急性肺栓塞的影像检查技术应用进展

戚建晨 王冬青 张龙江 朱海涛，*

急性肺栓塞（acute pulmonary embolism，APE）是由于各种栓子阻塞肺动脉系统所致的以肺循环功能和呼吸障碍为主的临床病理生理综合征，是一种严重危及生命的心血管急症，发病率居心血管疾病的第3 位，仅次于冠心病及脑血管意外。我国APE年发生率为0.26‰～1.45‰，由于其发病机制复杂且缺乏特异有效的诊断方法，APE 的高误诊率是造成其病死率高的原因之一[1]。文献[2-3]报道APE 病人短期病死率为1.9%～6.6%，而存在血流动力学障碍的APE 病人病死率更是高达30%。因此，及时有效的定性诊断、病情评估和分层治疗可减少APE 病人不良事件的发生，降低病死率[4]。由于APE 缺乏特异的临床表现，CT 肺动脉血管成像（computed tomographic pulmonary angiography， CTPA）、肺通气/灌注显像（ventilation/perfusion scintigraphy，V/Q）、MR 肺血管成像（MR pulmonary angiography， MRPA）以及超声成像等各种影像检查方法在APE 的定性诊断中发挥重要作用。本文就各种影像检查方法在APE 定性诊断和定量评估中的应用及限度进行综述。

1 病因及发病机制

APE 是内源性或外源性栓子阻塞肺动脉或其分支引起急性肺循环障碍的临床与病理生理综合征，包括肺血栓栓塞症、脂肪栓塞综合征、羊水栓塞、空气栓塞、肿瘤栓塞和细菌栓塞等。肺血栓栓塞症（pulmonary thromboembolism，PTE）是最常见的肺栓塞类型。大部分的栓子来源于腹腔、盆腔和下肢深静脉血栓[5]。APE 的病理生理学改变主要是栓子阻塞肺动脉及其分支导致肺血管阻力和右心室后负荷增加，进而引起右心扩大，室间隔左移和左心室功能受损。APE 病人呼吸功能不全主要是由于栓塞部位肺血流减少，肺泡死腔量增大，肺内血流重新分布，通气血流比例失调导致低氧血症。APE 病人的临床表现缺乏特异性，主要取决于肺动脉栓塞的范围、速度、原心肺功能状态及肺血管内皮纤溶活性等。轻者可无明显改变，重者可出现肺循环阻力增加、肺动脉高压、急性右心功能不全及猝死等[1，4-5]。

2 APE 的影像检查方法及评估

2.1 CTPA CTPA 是目前APE 定性诊断的首选检查方法。CTPA 具有多角度显示肺血管结构的优势，可直接观察栓子的大小、形态、位置。Stein 等[6]报道CTPA 诊断APE 的敏感度为83%，特异度为96%，阳性预测值为86%，阴性预测值为95%。但是，CTPA 对于远端小栓子的观察效果并不理想，且不能提供全肺的血流灌注信息，因此CTPA 对外周APE 的诊断价值受到限制。近年来，双能量CT（dual energy computed tomography，DECT）在 APE 中的临床应用越来越广泛，利用物质间衰减值不同的特征对物质进行区分与量化，同时联合碘图成像、双能量肺灌注成像（dual energy lung perfusion imaging，DEPI）以及虚拟单能谱成像等后处理技术可获取组织形态与功能的信息[7]。碘图成像能够提高肺外周栓子的检出率，联合CTPA 检出外周栓子的敏感度为93.1%，特异度为98.2%，准确度为96.35%[8]。Weidman 等[9]结合碘图成像和 CTPA 回顾性分析1 144 例APE 病人的影像表现，约2.3%的病人发现了新的栓子。基于DEPI，APE 可分为非闭塞性和闭塞性，非闭塞性表现为灌注程度减低，闭塞性表现出明显的灌注缺损区[9-10]。Tang 等[11]研究发现DEPI 结合CTPA 可显著提高外周APE 的检出率。虚拟单能谱成像可清晰地显示血管并减少线束硬化伪影，改善了肺外周细小动脉的显影，提高了APE 的检出率[12]。减影CT 作为一种新型软件技术，在APE 检测上的应用受到关注。Grob 等[13]研究显示减影CT 可特异性地诊断肺部血管、支气管以及其他疾病造成的肺灌注异常。减影CT 具有类似于DECT 的诊断效能，可作为DECT 的替代方法用于APE 的诊断[14]。人工智能的快速发展进一步提高了CTPA 检测 APE 的诊断效能。Weikert 等[15]基于人工智能算法在CTPA 影像上自动化检测APE，其敏感度和特异度分别达92.7%和95.5%，表明该算法不仅能够提高APE 检测的准确性还可以优化临床危重病人的诊治流程。Liu 等[16]利用人工智能技术结合CTPA 和其他影像学参数，构建了一个具有高敏感性和可重复性的深度学习模型，可显著提高APE 的诊断效能，并精确计算栓子体积。

CT 在APE 危险分层和预后评估中具有重要临床价值。CTPA 影像可获得右心室与左心室直径比（right ventricle/left ventricle，RV/LV）和肺动脉栓塞指数 （pulmonary artery obstruction index，PAOI），因此CTPA 可有效评估APE 病人预后。RV/LV 与病人的病死率有较大的相关性，当RV/LV＞1.0，提示肺栓塞病人预后不良[17]。PAOI 是评估APE 严重程度的半定量指标。Guo 等[18]分析PAOI 与心血管参数之间的关系，PAOI 有助于APE 病人危险分层，进而指导治疗。基于双能量肺灌注成像的灌注缺损评分和整体灌注指数在APE 严重程度定量评估、预后判断及治疗决策制定等方面具有重要的临床价值[19]。DECT碘图技术上血流灌注缺损程度与APE 病人右心功能障碍及存活率密切相关[20]。

