞50%的面積肺段的灌注缺陷得2分；肺栓塞患者節(jié)段性灌注缺損總分數與最大灌注缺損面積分數為36分（最大得分右上葉6、中葉4、下葉10、左肺上葉8、下葉8）相比得出的百分比，其中＜20%為輕危組，20%～50%為中危組，＞50%為高危組。記錄PE患者右/左心室短軸最大徑比值［7］（RV/LV，右心室三尖瓣水平位置最大短軸距與左心室二尖瓣水平點位置最寬處最大短軸距的比值），比值＞0.9定義為1，考慮右心功能不全可能，＜0.9定義為0。將BNP=100 pg/mL作為臨界值，BNP＞400 pg/mL提示患者存在心力衰竭可能，而介于兩者之間（100～400 pg/mL）則可能由肺部疾病、右心衰、肺栓塞等情況引起［8］。

1.3 PE危險分層評估

以2018中華醫(yī)學會制定的《肺血栓栓塞癥診斷和治療指南》為依據［6］，根據臨床生物學標志及影像學改變將PE分為低危組、中危組及高危組。PE低危組定義為單純存在/不存在右心功能不全的CTPA影像學依據或BNP的升高；中危組是存在右心功能不全的CTPA依據和心臟生物學標志物的升高；高危組因血流動力學不穩(wěn)定，出現低血壓，心率失常，右心功能較差。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS26.0 進行數據處理與分析，計數資料以n(%)表示，組間比較行χ2檢驗；計量資料以均數±標準差表示，組間比較行t檢驗；多組間比較采用秩和檢驗；采用ROC曲線分析CTPA的肺動脈栓塞指數與DEPI的肺動脈灌注缺損分數對患者預后評價的能力。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 CTPA與DEPI診斷PE的一致性

CTPA與DEPI診斷PE以每個肺段為單位，DEPI與CTPA 對2450 個肺段的診斷相符，診斷符合率為86.1%（2450/2844），其余診斷不一致的肺段，其中147個肺段在CTPA圖像上部分/完全肺栓塞而在肺灌注成像上呈灌注無異常。有116個肺段在肺灌注成像上出現灌注部分/完全缺損而CTPA未見明確肺栓塞征象。另有132個肺段在CTPA圖像上呈部分/完全充盈缺損而在肺灌注成像上呈完全/部分灌注缺損，結果不匹配（表1）。

表1 DEPI與CTPA診斷PE的結果Tab.1 Results of DEPI and CTPAin the diagnosis of PE(n)

2.2 CTPA、DEPI及聯(lián)合診斷對PE及非PE患者診斷的差異

對臨床及實驗室檢查高度懷疑PE患者但首次檢查不存在影像學證據，進行肺血管造影，篩查假陰性結果，發(fā)現CTPA及DEPI對PE患者診斷的差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001，表2）。

表2 CTPA與DEPI對PE患者診斷的比較Tab.2 Comparison between TPA and DEPI in the diagnosis of PE patients[n(%)]

2.3 CTPA、DEPI及聯(lián)合診斷對PE患者診斷的ROC曲線分析

CTPA、DEPI及聯(lián)合診斷對PE診斷進行ROC曲線分析得出，CTPA的AUC為0.93，特異性為96.60%，敏感度為89.20%，Youden 指數為0.83；DEPI 的AUC 為0.87，特異性為78.40%，敏感度為91.70%，Youden指數為0.70；聯(lián)合診斷的AUC為0.95，特異性為89.20%，敏感度為95.80%，Youden指數為0.85（表3、圖1）。

圖1 CTPA與DEPI對PE患者診斷嚴重程度的ROC曲線Fig.1 ROC curve of CTPA and DEPI on the diagnostic severity of PE patients.

表3 CTPA與DEPI對PE患者診斷的ROC曲線分析Tab.3 ROC curve analysis of CTPAand depi in the diagnosis of PE patients

2.4 各組肺栓塞患者灌注缺損面積與RV/LV 之間的比較

肺栓塞中危組的灌注缺損面積、BNP及RV/LV水平高于低危組，且高危組患者的灌注缺損面積、RV/LV水平高于中危組，經兩兩比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05，表4）。

表4 肺栓塞患者各組栓塞灌注缺損面積、BNP及RV/LV的比較Tab.4 Comparison of embolism perfusion defect area,BNP and RV/LV in each group of patients with pulmonary embolism

2.5 典型病例

低危組患者（圖2），女性，72歲；高危組患者（圖3），男性，60歲，診斷為肺動脈主干及肺葉分支栓塞。

圖2 低危組女性患者，72歲Fig.2 Low risk group:a 72-year-old female patient.

圖3 PAOI高危組男性患者，60歲，診斷為肺動脈主干及肺葉分支栓塞Fig.3 PAOI high-risk group:A60-year-old male patient,diagnosed with embolism of the main pulmonary artery and lobe branches.

