急性肺栓塞CT成像的研究進(jìn)展

林竹瀟 綜述　　張龍江， 陳燕， 盧光明 審校

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·肺栓塞影像學(xué)專題·

急性肺栓塞CT成像的研究進(jìn)展

林竹瀟 綜述張龍江， 陳燕， 盧光明 審校

急性肺栓塞是最常見的心血管疾病之一。CT肺動(dòng)脈成像是目前臨床上診斷急性肺栓塞首選的影像檢查方法，具有非侵入性、快速、特異度高、敏感度高等優(yōu)點(diǎn)。近年來，CT肺動(dòng)脈成像的過度使用及輻射劑量等引起了廣泛關(guān)注。本文主要對急性肺栓塞的診斷、危險(xiǎn)分級的方法及CT肺動(dòng)脈成像技術(shù)的進(jìn)展等進(jìn)行綜述。

急性肺栓塞； 雙能量CT； 體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)； 血管造影術(shù)； 輻射劑量

急性肺栓塞是最常見的心血管疾病之一，發(fā)病率為0.1%，僅次于冠心病和腦卒中，3個(gè)月死亡率約15%。急性肺栓塞的臨床癥狀和體征缺乏特異性，因此僅依賴臨床表現(xiàn)難以對其進(jìn)行準(zhǔn)確診斷。影像學(xué)檢查尤其是CT肺動(dòng)脈成像因其高特異度及高敏感度，成為診斷急性肺栓塞的首選影像檢查方法。本文從急性肺栓塞的臨床診斷算法、CT在急性肺栓塞檢出和危險(xiǎn)分級中的價(jià)值及CT肺動(dòng)脈成像技術(shù)的新進(jìn)展等方面進(jìn)行綜述。

肺栓塞臨床診斷算法

急性肺栓塞的臨床表現(xiàn)無特異性，約65%的患者會(huì)出現(xiàn)胸膜性胸痛，約20%的患者有呼吸困難的癥狀，休克少見，發(fā)生率約10%，還可有深靜脈血栓形成引起的下肢腫脹等臨床表現(xiàn)。大樣本研究結(jié)果顯示，臨床懷疑肺栓塞患者的實(shí)際發(fā)生率為10%～30%[1]。為了避免不必要的CT肺動(dòng)脈成像檢查，可首先根據(jù)臨床診斷算法預(yù)測肺栓塞發(fā)生的可能性，以排除那些無需進(jìn)一步行CT肺動(dòng)脈成像檢查的患者。臨床診斷算法包括臨床決策規(guī)則和D-二聚體血漿水平測定。

目前有多種決策規(guī)則已被證實(shí)可應(yīng)用于臨床工作中，其中最常用的是Wells評分(表1)和修正的Geneva評分(表2)。

表1　Wells評分

這兩種評分可將疑似肺栓塞患者分為“不大可能組”和“很有可能組”，前瞻性研究結(jié)果表明這兩類評分標(biāo)準(zhǔn)的診斷準(zhǔn)確度類似[1]。Wells評分操作簡單，但部分項(xiàng)目主觀性較強(qiáng)；修正的Geneva評分更加客觀，臨床上可結(jié)合兩種方法對肺栓塞的可能性進(jìn)行判斷。

表2　修正的Geneva評分

D-二聚體是交聯(lián)纖維蛋白的降解產(chǎn)物，常用于急性肺栓塞的診斷。急性血栓形成會(huì)伴有血漿D-二聚體水平的升高；D-二聚體試驗(yàn)陰性預(yù)測值較高，能夠排除肺栓塞。過去所用D-二聚體的臨界值是500 μg/L，敏感度可達(dá)95%。但僅憑D-二聚體水平測定容易出現(xiàn)假陽性結(jié)果，特異度較低。年齡是影響D-二聚體假陽性率的重要因素之一，隨著患者年齡增長，D-二聚體水平隨之升高，對于年齡>50歲的患者，當(dāng)D-二聚體水平>年齡×10，則可被視為陽性結(jié)果?；仡櫺匝芯孔C明根據(jù)年齡制定相應(yīng)的臨界值是可行的[2]，可提高20%的診斷符合率，而且不會(huì)引起假陰性率的升高。

若上述評分結(jié)果顯示患者不大可能出現(xiàn)肺栓塞，且D-二聚體處于正常水平，則可排除25%～46%的疑似肺栓塞患者，無需進(jìn)行CT肺動(dòng)脈成像檢查；若評分顯示可能為肺栓塞或D-二聚體陽性則需考慮行CT肺動(dòng)脈成像檢查。

