肺动脉CT 血管成像中不同呼吸指令对肺动脉强化效果的影响

张君香，王洪杰，亓志莹，吕四强，陈月芹，孙占国

（济宁医学院附属医院医学影像科，山东 济宁 272029）

肺动脉CT 血管成像（computed tomography pulmonary angiography，CTPA）已经成为临床诊断肺栓塞的首选检查［1-2］。但临床工作中，采用常规CTPA扫描技术和对比剂注射方案的肺动脉强化效果有时不理想。有学者指出，扫描时患者的呼吸动作可能是影响CTPA 肺动脉强化效果的重要因素［3-4］。目前，CTPA 扫描常用的呼吸指令为深吸气后屏气，但其引起的胸腔压力剧烈变化可影响体、肺循环血流动力学的稳定性，从而导致肺动脉强化程度减弱［5-9］。因此，更改CTPA 扫描的呼吸指令，有望获得更好的肺动脉强化效果。本研究比较深吸气后屏气、平静呼吸轻屏气和平静呼吸不屏气时CTPA 扫描的图像质量及肺动脉干CT值，旨在探讨不同呼吸指令对CTPA肺动脉强化效果的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 前瞻性连续选取2020 年7—11 月192例因疑诊肺栓塞行CTPA 检查的患者，随机分别采用深吸气后屏气（A组，84例）、平静呼吸轻屏气（B组，52例）和平静呼吸不屏气（C组，56例）3 种呼吸指令完成扫描。排除标准：躁动或意识不清者，不能配合呼吸指令者，经中央静脉导管或下肢静脉注射对比剂者，存在肢体或中心静脉狭窄者，严重心功能不全或三尖瓣病变者。研究期间，同一患者行2 次及以上CTPA 检查或因检查失败接受重复扫描时，仅纳入首次检查结果进行分析。记录患者性别、年龄、身高、体质量，计算体质量指数（body mass index，BMI）。本研究经医院伦理委员会批准（编号2021C003）。

1.2 仪器与方法 采用Siemens 双源CT（Definition Flash，Siemens）完成检查。3组扫描前均进行相应呼吸训练，采用相同扫描参数与对比剂注射方案。扫描参数：120 kV，使用CARE DOSE 4D，参考管电流180 mAs，准直2×64×0.6 mm，层厚2×128×0.6 mm，旋转时间0.28 s。使用Bolus-tracking 自动触发技术，监测肺动脉干，触发阈值100 HU。使用高压注射器经右肘静脉注射非离子型对比剂碘克沙醇注射液（碘浓度320 mg/mL）60 mL，追加生理盐水30 mL，注射流率4.5 mL/s。

1.3 图像分析 参考既往文献［10］，由2 名副主任医师对3组图像进行评估。

1.3.1 定性评估 ①肺栓塞：定义为连续2 层及以上图像见肺动脉内边界清楚的低密度充盈缺损；②一过性对比剂中断（transient interruption of contrast，TIC）：定义为肺动脉强化程度低于上腔静脉及升主动脉；③呼吸运动伪影：表现为膈肌出现阶梯征或双边征，或肺血管出现连续性中断或双边征；④肺部图像质量评估：分为3 类。优，肺组织密度均一，无或有轻微运动伪影，能够满足诊断；一般，肺内局部存在明显的呼吸运动伪影或通气不均，但可用于诊断一般的肺部病变；差，图像质量不能满足可能的肺部病变诊断。结论不一致时经商讨达成一致意见。

1.3.2 定量评估 由1 名副主任医师在5 mm 层厚轴位图像上测量肺动脉干CT值，于血管中心区设置类圆形ROI，大小200～300 mm2，上下连续3 层分别测量，取均值，避开存在明显硬射线伪影或运动伪影区域。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0 软件分析数据。计数资料以频数表示，计量资料以表示。2 名医师定性评估的一致性行Kappa 检验。3组间计数资料比较行χ2检验，两两比较采用成对比较分析（Pearson χ2或连续矫正χ2检验）；计量资料比较行方差分析，两两比较行SNK 检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义（χ2检验成对比较分析取调整后检验水准，以P＜0.017 为差异有统计学意义）。

2 结果

2.1 3组一般资料比较（表1）3组间性别、年龄、BMI 及左室射血分数比较差异均无统计学意义（均P>0.05）。

表1 3组一般资料比较

2.2 3组定性评估（表2）2 名医师对肺栓塞的检出结果完全符合，对TIC 和呼吸运动伪影的评估结果一致性良好（K=0.791，0.752），对整体图像质量的评估一致性一般（K=0.697）。3组肺栓塞检出率比较差异无统计学意义（P>0.05），而TIC 及呼吸运动伪影发生率差异均有统计学意义（均P＜0.05）。TIC 发生率两两比较，A组高于B、C组，差异均有统计学意义（χ2=6.032，6.807；P=0.014，0.009），B、C组差异无统计学意义（χ2=0.000，P=1.000）。C组呼吸运动伪影发生率高于A、B组，差异均有统计学意义（χ2=6.076，6.502；P=0.014，0.011），A、B组差异无统计学意义（χ2=0.310，P=0.578）。3组肺部图像质量均能满足诊断，其中图像质量“优”和“一般”的占比差异有统计学意义（P＜0.05），A组整体肺部图像质量优于B、C组（χ2=6.144，7.350；P=0.013，0.007），B、C组间差异无统计学意义（χ2=0.030，P=0.864）。

