雙層探測(cè)器光譜CT能譜成像對(duì)亞段肺栓塞的應(yīng)用

吳勇，胡曙東，黃虹，劉麗，喬紅艷

江南大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，江蘇 無(wú)錫 214122；*通信作者 喬紅艷 xiaoqiao986308@163.com

肺栓塞（pulmonary embolism，PE）是以栓子造成肺動(dòng)脈堵塞而導(dǎo)致肺循環(huán)障礙為主要特征的疾病，病情變化快，患者發(fā)病后會(huì)出現(xiàn)呼吸困難、胸痛等癥狀，如治療不及時(shí)，死亡率可高達(dá)30%[1]。亞段肺栓塞（subsegmental pulmonary embolism，SSPE）是指4級(jí)及以下肺動(dòng)脈血管的栓塞，易漏診、誤診，死亡風(fēng)險(xiǎn)與中央型PE無(wú)明顯差異，故早期診斷尤為重要[2]。目前臨床上常用的無(wú)創(chuàng)檢查方法為CT肺動(dòng)脈造影（computer tomography pulmonary angiography，CTPA），具有掃描速度快、價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)，敏感度與特異度可達(dá)到86%、90%，成為PE的首選檢查方法[3-4]。但普通CTPA對(duì)SSPE的誤、漏診率較高，且無(wú)法準(zhǔn)確反映血流灌注情況[5]。近年來(lái)，隨著能譜CT的應(yīng)用，其比常規(guī)CT有更高的信噪比以及能提供各種物質(zhì)信息[6-7]，碘密度圖、單能量圖像等已經(jīng)在肺血管成像中得到廣泛應(yīng)用[8-9]，而目前對(duì)有效原子序數(shù)在肺動(dòng)脈血管成像中的研究較少，本研究擬通過(guò)對(duì)有效原子序數(shù)的應(yīng)用，探討其對(duì)檢出SSPE的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析2020年11月—2021年8月江南大學(xué)附屬醫(yī)院臨床疑診PE且行能譜CT的88例患者的影像資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：①有胸悶、胸痛等臨床癥狀；②無(wú)嚴(yán)重肺部基礎(chǔ)性疾?。ㄈ鐕?yán)重支氣管擴(kuò)張、嚴(yán)重間質(zhì)性肺疾病等）。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有肺部手術(shù)史；②大量胸腔積液致肺不張；③圖像質(zhì)量無(wú)法滿(mǎn)足診斷要求。最終納入78例，男32例，女46例，年齡35～74歲，平均（55±13）歲，平均體重（67±15）kg。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（LS2021085），并獲得患者知情同意。

1.2 儀器與方法 采用Philips IQon Spectral CT進(jìn)行圖像采集。首先行常規(guī)胸部平掃，掃描范圍為胸廓入口到膈肌水平，包括整個(gè)肺野。掃描參數(shù)：機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.4 s/周，螺距1.015，床速39.37 mm/周，管電壓120 kV，管電流600 mAs，層厚和間隔均為0.625 mm，F(xiàn)OV 350 mm×350 mm。對(duì)比劑碘佛醇（320 mg I/ml），采用雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射，注射速度為5 ml/s，總量40 ml，隨后按同樣速度注射生理鹽水30 ml。應(yīng)用人工智能觸發(fā)掃描系統(tǒng)延遲時(shí)間確定，將感興趣區(qū)（ROI）設(shè)在主肺動(dòng)脈主干，當(dāng)監(jiān)測(cè)閾值達(dá)到80 Hu時(shí)，延遲4.5 s后掃描自動(dòng)開(kāi)始。掃描方向?yàn)轭^足方向，平均掃描時(shí)間3.5 s。圖像采集完成后：①采用迭代技術(shù)重建獲得常規(guī)CTPA圖像；②光譜重建生成全息光譜圖像，用于在后處理工作站（Intelli Space Portal version 10.0，Philips）中實(shí)時(shí)獲得有效原子序數(shù)圖像和碘密度圖。所有圖像重建層厚1.0 mm，層間距1.0 mm。

