IQon能譜CT碘圖與單能量圖對肺栓塞診斷的準確率對比

韓晶　王成

【摘要】 目的：對比IQon能譜CT碘圖與單能量圖對肺栓塞診斷的準確率。方法：選擇2020年6月-2022年6月在蘇州科技城醫(yī)院進行CT檢查的100疑似肺栓塞患者，所有患者均使用能譜模式進行掃描，通過系統軟件對患者的CT碘圖與單能量圖進行分析，以肺動脈CT血管造影（CT angiography，CTA）為金標準，對比兩種圖像對肺栓塞檢查的準確率、特異度、敏感度及肺動脈栓子診斷符合率。結果：100例疑似肺栓塞患者經肺動脈CTA檢查確診的患者88例，12例為非肺栓塞，碘圖對肺栓塞診斷的準確率為97.00%，單能量圖診斷的準確率為85.00%，碘圖高于單能量圖（P<0.05）；碘圖敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值分別為97.73%、91.67%、98.90%、91.70%，單能量圖診斷的敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值分別為87.50%、66.67%、95.10%、42.11%，碘圖與單能量圖敏感度和陰性預測值差異均有統計學意義（P<0.05），特異度、陽性預測值差異均無統計學意義（P>0.05）；在88例確診患者中，肺動脈CTA檢測出栓子共計106個，其中1級栓子數量為21個，2級37個，3級25個，4級23個；碘圖檢出1級栓子數量符合21個，2級36個，3級25個，4級22個；單能量圖檢出1級栓子數量符合15個，2級30個，3級18個，4級17個；碘圖檢查的符合率高于單能量圖檢查（P<0.05）。結論：碘圖檢查的準確率、敏感度、陰性預測值均高于單能量圖，對于微小肺動脈栓子檢查的符合率高于單能量圖，為臨床治療提供依據。

【關鍵詞】 IQon能譜CT 肺動脈栓子 單能量圖 CT碘圖 肺栓塞

Comparative Study on the Accuracy of IQon Spectral CT Iodine Map and Single Energy Map in the Diagnosis of Pulmonary Embolism/HAN Jing， WANG Cheng. //Medical Innovation of China， 2023， 20（09）： -146

[Abstract] Objective： To compare the accuracy of IQon spectral CT iodine map and single energy map in the diagnosis of pulmonary embolism. Method： A total of 100 patients with suspected pulmonary embolism who underwent CT examination in Suzhou Science and Technology City Hospital from June 2020 to June 2022 were selected. All patients were scanned with energy spectrum mode， and the CT iodine map and single energy map of patients were analyzed by system software. Using CT angiography of pulmonary artery （CTA） as the gold standard， the accuracy， specificity， sensitivity of the two images for pulmonary embolism and the coincidence rate of emboli in the pulmonary artery were compared. Result： Among the 100 patients with suspected pulmonary embolism， 88 patients were diagnosed by pulmonary CTA， and 12 patients were diagnosed as non-pulmonary embolism. The diagnostic accuracy of iodine map for pulmonary embolism was 97.00%， and the diagnostic accuracy of single energy map was 85.00%， diagnostic accuracy of iodine map was higher than that of single energy map （P<0.05）. The sensitivity， specificity， positive and negative predictive values of iodine map were 97.73%， 91.67%， 98.90%， 91.70%， respectively. The specificity， sensitivity， positive and negative predictive values of single energy map were 87.50%， 66.67%， 95.10%， 42.11%， respectively. The sensitivity and negative predictive value of iodine map and single energy map were statistical different （P<0.05）， and the specificity， positive predictive value were not statistical different （P>0.05）. A total of 106 emboli were detected in the 88 patients with pulmonary artery CTA， including 21 emboli in grade 1， 37 in grade 2， 25 in grade 3 and 23 in grade 4. Iodine map detected for conformity 21 emboli of grade 1， 36 of grade 2， 25 of grade 3， and 22 of grade 4. Single energy map detected for conformity 15 emboli in grade 1， 30 in grade 2， 18 in grade 3， and 17 in grade 4. The coincidence rate of iodine map was higher than that of single energy map （P<0.05）. Conclusion： The accuracy， sensitivity and negative predictive value of iodine map are higher than those of single energy map， and the coincidence rate of iodine map for small pulmonary emboli is higher than that of single energy map， which provides a basis for clinical treatment.