CT肺動(dòng)脈成像的臨床應(yīng)用

MSCT肺動(dòng)脈成像診斷急性肺栓塞總的特異度和敏感度分別可達(dá)89%～98%和83%～100%；在檢測亞段小血栓方面，MSCT肺動(dòng)脈成像的顯示能力等同于甚至超過核素肺通氣/灌注顯像及常規(guī)的肺動(dòng)脈造影，因此逐漸代替后兩者成為急性肺栓塞的一線檢查方法。CT肺動(dòng)脈成像結(jié)果陰性可排除肺栓塞，并能夠避免抗凝治療帶來的副作用。近年來MSCT肺動(dòng)脈成像在急性肺栓塞中的進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.周圍性肺血栓的檢出

CT肺動(dòng)脈成像診斷中心性肺動(dòng)脈栓子的陽性預(yù)測值可達(dá)98%，但對亞段栓子的陽性預(yù)測值僅為25%。盡管MSCT技術(shù)已有較大發(fā)展，能檢測周圍性栓子，但仍有部分較小的周圍性血栓被漏診。薄層CT雖能夠解決這一問題，但會(huì)因此增加醫(yī)生的工作負(fù)荷，也存在因?yàn)閭斡霸黾邮顾ㄗ訖z出的假陽性率增高的問題，反而降低了診斷準(zhǔn)確度。計(jì)算機(jī)輔助診斷(computer aided diagnosis，CAD)系統(tǒng)的應(yīng)用有助于診斷醫(yī)師更快、更精確地發(fā)現(xiàn)小栓子的存在。有文獻(xiàn)認(rèn)為CAD檢測周圍性肺動(dòng)脈栓子的敏感度可達(dá)82%，高于醫(yī)生的診斷敏感度(70%)，且不受掃描條件和圖像質(zhì)量影響，但CAD存在的假陽性需要醫(yī)生進(jìn)行進(jìn)一步評估[3]。

除了CAD系統(tǒng)外，雙能量分析軟件“Lung PBV”及“Lung vessels”也可以提高周圍性肺栓塞的檢出率[4]。首過碘對比劑強(qiáng)化程度代表了肺灌注情況，通過雙能量CT肺灌注軟件“Lung PBV”可獲得肺內(nèi)碘的分布圖像，反映靜息狀態(tài)下肺組織灌注情況。若發(fā)生肺內(nèi)血管栓塞，相應(yīng)的肺實(shí)質(zhì)內(nèi)會(huì)出現(xiàn)楔狀或三角形灌注缺損，據(jù)此可考慮肺栓塞。但應(yīng)注意其他疾病也會(huì)出現(xiàn)類似肺栓塞的灌注缺損區(qū)，與雙能量CT肺通氣成像聯(lián)合應(yīng)用可提高肺栓塞的診斷特異度。

肺血管增強(qiáng)軟件“Lung vessels”用于顯示肺血管內(nèi)的碘含量，并用不同顏色區(qū)分，紅色代表碘含量低，藍(lán)色代表碘含量高。Lee等[4]的研究顯示，“Lung vessels”軟件可提高亞段甚至亞段以下小血栓檢出的敏感度；Tang等[5]以犬模型為研究對象，發(fā)現(xiàn)“Lung vessels”軟件能夠提高亞段周圍性血栓檢測的敏感度，但會(huì)降低特異度，并且因?yàn)閭斡暗拇嬖跁?huì)出現(xiàn)假陽性結(jié)果，因此在應(yīng)用時(shí)需特別注意。

2.CT在急性肺栓塞危險(xiǎn)分級中的價(jià)值

右心負(fù)荷的評估：血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定的患者(出現(xiàn)休克或低血壓)死亡風(fēng)險(xiǎn)較高，需要盡快進(jìn)行溶栓或栓子切除術(shù)；而對血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的患者來講，病死率為1%～10%，處于低風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，可能無需入院治療。因此對急性肺栓塞進(jìn)行危險(xiǎn)分級對臨床上處理措施的選擇十分重要。臨床危險(xiǎn)因素、實(shí)驗(yàn)室參數(shù)及影像學(xué)結(jié)果都可作為分級指標(biāo)。最新研究認(rèn)為性別也會(huì)引起栓子位置和右心功能障礙發(fā)生率的差異[6]，因此肺栓塞右心負(fù)荷的評估也應(yīng)考慮這些因素。所有參數(shù)中，CT肺動(dòng)脈成像所顯示的右心室形態(tài)學(xué)改變是最常用于急性肺栓塞危險(xiǎn)分級的客觀影像學(xué)指標(biāo)。