1.3 圖像分析 ①由1名具有3年工作經(jīng)驗(yàn)的放射科低年資醫(yī)師和1名具有10年工作經(jīng)驗(yàn)的放射科高年資醫(yī)師對(duì)CTPA圖像進(jìn)行獨(dú)立雙盲法閱片，2周后再由上述2名醫(yī)師對(duì)CTPA聯(lián)合有效原子序數(shù)圖進(jìn)行獨(dú)立雙盲法閱片，記錄兩組圖像中發(fā)現(xiàn)的栓子數(shù)目及其位置。另外由2名具有20年以上工作經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師作為專(zhuān)家組，對(duì)所有影像資料綜合分析，確定栓子數(shù)目及位置，結(jié)果不一致時(shí)協(xié)商確定，以專(zhuān)家組結(jié)果作為診斷“金標(biāo)準(zhǔn)”。CTPA圖像診斷PE的標(biāo)準(zhǔn)[10]：肺動(dòng)脈內(nèi)見(jiàn)部分或完全充盈缺損、管腔狹窄或閉塞。能譜CT有效原子序數(shù)圖診斷PE的標(biāo)準(zhǔn)[5]：以對(duì)側(cè)或同側(cè)灌注正常區(qū)為參照，灌注稀疏或缺損為陽(yáng)性，見(jiàn)圖1。②亞段栓塞肺組織的有效原子序數(shù)：測(cè)量明確可見(jiàn)栓子的灌注減低區(qū)，取其最大層面及相鄰上、下層面畫(huà)同樣大小的圓形ROI，面積為100～150 mm2，拖動(dòng)ROI至相應(yīng)層面鄰近正常肺組織，3次測(cè)量結(jié)果均取平均值，測(cè)量時(shí)避開(kāi)血管、偽影。③亞段栓塞肺組織的碘密度：測(cè)量方法同有效原子序數(shù)圖。將同一病例中的有效原子序數(shù)圖與碘圖進(jìn)行對(duì)比分析，觀(guān)察兩者對(duì)檢出亞段栓子的差異。

圖1 男，61歲，PE。A.右肺上葉肺癌，鄰近亞段肺動(dòng)脈受侵狹窄（箭）；B.有效原子序數(shù)圖：受侵肺動(dòng)脈遠(yuǎn)端楔形的灌注減低區(qū)（箭）；C.碘密度融合圖：受侵肺動(dòng)脈遠(yuǎn)端楔形的碘密度減低（箭）

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 26.0軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以例數(shù)或百分比表示，采用χ2檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 栓子數(shù)目及位置 78例患者中，54例診斷為PE。專(zhuān)家組結(jié)果為228處栓塞（肺葉48處、肺段143處、肺亞段37處）。在單獨(dú)的CTPA圖像中，高年資醫(yī)師共檢測(cè)到224處栓塞（肺葉48處、肺段143處、肺亞段33處），低年資醫(yī)師檢測(cè)到205處栓塞（肺葉48處、肺段132處、肺亞段25處）。聯(lián)合有效原子序數(shù)圖后，高年資醫(yī)師共發(fā)現(xiàn)227處栓塞（肺葉48處、肺段143處、肺亞段36處），低年資醫(yī)師共檢測(cè)到220處栓塞（肺葉48處、肺段139處、肺亞段33處）（表1）。與單獨(dú)的CTPA圖像相比，低年資醫(yī)師聯(lián)合有效原子序數(shù)圖與CTPA圖像可檢測(cè)到更多的肺亞段栓塞[25（67.6%）比33（89.2%）；χ2=5.103，P=0.024]，而高年資醫(yī)師在聯(lián)合有效原子序數(shù)圖后發(fā)現(xiàn)的肺亞段栓塞略多，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[33（89.2%）比36（97.3%）；=χ2=1.930，P=0.165]。

表1 各組圖像檢測(cè)出栓子數(shù)目及位置

2.2 亞段栓塞肺組織定量分析 亞段栓塞肺組織的有效原子序數(shù)為7.64±0.57，正常肺組織為11.06±0.47，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。亞段栓塞肺組織的碘密度值為（0.28±0.18）mg/ml，正常肺組織為（1.61±0.29）mg/ml，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）（表2）。在36處明確可見(jiàn)栓子的SSPE病例中，均全部檢測(cè)出灌注缺損區(qū)（圖2）。

表2 亞段栓塞肺組織與正常肺組織有效原子序數(shù)及碘密度值

圖2 女，76歲，肺栓塞。A.左上肺前段肺動(dòng)脈內(nèi)栓子（箭），管腔未完全閉塞（附壁型），遠(yuǎn)端血流通暢；B.有效原子序數(shù)圖示：栓塞血管周?chē)嘧⑸郧肪?；C.碘密度融合圖：左上肺前段肺動(dòng)脈栓子（箭），周?chē)嘧⑽匆?jiàn)異常

