急性肺栓塞(APE)是一种临床常见的致死性心血管疾病[1],若不及时治疗,其自然死亡率可高达30%[2,3]｡但APE临床症状多变,部分表现不典型,及时､准确的诊断和治疗是提升患者预后的关键[4]｡CT肺动脉造影(CTPA)作为临床广泛应用的､首选的肺动脉检查方法,其扫描速度快,具有较高的敏感度与特异度,被视为临床诊断肺动脉栓塞的“金标准”[5]｡但传统CTPA检查无法准确反映肺组织血流灌注情况,而且对部分周围型肺动脉栓子检出困难,容易漏诊[6,7]｡随着双源CT的逐步应用,双能量肺灌注成像(DEPI)不仅可以获得CTPA图像,还可以进行肺血流量容积(LungPBV)重建,获得肺组织血流灌注信息及相关定量参数指标[8,9]｡以往多为双能量CT在肺栓塞(PE)诊断及栓子检出率等定性方面的研究,而DEPI的定量研究鲜有报道[6,9]｡既往有研究通过定量指标碘含量测值发现PE治疗后病变区域的碘分布状态会发生变化,从而反映PE治疗后血流灌注恢复情况,初步判定了定量参数的意义[10]｡但既往研究定量指标单一,没有对比研究或未能判断定量指标PE诊断临界值｡本研究旨在探讨DEPI成像对APE周围型栓子的检出价值,并对双能量CT肺组织灌注成像定量参数进行比较､预判临界值,以期为PE状态下肺组织灌注情况的评价以及PE治疗后肺功能恢复情况提供客观依据｡

1、资料与方法

1.1一般资料

回顾性分析2021年1月~2024年4月于我院行双源CT双能量肺灌注检查的96例可疑APE患者的影像资料｡纳入标准:有胸痛､呼吸困难等支持APE诊断的临床症状,临床相关检查､检验可疑APE者｡排除标准:有严重肺部疾病(如肿瘤､肺纤维化､肺不张､严重支扩等)､肺部手术史等影响DEPI图像质量无法满足诊断要求者｡共纳入38例患者,男18例,女20例,年龄28~87(67±13)岁｡本研究经我院医学伦理委员会批准(审批号:KY-2018-012-1)｡

1.2检查方法

采用西门子SOMATOMFORCE双源CT,扫描范围从胸廓入口至膈底｡扫描参数:2个管球电压为90､Sn150kV,参考管电流为60､46mAs,准直器为96×0.6mm,采用CAREDose4D技术,螺距1.0,旋转时间0.25s,视野350mm｡造影剂:优维显(370mg/mL)40mL经肘正中静脉注入,流速4.0mL/s｡采用人工智能自动触发技术,在肺动脉主干设置感兴趣区,达到100HU阈值后延迟4s开始扫描｡图像重建层厚､层间距均为1.0mm｡DEPI:数据传至Syngo.via后处理工作站,应用LungPBV肺分析功能对90､Sn150kV的图像进行处理,获得伪彩双能量肺灌注图和碘密度图｡

1.3图像分析

由2位分别有6年和9年工作经验的主治医师采用随机盲法来分析CTPA图像并记录;间隔半月,再结合DEPI重建的LungPBV图像回顾性分析CTPA图像并记录,LungPBV图像发现灌注异常时需仔细观察相应区域CTPA图像,配合调节图像对比度,以在CTPA图像上发现栓子为诊断结果｡诊断不一致时需二者协商做出诊断｡另由1位高级职称的医师作为专家,结合LungPBV图像回顾性分析CTPA图像,并对最终在CTPA图像上发现的栓子做相应记录,有疑问时与另1位高级职称医师协商确定,以2位专家判断结果为“金标准”｡每次分析图像均需记录栓塞的位置､栓塞程度(部分/完全)及栓子数量｡

CTPA图像PE判断标准[11]:肺动脉内见部分或完全性充盈缺损｡不同位置､不同级别的栓子单独计数｡将发生于段､亚段及其以下分支的PE定义为周围型PE[12]｡

DEPI重建的LungPBV图像对PE的判断标准[13]:以正常灌注肺组织区为参照,出现灌注减低或缺损为阳性｡

栓塞肺组织的灌注情况定量测量:由上述高级职称医师测量周围型肺栓塞对应区域的肺灌注情况,画圆形感兴趣区,测量定量参数(平均灌注CT值和碘密度值),面积50~80mm2,用相同ROI测量周围或同层面对侧灌注正常区(图1)｡

1.4统计学分析

采用SPSS27.0进行统计学分析｡计数资料以n(%)表示,组间比较采用χ2检验;当四格表资料的1≤理论频数T<Kappa值<0.75表示一致性较好,Kappa值>0.75表示一致性极好｡以P<0.05为差异有统计学意义｡