通常，右心室/左心室直徑比值能夠衡量右心室擴(kuò)張程度。在CT軸面圖像上測量室間隔到心室游離壁內(nèi)側(cè)最大距離即心室最大短軸直徑，或者在四腔心位上測量室間隔與心內(nèi)膜間的最大距離獲得左右心室的直徑，以此計(jì)算右心室/左心室直徑比。最近的薈萃分析結(jié)果表明，右心室擴(kuò)張與肺栓塞患者在30日內(nèi)的病死率顯著相關(guān)，軸位右心室/左心室直徑比可作為評估肺栓塞患者病死率的指標(biāo)[7]。In等[8]認(rèn)為，軸面右心室/左心室直徑比和主肺動(dòng)脈直徑預(yù)測右心功能衰竭的敏感度和特異度都很高。Kumamaru等[9]則證實(shí)，排除患者有充血性心力衰竭、右心室直徑>45 mm、年齡>60歲等情況，四腔心位右心室/左心室直徑比正常(<0.9)可以排除因肺栓塞右心超負(fù)荷所致的短期死亡。盡管有文獻(xiàn)認(rèn)為，與軸面計(jì)算的右心室/左心室直徑比相比，根據(jù)四腔心位獲得的右心室/左心室直徑比提高了預(yù)測負(fù)性事件的敏感度和特異度[10]；但Henzler等[11]證實(shí)，兩者在右心功能衰竭的評估方面沒有顯著差異。右心室/左心室直徑比也可利用自動(dòng)計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，既節(jié)省人力，又提高了客觀性和精確度，還能達(dá)到與人工計(jì)算心室直徑比相同的準(zhǔn)確度[12]，并經(jīng)證實(shí)能夠應(yīng)用于臨床[13]。

除此之外，右心室/左心室體積比(>1.2)也可作為評估右心功能衰竭的指標(biāo)。首先在軸面圖像上人工畫出心室輪廓，然后利用容積分析工作站獲取左、右心室的體積。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，右心室/左心室體積比與病死率和臨床負(fù)性事件顯著相關(guān)[11]，并且右心室/左心室體積比較上述測量右心室/左心室直徑比的方法，能夠更好地預(yù)測肺栓塞患者30天內(nèi)的病死率及篩選高風(fēng)險(xiǎn)患者，且具有最高的觀察者間的一致性[14]，但心室體積計(jì)算相對耗時(shí)，而且需要專門的計(jì)算軟件，因此并不適用于突發(fā)事件[11]。

血栓負(fù)荷的評估：肺栓塞負(fù)荷可以通過多種評分方法進(jìn)行評估，根據(jù)CT肺動(dòng)脈成像測定的Qanadli肺動(dòng)脈栓塞指數(shù)[15]和Mastora肺動(dòng)脈栓塞指數(shù)[16]，是評價(jià)肺血栓負(fù)荷及其對血流動(dòng)力學(xué)影響的常用參數(shù)。Qanadli評分的計(jì)算公式為[Σ(n×d)/40]×100%[15]，其中，n代表栓塞的肺段支氣管動(dòng)脈數(shù)量(左、右肺共20個(gè)肺段，其中兩肺上葉分別有3段，兩肺下葉分別為5段，右肺中葉、左肺舌葉各2段)，d代表栓塞程度(無栓塞為0分，部分栓塞為1分，完全栓塞為2分)，最高阻塞評分為40分。肺段以上動(dòng)脈栓塞視為段動(dòng)脈完全堵塞，評分為2分；亞段級肺動(dòng)脈發(fā)生栓塞，被評價(jià)為其所屬段級肺動(dòng)脈的部分栓塞，評分為1分，肺段動(dòng)脈總分不超過2分。該評分方法綜合肺動(dòng)脈阻塞位置和阻塞程度進(jìn)行計(jì)算，并且能夠評估亞段血管的栓塞情況，具有準(zhǔn)確度高及可重復(fù)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。Mastora等[16]提出的血管阻塞指數(shù)根據(jù)阻塞程度進(jìn)行判斷，首先按照動(dòng)脈位置將肺動(dòng)脈分為5支縱隔肺動(dòng)脈(主肺動(dòng)脈干、左右肺動(dòng)脈、左右葉間動(dòng)脈)、6支葉級肺動(dòng)脈及20支段級肺動(dòng)脈(每肺上葉3支，舌葉或中葉2支，下葉5支)，將其阻塞程度分為5級 (<25%為1級，25%～49%為2級，50%～74%為3級，75%～99%為4級，100%為5級，分別記為1～5分)，計(jì)算公式是[Σ(n×d)/155]×100%，其中n代表肺動(dòng)脈內(nèi)栓子的數(shù)量(最小值為1，最大值為31)，d代表肺動(dòng)脈栓塞程度(最小值為1，最大值為5)，155分為最高阻塞評分。