综上所述，CTPA 及其后处理技术在APE 定性和定量诊断、预后判断和指导治疗等方面具有非常重要的临床价值；但CTPA 肺灌注异常的假阳性，碘剂与灌注相关参数的一致性和稳定性，以及成像技术和辐射剂量的优化等都是进一步改进的方向[21]。

2.2 肺V/Q 肺V/Q 是通过静脉注射或吸入99Tcm的放射性同位素后进行显像，对于APE 确诊具有一定的临床价值。肺灌注显像反映肺组织的血流灌注，肺通气显像则反映肺组织的气体充盈。APE V/Q显像的典型征象是肺段或亚肺段分布灌注缺损区和肺组织通气/灌注的不匹配。基于单光子发射体层成像（SPECT）/CT 的肺V/Q 显像可同时获取两肺解剖与功能信息，可显著提高APE 诊断的准确性，并降低辐射剂量。有文献[22]报道，SPECT/CT 诊断APE的敏感度为97.6%，特异度为95.9%，准确度为96.5%。随着新型显像药物的应用，基于正电子发射体层成像（PET）/CT 的肺V/Q 显像技术正快速发展，并且展现出较好的前景。基于68Ga 的PET V/Q显像可精确评估灌注异常的位置、形态和范围，定量分析V/Q 的不匹配关系，显著提高APE 的定性诊断和定量评估效能[23]。肺V/Q 显像还可应用于定性定量评估APE 治疗（如肺动脉血栓内膜剥脱手术、球囊肺动脉成形术及抗凝治疗）前后肺血流灌注的变化，评估治疗后残余肺功能，优化治疗方案等方面。

尽管肺V/Q 显像具有较高的敏感性，但特异性较低，假阳性率高；且基于SPECT 的肺V/Q 显像空间分辨力较低，不能直观地显示栓子大小及部位[22]。

2.3 MRPA 一项多中心前瞻性研究[24]发现，MRPA诊断APE 的特异度为99%，敏感度为78%。三维增强MR 血管成像与 CTPA 检测 APE 效能相当[25]。Bannas等[26]基于自由呼吸三维径向超短回波时间MR 成像技术的3D MR 血管成像可显示小血管和肺实质，提高APE 的检出率。但是，MRPA 对于肺段以下APE诊断不佳。利用具有靶向性的氟碳纳米乳液19F 分子探针可实现早期APE 的MR 分子成像，可以弥补传统MR 成像的缺陷，具有巨大的潜力。

时间动态增强MR 灌注成像可用于APE 病人的定性及定量评估，还可以提供功能相关的信息，进而评估病人预后[27]。对纤维蛋白，ⅩⅢa 因子及活化血小板进行标记的对比剂进行MR 成像可定量评估血栓负荷，但其进一步临床转化仍需深入研究。

由于MRPA 受心脏运动、屏气困难、空间分辨力较差及其运动伪影等因素影响，其并非APE 首选诊断方法[28]。但是，随着平衡稳态自由进动序列及静息间隔单次激发等非增强MRPA 快速成像的发展，MRPA 在APE 中的应用具有更加广阔的前景。

2.4 超声成像 超声成像具有实时成像、检查费用低、操作简单、影像直观、无创、无辐射及可重复性高等优点，能对肺动脉主干和右心进行快速检查且优于其他技术，可作为可疑高危或大面积APE 或不能立即行CTPA 检查病人的一线检查手段。超声成像对APE 的阴性预测值为40%～50%[4]。Trenker等[29]采用肺部超声成像对临床Wells 评分高度怀疑存在APE 而CT 检查结果阴性的病人进行检查，结果显示超声成像可提高APE 的检出率，但该技术的适用性还需大样本、前瞻性的研究来验证。超声成像对肾功能不全的APE 病人也有一定的诊断价值[30]。

在预后评估方面，超声成像的主要作用在于发现病人是否存在右心室功能障碍。超声成像显示RV/LV 增大（RV/LV＞1）是 APE 短期死亡的独立预测指标[17]。超声斑点追踪技术是定量评估心脏功能的新方法，已广泛应用于APE 的预后评估[31]。Dahhan等[32]采用超声斑点追踪技术评估APE 病人的右心室功能，结果发现APE 病人右心室整体和侧壁纵向应变与其生存率呈负相关，表明该技术具有可改善肺栓塞严重程度指数预测APE 病人结局的能力。

超声成像对APE 的定性诊断价值有限，并不能作为APE 疑似病人的推荐检查方法，但对疑似病例的筛选检查及危重病人的床旁检查，或用于辅助判断APE 病人的预后及其他心脏疾病的鉴别诊断具有重要价值[33]。

3 小结

由于CTPA 具有操作安全无创、方便快捷以及可重复性强的优点，目前已成为临床诊断及评估APE 病人的主要检查方法。随着双能CT 及其后处理技术的不断发展，使得对比剂用量不断减低，辐射剂量不断下降，诊断效能大幅度提高，值得进一步深入研究。人工智能的发展提高了APE 的诊断效能，将来有望通过人工智能的应用，更便捷高效地进行量化危险分级，对APE 病人的管理具有重要的临床价值。随着影像技术的不断发展，多种技术联合检查可以有效避免单一检查中存在的不足，对于进一步提高APE 的超早期诊断及预后评估具有重要意义。