双源计算机断层摄影术双能量肺灌注成像与肺动脉造影诊断肺栓塞的对比研究

孔维芳，蒲红，陶客言，王娜，印隆林，陈加源，赵源，尚兰

双源计算机断层摄影术双能量肺灌注成像与肺动脉造影诊断肺栓塞的对比研究

孔维芳，蒲红，陶客言，王娜，印隆林，陈加源，赵源，尚兰

目的：与计算机断层摄影术肺动脉造影（CTPA）比较，探讨双源计算机断层摄影术（CT）双能量肺灌注成像（DEPI）对肺栓塞的诊断价值。

方法： 49例疑似肺栓塞患者进行DEPI扫描，最终19例CTPA确诊肺栓塞的患者纳入研究。以80 kV的数据得到CTPA图像，采用肺灌注成像软件（Lung PBV）后处理得到DEPI图像，以肺段为单位观察CTPA图像上肺栓塞的位置、类型，DEPI图像上肺灌注缺损的位置及形态，并对两者的类型进行相关性分析，计算CTPA与DEPI诊断肺栓塞的一致性，并对不一致的原因进行分析。

结果： 380个肺段，CTPA检出162个肺段有肺栓塞，DEPI检出155个肺段有灌注缺损或降低，部分型肺栓塞主要为斑点状、斑片状灌注缺损或无缺损，完全型肺栓塞则以段或亚段分布的灌注缺损为主，两者存在相关性（χ2=305.5，P=0.000）。CTPA与DEPI诊断肺栓塞的符合率为83.42%，KAPPA系数值为0.659。

结论： DEPI的表现与CTPA上肺栓塞的程度及类型有关，两者联合有助于肺栓塞的诊断。

双能量断层摄影术；肺灌注；肺栓塞

Methods: There were 49 patients with suspected PE received DEPI scanning and 19 with CTPA confirmed diagnosis were enrolled in this study. CTPA image was obtained by 80 kv data, and DEPI image was obtained by PBV software. The location, type of PE in CTPA image, and the location, shape of perfusion defect in DEPI were observed and compared by segment basis. The correlation and agreement of CTPA and DEPI for diagnosing PE were calculated and the un-agreement was analyzed.

Results: A total of 380 segments were included for analysis. CTPA detected 162 segments of PE and DEPI detected 155 segments of perfusion defect or reduction, partial PE were mainly presented by perfusion defects as speckles, patches or without perfusion defect, and complete PE were mainly showed segmental or sub-segmental perfusion defects. CTPA and DEPI were correlated for PE diagnosis (χ2=305.5, P=0.000), the diagnostic agreement was 83.42% and KAPPA value was 0.659.

Conclusion: The perfusion defect in DEPI is related to the degree and type of PE presented in CTPA, their combination is helpful for diagnosing PE.

(Chinese Circulation Journal, 2015,30:552.)

肺栓塞是临床常见的危急重症之一，计算机断层摄影术肺动脉造影（CTPA）诊断肺栓塞有较好的敏感度及特异度，已成为首选检查，但难以提供功能信息[1]。单源计算机断层摄影术（CT）肺灌注虽能提供一定的肺功能信息，但不能覆盖全肺，且准确性低，辐射大。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[2]。初步研究显示，双能量肺灌注成像（DEPI）不仅可以了解肺栓塞的解剖信息，而且可通过显示肺栓塞所致的灌注缺损评价肺功能，且不增加辐射量。但对其诊断价值的研究尚处于探索阶段，且对肺栓塞充盈缺损类型与灌注缺损类型的关系报道较少。因此本研究将探讨DEPI对肺栓塞的影像表现及诊断价值。

1 资料与方法

研究对象：2013-02-01至2013-06-05，对我院临床怀疑肺栓塞的患者行DEPI检查，共49例，21例CTPA检出肺栓塞，其中2例合并中量胸腔积液被排除。最终纳入19例，男7例，女12例，年龄平均 46.4岁。发病症状：11例为下肢肿痛，1例下肢水肿， 2例心悸、心慌，3例胸痛、胸闷、咳嗽，2例外科手术后晕厥、胸痛。

扫描方法及参数：采用Siemens Somatom Definition双源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、有效管电流分别为80 kV、140 kV，113～228 mAs、25～48 mAs，增强双能量扫描时间为8.23～11.85 s。探测器准直器为64 mm×0.6 mm，扫描层厚5 mm，重建间隔0.75 mm。X线球管旋转时间0.33 s，螺距0.5，视野260 mm。使用智能毫安调节控制技术4D care dose，DEPI检查实际辐射剂量长度乘积（DLPs）为145～292 mGy×cm。采用双筒高压注射器以5 ml/s的流率经肘静脉注射70～100 ml优维显（370 mgI/ml）对比剂，随后以5 ml/s的流率注射生理盐水40 ml，以尽量减少上腔静脉内对比剂的残留。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100 HU时再延迟5 s扫描自动开始。扫描方向为足至头方向，扫描范围自胸廓入口至膈肌水平。

