320層動(dòng)態(tài)容積CT灌注成像應(yīng)用于肺結(jié)核伴咯血的初步研究

渠海賢 敖國昆 袁小東 李強(qiáng) 談志遠(yuǎn) 田媛

咯血是肺結(jié)核最常見的并發(fā)癥之一，急性大咯血保守治療效果不佳，易復(fù)發(fā)且病死率較高[1]。目前，支氣管動(dòng)脈栓塞術(shù)術(shù)前主要通過CT血管造影成像(CTA)檢查明確肺內(nèi)血管形態(tài)學(xué)情況，但無法檢出肺結(jié)核患者肺內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)情況，只有在介入治療時(shí)數(shù)字減影血管造影(DSA)才可發(fā)現(xiàn)肺內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)異常，其中主要包括體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺。理論上，CT肺雙入口灌注成像技術(shù)(dual-input lung perfusion CT, DICTp)能同時(shí)對(duì)肺部的體循環(huán)和肺循環(huán)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)[2-3]。所以，筆者用DICTp技術(shù)檢測(cè)肺結(jié)核大咯血患者肺部血流動(dòng)力學(xué)情況，以反映患者肺部的血液循環(huán)狀況，同時(shí)考察異常灌注肺段數(shù)與咯血量的相關(guān)性。

材料和方法

一、臨床資料

二、CT檢查方法

采用1枚18G靜脈留置針置于一側(cè)肘前靜脈，并做碘過敏試驗(yàn)。采用Aquilion One 320層CT掃描儀(日本東芝醫(yī)療器械公司)進(jìn)行CT容積灌注掃描，掃描參數(shù)如下：電壓80 kV，電流75 mA，掃描架旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s，重建層厚0.5 mm，檢查床位置固定。平掃定位后采用高壓注射器靜脈注射60 ml碘普羅胺(370 mg I/ml，德國拜耳先靈醫(yī)藥股份有限公司)，流率4 ml/s。開始注藥時(shí)患者即屏氣，2 s后啟動(dòng)動(dòng)態(tài)容積掃描，共15次，每次間隔2 s，在30 s內(nèi)完成灌注掃描。采集到的圖像數(shù)據(jù)采用0.5 mm層厚、0.5 mm間隔進(jìn)行重建，每個(gè)容積生成320幅圖像，共產(chǎn)生4800幅初始圖像。

三、CT圖像后處理及測(cè)量

采用灌注軟件(雙入口體灌注軟件, 日本東芝醫(yī)療器械公司)對(duì)灌注圖像進(jìn)行后處理，首先對(duì)圖像進(jìn)行對(duì)位，運(yùn)行灌注軟件，自動(dòng)生成512×512矩陣編碼的彩色圖像，分別顯示肺動(dòng)脈血流量(pulmonary flow，PF)、支氣管動(dòng)脈血流量(bronchial flow，BF)及灌注指數(shù)[perfusion index，PI，PI=PF/(PF+BF)];由2名放射科醫(yī)師采用雙盲法獨(dú)立完成上述所有后處理程序，最終數(shù)據(jù)結(jié)果取兩者的平均值。測(cè)量并記錄所有肺段的灌注參數(shù)，記錄異常肺段數(shù)(灌注參數(shù)提示有體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺存在的肺段)。

四、DSA血管造影檢查

灌注掃描檢查后立即行DSA血管造影及栓塞治療，采用改良Seldinger技術(shù)穿刺股動(dòng)脈，將5 F Cobra 2導(dǎo)管分別選擇性插至雙側(cè)支氣管動(dòng)脈、各肋間動(dòng)脈和鎖骨下動(dòng)脈造影，采集DSA選擇性血管造影圖像，由2名醫(yī)師采用雙盲法獨(dú)立觀察并記錄體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺發(fā)生的肺段，記錄異常肺段數(shù)，最終結(jié)果由2名醫(yī)師共同決定。

五、數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計(jì)分析

采用 SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，利用一致性檢驗(yàn)Kappa系數(shù)分析其診斷準(zhǔn)確性，并繪制工作者受試特征曲線(ROC曲線)，得出診斷閾值。臨床咯血分為：少量咯血(0～100 ml/24 h)，中量咯血(100～300 ml/24 h)，大咯血(>300 ml/24 h)。采用Spearman秩相關(guān)分析灌注圖所見異常灌注肺段數(shù)與咯血量的相關(guān)性，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

