急性肺栓塞的影像檢查技術(shù)應(yīng)用進展

戚建晨 王冬青 張龍江 朱海濤，*

急性肺栓塞（acute pulmonary embolism，APE）是由于各種栓子阻塞肺動脈系統(tǒng)所致的以肺循環(huán)功能和呼吸障礙為主的臨床病理生理綜合征，是一種嚴重危及生命的心血管急癥，發(fā)病率居心血管疾病的第3 位，僅次于冠心病及腦血管意外。我國APE年發(fā)生率為0.26‰～1.45‰，由于其發(fā)病機制復(fù)雜且缺乏特異有效的診斷方法，APE 的高誤診率是造成其病死率高的原因之一[1]。文獻[2-3]報道APE 病人短期病死率為1.9%～6.6%，而存在血流動力學(xué)障礙的APE 病人病死率更是高達30%。因此，及時有效的定性診斷、病情評估和分層治療可減少APE 病人不良事件的發(fā)生，降低病死率[4]。由于APE 缺乏特異的臨床表現(xiàn)，CT 肺動脈血管成像（computed tomographic pulmonary angiography， CTPA）、肺通氣/灌注顯像（ventilation/perfusion scintigraphy，V/Q）、MR 肺血管成像（MR pulmonary angiography， MRPA）以及超聲成像等各種影像檢查方法在APE 的定性診斷中發(fā)揮重要作用。本文就各種影像檢查方法在APE 定性診斷和定量評估中的應(yīng)用及限度進行綜述。

1 病因及發(fā)病機制

APE 是內(nèi)源性或外源性栓子阻塞肺動脈或其分支引起急性肺循環(huán)障礙的臨床與病理生理綜合征，包括肺血栓栓塞癥、脂肪栓塞綜合征、羊水栓塞、空氣栓塞、腫瘤栓塞和細菌栓塞等。肺血栓栓塞癥（pulmonary thromboembolism，PTE）是最常見的肺栓塞類型。大部分的栓子來源于腹腔、盆腔和下肢深靜脈血栓[5]。APE 的病理生理學(xué)改變主要是栓子阻塞肺動脈及其分支導(dǎo)致肺血管阻力和右心室后負荷增加，進而引起右心擴大，室間隔左移和左心室功能受損。APE 病人呼吸功能不全主要是由于栓塞部位肺血流減少，肺泡死腔量增大，肺內(nèi)血流重新分布，通氣血流比例失調(diào)導(dǎo)致低氧血癥。APE 病人的臨床表現(xiàn)缺乏特異性，主要取決于肺動脈栓塞的范圍、速度、原心肺功能狀態(tài)及肺血管內(nèi)皮纖溶活性等。輕者可無明顯改變，重者可出現(xiàn)肺循環(huán)阻力增加、肺動脈高壓、急性右心功能不全及猝死等[1，4-5]。

2 APE 的影像檢查方法及評估

2.1 CTPA CTPA 是目前APE 定性診斷的首選檢查方法。CTPA 具有多角度顯示肺血管結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，可直接觀察栓子的大小、形態(tài)、位置。Stein 等[6]報道CTPA 診斷APE 的敏感度為83%，特異度為96%，陽性預(yù)測值為86%，陰性預(yù)測值為95%。但是，CTPA 對于遠端小栓子的觀察效果并不理想，且不能提供全肺的血流灌注信息，因此CTPA 對外周APE 的診斷價值受到限制。近年來，雙能量CT（dual energy computed tomography，DECT）在 APE 中的臨床應(yīng)用越來越廣泛，利用物質(zhì)間衰減值不同的特征對物質(zhì)進行區(qū)分與量化，同時聯(lián)合碘圖成像、雙能量肺灌注成像（dual energy lung perfusion imaging，DEPI）以及虛擬單能譜成像等后處理技術(shù)可獲取組織形態(tài)與功能的信息[7]。碘圖成像能夠提高肺外周栓子的檢出率，聯(lián)合CTPA 檢出外周栓子的敏感度為93.1%，特異度為98.2%，準確度為96.35%[8]。Weidman 等[9]結(jié)合碘圖成像和 CTPA 回顧性分析1 144 例APE 病人的影像表現(xiàn)，約2.3%的病人發(fā)現(xiàn)了新的栓子?；贒EPI，APE 可分為非閉塞性和閉塞性，非閉塞性表現(xiàn)為灌注程度減低，閉塞性表現(xiàn)出明顯的灌注缺損區(qū)[9-10]。Tang 等[11]研究發(fā)現(xiàn)DEPI 結(jié)合CTPA 可顯著提高外周APE 的檢出率。虛擬單能譜成像可清晰地顯示血管并減少線束硬化偽影，改善了肺外周細小動脈的顯影，提高了APE 的檢出率[12]。減影CT 作為一種新型軟件技術(shù)，在APE 檢測上的應(yīng)用受到關(guān)注。Grob 等[13]研究顯示減影CT 可特異性地診斷肺部血管、支氣管以及其他疾病造成的肺灌注異常。減影CT 具有類似于DECT 的診斷效能，可作為DECT 的替代方法用于APE 的診斷[14]。人工智能的快速發(fā)展進一步提高了CTPA 檢測 APE 的診斷效能。Weikert 等[15]基于人工智能算法在CTPA 影像上自動化檢測APE，其敏感度和特異度分別達92.7%和95.5%，表明該算法不僅能夠提高APE 檢測的準確性還可以優(yōu)化臨床危重病人的診治流程。Liu 等[16]利用人工智能技術(shù)結(jié)合CTPA 和其他影像學(xué)參數(shù)，構(gòu)建了一個具有高敏感性和可重復(fù)性的深度學(xué)習(xí)模型，可顯著提高APE 的診斷效能，并精確計算栓子體積。

