双能量CT肺灌注成像诊断肺栓塞

孔维芳 蒲 红 陶客言 王 娜 印隆林 陈加源 赵 源 尚 兰

肺动脉栓塞(pulmonary embolism，PE)是临床常见的危急重症之一，螺旋CT肺动脉成像(CT pulmonary angiography，CTPA)诊断不仅有较好的敏感度及特异度，且无创、快速，已成为首选检查，但难以提供功能信息[1]。单源CT肺灌注虽能提供一定的肺功能信息，但不能覆盖全肺、辐射量明显增加且呼吸运动等因素影响其准确性。核素扫描也能提供功能信息，但不能提供解剖信息并且其特异度较低。初步研究显示双源CT双能量扫描不仅可以了解PE的解剖信息，而且可通过显示PE所致的灌注缺损评价肺功能，且不增加辐射量，但对PE的诊断价值尚处于探索阶段，且对PE充盈缺损类型与灌注缺损类型的关系的报道较少。因此本文将探讨双能量肺灌注成像（dual energy lung perfusion imaging，DEPI)对PE的诊断价值及其相关影像表现。

方 法

1.临床资料

2013年2月1日至9月10日间四川省人民医院临床怀疑PE的49例患者纳入研究，其中4例合并中-大量胸腔积液、1例合并广泛肺气肿、2例合并肺内多发炎变排除，最终纳入42例，男13例，女29例，平均年龄50.9岁。发病症状：20例下肢肿痛、肿胀，3例心悸，4例胸痛、胸闷，1例咳嗽，5例手术后晕厥、胸痛，1例肾病综合征，2例风湿性心脏病，1例胸腔积液，5例其他检查发现深静脉血栓。其中29例伴有D-二聚体增高。CT扫描前所有患者签署知情同意书。

2.CT检查方法

采用Siemens公司Somatom Definition双源螺旋CT机进行DEPI扫描。常规胸部平扫后行增强双能量扫描，2个球管的管电压、参照管电流及有效管电流分别为80 kV、140 kV，51mAs、213mAs及113～228mAs、5～48mAs，增强双能量扫描时间为8.23～11.85s。准直器为64×0.6mm，扫描层厚5mm，重建间隔0.75mm。球管转速0.33 s/r，螺距为0.5,视野260 mm。使用4D剂量实时控制系统降低辐射剂量。对比剂为优维显(370mgI/ml)，用双筒高压注射器以5ml/s的流率经肘静脉注射70～100 ml，随后以5ml/s的流率注射生理盐水40ml。延迟时间应用人工智能触发扫描系统确定，将感兴趣区设在肺动脉主干，当其密度达到100HU时延迟5s扫描自动开始。扫描方向为足至头，扫描范围自胸廓入口至膈肌水平。

3.图像分析

扫描结束后原始数据被重建为3组层厚为0.75 mm的数据，分别为80 kV、140 kV及两者按3:7的比例融合图像。在工作站上利用双能量肺灌注成像软件(Lung PBV)进行数据分析。为了避免解剖图像对DEPI结果分析的影响，仅选择100%灌注模式用以显示肺灌注状态，在横断、冠状及矢状位观察。选择灌注的伪彩色为灰阶16 bit和正电子发射断层成像彩虹(PET Rain-bow)16 bit。选择窗宽、窗位分别为-960HU、-400HU。采用80kV数据进行薄层三维重建得到CTPA数据，对PE进行诊断。首先阅读DEPI影像，以对侧或同侧灌注正常区域对照，以灌注稀疏或缺失为异常，DEPI的灌注缺损分为4级:无缺损，点状缺损，片状灌注缺损，亚段、段分布灌注缺损。CTPA以肺动脉内出现充盈缺损或突然截断、不显示诊断PE，分别以肺叶及肺段为单位记录PE；如果段以上肺动脉有PE，无论段及以下肺动脉是否有PE，则相应的各个肺段均按照有PE记录；如果段以上无PE、段及段以下肺动脉有PE，按照一个肺段有PE；CTPA中PE分为完全型、部分型，单发、多发。

4.统计分析

统计学处理均采用SPSS 11.5版本。以CTPA为金标准，评价DEPI诊断PE的效率（敏感度、特异度等）。利用KAPPA分析，评价DEPI与CTPA结果的一致性，KAPPA系数≥0.7表示吻合度较强，0.7～0.4吻合度一般，≤0.4吻合度较弱。采用列联表卡方检验，评价CTPA栓塞类型与DEPI灌注缺损类型有无相关性，采用卡方检验，比较漏诊的PE与总体PE间PE的类型构成是否相同。P＜0.05有统计学意义。

