影像學(xué)檢查在肺動(dòng)脈栓塞中的診斷價(jià)值及研究新進(jìn)展

黃 夏，吳英寧（通信作者）

（百色市右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科 廣西 百色 533000）

肺動(dòng)脈栓塞（embolism of pulmonary artery，PE）指的是各種內(nèi)/外源性栓子堵塞肺動(dòng)脈或其分支引起肺循環(huán)障礙的臨床和病理生理綜合征。在歐洲的相關(guān)調(diào)研中，PE每年的發(fā)病率為60～80/10萬[1]，而且大多數(shù)致命性PE在院外突然發(fā)生，多數(shù)僅在死后診斷[2]。研究發(fā)現(xiàn)新型冠狀病毒（COVID-19）與促凝狀態(tài)相關(guān)，肺栓塞的合并發(fā)生率達(dá)到21%（95%CI：18）～24%[3]；當(dāng)今隨著新冠病毒的蔓延、人口老齡化、多排螺旋CT的普及等原因，PE的發(fā)病率正逐漸增高，如何早期并明確診斷是降低死亡率及改善預(yù)后的關(guān)鍵。

1 肺動(dòng)脈栓塞的診斷

目前診斷PE主要通過臨床診斷及輔助診斷（主要為實(shí)驗(yàn)室檢查、影像學(xué)檢查）。

臨床診斷的主要內(nèi)容是相應(yīng)的臨床癥狀和體征，包括突發(fā)的胸痛、呼吸困難等，栓子栓塞的部位及嚴(yán)重程度導(dǎo)致臨床表現(xiàn)缺乏特異性，甚至有些患者無癥狀，僅在發(fā)現(xiàn)下肢深靜脈栓塞后進(jìn)行的CT肺動(dòng)脈造影（CT pulmonary angiography，CTPA）檢查中偶然發(fā)現(xiàn)，因此需要結(jié)合輔助檢查進(jìn)行綜合分析方可確診。

PE相關(guān)性較高的生物學(xué)標(biāo)志物是D-二聚體，其與身體高凝狀態(tài)相關(guān)，數(shù)值處于正常范圍時(shí)對排除PE具有較高價(jià)值，雖其對PE的敏感性很高、特異性卻很低（僅為40%）[4]。盡管如此，有學(xué)者認(rèn)為超過4 000 ng/mL的臨界值可對可疑PE患者做出良好的陽性預(yù)測[5]。也有學(xué)者認(rèn)為可以基于D-二聚體試驗(yàn)陽性結(jié)果來制定決策規(guī)則指導(dǎo)臨床，并預(yù)測PE的可能性，減少不必要的CTPA檢查[6]。心臟生物學(xué)標(biāo)記物（腦鈉肽BNP、肌鈣蛋白等）的檢測可以提供右心功能障礙和中等風(fēng)險(xiǎn)PE的證據(jù)，而右心功能障礙與PE三個(gè)月內(nèi)的死亡率相關(guān)，對危險(xiǎn)分層及評估具有一定意義[7]。

由于PE缺乏特異性的臨床表現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)室檢查特異性也不高，使得臨床無法及時(shí)得到確切診斷。影像學(xué)檢查是確診PE的關(guān)鍵，近年隨著影像設(shè)備的發(fā)展及新技術(shù)的出現(xiàn)，使得PE的診斷具有更多選擇。

2 不同影像學(xué)檢查對PE的診斷價(jià)值及研究新進(jìn)展

2.1 超聲

超聲心動(dòng)圖可在肉眼下直接觀測肺動(dòng)脈主干及左右分支的栓子回聲，但位于葉級肺動(dòng)脈及以下就無法直接診斷，但超聲可以進(jìn)行右心功能評估及下肢靜脈血栓的篩查。PE合并右心功能不全的患者死亡率明顯高于右心功能良好者，在超聲下觀測右心室活動(dòng)減退、右心室/左心室橫徑的比值升高可作為右心室功能障礙及PE嚴(yán)重程度的指標(biāo)[8]，對患者的預(yù)后具有重要意義。深靜脈血栓是PE復(fù)發(fā)的危險(xiǎn)因素之一，進(jìn)行連續(xù)的下肢靜脈超聲檢查排查深靜脈血栓也是指導(dǎo)臨床抗凝的有力指征。