图像重组及分析：原始数据被重组为80 kV、140 kV及两者按3:7的比例融合图像。在Siemens工作站上利用双能量肺灌注成像软件（Lung PBV）对80 kV及140 kV数据分析得到DEPI图像，选择100 %灌注模式用以显示肺灌注状态，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，选择窗宽为-960 HU,窗位为-400 HU。利用3D软件对80 kV数据进行薄层三维重建得到CTPA图像。CTPA及DEPI图像均在横断面、冠状面和矢状面综合观察。采用小组阅片法（由两位中级医师及一位高级放射科医师）。前两位独立阅片，首先阅读DEPI影像，间隔2周后阅读CTPA影像。意见不一致时请教高级医师判定最终结果。

DEPI上肺栓塞的诊断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。以肺段为单位记录肺栓塞，若段以上肺动脉有肺栓塞，不管段及段以下动脉是否有肺栓塞，则相应的各个肺段均按照有肺栓塞记录；若段以上无肺栓塞、段及段以下肺动脉有肺栓塞，按照一个肺段有肺栓塞。记录DEPI和CTPA诊断肺栓塞的数目、位置和类型。CTPA中肺栓塞分为完全型、部分型；单发、多发；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。

统计学方法：采用SPSS 11.5版本。计算CTPA与DEPI诊断肺栓塞的符合率，利用KAPPA分析计算两者的一致性，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Coohran-Mantel-Haenszel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，比较漏诊的肺栓塞与总体肺栓塞间肺栓塞的类型构成是否相同。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

共19例肺栓塞患者，95个肺叶、380个肺段纳入分析。右肺动脉栓塞2处，左肺动脉栓塞1处，右肺中间段动脉栓塞3处，右肺基底段动脉栓塞7处，左肺基底段动脉栓塞4处，右肺上叶动脉栓塞1处，中叶动脉栓塞1处，段或亚段栓塞110处。CTPA检出162个肺段有肺栓塞，DEPI检出155个肺段有灌注缺损或降低，由此得出：DEPI与CTPA诊断肺栓塞的符合率为83.42%，KAPPA系数为0.659，P=0.000。CTPA栓塞类型与DEPI灌注缺损类型的对应关系见表1。DEPI灌注缺损类型与CTPA栓塞类型相关性分析结果：χ2=305.5，P=0.000。

表1 DEPI灌注缺损类型与CTPA栓塞类型的对应关系（单位：个肺段）

总样本肺栓塞的肺段为162个，CTPA发现肺栓塞而DEPI表现正常的肺段有35个（图1），两样本中部分型、完全型肺栓塞的肺段分别为130、32个，35、0个，卡方检验结果：χ2=8.254，P=0.04；两样本中单发、多发肺栓塞的肺段分别为110、52个，30、5个，卡方检验结果：χ2=3.099，P=0.078。

DEPI表现为灌注缺损而CTPA阴性的28个肺段的情况如下：3个为在CTPA图像中重新发现了肺栓塞，即DEPI假误诊；10个CTPA表现为肺动脉远端分支纤细、显示欠清，诊断肺栓塞的证据不足（图2）；2个胸腔积液所导致的肺含气不良，2个肺部炎变表现为灌注缺损（图3、4）；1个灌注缺损位于右肺中叶内段、1个位于左肺上叶下舌段；2个灌注缺损实际为右肺上叶尖段的对比剂伪影（图5）；7个未找到确切原因。

图1～5 DEPI与CTPA图像对比示意图

3 讨论

双源CT通过两种能量（80kV和140kV）状态下对肺组织内碘对比剂的分布情况进行分析，从而显示肺组织的血流灌注状态。肺栓塞时，栓子可以影响肺血流灌注，表现为灌注减低或缺损[3]。

本研究中无肺栓塞患者，DEPI大部分表现为正常（图5）；部分型肺栓塞,DEPI以斑点状及斑片状灌注缺损为主（图4）。完全性肺栓塞中，DEPI则全部表现为灌注缺损，以段及亚段分布的“楔形”灌注缺损为主，宽基底位于胸膜，尖端指向肺门（图3）。灌注缺损的形态与肺栓塞的形态存在相关性（P=0.000），肺栓塞的程度越重，越容易出现灌注缺损，且灌注缺损的面积有所增加。典型的楔形灌注缺损高度提示完全型肺栓塞[4]。

本研究有DEPI正常而CTPA为肺栓塞的肺段，这些肺段全部为部分型肺栓塞，显著高于全部肺栓塞样本中部分型肺栓塞的比例（P=0.04）。单发性肺栓塞比例较高，但无统计学意义。部分型、单发肺栓塞，栓塞程度相对较轻，血流灌注减少程度相对较低，DEPI可表现正常，体现了DEPI的优势。DEPI反应的是肺灌注的情况，有助于评估肺栓塞所引起的病情的严重程度。