结 果

1.影像表现及诊断效率

右肺动脉栓塞2处，左肺动脉1处，右肺中间段动脉4处，右肺基底段动脉7处，左肺基底段动脉5处，右肺上叶动脉1处，中叶动脉1处，段或亚段178处。以肺段为单位，CTPA栓塞类型与DEPI灌注缺损类型的对应关系及相关性见表1：CTPA 662个肺段无PE，其中DEPI表现正常618个（93.35%）；部分型PE146个，其中DEPI斑点状及斑片状灌注缺损101个（69.18%）（图1），表现正常36个（24.66%）（图2）；完全型PE32个，DEPI中全部有灌注缺损，且段或亚段分布的灌注缺损23个(71.88%)（图3，4）。

由表1得出，以肺段为单位，DEPI诊断PE的敏感度79.77%，特异度93.35%，漏诊率20.33%，误诊率6.65%，准确度90.48%，KAPPA系数值0.719，P=0.000。以肺叶为单位，DEPI诊断PE的四格表见表2，诊断敏感度89.06%，特异度73.97%，漏诊率10.94%，误诊率26.03%，准确度78.57%，KAPPA系数值0.555，P=0.000。

2.诊断不一致肺段情况

36个肺段CTPA发现PE而DEPI表现正常，对其PE的类型与总PE的类型构成分析，见表3。

DEPI表现为灌注缺损而CTPA阴性的44个肺段的情况如下：4个在CTPA图像中重新发现PE；11个CTPA表现为肺动脉远端分支纤细，显示欠清，诊断PE的证据不足；1个邻近叶间裂区域、肺血管稀疏所致（图5）。2个局限性气肿，2个肺间质纤维化，4个有肺炎改变（图6），4个胸腔积液导致的肺含气不良，均表现为灌注缺损；1个灌注缺损位于右肺中叶内段、1个灌注缺损位于左肺上叶下舌段；4个灌注缺损实际为对比剂伪影；10个灌注缺损未找到确切原因。

表1 CTPA栓塞类型与DEPI灌注缺损类型的对应关系（单位：个.肺段）

图1 PE。DEPI横断位见右肺上叶尖段肺部分型（约80%）充盈缺损（箭头），周围呈斑片状灌注缺损。图2 PE。DEPI联合CTPA矢状位见右肺下叶后基底段动脉起始部部分型（约25%）充盈缺损（箭头），相应肺组织未见灌注缺损。图3 PE。DEPI联合CTPA矢状位见左肺下叶基底动脉主干完全型充盈缺损，相应肺组织完全型灌注缺失。图4 PE。DEPI联合CTPA冠状位见左肺上叶后亚段动脉完全型充盈缺损，相应肺组织“楔形”灌注缺损。

图5 PE。A.DEPI横断位见右肺上叶后段斑片状灌注缺损，左肺上叶后亚段斑点状灌注缺损。B.CTPA MIP横断位见肺动脉未见充盈缺损，灌注缺损对应区域肺动脉稀疏（箭）。

图6 PE伴双肺感染。A.DEPI横断位见左肺上叶后亚段（长箭）、右肺上叶后段斑片状灌注缺损（短箭）。B.CTPA横断位见左肺上叶后段炎变伴叶间裂积液（长箭），右肺上叶后段炎变（短箭）。

表2 DEPI与CTPA诊断PE的四格表（单位：个.肺叶）

表3 DEPI漏诊的PE与总PE样本类型构成分析（单位：个.肺段）

讨 论

DEPI是通过对两种能量状态下（80kV和140kV）肺组织内碘对比剂的分布情况进行分析，对比剂通过期间局部对比增强即可代表局部的血流量，间接显示肺血流灌注情况。PE时，栓子堵塞了肺动脉，造成栓子远端肺组织的血流灌注减少，碘对比剂的分布亦相应减少，在灌注图像上，与正常肺组织相比栓塞区表现为灌注减低或缺损，这也就是利用DEPI诊断PE 的原理所在[2]。

无PE者绝大部分表现正常，部分型PE大部分表现为斑点状及斑片状灌注缺损，完全型PE全部有灌注缺损，且大部分为段或亚段分布的灌注缺损，或全肺叶的灌注缺失，呈典型的“楔形”，宽基底位于胸膜、尖端指向肺门。灌注缺损的类型与PE的栓塞类型有关（P=0.000＜0.05），提示栓塞的肺动脉越大，血流减少相对明显，越容易出现灌注缺损，且灌注缺损的面积也相应较大。典型的楔形灌注缺损高度提示完全性肺栓塞，与以往研究结果一致[3]。当然本研究也出现了少许栓塞与灌注缺损程度不相符合的情况，完全型PE呈现斑点状缺损，部分型PE表现为段或亚段分布的缺损。提示灌注缺损的程度不仅与PE的面积有关，还可能与患者基础心肺功能、是否伴发胸部其他病变、发病时间、治疗过程等有关,尚需要进一步研究。