然而，目前只有少數(shù)研究發(fā)現(xiàn)血栓負(fù)荷與短期內(nèi)病死率相關(guān)，大多數(shù)研究無法證實(shí)血栓負(fù)荷評分與急性肺栓塞短期病死率有顯著相關(guān)關(guān)系[17]。最近的薈萃分析顯示，肺栓塞的位置有助于急性肺栓塞患者的危險(xiǎn)分級，中心性肺栓塞比外周性肺栓塞30天內(nèi)病死率高2倍，但肺動(dòng)脈阻塞指數(shù)與急性肺栓塞患者1個(gè)月內(nèi)及3個(gè)月內(nèi)的病死率無關(guān)[18]。不一致的研究結(jié)果、復(fù)雜耗時(shí)的評分系統(tǒng)，使得這種危險(xiǎn)分級的方法作為臨床預(yù)后評估的指標(biāo)尚有爭議，臨床應(yīng)用受到限制[19]。

3.雙能量CT灌注缺損評估

肺灌注缺損范圍的大小與肺栓塞患者的預(yù)后有關(guān)。雙能量CT灌注損傷算法可對肺灌注缺損程度進(jìn)行量化評分，包括肺葉灌注缺損積分法、肺灌注缺損容積評估法等，可用于肺栓塞嚴(yán)重程度評估。肺灌注缺損積分法由Chae等[20]提出，其算法類似Qanadli評分，將兩肺分為各10段，每一段的灌注缺損程度分為3級，即正常灌注、灌注輕度減少、灌注明顯減少或灌注缺損，分別記為0～2分，最高評分為40分。灌注缺損積分即灌注缺損評分除以40。Thieme等[21]則在Chae的基礎(chǔ)上將灌注缺損分為6級 (0級：無；1級：1%～25%；2級：26%～50%；3級：51%～75%；4級：76%～99%；5級：100%)，分別記為0～5分，最大值為100。相關(guān)文獻(xiàn)證實(shí)，肺灌注缺損積分與右心室/左心室直徑比尤其是射血分?jǐn)?shù)顯著相關(guān)，可用于右心室功能障礙的評估及急性肺栓塞患者預(yù)后的預(yù)測[17]。而肺灌注容積評估法則是通過計(jì)算肺灌注缺損容積與全肺容積的比值，精確判斷肺栓塞患者的預(yù)后，篩選出不需嚴(yán)密監(jiān)測的低風(fēng)險(xiǎn)患者[22]。肺灌注血容量的定量計(jì)算也可對肺野灌注缺損進(jìn)行評估，利用雙能量CT獲得患者的肺灌注血容量分布圖，計(jì)算出每一像素代表的肺實(shí)質(zhì)的最大強(qiáng)化CT值與主肺動(dòng)脈干最大CT值的比值，進(jìn)而得到標(biāo)準(zhǔn)肺灌注血容量分布圖，從中取1個(gè)或6個(gè)興趣區(qū)計(jì)算平均值作為該患者的灌注血容量值。相關(guān)文獻(xiàn)證實(shí)，定量的肺野灌注情況可在評估疾病嚴(yán)重程度的同時(shí)，區(qū)分急性肺栓塞患者有無右心功能衰竭[23]。以上評分方法均需通過大樣本研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

CT肺動(dòng)脈成像技術(shù)研究進(jìn)展

1.低輻射劑量CT肺動(dòng)脈成像

近年來，CT肺動(dòng)脈成像檢測肺栓塞的價(jià)值在臨床獲得廣泛認(rèn)可，然而，CT肺動(dòng)脈成像的大量應(yīng)用增加了人群的輻射暴露，其潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)引起人們對輻射劑量的廣泛關(guān)注。降低CT肺動(dòng)脈成像輻射劑量已成為共識(shí)，可以通過以下兩方面實(shí)現(xiàn)：一是減少不必要的檢查，二是對CT肺動(dòng)脈成像方案進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化；前者主要是臨床醫(yī)師綜合患者病史、癥狀、體征、實(shí)驗(yàn)室檢查及利用臨床決策支持系統(tǒng)判斷進(jìn)行CT肺動(dòng)脈成像檢查的必要性[24]；作為影像醫(yī)師主要關(guān)注的是后者，對每一個(gè)個(gè)體進(jìn)行檢查時(shí)盡可能降低輻射劑量。