[Key words] IQon spectral CT Emboli of the pulmonary artery Single energy map CT iodine map Pulmonary embolism

First-author's address： Suzhou Science and Technology City Hospital， Jiangsu Province， Suzhou 215163， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2023.09.034

肺栓塞（pulmonary embolism，PE）是因栓子存在造成肺動脈堵塞進一步導致肺循環(huán)障礙，急性肺栓塞是內科急癥，病情變化快，患者發(fā)病后會出現呼吸困難、胸痛等癥狀[1]。慢性肺栓塞患者在疾病早期無明顯特異癥狀，隨著病程加長疾病進行性發(fā)展，會發(fā)生嚴重的肺動脈高壓。PE的主要發(fā)病位置為肺葉、肺動脈分支及肺段動脈，常導致多處血管受累。有研究顯示，PE栓子有80%～95%來源于下肢深靜脈血栓（deep venous thrombosis，DVT），與血液高凝、血管壁損傷有關[2]。PE是常見的心血管疾病，臨床不具有特異表現且病情進展快，具有較高的致死率，其死亡率和發(fā)病率僅次于腦卒中和冠心病，位居心腦血管疾病的第三位。所以早期的診斷和治療，阻斷疾病的繼續(xù)發(fā)展，是改善患者預后，減少死亡率的關鍵。影像學檢查對PE的診斷具有較為重要的意義和作用，其中以數字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、肺動脈造影（pulmonary arteriography，PAA）及肺動脈CT血管造影（CT angiography，CTA）等為主要檢查方式。

以往將PAA作為PE的金標準，通過檢查能有效顯示血管的充盈及缺損情況，也能夠準確地顯示灌注情況，診斷結果準確，漏診和誤診率低。但是PAA屬于有創(chuàng)檢查，有研究顯示，進行PAA檢查時，對操作者的技術和操作的設備同時具有較高要求，且容易導致患者出現并發(fā)癥甚至造成死亡，所以在臨床應用受限[3]。CTA為非入侵性檢查，操作簡單、安全性高且具有較高的準確率，已經逐漸成為診斷肺栓塞的首選影像檢查方法，現將CTA檢查作為診斷PE的金標準，提升對肺栓塞診斷的準確率，為患者臨床診療或活動的開展提供早期診斷依據。

CT診斷肺栓塞具有高效、無創(chuàng)且并發(fā)癥少的優(yōu)點，能夠將胸肺疾病在診斷中帶來的影響降至最低，能夠對臨床治療做出指導，同時評價患者的治療效果。隨著近年能譜CT的普及，在PE的檢查和診斷中應用效果顯著，由于能譜CT在獲得單能量圖的同時獲得碘圖，通過對比劑的使用，對肺動脈的微小栓子的檢出率較為理想[4]。本次將對IQon能譜CT碘圖與單能量圖對肺栓塞診斷的準確率進行對比探究，具體如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇于2020年6月-2022年6月在蘇州科技城醫(yī)院進行CT檢查的100例疑似肺栓塞患者。納入標準：（1）確診患者符合文獻[5]《急性肺栓塞診斷與治療中國專家共識（2015）》中對肺栓塞的診斷標準；（2）出現呼吸困難、胸痛等癥狀；（3）聽力、語言功能正常，能配合檢查；（4）意識清楚。排除標準：（1）肺炎；（2）心臟瓣膜異常；（3）慢性阻塞性肺心??；（4）支氣管哮喘；（5）合并惡性腫瘤；（6）精神障礙；（7）對碘造影劑過敏；（8）檢查中無法配合呼吸；（9）不能取仰臥位；（10）腎功能不全；（11）免疫系統疾病。研究經本院醫(yī)學倫理委員會審核通過?；颊邔ρ芯績热葜椴⒑炇鹜鈺?。