本研究31例患者共觀察558個(gè)肺段，全部納入分析，所有患者均順利地完成了灌注掃描和介入治療，灌注圖像無顯著偽影，結(jié)果客觀可靠，CT灌注掃描的人均輻射劑量為5.82 mSv。

一、診斷效能分析

1. DSA造影發(fā)現(xiàn)異常肺段(有體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺)200個(gè)，DICTp檢出異常灌注肺段209個(gè)，一致性檢驗(yàn)Kappa系數(shù)為0.819>0.75，兩者診斷效能一致性良好(表1)。

表1 DICTp與DSA造影診斷效能的比較(個(gè))

2. ROC曲線：根據(jù)一系列不同的二分類方式(分界值或決定閾)，以真陽性率(敏感度)為縱坐標(biāo)，假陽性率(1-特異度)為橫坐標(biāo)繪制曲線。在對(duì)同一種疾病的2種或2種以上診斷方法進(jìn)行比較時(shí)，將各試驗(yàn)的ROC曲線繪制到同一坐標(biāo)中，靠近左上角的ROC曲線所代表的受試者工作最準(zhǔn)確?？赏ㄟ^分別計(jì)算各個(gè)試驗(yàn)的ROC曲線下的面積(AUC)進(jìn)行比較，AUC值最大的試驗(yàn)診斷價(jià)值最佳。本研究中ROC曲線下面積PI>PF>BF，因此PI為最佳診斷指標(biāo)，離左上角最近的點(diǎn)為PI=92.75，根據(jù)其橫、縱坐標(biāo)值計(jì)算出診斷敏感度為91.9%，特異度為89.6%。結(jié)果如圖1、表2。典型患者見圖2、3。

圖1 灌注參數(shù)診斷體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺的ROC曲線分析圖

圖2 患者，男，36歲。肺結(jié)核伴咯血患者。DSA造影顯示右支氣管動(dòng)脈(圖2A右側(cè)箭頭)和肺動(dòng)脈分支(圖2A左側(cè)箭)，形成支氣管動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺，遠(yuǎn)端肺實(shí)質(zhì)淡染(圖2B箭)

圖3 與圖2為同一例患者。灌注圖像顯示患者右肺中葉PF值下降(標(biāo)記1的區(qū)域)，BF值增高及PI值下降(與標(biāo)記2、3的區(qū)域比較)

表2灌注參數(shù)診斷體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺的ROC曲線下面積

注 PF和BF的單位均為ml·min-1·100 ml-1；PI無單位

二、異常灌注肺段數(shù)與咯血量的相關(guān)性分析

31例患者中10例發(fā)生大咯血，14例發(fā)生中量咯血，7例發(fā)生少量咯血，異常灌注肺段數(shù)2～14個(gè)，采用Spearman秩相關(guān)分析灌注圖所見異常灌注肺段數(shù)與咯血量的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.605，呈中度相關(guān)。

討 論

一、肺結(jié)核并發(fā)咯血的原因

肺由體循環(huán)和肺循環(huán)供血，生理狀態(tài)下肺循環(huán)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，病理狀態(tài)下體循環(huán)有較強(qiáng)可塑性。在肺栓塞、腫瘤、遷延性肺感染、肺組織壞死、手術(shù)創(chuàng)傷以及先天性心肺疾病的情況下，肺動(dòng)脈血流減少或需求量增加，則支氣管動(dòng)脈代償性增生，通過吻合支擴(kuò)張或直接交通增加血流量，從而引起支氣管動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺。肺結(jié)核患者，病灶內(nèi)可出現(xiàn)組織壞死、再生，病變區(qū)血管破壞、修復(fù)這樣多次反復(fù)的過程，而且體循環(huán)動(dòng)脈和肺動(dòng)脈存在明顯的壓力差，因此在血管破壞后修復(fù)的過程中出現(xiàn)體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺或肺靜脈瘺的可能性很大。肺結(jié)核伴咯血患者?？蓹z出體動(dòng)脈(支氣管動(dòng)脈、肋間動(dòng)脈、內(nèi)乳動(dòng)脈、胸廓內(nèi)動(dòng)脈等)異常增粗及瘺形成。體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺為肺結(jié)核咯血患者最常見的肺內(nèi)血管異常，占90%以上，是咯血發(fā)生及復(fù)發(fā)的主要病因[4-9]。

