雙能量CT肺灌注在肺栓塞診斷及危險(xiǎn)分層中的價(jià)值

馮 慶，李 濤，李筱漾，梁洪峰，陳賽瓊，彭 鵬

1廣西醫(yī)科大學(xué)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(xué)第四附屬醫(yī)院）醫(yī)學(xué)影像科，廣西 柳州545000

肺栓塞（PE）是由于內(nèi)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(xué)方法［2］，而雙能量CT肺灌注成像（DEPI）可以根據(jù)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(qiáng)模式已被證明與平面閃爍成像和單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描上的肺灌注相對應(yīng)［4］。大量的研究強(qiáng)調(diào)CTPA對PE的診斷作用，目前PE患者運(yùn)用CTPA風(fēng)險(xiǎn)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(biāo)及梗阻評分作為血塊負(fù)擔(dān)的指標(biāo)［5］。右心室/左心室徑比已被證明與PE嚴(yán)重程度和死亡率［6］有良好的相關(guān)性，利用肺栓塞指數(shù)（PAOI）和PESI評分對危險(xiǎn)分層［5］的評價(jià)陸續(xù)有報(bào)道，而CTPA及DEPI聯(lián)合診斷PE以及對PE的危險(xiǎn)分層相關(guān)研究較少，利用DEPI灌注缺損面積占比對PE危險(xiǎn)分層的評估未見報(bào)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(xiǎn)分層進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)：患者均行CTPA及DEPI檢查，以及心臟生物學(xué)標(biāo)志物（BNP）檢查；簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：對比劑過敏者；圖像質(zhì)量不佳。其中23例患者因灌注圖質(zhì)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(fù)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(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 設(shè)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(qiáng)掃描。增強(qiáng)掃描主要參數(shù)：兩球管電壓分別設(shè)置為80 kV、140 kV，有效管電流設(shè)置為170～270 mAs、85～115 mAs。球管旋轉(zhuǎn)周期為0.28 s，螺距為0.7，準(zhǔn)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(diào)制（CARE Dose 4D），控制系統(tǒng)降低輻射計(jì)量（2～3 mSv）。待平掃結(jié)束后，注射50 mL 碘海醇（350 mgI/mL，揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)有限公司，國藥準(zhǔn)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(jì)算肺動脈強(qiáng)化峰值時(shí)間；后以相同速率向管內(nèi)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(dá)到強(qiáng)化峰值后，延時(shí)6 s開始增強(qiáng)掃描。

1.2.2 圖像測量及分析 所有圖像采用D20fsmooth重建，層厚設(shè)置0.75 mm，層間距0.5 mm，重建80 kV、140 kV及加權(quán)系數(shù)為0.5的混合圖像（50%140 kV、50%80 kV）。數(shù)據(jù)圖像由Siemens工作站（Syngo.via，版本VB20A）后處理Lung PBV軟件進(jìn)行圖像融合同時(shí)得到CTPA圖像及肺血流灌注圖像。用不同顏色分別比較和標(biāo)注灌注缺損的部位、形態(tài)及數(shù)目。并在CTPA（3D）軟件下，觀察薄層增強(qiáng)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(cè)的正常肺野，ROI直徑0.2～1.0 cm，面積在100 mm2以內(nèi)，取3組測量的均值。由2位具有心胸放射診斷經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師分別單獨(dú)雙盲閱片測量，并取2位醫(yī)生一致性結(jié)果為最終結(jié)果。兩者不一致時(shí)，經(jīng)協(xié)商達(dá)成意見統(tǒng)一。

CTPA的診斷標(biāo)準(zhǔn)：以肺動脈主干及分支血管內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)：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(lán)黑色（機(jī)器默認(rèn)）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(jì)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?jǐn)?shù)與最大灌注缺損面積分?jǐn)?shù)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(diǎn)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(xiǎn)分層評估

以2018中華醫(yī)學(xué)會制定的《肺血栓栓塞癥診斷和治療指南》為依據(jù)［6］，根據(jù)臨床生物學(xué)標(biāo)志及影像學(xué)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(xué)依據(jù)或BNP的升高；中危組是存在右心功能不全的CTPA依據(jù)和心臟生物學(xué)標(biāo)志物的升高；高危組因血流動力學(xué)不穩(wěn)定，出現(xiàn)低血壓，心率失常，右心功能較差。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS26.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，計(jì)數(shù)資料以n(%)表示，組間比較行χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較行t檢驗(yàn)；多組間比較采用秩和檢驗(yàn)；采用ROC曲線分析CTPA的肺動脈栓塞指數(shù)與DEPI的肺動脈灌注缺損分?jǐn)?shù)對患者預(yù)后評價(jià)的能力。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)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(xiàn)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(jié)果不匹配（表1）。