1.2 方法 所有患者均進行CT檢查，使用Philips IQon（飛利浦公司）能譜CT機進行掃描。患者準備：在檢查前將隨身的金屬物品去除，協助患者置于檢查床的中心位置，雙手上舉或者置于身體兩側。檢查前指導患者進行呼吸訓練，患者在檢查過程中配合吸氣和呼氣，于深吸氣末囑患者屏氣并掃描。掃描范圍：由胸廓入口起至膈肌水平結束；參數設置：電壓設置為120 kV，電流設置82 mAs；掃描時間4.2 s；視野50×50 cm；層厚5 mm；探測器寬度0.625 mm×64；注射對比劑：經肘靜脈使用高壓注射器以4 mL/s的速度注射碘海醇（生產廠家：福安藥業(yè)集團寧波天衡制藥有限公司，批準文號：國藥準字H20083566，規(guī)格：50 mL︰25.9 g）對比劑50 mL，對比劑注射結束，以相同速度注射40 mL 0.9%的生理鹽水；設置閾值120 HU，于肺動脈主干層面掃描。進行圖像重建：完成肺動脈掃描之后，原始掃描數據進行重建，層厚1.250 mm，層距0.625 mm。

圖像處理：使用系統專門的圖像處理軟件，以單能量重建算法為基礎，在收集到原始數據后就進行重建，將數據重建成1.25 mm的圖像集合并上傳至工作站進行圖像分析。單能量圖觀察：窗位選擇50 HU，窗寬選擇600 HU。能譜CT的單能量圖觀察可采用70 keV的能量圖譜完成，結節(jié)相對均勻的區(qū)域為感興趣區(qū)域，以胸主動脈為背景，對CT值進行測量并保留。標準差：圖像噪聲（BN）為胸主動脈的標準差；最佳對比度噪聲比（CNR）=（CT值-胸主動脈CT值）/BN。碘圖觀察：窗位（75±10）100 μg/cm3，窗寬（175±10）100 μg/cm3；選擇感興趣區(qū)對栓塞區(qū)的碘含量值進行測量，以對側相同的正常區(qū)域作為首選為對照區(qū)，在對側相同區(qū)域有栓塞的存在則選擇臨近的正常區(qū)域作為檢查的對照區(qū)，每個栓塞取和對照區(qū)為一組，每組進行三次測量，取平均值，以保證感興趣區(qū)域面積能夠保持一致。在進行單能量圖與電臺與分析時，由兩名有5年以上臨床工作經驗的醫(yī)師對患者的碘圖和單能量圖觀察分析，發(fā)現肺動脈內存在栓子、有血栓形成即診斷為陽性，確定栓子數量，根據栓子的位置將栓子分為1～4級，分別記錄數量。

1.3 觀察指標及評價標準 以CTA診斷為金標準，統計肺栓塞檢查的準確率、特異度、敏感度及肺動脈栓子診斷符合率。肺動脈栓子分級：按照栓子處于的肺動脈血管的位置（干、葉、段、亞段）將栓子分成1～4級。

1.4 統計學處理 應用SPSS 24.0進行統計學處理，計數資料采用率（%）表示，應用字2檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患者一般資料 男52例，女48例，年齡38～73歲，平均（57.69±3.27）歲，高血壓病史25例，下肢血栓史17例。

2.2 碘圖與單能量圖對肺栓塞診斷結果對比 100例疑似肺栓塞患者經肺動脈CTA檢查確診的患者有88例，12例為非肺栓塞，碘圖對肺栓塞診斷的準確率為97.00%，單能量圖診斷的準確率為85.00%，碘圖高于單能量圖（字2=8.791，P=0.003），見表1。

2.3 碘圖與單能量圖診斷肺栓塞的特異度、敏感度、陽性預測值、陰性預測值對比 碘圖敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值分別為97.73%、91.67%、98.90%、91.70%，單能量圖診斷的敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值分別為87.50%、66.67%、95.10%、42.11%，碘圖的敏感度、陰性預測值均高于單能量圖（字2=6.728、5.783，P=0.009、0.016），兩種檢查方法的特異度、陽性預測值差異均無統計學意義（字2=2.274、2.085，P=0.132、0.149），見表2。