CT 在APE 危險分層和預(yù)后評估中具有重要臨床價值。CTPA 影像可獲得右心室與左心室直徑比（right ventricle/left ventricle，RV/LV）和肺動脈栓塞指數(shù) （pulmonary artery obstruction index，PAOI），因此CTPA 可有效評估APE 病人預(yù)后。RV/LV 與病人的病死率有較大的相關(guān)性，當RV/LV＞1.0，提示肺栓塞病人預(yù)后不良[17]。PAOI 是評估APE 嚴重程度的半定量指標。Guo 等[18]分析PAOI 與心血管參數(shù)之間的關(guān)系，PAOI 有助于APE 病人危險分層，進而指導(dǎo)治療?；陔p能量肺灌注成像的灌注缺損評分和整體灌注指數(shù)在APE 嚴重程度定量評估、預(yù)后判斷及治療決策制定等方面具有重要的臨床價值[19]。DECT碘圖技術(shù)上血流灌注缺損程度與APE 病人右心功能障礙及存活率密切相關(guān)[20]。

綜上所述，CTPA 及其后處理技術(shù)在APE 定性和定量診斷、預(yù)后判斷和指導(dǎo)治療等方面具有非常重要的臨床價值；但CTPA 肺灌注異常的假陽性，碘劑與灌注相關(guān)參數(shù)的一致性和穩(wěn)定性，以及成像技術(shù)和輻射劑量的優(yōu)化等都是進一步改進的方向[21]。

2.2 肺V/Q 肺V/Q 是通過靜脈注射或吸入99Tcm的放射性同位素后進行顯像，對于APE 確診具有一定的臨床價值。肺灌注顯像反映肺組織的血流灌注，肺通氣顯像則反映肺組織的氣體充盈。APE V/Q顯像的典型征象是肺段或亞肺段分布灌注缺損區(qū)和肺組織通氣/灌注的不匹配?；趩喂庾影l(fā)射體層成像（SPECT）/CT 的肺V/Q 顯像可同時獲取兩肺解剖與功能信息，可顯著提高APE 診斷的準確性，并降低輻射劑量。有文獻[22]報道，SPECT/CT 診斷APE的敏感度為97.6%，特異度為95.9%，準確度為96.5%。隨著新型顯像藥物的應(yīng)用，基于正電子發(fā)射體層成像（PET）/CT 的肺V/Q 顯像技術(shù)正快速發(fā)展，并且展現(xiàn)出較好的前景?；?8Ga 的PET V/Q顯像可精確評估灌注異常的位置、形態(tài)和范圍，定量分析V/Q 的不匹配關(guān)系，顯著提高APE 的定性診斷和定量評估效能[23]。肺V/Q 顯像還可應(yīng)用于定性定量評估APE 治療（如肺動脈血栓內(nèi)膜剝脫手術(shù)、球囊肺動脈成形術(shù)及抗凝治療）前后肺血流灌注的變化，評估治療后殘余肺功能，優(yōu)化治療方案等方面。