3 討論

3.1 有效原子序數(shù)圖的價(jià)值 雖然SSPE通常引起的臨床癥狀較輕，但是當(dāng)其發(fā)生在有基礎(chǔ)性心臟病或肺部疾病的患者時(shí)，癥狀可能會(huì)更嚴(yán)重，有研究表明SSPE患者傾向于發(fā)生深靜脈血栓栓塞，其危險(xiǎn)性與段以上PE相近[11]，因此及時(shí)、準(zhǔn)確地診斷SSPE非常重要。然而SSPE易漏診，主要是由于亞段肺動(dòng)脈觀(guān)察困難、放射科醫(yī)師經(jīng)驗(yàn)不足等原因?qū)е耓12]。有效原子序數(shù)圖是基于組織原子序數(shù)的彩色編碼，用來(lái)描述每個(gè)像素的物質(zhì)組成，可以用來(lái)進(jìn)行物質(zhì)檢測(cè)、鑒別及物質(zhì)分離等，將不同組織成分差異可視化[13-14]。SSPE在有效原子序數(shù)圖中最典型的表現(xiàn)呈楔形或三角形，尖端指向肺門(mén)，所有確診病例均具有此征象。本研究中CTPA聯(lián)合有效原子序數(shù)圖的診斷方法顯著提高了低年資醫(yī)師對(duì)SSPE的檢出率，主要是由于有效原子序數(shù)圖通過(guò)顏色的差異直觀(guān)地提示肺組織灌注缺損區(qū)，從而避免低年資醫(yī)師因觀(guān)察不仔細(xì)、對(duì)解剖不熟悉等造成漏診。本研究中高年資醫(yī)師利用有效原子序數(shù)圖并未顯著提高診斷率，但在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)有效原子序數(shù)圖篩選，可以明顯節(jié)省檢出栓子的時(shí)間，具體效能有待進(jìn)一步研究。1例確診患者中，CTPA未發(fā)現(xiàn)明確的栓子，僅有肺組織的灌注不均勻，造成該結(jié)果的可能原因?yàn)檫h(yuǎn)端小分支內(nèi)存在微小栓子，CTPA無(wú)法顯示[15]。

3.2 有效原子序數(shù)圖的不足 在肺動(dòng)脈管腔未完全閉塞時(shí)，有效原子序數(shù)圖可表現(xiàn)為假陰性，可能因?yàn)榉问请p重供血器官且狹窄管腔仍有部分血流通過(guò)，導(dǎo)致遠(yuǎn)端肺組織血流灌注未受影響。需要注意的是，肺內(nèi)滲出性病變、支氣管擴(kuò)張等疾病亦可導(dǎo)致局部肺組織的有效原子序數(shù)減低，因此需要借助肺窗排除PE以外的疾病。另外，上腔靜脈因造影劑濃度較高，周?chē)沙霈F(xiàn)嚴(yán)重的偽影，可能會(huì)對(duì)診斷產(chǎn)生影響。

3.3 有效原子序數(shù)與碘密度的對(duì)比 本研究中亞段栓塞肺組織內(nèi)有效原子序數(shù)和碘密度均較正常肺組織明顯減小，可能是因?yàn)樵煊皠┲泻写罅扛咴有驍?shù)的碘離子，當(dāng)發(fā)生肺栓塞時(shí)，遠(yuǎn)端肺組織血流量減少，含碘量下降所致。楊彥兵等[16]報(bào)道灌注減低區(qū)與正常肺組織間有效原子序數(shù)無(wú)顯著差異，與本研究結(jié)論不一致，推測(cè)為掃描的機(jī)器和后處理軟件不同所致。Celtikci等[17]報(bào)道發(fā)生栓塞的肺實(shí)質(zhì)碘密度較正常肺實(shí)質(zhì)減低，與本研究結(jié)果一致。能譜CT投入臨床應(yīng)用以來(lái)，有效原子序數(shù)圖主要應(yīng)用于結(jié)石成分分析等，鮮有報(bào)道對(duì)PE的研究，而碘密度圖廣泛用于PE的研究中且得到證明能反映肺內(nèi)的血流灌注[18-19]，亦有助于發(fā)現(xiàn)肺動(dòng)脈細(xì)小分支內(nèi)的栓子及隱匿性PE。本研究中有效原子序數(shù)圖與碘密度圖均對(duì)SSPE所致的低灌注表現(xiàn)出一致性，說(shuō)明有效原子序數(shù)對(duì)血流灌注的評(píng)價(jià)同樣具有價(jià)值。有研究顯示肺動(dòng)脈灌溉缺損指數(shù)與PE預(yù)后程度呈正相關(guān)，即指數(shù)越高，栓塞程度越大[20]，碘密度及原子序數(shù)作為反映灌注的定量參數(shù)，能否預(yù)測(cè)PE預(yù)后程度，將是今后的研究方向。

3.4 本研究的局限性 ①樣本量較小，將在未來(lái)的研究中繼續(xù)增加樣本量觀(guān)察結(jié)果的可靠性。②無(wú)法完全排除假陽(yáng)性病例，今后將結(jié)合核素灌注和病例隨訪(fǎng)進(jìn)一步研究此類(lèi)人群。③以專(zhuān)家組結(jié)果作為診斷PE的“金標(biāo)準(zhǔn)”，缺乏客觀(guān)性。

總之，能譜CTPA掃描不僅能獲得肺血管的解剖信息，還能同時(shí)反映肺內(nèi)血流灌注的情況，有效原子序數(shù)圖更可以幫助低年資醫(yī)師提高SSPE的檢出率，具有重要的臨床價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。