2.4 碘圖與單能量圖對栓子數量、等級診斷的符合率對比 在88例確診患者中，肺動脈CTA檢測出栓子共計106個，其中1級栓子數量21個，2級37個，3級25個，4級23個；碘圖檢出1級栓子數量符合21個，2級36個，3級25個，4級22個；單能量圖檢出1級栓子數量符合15個，2級30個，3級18個，4級17個；碘圖檢查的符合率高于單能量圖檢查（P<0.05），見表3。

3 討論

3.1 肺栓塞形成和預防 肺栓塞的發(fā)生主要與惡性腫瘤、長期臥床、靜脈血栓病史，以及患者有下肢麻痹的神經系統疾病等有關[6]。長期臥床的患者容易發(fā)生下肢靜脈血栓，大部分是由于腦血管意外住院，而在腦血管意外的患者中以腦動脈硬化繼發(fā)血栓居多，發(fā)病后會有偏癱等后遺癥的發(fā)生，這些患者需長期臥床，腦血管意外患者的血液處于高凝狀態(tài)，加之長期臥床，增加血栓形成的風險。

下肢深靜脈血栓形成后，隨時可能發(fā)生脫落，一旦血栓脫落，就會隨著血流，沿著靜脈系統進入右心房，通過右心房進入右心室最后進入肺動脈，導致肺栓塞的發(fā)生，嚴重可誘發(fā)肺動脈梗死，最終導致患者死亡[7]。既往下肢靜脈血栓形成患者發(fā)病后的15～20 d內需絕對臥床，以防止血栓脫落，切忌擠壓及按摩患肢[8]。對于病情嚴重，日?；顒邮芟薜幕颊撸瑧笇Щ颊叩募覍賹ζ溥M行被動按摩，促進下肢血液流動，降低血栓的發(fā)生率。

惡性腫瘤患者發(fā)生肺栓塞的機制和病因尚不能明確，但是可以確定的是惡性腫瘤患者的血液處于高凝狀態(tài)，此外，使用抗腫瘤藥物、血小板激活等共同作用，導致了患者機體凝血與抗凝血系統失衡，而增加血栓的發(fā)生風險。惡性腫瘤患者缺乏日?；顒蛹澳[瘤細胞壓迫血管，造成患者的血流狀態(tài)異常，導致血流緩慢、瘀滯，使血栓形成的風險增加[9]。

3.2 肺栓塞癥狀 肺栓塞的主要表現是呼吸困難，有資料顯示，肺栓塞患者中有80%～90%患者有呼吸困難、氣促的表現，在活動后會患者癥狀加重，是肺栓塞患者的主要表現，也是臨床對于肺栓塞診斷的重點，但是在臨床容易與勞力性心絞痛發(fā)生混淆，容易導致錯診和誤診[10]。肺栓塞患者在發(fā)生勞力性呼吸困難后，可以放慢腳步來緩解癥狀，但勞力性心絞痛患者發(fā)病后需要立即停止活動，癥狀有所緩解后方可繼續(xù)活動。

肺栓塞發(fā)生后患者會出現胸痛的癥狀，大部分患者出現瀕死感，同時伴有煩躁不安及驚恐的表現[11]。因肺梗死發(fā)生咯血的患者主要以小量咯血為主，該癥狀一般在發(fā)病后24 h內發(fā)生。

肺栓塞的患者會發(fā)生咳嗽的癥狀，大部分患者為干咳，少數患者咳嗽時有少量痰液。暈厥是肺栓塞患者的首發(fā)癥狀，主要應肺栓塞導致患者腦供血不足，而發(fā)生暈厥。急性肺心病、猝死、慢性反復性肺血栓栓塞及不明原因的呼吸困難是肺栓塞發(fā)生的五大癥候群，以呼吸急促、血壓下降、心動過速、休克、紫紺及發(fā)熱為主要癥狀，其中發(fā)生呼吸急促的患者為70%，心動過速的患者為30%～40%，血壓下降、休克及紫紺的患者占11%～16%，發(fā)熱患者占43%，以低熱為主，僅有少部分患者會發(fā)生中高熱，因不具有明顯癥狀，所以患者發(fā)熱不易被發(fā)現[12]。