盡管肺V/Q 顯像具有較高的敏感性，但特異性較低，假陽性率高；且基于SPECT 的肺V/Q 顯像空間分辨力較低，不能直觀地顯示栓子大小及部位[22]。

2.3 MRPA 一項多中心前瞻性研究[24]發(fā)現(xiàn)，MRPA診斷APE 的特異度為99%，敏感度為78%。三維增強MR 血管成像與 CTPA 檢測 APE 效能相當[25]。Bannas等[26]基于自由呼吸三維徑向超短回波時間MR 成像技術(shù)的3D MR 血管成像可顯示小血管和肺實質(zhì)，提高APE 的檢出率。但是，MRPA 對于肺段以下APE診斷不佳。利用具有靶向性的氟碳納米乳液19F 分子探針可實現(xiàn)早期APE 的MR 分子成像，可以彌補傳統(tǒng)MR 成像的缺陷，具有巨大的潛力。

時間動態(tài)增強MR 灌注成像可用于APE 病人的定性及定量評估，還可以提供功能相關(guān)的信息，進而評估病人預(yù)后[27]。對纖維蛋白，ⅩⅢa 因子及活化血小板進行標記的對比劑進行MR 成像可定量評估血栓負荷，但其進一步臨床轉(zhuǎn)化仍需深入研究。

由于MRPA 受心臟運動、屏氣困難、空間分辨力較差及其運動偽影等因素影響，其并非APE 首選診斷方法[28]。但是，隨著平衡穩(wěn)態(tài)自由進動序列及靜息間隔單次激發(fā)等非增強MRPA 快速成像的發(fā)展，MRPA 在APE 中的應(yīng)用具有更加廣闊的前景。

2.4 超聲成像 超聲成像具有實時成像、檢查費用低、操作簡單、影像直觀、無創(chuàng)、無輻射及可重復(fù)性高等優(yōu)點，能對肺動脈主干和右心進行快速檢查且優(yōu)于其他技術(shù)，可作為可疑高?；虼竺娣eAPE 或不能立即行CTPA 檢查病人的一線檢查手段。超聲成像對APE 的陰性預(yù)測值為40%～50%[4]。Trenker等[29]采用肺部超聲成像對臨床Wells 評分高度懷疑存在APE 而CT 檢查結(jié)果陰性的病人進行檢查，結(jié)果顯示超聲成像可提高APE 的檢出率，但該技術(shù)的適用性還需大樣本、前瞻性的研究來驗證。超聲成像對腎功能不全的APE 病人也有一定的診斷價值[30]。

在預(yù)后評估方面，超聲成像的主要作用在于發(fā)現(xiàn)病人是否存在右心室功能障礙。超聲成像顯示RV/LV 增大（RV/LV＞1）是 APE 短期死亡的獨立預(yù)測指標[17]。超聲斑點追蹤技術(shù)是定量評估心臟功能的新方法，已廣泛應(yīng)用于APE 的預(yù)后評估[31]。Dahhan等[32]采用超聲斑點追蹤技術(shù)評估APE 病人的右心室功能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)APE 病人右心室整體和側(cè)壁縱向應(yīng)變與其生存率呈負相關(guān)，表明該技術(shù)具有可改善肺栓塞嚴重程度指數(shù)預(yù)測APE 病人結(jié)局的能力。

超聲成像對APE 的定性診斷價值有限，并不能作為APE 疑似病人的推薦檢查方法，但對疑似病例的篩選檢查及危重病人的床旁檢查，或用于輔助判斷APE 病人的預(yù)后及其他心臟疾病的鑒別診斷具有重要價值[33]。

3 小結(jié)

由于CTPA 具有操作安全無創(chuàng)、方便快捷以及可重復(fù)性強的優(yōu)點，目前已成為臨床診斷及評估APE 病人的主要檢查方法。隨著雙能CT 及其后處理技術(shù)的不斷發(fā)展，使得對比劑用量不斷減低，輻射劑量不斷下降，診斷效能大幅度提高，值得進一步深入研究。人工智能的發(fā)展提高了APE 的診斷效能，將來有望通過人工智能的應(yīng)用，更便捷高效地進行量化危險分級，對APE 病人的管理具有重要的臨床價值。隨著影像技術(shù)的不斷發(fā)展，多種技術(shù)聯(lián)合檢查可以有效避免單一檢查中存在的不足，對于進一步提高APE 的超早期診斷及預(yù)后評估具有重要意義。