以肺段及肺叶为单位，DEPI诊断PE的敏感度、特异度及KAPPA系数值分别为79.77%、93.35%、0.719，89.06%、73.97%、0.555。以肺叶为单位，相对容易发现病变，但误诊相对较多，且诊断一致性一般。以肺段为单位更加符合肺动脉的解剖情况，也更加精细、准确，诊断特异度及一致性均显著提高。以往报道，以CTPA为标准，DEPI诊断的敏感度、特异度分别为76%、98%[4]，另一研究为179/217(82.49%)、330/343(96.21%)[5]，本研究结果与之类似。在兔模型研究中，与病理比较，DEPI诊断PE的敏感度及特异度分别为100%、95%[6]，也证实了DEPI的价值。DEPI反映肺灌注情况，CTPA是单纯肺动脉管腔内的变化，两者并不完全一致。

研究中仍出现了CTPA阳性，而DEPI表现正常的肺段，这些肺段的PE中部分型的比例显著高于全部PE中部分性的比例（P=0.006＜0.05），单发PE较高但与总体PE无显著差异（P=0.05）。肺组织为双重供血器官，部分型、单发PE，尤其是前者更有利于代偿机制的建立，对血流动力学影响及心肺功能改变相对较小，血流灌注减少程度相对较低，DEPI可表现为正常，也正反映了这些PE所导致的肺血流灌注降低不显著，体现了DEPI的优势所在。DEPI正是通过观察肺灌注缺损的情况，反映PE患者的肺血流动力学及血流灌注的变化。

研究中也有CTPA阴性，DEPI表现为灌注缺损的肺段。对照CTPA图像分析，主要有以下几种情况：①CTPA漏诊了原本存在的较远端的PE。CTPA诊断PE的准确性虽然较高[1]，但对远端肺动脉栓塞及微小栓塞容易漏诊[2]。DEPI可以通过灌注缺损来显示肺内血流情况，可以提高外周性肺栓塞的检出率[7-8]。②远端肺动脉显示欠清，边缘模糊，诊断PE证据不足。研究显示多层螺旋CT对段、亚段肺动脉的显示率分别为99.67%、98%，未显示的主要原因是呼吸伪影[9]；扫描时间延迟导致肺动脉内对比剂消退也可导致远端肺动脉显示不清。进行呼吸训练，缩短扫描时间，根据心肺功能进行个体化的扫描有助于提高肺动脉的显示。③胸部各种病变均可造成灌注缺损[10-11]，本研究中主要为肺实变、胸腔积液所致肺含气不良、肺气肿及肺间质性改变、胸膜增厚。PE患者常导致肺动脉高压，其远端肺血流量相对减少，也可导致灌注缺损。含气不良主要表现为肺野背侧弧形缺损，实变主要是斑片状完全缺损。联合CTPA进行鉴别诊断是最快速有效的方法。④Clough发现正常人仰卧位时肺的下垂区较非下垂区血容量和血流量较高[12]，这种现象在DEPI图像上也能显示，下肺野由于距肺门较远其灌注低于中上肺野[13]，本研究中2个肺段均位于非下垂区及下肺野，可能是由体位原因所致。肺叶及肺段之间的区域肺血流量相对稀疏，也会形成灌注稀疏。⑤较大范围的高浓度对比剂的线束硬化伪影会干扰图像观察。主要位于锁骨下静脉、上腔静脉、无名静脉及右心腔周围，以双肺尖、右肺内带较多，表现为假高灌注及相对低灌注[14]。足至头方向扫描、注射生理盐水、降低对比剂的用量及浓度、建立右侧上肢静脉通道均是减少对比剂伪影的方法，但仍不能完全消除。⑥尚有部分未找到确切原因，其DEPI均表现为斑点状灌注缺损，提示对斑点状灌注缺损容易出现误判，若采用量化指标如测定感兴趣区的CT值有利于提高诊断的准确性及一致性[3,15]。其他多个研究也有DEPI阳性，而CTPA阴性的病例[2-6]。

总之，以肺段为单位，CTPA与单独DEPI诊断PE的一致性较好，DEPI最大优势是可以显示肺灌注的情况，弥补了CTPA的不足。联合两者应用使一次检查不仅可以了解PE的情况，而且直观显示PE对肺血流灌注的影响范围及程度，不仅可以减少漏诊，而且对肺功能进行评估。因此，双能量CT肺灌注成像有望成为评估PE的有效方法。

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