3.3 肺栓塞的診斷方法 肺栓塞的發(fā)病主要是由于多種原因導致的栓子堵塞肺動脈，導致肺部循環(huán)障礙，屬于臨床心血管疾病，其死亡率和發(fā)病率僅次于腦卒中和冠心病，位居心腦血管疾病的第三位[13]?；颊甙l(fā)病后會出現呼吸困難、胸痛等癥狀，有資料顯示，有64%以上的PE患者因胸痛入院[14]。由于PE臨床不具有特異度表現且病情進展快，所以早期的診斷和治療，阻斷疾病的繼續(xù)發(fā)展，是改善患者預后，減少死亡率的關鍵[9-10]。CTA作為PE診斷的金標準，相比于PPA更為安全，是無創(chuàng)的檢查方式，因具有較高安全性和準確率而被廣泛應用，但是在進行CTA檢查時需要經過靜脈注射造造影劑，增加患者過敏的風險，同時，在CTA檢查前需要禁食，導致檢查的應用受到一定限制，容易造成治療時機的延誤[15]。

血管內的充盈和缺損是肺栓塞在CT下的直接征像，根據檢查顯示的栓子的形態(tài)能夠將肺栓塞分為中心性部分充盈缺損，即對比劑在栓子周圍圍繞，當血管與掃描平面垂直時表現為“鑄馬球征”，當血管與掃描平面平行時，則出現“軌道征”；呈偏心性充盈缺損，又稱為附壁充盈缺損[16]。

3.4 常規(guī)CT的原理和應用 CT機應用于醫(yī)療中，是通過能量在范圍內的X線光子，在30～140 keV的能量區(qū)域內的所有物質的衰減系數能夠通過兩種物質（基物質）的衰減系數的加權和來表示，這就是利用基物質分解原理。CT的成像原理是測量X線在物體中的吸，X線在物體中的吸則需要通過種物理過程來完成，這兩種物理過程就是康普頓散射和光電效應?？灯疹D散射和光電效應會隨著X射線能量的變化發(fā)生變化，兩種效應由于物質的不同而出現不同程度的變化，形成不同的吸收曲線，通過不同的物質，得出不同的變化能量，使曲線具有特征性[17]。在同一個物體上應用不同的能量X射線，通過射線成像得到一個確定的吸收曲線，進一步確定與該吸收曲線對應的物質，反之，也可以在生活中通過兩個基物質對同樣射線的吸收對一個不明確物質的吸收進行表達，任何另外兩物質（基物質對）的吸收都能夠對X射線的吸收進行表達，主要原因是水和碘是醫(yī)學成像中與軟組織最接近的對比劑，對檢查者對疾病的分析和理解提供了更加直觀和便利的條件。在醫(yī)學檢查中將水和碘作為基物質對，通過二者的不同形式的衰減系數及不同的加權形式，體現出軟組織到含碘對比劑再到醫(yī)學常見物質的衰減范圍。

3.5 能譜CT工作原理及應用 能譜CT是新型能量CT，在對肺栓塞進行診斷時能夠為檢查者提供更加準確的信息，為疾病的診斷提供準確有價值的數據支持，常規(guī)CT無法達到。本次研究就是通過對能譜CT不同的成像方式進行觀察和對比來明確不同成像方式對肺栓塞的診斷價值和意義，評價碘圖在肺栓塞診斷中的效能。能譜CT通過電子對鎢靶的高速撞擊產生X射線。電子將能量轉換為X線光子的能量，X線光子在獲得能量后形成能量范圍，在能譜CT成像過程中，將沒有意義的能量X線進行過濾，最終獲得有意義和特征的X線頻譜[18]。