表2 3组CT 图像的定性评估结果 例（%）

2.3 3组定量评估 3组肺动脉干CT值分别为（311.42±77.49）、（341.94±82.10）、（345.77±66.16）HU，差异有统计学意义（F=4.392，P=0.014）。两两比较，A组肺动脉干CT值低于B、C组，差异均有统计学意义（P=0.023，0.009），B、C组差异无统计学意义（P=0.793）（图1）。A组1例发生严重TIC，肺动脉干CT值143 HU（图2a）；后行平静呼吸轻屏气重复扫描，肺动脉干CT值升至241 HU（图2b）。

图1 3组患者肺动脉干CT值比较的柱状图，A组肺动脉干CT值低于B、C组图2 男，31岁 图2a 深吸气后屏气肺动脉CT血管成像（CTPA），发生严重一过性对比剂中断，肺动脉干强化程度明显低于升主动脉 图2b 平静呼吸轻屏气重复CTPA 扫描，肺动脉干强化效果改善

3 讨论

良好的强化扫描效果是CTPA 检查检出肺栓塞的基础，一般诊断急性肺栓塞要求肺动脉CT值>93 HU，慢性肺栓塞则要求CT值>211 HU［11］。常规扫描条件下，CTPA 肺动脉的CT值可达300～500 HU，少数情况下可出现肺动脉强化不佳的现象，增加了肺栓塞诊断难度。文献报道，肺动脉强化效果不佳与深吸气及屏气动作有较大相关性［4，12］。深吸气时，胸腔负压增大，促进腔静脉回流，膈肌下移使腹内压升高，下腔静脉回流量增加较明显，大量未强化的下腔静脉血液经右心系统快速泵入肺动脉。吸气末突然屏气会使胸腔压力突然增加，腔静脉回流明显减少，对比剂回心量亦减少或中断，且心输出量降低，右心腔及肺动脉无法在短时间内被对比剂重新充盈［9］。研究表明，正常人平静呼吸时，上、下腔静脉回流比值约为1∶1.9；而深吸气时，腔静脉回心血量增加近50%，以下腔静脉回流增加为著，上、下腔静脉回流比值约1∶2.6［13］。

当下腔静脉回流量过大时，右心腔及肺动脉强化程度显著减低，即可发生TIC 现象。TIC 是一种常见的血流相关伪影，指上腔静脉内见对比剂流入，而肺动脉CT值低于左心腔或升主动脉CT值的一种现象［9］。Wittram 等［7］研究发现，采用深吸气后屏气CTPA扫描时，发生TIC者右心房80.1%的血液来自下腔静脉，明显高于未发生TIC 者（52.8%）。TIC 的发生可直接影响肺栓塞的诊断，若肺动脉强化程度弥漫降低，可掩盖低密度血栓导致肺栓塞漏诊；若肺动脉强化程度局部降低，则可能与肺栓塞的直接征象相近，导致误诊。临床工作中，当出现严重TIC 影响诊断时，需重复CTPA 检查，患者将接受双倍的辐射剂量和对比剂用量，如重复检查时仍采用相同的检查方案，再次出现TIC 的概率极高［9，12］。

文献报道，改善肺动脉强化效果、减少TIC 发生的最简单、可行的方法是更改扫描前呼吸指令，杜绝深吸气及吸气末用力屏气［3-5］。平静呼吸轻屏气可避免深吸气后用力屏气所致的胸腔压力剧烈变化，上、下腔静脉血液回流占比相对稳定，能够提高CTPA肺动脉强化对比效果，有效减少TIC 的发生。研究表明，采用平静呼吸轻屏气扫描所获的肺动脉CT值较深吸气后屏气扫描增加17.95%，且前者TIC 发生率（2.67%）明显低于后者（15.69%）［4］。本研究中平静呼吸轻屏气扫描时虽部分患者出现下肺膨胀不佳相关的肺坠积效应或马赛克征，但所获肺部图像质量并不影响肺部炎症、肿瘤等的诊断。此外，少数患者可能因紧张或理解不充分，而出现深吸气或用力屏气的现象，因此，扫描前进行呼吸训练非常必要［12］。平静呼吸不屏气的肺动脉强化程度及TIC 发生率与平静呼吸轻屏气相近，且可有效解决患者对呼吸指令依从性差的问题，适用于部分老年或不能配合屏气的患者；虽图像运动伪影略有增加，但图像质量能够满足诊断［14-15］。Nyman 等［13］回顾性分析13例深吸气后屏气CTPA 扫描发生显著TIC 的患者，采用平静呼吸不屏气重复扫描，肺动脉干CT值由97 HU 升至303 HU，且未发生严重的呼吸运动伪影。本研究中平静呼吸轻屏气和平静呼吸不屏气状态下扫描TIC 发生率明显降低，两者肺动脉强化效果相似且均优于深吸气后屏气扫描，与既往文献报道［9，16］相符。

本研究不足之处：①纳入的样本量偏小，结果可能存在偏倚；②考虑肺组织膨胀程度及呼吸运动伪影对肺栓塞的检出影响较小，未进一步对3组肺动脉图像质量进行定性评估；③定量分析时仅测量了肺动脉干CT值，未对上腔静脉、房室腔、双侧肺动脉及分支进行定量评估，存在一定的局限性。

综上所述，平静呼吸轻屏气扫描能够有效提高肺动脉强化效果，且无明显呼吸运动伪影，肺组织成像质量亦能够满足诊断，可作为日常CTPA 检查推荐使用的呼吸指令；平静呼吸不屏气扫描亦能获得较好的肺动脉强化效果，虽难免产生呼吸运动伪影，但后64 排CT 的高时间分辨力已大大减少了呼吸对图像质量的影响，适用于无法配合屏气的患者。