表1 DEPI與CTPA診斷PE的結(jié)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(shí)驗(yàn)室檢查高度懷疑PE患者但首次檢查不存在影像學(xué)證據(jù)，進(jìn)行肺血管造影，篩查假陰性結(jié)果，發(fā)現(xiàn)CTPA及DEPI對PE患者診斷的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(jìn)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(shù)為0.83；DEPI 的AUC 為0.87，特異性為78.40%，敏感度為91.70%，Youden指數(shù)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(shù)為0.85（表3、圖1）。

圖1 CTPA與DEPI對PE患者診斷嚴(yán)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(jīng)兩兩比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(guān)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(xiàn)肺動脈干、左右主干及各級管腔內(nèi)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(dú)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(jù)組織的能量吸收特性進(jìn)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(qiáng)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(yīng)［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(shí)評估肺血管和實(shí)質(zhì)碘的分布。有研究指出DEPI與CTPA的灌注圖像對診斷及評價(jià)PE具有較好的一致性［15］。本研究結(jié)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(xiàn)灌注缺損而CTPA未見明確肺栓塞征象?？赡苁且?yàn)镈EPI診斷亞段以下肺動脈內(nèi)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(jié)果不匹配，也與上述病理生理變化相關(guān)。DEPI與CTPA聯(lián)合診斷相互擬補(bǔ)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(shù)為0.85，較CTPA和DEPI單獨(dú)診斷PE更好。

根據(jù)2018年中華醫(yī)學(xué)會定制的《肺血栓栓塞癥診治與預(yù)防指南》［6］的解讀，建議將PE患者進(jìn)行一個危險(xiǎn)分層評估，以便于醫(yī)師對患者病情嚴(yán)重程度進(jìn)行準(zhǔn)確評價(jià)，從而采取更加個體化的治療方案。PE危險(xiǎn)分層主要基于患者血流動力學(xué)狀態(tài)、BNP及右心室功能等指標(biāo)進(jìn)行綜合評估。血流動力學(xué)不穩(wěn)定，右心功能較差患者為高危；血流動力學(xué)穩(wěn)定的PE，可根據(jù)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(shí)存在，歸類中危組；二者僅有一項(xiàng)升高，歸類低危組。PAOI是目前臨床評價(jià)肺阻塞程度的方法之一，有文獻(xiàn)報(bào)道，PAOI對急性肺栓塞有較好的預(yù)測價(jià)值，且其與肺動脈灌注缺損指數(shù)、RV/LV均呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)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(xiàn)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(shù)與肺動脈灌注缺損指數(shù)可半定量化DEPI及CTPA的影像結(jié)果，從而間接反應(yīng)患者的肺栓塞預(yù)后程度。研究顯示，PAOI與肺動脈灌溉缺損指數(shù)與肺栓塞預(yù)后程度呈正相關(guān)，即指數(shù)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(yù)后及風(fēng)險(xiǎn)程度的指標(biāo)。當(dāng)該比值＞1提示預(yù)后不良，當(dāng)比值＞1.2則患者1月內(nèi)死亡風(fēng)險(xiǎn)可增加6倍［2,22］。但關(guān)于灌注面積缺損分?jǐn)?shù)與危險(xiǎn)分層的相關(guān)性，國內(nèi)尚未見研究。本研究結(jié)果顯示，灌注面積缺損分?jǐn)?shù)與PE危險(xiǎn)分層存在高度相關(guān)（P＜0.05），危險(xiǎn)分層級別越高，灌注面積缺損分?jǐn)?shù)越大，低危組、中危組及高危組患者的灌注面積缺損分?jǐn)?shù)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(jié)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?jǐn)?shù)與RV過載相關(guān)的生理變化相關(guān)，如RV/LV和BNP。目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)化的分析方法來評估DECT灌注面積缺陷分?jǐn)?shù)與風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性。但本研究仍存在局限性，回顧性研究中沒有關(guān)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?jǐn)?shù)危險(xiǎn)分層，是一種新的臨床診療方案的選擇，適宜臨床推廣。