能譜CT具有單源瞬時kVp切換技術，通過高壓發(fā)生器能夠實現在小于0.5 ms內完成從140 kVp到80 kVp的能量瞬時轉換，可以同時采樣兩組，實現兩組數據的瞬時變化。通過單源瞬時kVp切換技術可以在投影數據空間內實現能譜分析和能譜成像。能譜CT與常規(guī)CT的不同是常規(guī)CT需要利用水模來完成校準，通過水模校準的方式來減少與水相近的物質產生的硬化效應，來提升CT的準確性，即使物質的性質與水不同，但是仍然存在硬化效應[19]。能譜CT則可以首先在投影數據空間進行兩組能量的高、低轉換，之后基物質吸收數據完成成像，水和碘可通過吸收來形成水吸收像和碘吸收像。水模校準形成水吸收像，能夠將相關硬化分量去除，使成像更加準確；碘模校準后形成的碘吸收像，去除了相關硬化分量后，再經過硬化效應校正，獲得基物質密度圖像，再生成單能量圖像，和碘圖去除了硬化效應的同時，滿足了臨床對測量的需求。使用水和碘的質量吸收函數隨能量變化的關系和通過物質分離技術獲得的物質密度值，就能計算出所感興趣物質在各個能量點對X線的吸收，從而實現CT單能量成像。基于臨床對圖像質量和密度分辨率的需求，現有的能譜CT能提供40～140 keV的101個單能量圖像，單能量圖像可以消除硬化偽影，改善常規(guī)CT的CT值漂移，并得到準確的CT值。較低的單能量水平可以提高圖像的密度分辨率，有助于病灶的顯示；較高的單能量水平會降低圖像的對比度，但是可以去除硬化偽影。與常規(guī)CT圖像相比，單能量圖像具有更高的圖像質量、信噪比和對比噪聲比。能譜CT通過肺動脈期碘（水）密度圖的碘分布情況來觀察肺內血流的灌注狀態(tài)，局部低灌注區(qū)是提示微栓子存在的重要征象，這是能譜CT相對于常規(guī)CT的優(yōu)勢。并且，碘（水）密度的準確測量既可以全面評估栓子對肺灌注狀態(tài)的影像程度，也為栓子治療效果評價提供了一種客觀的定量指標[20]。

能譜CT利用不同的物質在不同的X線能量下產生不同的吸收來實現成像，所收集的影像信息更多，隨著近年能譜CT的普及，不僅具有較高的特異度和敏感度，同時由于能譜CT不僅能夠獲得單能量圖還能獲得碘圖，能譜CT的基物質是以水和碘，通過兩種物質的不同密度的顯像數據，進行圖像的收集和重建，能夠提升對肺動脈的微小栓子的檢出率，為疾病的早期診斷提供依據，改善患者預后。

在本次研究中可以發(fā)現，對于100例疑似肺栓塞患者進行檢查，通過肺動脈CTA檢查確診88例，有12例為非肺栓塞患者，使用能譜CT碘圖檢查的準確率、敏感度和陰性預測值均高于單能量圖檢查；兩種檢查方式的特異性、陽性預測值對于無顯著差異；碘圖對于栓子檢出的符合率高于單能量圖檢查（P<0.05）。閆玉昌等[13]曾對62例PE患者進行研究發(fā)現，能譜CT碘圖診斷的準確率、對微小栓子的檢出率、診斷效能均高于單能量圖。這說明，碘圖檢查的準確率、特異度和敏感度均高于單能量圖，對于微小肺動脈栓子檢查的符合率高于單能量圖，為臨床治療提供依據。分析：PE患者發(fā)病后，肺動脈因栓子堵塞導致肺組織的灌注減少，在栓塞區(qū)顯示為低灌注，碘圖因碘海醇對比劑的注入，能夠將患者肺部血流灌注情況充分體現，提高診斷的敏感度，通過對含碘和不含碘區(qū)域的區(qū)分和對比利于栓子的檢出[14]。而單能量圖在檢出微小栓子時更依賴于對比劑和血液的密度差，導致檢查容易受到偽影干擾，影響診斷的準確率和微小栓子的檢出率，所以，碘圖中以碘含量降低作為證明栓子存在的間接證據，更具診斷效能。

總之，相比于單能量圖，碘圖對肺栓塞診斷的準確率更高，對于微小肺動脈栓子的檢出符合率也較高，能夠為肺栓塞的治療提供指向，為治療方案的制訂提供依據，值得推廣和應用。

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（收稿日期：2022-10-24） （本文編輯：何玉勤）