3 討論

PE是我國臨床病死的三大原因之一，早期診斷及治療是提高臨床療效的關鍵［9-10］。目前臨床選用CTPA作為PE的診斷首選已成為共識［11］，其可通過發(fā)現肺動脈干、左右主干及各級管腔內的低密度充盈缺損狀態(tài)，確定患者栓塞程度及栓塞位置。研究顯示，CTPA單獨對中心性肺動脈評估的敏感度和特異性分別為86%和92%［2,12］。雙能量CT血管造影可以根據組織的能量吸收特性進行鑒別，并被提出作為一種輔助PE檢測的方法［13］。在肺部，雙能量CT血管造影的碘增強模式已被證明與平面閃爍成像和單光子發(fā)射CT的肺血容量相對應［14］。因此，與常規(guī)CT血管造影相比，雙能量CT血管造影可以在沒有過量輻射劑量的情況下同時評估肺血管和實質碘的分布。有研究指出DEPI與CTPA的灌注圖像對診斷及評價PE具有較好的一致性［15］。本研究結果顯示，雙能量肺灌注成像與CTPA診斷PE的符合率為86.1%，但兩者診斷不一致的肺段中，147個肺段在CTPA圖像上顯示肺栓塞而在肺灌注成像上呈灌注無異常，考慮為外周肺段動脈肺栓塞，但外周支氣管動脈代償供血了外周肺組織［16］；有116個肺段在肺灌注成像上出現灌注缺損而CTPA未見明確肺栓塞征象。可能是因為DEPI診斷亞段以下肺動脈內微小栓子的靈敏度較高，栓塞肺動脈供血區(qū)血流灌注明顯，故肺灌注成像易于顯示病變［17］；另有132個肺段在CTPA圖像上與肺灌注成像上結果不匹配，也與上述病理生理變化相關。DEPI與CTPA聯(lián)合診斷相互擬補各自診斷不足，AUC為0.95，特異性為89.20%，敏感度為95.80%，Youden指數為0.85，較CTPA和DEPI單獨診斷PE更好。

根據2018年中華醫(yī)學會定制的《肺血栓栓塞癥診治與預防指南》［6］的解讀，建議將PE患者進行一個危險分層評估，以便于醫(yī)師對患者病情嚴重程度進行準確評價，從而采取更加個體化的治療方案。PE危險分層主要基于患者血流動力學狀態(tài)、BNP及右心室功能等指標進行綜合評估。血流動力學不穩(wěn)定，右心功能較差患者為高危；血流動力學穩(wěn)定的PE，可根據是否合并右心功能不全和BNP異常將PE患者分為中危和低危。其中右心功能不全和BNP升高同時存在，歸類中危組；二者僅有一項升高，歸類低危組。PAOI是目前臨床評價肺阻塞程度的方法之一，有文獻報道，PAOI對急性肺栓塞有較好的預測價值，且其與肺動脈灌注缺損指數、RV/LV均呈現顯著的正相關性［18-19］。DEPI通過對病變區(qū)域灌溉降低或缺損的完全程度來體現肺血流變化，CTPA通過顯示血管異常反映患者肺栓塞程度，肺栓塞指數與肺動脈灌注缺損指數可半定量化DEPI及CTPA的影像結果，從而間接反應患者的肺栓塞預后程度。研究顯示，PAOI與肺動脈灌溉缺損指數與肺栓塞預后程度呈正相關，即指數越高栓塞程度越大［20-21］。也有研究提出右室與左室最大橫徑的比值可作為評估PE 患者的預后及風險程度的指標。當該比值＞1提示預后不良，當比值＞1.2則患者1月內死亡風險可增加6倍［2,22］。但關于灌注面積缺損分數與危險分層的相關性，國內尚未見研究。本研究結果顯示，灌注面積缺損分數與PE危險分層存在高度相關（P＜0.05），危險分層級別越高，灌注面積缺損分數越大，低危組、中危組及高危組患者的灌注面積缺損分數依次升高（P＜0.05）。

因此，PE對心血管的影響不僅要考慮到不同程度的肺血管阻塞的結果，還要考慮到右心室成為高壓系統(tǒng)的影響［23-24］。本研究已證明DECT灌注面積缺陷分數與RV過載相關的生理變化相關，如RV/LV和BNP。目前還沒有標準化的分析方法來評估DECT灌注面積缺陷分數與風險的相關性。但本研究仍存在局限性，回顧性研究中沒有關于PE前潛在心臟病、心功能或右心功能障礙的信息，這可能會影響CTPA及DEPI右心勞損和肺動脈高壓的存在，以及CT血管造影上的RV/LV比率；且沒有死亡原因的記錄。

綜上，DEPI可作為CTPA在PE診斷中的輔助檢查方法，并通過肺動脈灌注缺失面積分數危險分層，是一種新的臨床診療方案的選擇，適宜臨床推廣。