2.2 CT肺動(dòng)脈造影（CT pulmonary angiography，CTPA）

由于CTPA對PE的敏感性及特異性高、掃描速度快、良好的空間分辨率以及可以多平面重建的能力，已經(jīng)成為診斷PE的首選檢查方法。肺動(dòng)脈栓子在高密度碘對比劑襯托下，表現(xiàn)為低密度的充盈缺損，因此CTPA可以直接顯示血管內(nèi)栓子而診斷PE，通過后處理軟件還可進(jìn)行多平面重建進(jìn)行多方位的觀測栓子的形態(tài)，提高診斷的準(zhǔn)確性；相比段以上肺動(dòng)脈的栓子，CTPA對亞段及以下栓子敏感性及特異性明顯下降，對小栓子的檢出情況存在不足。

CTPA可評估右心功能，在CTPA圖像上可測量右心室/左心室橫徑比，比值＞1時(shí)可診斷為右心功能不全，有研究表明其與肺栓塞的嚴(yán)重程度及死亡率相關(guān)[9]；CT上右心室增大被獨(dú)立確定為影響死亡率的危險(xiǎn)因素[10]，但對于孤立的右心室擴(kuò)張，應(yīng)先排除患者近期是否有機(jī)械通氣和其他心臟疾病而導(dǎo)致的右心室增大。

肺動(dòng)脈栓塞指數(shù)（pulmonary artery obstruction index，PAOI）與急性肺栓塞危險(xiǎn)程度分層具備相關(guān)性，周果等[11]的相關(guān)研究表明，在CTPA上運(yùn)用該指數(shù)對PE患者進(jìn)行危險(xiǎn)程度評估，可指導(dǎo)臨床下一步的治療方案。

2.3 能譜CT（energy spectrum CT）

2005年西門子公司推出了劃時(shí)代的雙源CT（dual source CT），相比一般的CT，其特點(diǎn)是由雙球管、雙探測器組成，雙球管可以發(fā)出高、低兩組能量，在得到CTPA圖像的同時(shí)，利用能量減影還可以得到肺的灌注圖，使PE從常規(guī)CTPA的形態(tài)學(xué)邁向功能學(xué)診斷的進(jìn)程。

2008年，GE公司在北美放射學(xué)年會(huì)發(fā)布了具有單源瞬時(shí)kVp切換功能的寶石能譜CT，標(biāo)志著能譜CT的另一里程碑。對比傳統(tǒng)混合能量的CTPA，能譜CT單能量成像具備更豐富的診斷信息。在40～70 keV的低能量水平下，可以提高肺動(dòng)脈內(nèi)碘對比劑與栓子之間的對比，提高診斷的準(zhǔn)確率及信心、優(yōu)化圖像質(zhì)量，并且使用低劑量的對比劑也可以得到與常規(guī)CTPA同等質(zhì)量的圖像[12]；在80～140 keV高能量水平下會(huì)降低對比度，但可以減少硬化偽影。

能譜CT物質(zhì)分離功能可用水和碘來作為基物質(zhì)對體現(xiàn)肺組織分布的碘或水含量，因此碘基圖相當(dāng)于實(shí)時(shí)的肺灌注圖，能顯示肺栓塞帶來的灌注缺損區(qū)域，還能測量栓塞區(qū)域的碘值，量化肺灌注情況，體現(xiàn)PE的嚴(yán)重程度，并提高段以下肺動(dòng)脈小栓子的檢出率[13]，一定程度上彌補(bǔ)了CTPA對亞段以下栓子敏感性、特異性不足的問題，二者互相補(bǔ)充可以提高診斷準(zhǔn)確性及信心。

2.4 減影計(jì)算機(jī)斷層掃描（subtraction computed tomography，SCT）

SCT主要成像原理是增強(qiáng)后的CT圖像減去未增強(qiáng)圖像，獲得碘分布相當(dāng)肺灌注信息。能譜CT通過物質(zhì)分離功能得到碘基圖，SCT是基于軟件算法利用兩次掃描得到的碘濃度差獲得，但二者得到的碘基圖在檢測PE方面的診斷性能相當(dāng)，且SCT具備更高的信噪比[14]，對比能譜CT而言，SCT是一種更為簡單、快速、低成本顯示肺灌注的方法。