影響CT輻射劑量的因素包括管電流、管電壓、曝光時(shí)間、螺距、自動(dòng)曝光控制及掃描范圍等[25]，其中輻射劑量與管電壓的平方成正比，因此降低管電壓是降低輻射劑量最有效的方法[26]。有研究證實(shí)，將管電壓由120 kV降至100 kV，輻射劑量降低了約53%，且未影響肺栓塞的診斷符合率[27]。最近的研究甚至將管電壓降低至70 kV，顯著降低了CT肺動(dòng)脈檢查的輻射劑量，且同時(shí)維持了圖像的信噪比和對比噪聲比[28]，但在體質(zhì)量指數(shù)較大的患者中會(huì)存在圖像噪聲增大、圖像質(zhì)量降低的問題。自動(dòng)管電壓選擇軟件可在滿足診斷要求的前提下，選擇使容積CT劑量指數(shù)最小的管電壓。對于體質(zhì)量指數(shù)在正常范圍的患者，利用這一技術(shù)降低輻射劑量是可行的[27]。

大螺距采集技術(shù)是通過提高掃描速度達(dá)到有效降低CT肺動(dòng)脈成像輻射劑量的方法，相關(guān)研究表明，大螺距采集技術(shù)使CT肺動(dòng)脈成像的輻射劑量降低47%，并且提高了時(shí)間分辨力，降低了圖像偽影[29]，在心血管疾病中有較好的應(yīng)用前景；但該技術(shù)可導(dǎo)致圖像噪聲提高，尤其是對體質(zhì)量指數(shù)較大的患者。

降低管電壓、管電流或增大螺距將不可避免導(dǎo)致圖像噪聲的增加，采用迭代重建算法則能減少圖像噪聲，使得應(yīng)用低管電流和/或管電壓時(shí)，圖像質(zhì)量得以改善，使栓子的檢出不受影響[30]，從而達(dá)到間接降低輻射劑量的目的。有研究表明，迭代重建算法使大螺距、低管電壓CT肺動(dòng)脈成像的圖像信噪比提高了22%，對比噪聲比提高了31%[31]。

2.低對比劑CT肺動(dòng)脈成像

CT肺動(dòng)脈成像中碘對比劑的使用存在發(fā)生對比劑相關(guān)急性腎損傷的風(fēng)險(xiǎn)，因此，降低對比劑負(fù)荷也是近些年來該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。增加CT掃描速度和降低管電壓不僅能夠降低CT肺動(dòng)脈成像的輻射劑量，還能減少碘對比劑的用量。CT相關(guān)技術(shù)如大螺距CT的發(fā)展使得數(shù)據(jù)采集速度增加，縮短了最佳的肺動(dòng)脈顯示時(shí)間，從而減少了對比劑用量[32]；另外低電壓(如70 kV)穿透能力的降低和光電效應(yīng)的增強(qiáng)，更接近碘對比劑的K邊緣，使碘對比劑的固有衰減增大。降低管電壓能提高對比強(qiáng)度[33]，補(bǔ)償對比劑減少的影響。除此之外，有研究通過提高對比劑濃度，在CT肺動(dòng)脈成像過程中進(jìn)行緩慢團(tuán)注[30]，這種方式減少了對比劑用量，但并未影響主要血管的顯示。在進(jìn)行低輻射劑量、低對比劑用量CT肺動(dòng)脈成像時(shí)，建議聯(lián)合應(yīng)用迭代重建技術(shù)。Li等[34]認(rèn)為，迭代重建算法聯(lián)合大螺距、70kV管電壓的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)CT肺動(dòng)脈成像的對比劑劑量降至40 mL，并且未降低診斷符合率。

CT肺動(dòng)脈成像是目前診斷急性肺栓塞較為敏感、快速的檢查方法，在外周性肺栓塞的檢測、急性肺栓塞的危險(xiǎn)分級及預(yù)后方面也有重要價(jià)值。近年來，CT肺動(dòng)脈成像實(shí)現(xiàn)了輻射劑量和對比劑用量的雙低，且保證了診斷符合率不降低，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

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210002南京，南京軍區(qū)南京總醫(yī)院/南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬金陵醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科(林竹瀟、張龍江、盧光明)；210009江蘇省省直機(jī)關(guān)醫(yī)院腎內(nèi)科(陳燕)

林竹瀟(1992-)，女，山東濰坊人，碩士研究生，主要從事心血管影像學(xué)研究工作。

盧光明，E-mail：cjr.luguangming@vip.163.com；陳燕，E-mail：chenyanwws@sina.com

R563.5; R814.42

A

1000-0313(2016)09-0846-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.09.011

2016-06-13

2016-07-01)