本研究有DEPI显示灌注缺损而CTPA未见异常的病例，有以下情况：（1）CTPA漏诊了肺动脉远端的肺栓塞。CTPA诊断肺栓塞的敏感度87%～90%，特异度94%～96%[1]，但对远端肺栓塞及微小栓塞容易漏诊，而这些微小栓塞仍具有临床意义[3]，而DEPI可以提示肺栓塞的可能，是其另一优势。（2）胸部病变包括肺血管疾病、非血管性疾病[5]以及肺实变、肺不张或胸腔积液等都可以导致肺灌注异常[6]，联合CTPA可进行鉴别。（3）仰卧位时肺的下垂区较非下垂区血容量和血流量较高[7]，2个有灌注缺损的肺段位于非下垂区，可能是体位原因所致。（4）肺动脉远端较细，显示欠清。本研究是肺动脉主干达到100 HU时延迟5s扫描，对小部分患者延迟时间稍长导致4级以下的分支显示欠清；小部分患者呼吸动度较大造成远端血管壁模糊。（5）高浓度对比剂的线束硬化伪影。可能是因为部分患者心肺功能受损，肺动脉显影延迟，血管内对比剂浓度过高。检查前对心脏功能进行评估进行个体化的操作，同时降低对比剂的用量及浓度可能会减少对比剂伪影。（6）未发现确切原因，其DEPI均表现为斑点状灌注缺损。不除外微小栓子处于远端分支不能在CTPA上显示但引起了血流变化的可能，或是主观判断误差。采用量化指标有利于诊断的一致性、可重复性使准确性提高[4，8]。其它多个研究也有DEPI阳性，而CTPA阴性的病例[3，4，9，10]。

本研究显示，CTPA与DEPI诊断肺栓塞的符合率为83.42%，KAPPA系数值为0.659，一致性中等。兔模型中以病理为金标准，CTPA与DEPI诊断肺栓塞的敏感度及特异度分别为：98%、100%，100%、95%[9]，核素肺灌注显像与DEPI诊断肺栓塞的敏感度、特异度分别为：100%，97.50%，67.50%，81.25%[11]，提示在动物实验中DEPI与CTPA的诊断效率相当，远高于核素肺灌注显像。对31例疑似肺栓塞者研究显示，与CTPA比较DEPI诊断肺栓塞的符合率为94.18%[10]，本研究的KAPPA值较其他文献报道略低，可能是因为本研究纳入的为CTPA确诊肺栓塞者19例，肺栓塞阳性肺段比例较高而肺栓塞阴性比例较前者低，样本含量以及诊断经验不足也是造成结果有一定差异的原因。

DEPI有以下优势：时间、空间分辨率较高，重要的是可以同时提供形态及功能学信息。克服了单源CT及核素肺灌注的缺陷。而且与单源CT相比，在不影响图像质量的情况下，辐射剂量并无增加、甚至有所降低。本研究中DLPs为145～292 mGy×cm，比传统CTPA的剂量（约900 mGy×cm）及常规胸部CT平扫（约400 mGy×cm）低[12]。主要是因为采用了4D care dose技术，可以通过患者的体厚大小，扫描时球管的角度，扫描参数和不同密度的器官来自动调节管电流的大小，来降低辐射剂量。但DEPI仍有以下局限：对比剂伪影干扰判断；技术依赖性较强；对比剂过敏者、射线敏感者、肾脏功能衰竭者不宜使用。

本研究尚有一些不足，如部分肥胖者其外周肺组织未能包入扫描范围内，但第二代双源CT已经弥补了线圈较小的缺陷。本研究中未包含肺栓塞治疗前后的病例。并且需要大样本且定量的研究来探讨DEPI的价值。总之，DEPI的表现与CTPA栓塞的类型有关，两者的一致性中等。其优势在于一次扫描可以同时得到解剖和功能信息，因此DEPI有望成为诊断肺栓塞的有效方法,但其临床应用尚需要更大样本多方面的证实。

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KONG Wei-fang, PU Hong, TAO Ke-yan, WANG Na, YIN Long-lin, CHEN Jia-yuan, ZHAO Yuan, SHANG Lan.
Department of Radiology, Sichuan Provincial Hospital, Chengdu (610072), Sichuan, China

Objective: To explore the value of dual energy CT lung perfusion imaging (DEPI) for diagnosing pulmonary embolism (PE) in comparison with CT pulmonary angiography (CTPA).

Dual energy CT; Lung perfusion; Pulmonary embolism

2014-10-21）

（编辑：汪碧蓉）

610072 四川省成都市，四川省医学科学院 四川省人民医院 放射科

孔维芳 主治医师 硕士 主要研究领域为胸部及腹部CT影像诊断 Email：13936034@qq.com

孔维芳

R54

A

1000-3614（ 2015 ）06-0552-04

10.3969/ j. issn. 1000-3614. 2015.06.010