由于SCT是增強(qiáng)前后兩次掃描，因此患者的呼吸、心跳等運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致得到的肺灌注圖存在一定偏倚，因此需要運(yùn)用到運(yùn)動(dòng)矯正軟件，但不需要額外的硬件，成本相對低廉，適用于更廣泛的應(yīng)用，尤其是隨著配準(zhǔn)算法性能和速度的提高，SCT的識別準(zhǔn)確度也越來越高。Dagmar Grob[15]認(rèn)為未來SCT或許能進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集及減少小結(jié)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)偽影，從而成為能譜CT的一種替代方法。

2.5 磁共振

磁共振肺動(dòng)脈血管造影（magnetic resonance pulmonary angiography，MRPA）相比CTPA使用了比碘更安全的釓對比劑，無電離輻射，但成像時(shí)間長、需多次屏氣意味著需要患者更多的配合，對老人、大面積栓塞、呼吸困難等患者來說是巨大挑戰(zhàn)，一些不可控的呼吸運(yùn)動(dòng)偽影也會(huì)導(dǎo)致圖像的模糊、變形，影響栓子的檢出。QING FU[16]的一項(xiàng)研究表明MRPA對PE的敏感性從中央葉水平（70.6%～80.0%）下降到低水平（41.7%），但特異性從98.6%升高到100.0%，亞段以下肺動(dòng)脈的栓子檢出仍存在一定局限性。隨著更快速的掃描序列（LAVA序列等）的出現(xiàn)，使得成像時(shí)間、屏氣時(shí)間縮短，空間分辨力提高[17]，對不具備CTPA檢查條件的病人來說，磁共振檢查具備一定的發(fā)展前景。

2.6 核素肺通氣/灌注顯像（V/Q顯像）

V/Q顯像通過吸入和（或）靜脈注射核素，顯示肺組織通氣/灌注情況，具有較高的敏感性，但由于是二維平面顯像，影像重疊及肺內(nèi)病變干擾導(dǎo)致假陽性較多，特異性不足。V/Q SPECT作為V/Q平面成像的一種進(jìn)階方法，將圖像由二維變?yōu)槿S結(jié)構(gòu)，診斷PE的敏感性和特異性進(jìn)一步提高。而V/Q SPECT/CT是將V/Q SPECT與CT結(jié)合起來，在顯示通氣灌注功能的同時(shí)，得到CT三維解剖結(jié)構(gòu)，對一些灌注異常區(qū)域如肺氣腫、肺纖維化、肺實(shí)變、腫瘤等做出合理解釋。有研究[18]表明V/Q顯像檢測PE的敏感性為86.9%，特異性為39.5%，而V/Q SPECT提高了檢出率，敏感性為91.3%，特異性為55.8%，增加CT掃描后的V/Q SPECT/CT敏感性達(dá)到100.0%，特異性達(dá)到97.6%。由于V/Q SPECT/CT的輻射劑量明顯低于CTPA，無明顯對比劑不良反應(yīng)，并具備高敏感性及特異性，特別對年輕人、腎功能受損病人，成為替代CTPA的一種備選影像學(xué)檢查方式。

2.7 X線肺動(dòng)脈造影

診斷PE的金標(biāo)準(zhǔn)是X線肺動(dòng)脈造影，但由于是有創(chuàng)、侵入性的檢查方式，存在手術(shù)并發(fā)癥及相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，造影劑用量較大，腎功能重度受損、心衰等患者均禁忌檢查，現(xiàn)逐漸被CTPA所取代。而價(jià)格昂貴及基層醫(yī)院設(shè)備落后也成為限制其使用的因素。對于高危、溶栓效果不好的患者，可以在X線肺動(dòng)脈造影下，進(jìn)行導(dǎo)管導(dǎo)向溶栓，從而取代傳統(tǒng)的手術(shù)取栓，研究表明導(dǎo)管導(dǎo)向溶栓可以降低24 h的右心室/左心室橫徑比及肺動(dòng)脈高壓程度[19]，緩解右心功能負(fù)擔(dān)。對于非血栓性栓塞，比如異物、肺動(dòng)脈肉瘤等，同樣需要在X線造影下進(jìn)行診斷及治療。雖然X線肺動(dòng)脈造影不作為常規(guī)診斷PE的檢查方式，但在輔助治療上的具有較高價(jià)值。

2.8 計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)（computer aided diagnosis，CAD）