二、傳統(tǒng)診斷方法的缺陷

傳統(tǒng)診斷方法包括X線、纖維支氣管內(nèi)鏡、DSA、CTA等。DSA一直以來被認(rèn)為是金標(biāo)準(zhǔn)。支氣管動(dòng)脈栓塞術(shù)術(shù)前主要通過CTA檢查明確肺內(nèi)血管形態(tài)學(xué)情況，CTA檢查的不足之處在于肺動(dòng)脈、肺靜脈、支氣管動(dòng)脈同時(shí)一次性成像，不能動(dòng)態(tài)觀察對(duì)比劑在支氣管動(dòng)脈與肺動(dòng)、靜脈瘺中流向，無法顯示細(xì)小的血管網(wǎng)，因此對(duì)體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺的檢出率并不高[10-11]。

三、DICTp技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

它能分別定量評(píng)價(jià)肺部病灶的體循環(huán)和肺循環(huán)，從而使得臨床醫(yī)生能夠較全面地了解咯血患者肺部的血流動(dòng)力學(xué)情況。體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺在體循環(huán)期，對(duì)比劑順著壓力差進(jìn)入肺動(dòng)脈并灌注其肺實(shí)質(zhì)，導(dǎo)致肺實(shí)質(zhì)灌注異常，表現(xiàn)為BF值增加；而在肺動(dòng)脈期，由于沒有局部肺動(dòng)脈血供，表現(xiàn)為PF值下降。DICTp技術(shù)可敏感地檢出這些異常。結(jié)果顯示DICTp灌注成像和DSA造影在體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺的檢出上有良好的一致性，并且ROC曲線表明PI值診斷價(jià)值最佳，考慮主要是因?yàn)椋?1)體循環(huán)時(shí)對(duì)比劑經(jīng)體循環(huán)動(dòng)脈進(jìn)入肺內(nèi)，造成肺動(dòng)脈灌注相對(duì)下降(PF值下降)和支氣管動(dòng)脈灌注上升(BF值上升)，使得其比值PI意義最大。(2)由于個(gè)體差異(身高、體質(zhì)量、病史、肺結(jié)核病理類型、心臟每搏輸出量)非常大，PF及BF值的變化范圍較大，使得它們?cè)诮y(tǒng)計(jì)學(xué)上的意義有限。

局部異常灌注提示局部存在病理血管。所以，筆者合理推測(cè)，異常灌注肺段數(shù)越多，病理血管越多，咯血量越大，發(fā)生大咯血的概率也隨之升高。本研究結(jié)果得出異常灌注肺段數(shù)與咯血級(jí)別只有中度相關(guān)，這與筆者的推測(cè)不符，考慮其原因主要有：(1)咯血發(fā)生的影響因素是多方面的，異常灌注肺段的存在只是其中一個(gè)方面，其他因素諸如局部血管增粗、支氣管動(dòng)脈-肺靜脈瘺、肺動(dòng)靜脈瘺、肺結(jié)核病理類型、個(gè)體差異等，不可避免地造成了在樣本選擇和統(tǒng)計(jì)分析的過程中存在偏倚。(2)支氣管動(dòng)脈-肺靜脈瘺、肺動(dòng)靜脈瘺等其他少數(shù)造成咯血的病理血管不能被DICTp技術(shù)檢出。這些使得DICTp技術(shù)在咯血的早期診斷及治療中的臨床意義仍需進(jìn)一步探索。

筆者嘗試用320層CT的DICTp研究肺結(jié)核大咯血患者肺部血流動(dòng)力學(xué)異常。320層CT的DICTp檢出和定位體循環(huán)動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺準(zhǔn)確敏感，與DSA造影一致性良好，是評(píng)價(jià)肺結(jié)核并發(fā)咯血時(shí)肺部血流動(dòng)力學(xué)狀況的可靠工具；異常灌注肺段數(shù)與咯血級(jí)別有一定相關(guān)性，但并不具有決定性意義，其臨床應(yīng)用價(jià)值仍需進(jìn)一步探索。

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