CTPA目前是診斷PE的常規(guī)手段，但由于肺動(dòng)脈結(jié)構(gòu)復(fù)雜、個(gè)體差異、CTPA圖像層數(shù)過多、栓子形態(tài)多樣等因素，使得放射科醫(yī)師需要耗費(fèi)大量的精力和時(shí)間，尤其是在纖細(xì)的亞段以下肺動(dòng)脈中尋找栓子；近年來CAD成為熱門研究對象，類似于目前國內(nèi)的肺結(jié)節(jié)的人工智能識別，可以自動(dòng)識別CTPA中栓子的數(shù)量及位置，從而提高放射科醫(yī)師的診斷效率。

Li[20]的研究表明，基于深度學(xué)習(xí)的CAD具有90.9%的良好靈敏度和2.0%的平均誤報(bào)率，對于段以上的肺栓子檢出率較高，但由于偽影、造影劑填充不良、容積效應(yīng)等因素，亞段以下肺動(dòng)脈栓子誤報(bào)率較高，無法代替人腦來滿足目前的診斷需求，因此人工智能仍需通過更大的樣本量學(xué)習(xí)來提高準(zhǔn)確性。隨著計(jì)算機(jī)水平及人工智能的不斷發(fā)展，相信人工智能輔助診斷會(huì)成為未來的醫(yī)療趨勢。

3 結(jié)語

綜上所述，PE是一種危險(xiǎn)的常見病，而影像學(xué)檢查是其中關(guān)鍵的一環(huán)。診斷PE的金標(biāo)準(zhǔn)是X線肺動(dòng)脈造影，但有創(chuàng)、高輻射、高造影劑用量的檢查方式帶來了相應(yīng)的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及禁忌證，正逐漸被CTPA所取代，但在X線肺動(dòng)脈造影下進(jìn)行導(dǎo)管導(dǎo)向溶栓、手術(shù)取栓等輔助治療上仍具有較高價(jià)值；目前診斷PE的首選檢查方法是CTPA，其具備掃描時(shí)間短、特異性及敏感性高、圖像分辨力高等優(yōu)點(diǎn)，可以直接顯示栓子的充盈缺損改變，但欠缺對段以下肺動(dòng)脈栓子檢出能力。

能譜CT的出現(xiàn)，使得診斷PE邁向功能診斷的新篇章，可以顯示段以下肺動(dòng)脈栓子所致的灌注缺損，彌補(bǔ)了CTPA小栓子檢出能力不足的問題，但并非所有栓子都會(huì)造成遠(yuǎn)端的肺組織灌注缺損，結(jié)合CTPA進(jìn)行形態(tài)學(xué)和功能學(xué)的綜合分析，或?qū)⒊蔀樵\斷PE的趨勢；SCT不需要昂貴的專用硬件，通過軟件算法，就可以得到類似能譜CT的肺灌注碘圖，且診斷性能與能譜CT相當(dāng)，雖然受制于原始圖像質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)矯正軟件的精準(zhǔn)度，但仍是獲取肺灌注圖像較為簡單、便捷的一種方法。

V/Q SPECT/CT是CTPA的替代檢查方法，具備低輻射、無明顯禁忌證等優(yōu)點(diǎn)，在評估PE方面具備高度的敏感性和陰性預(yù)測值，具備廣闊的發(fā)展前景；磁共振同樣是CTPA的替代檢查方法，但其成像時(shí)間長，需要患者多次屏氣，圖像質(zhì)量跟患者的配合度相關(guān)，在段以下肺動(dòng)脈敏感度較差，通常不作為常規(guī)的檢查方式；超聲較其他檢查方法具備高機(jī)動(dòng)性，雖無法直接診斷大多數(shù)栓子，但在評估右心功能、篩查下肢靜脈血栓等具備一定價(jià)值。目前，CAD對于段以下肺動(dòng)脈栓子的誤報(bào)率較高，技術(shù)未完全成熟，但隨著人工智能的進(jìn)步及大樣本的深度學(xué)習(xí)，在未來或許可以大幅提升識別的準(zhǔn)確性，取代人工、優(yōu)化醫(yī)療資源。X線平片對PE的診斷價(jià)值不大，在本綜述中不做描述。

每一種影像檢查都有其價(jià)值，不同的患者應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的檢查方式，多種影像學(xué)檢查的聯(lián)合應(yīng)用將大大提升PE的診斷準(zhǔn)確性，提供更全面的病情評估，給予臨床信心。