图1男,34岁,肺段完全性APE

2、结果

2.1PE栓子数量的检出结果38例患者中,专家组最终共诊断340支肺动脉栓塞,其中主干肺动脉12支､肺叶肺动脉42支､肺段肺动脉221支､亚段肺动脉65支｡周围型肺栓塞共286支,其中完全性栓塞105支,部分性栓塞181支｡

2位医师结合LungPBV图像回顾性分析CTPA图像较单独分析CTPA图像可发现更多的肺周围型栓子(肺段肺动脉6支､亚段肺动脉10支,共16支,图2)｡对亚段栓子和对总栓子数的检出差异有统计学意义(P=0.011､0.001)｡2位主治医师结合LungPBV图像来分析CTPA图像对各级肺动脉分支栓子的检出,较专家组结合两种图像的最终诊断结果差异均无统计学意义(P>0.05,表1)｡2位医师诊断一致性在CTPA图上较好(Kappa值=0.671),CTPA与PBV图像联合分析时极好(Kappa值=0.797,P<0.01)

图2女,73岁,左肺多发APE

表1单独分析CTPA与联合分析CTPA+PBV检出不同部位肺动脉栓子的数量

2.2周围型肺栓塞分组定量分析

段及亚段完全性栓塞肺组织的平均灌注CT值､碘密度值低于部分性栓塞肺组织;部分性及完全性栓塞肺组织的平均灌注CT值､碘密度值均低于正常肺组织,分组两两比较差异均有统计学意义(P<0.001,表2)｡

表2部分栓塞､完全栓塞肺组织低灌注区与正常肺区定量比较

2.3定量参数诊断肺栓塞的ROC曲线及比较分析

平均灌注CT值的ROC曲线显示:诊断肺栓塞的临界值≤40HU,AUC为0.953,P<0.01,95%CI:0.932~0.968,敏感度86.16%,特异度99.31%,约登指数0.8547｡碘密度值的ROC曲线显示:诊断肺栓塞的临界值≤1.7mg/mL,AUC为0.923,P<0.01,95%CI:0.899~0.944,敏感度83.74%,特异度98.62%,约登指数0.8235｡灌注CT值与碘密度值的ROC曲线比较,灌注CT值AUC高于碘密度值的AUC值,差异有统计学意义(P=0.0009,图3)｡

图3平均灌注CT值､碘密度值的ROC曲线

3、讨论

CTPA是目前公认的无创诊断肺栓塞的最佳影像学方法｡本研究中DEPI成像是双源CT上实现的双能量扫描方法,由两组独立运行的球管-探测器组成,两组分别在高､低能量X射线下完成图像的扫描与采集,通过对两种能量下肺组织碘的分布进行分析,一次扫描可同时获得CTPA图像和能反映肺组织血流灌注情况的伪彩双能量肺灌注图和碘密度图等,在临床中得到了广泛应用[14-17]｡DEPI灌注图在软组织､空气和碘3种材料分解的基础上得出肺组织的碘含量,将获取的数据集载入特定的处理软件LungPBV,最终得出量化的灌注指标,用于判断疾病严重程度以及评估预后[18,19]｡CTPA可准确､清晰显示位于肺动脉主干及分支内的栓子｡但由于CTPA空间分辨率有限,且周围型肺动脉血管分支细小､数量较多,仅依靠CTPA图像来逐一排查周围型PE对诊断医师尤其是经验不足的医师是一项挑战｡因而,CTPA对于部分周围型PE栓子,特别是亚段PE存在漏诊情况[20]｡有研究表明,亚段栓子不仅会造成血流动力学异常导致慢性肺栓塞,甚至会引起血栓蔓延形成大面积PE[21]｡因此,及时､准确的诊断周围型PE尤为重要[22]｡

本研究结果显示2位医师结合DEPI图像回顾性分析CTPA图像较专家组最终诊断差异无统计学意义,但较2位医师只分析CTPA图像可发现更多的肺周围型栓子,尤其是亚段栓子｡DEPI成像可以通过重建LungPBV伪彩图更直观地显示肺组织灌注情况,通过颜色改变提示肺组织灌注减低或缺损,避免了部分因诊断医师因经验不足､观察不仔细等造成的细小栓子的漏诊,从而提高周围型栓子检出率[23]｡本研究结合LungPBV补检出的CTPA漏诊栓子多为完全性栓塞,少数为部分性栓塞导致周围肺组织灌注减低,在DEPI伪彩图上已发生色彩变化,且视觉可分辨｡结合彩色低灌注区,调整图像对比度,再仔细观察CTPA图像,在对应区域肺动脉分支内看到充盈缺损而最终诊断为栓塞｡有研究发现,双源CT双能量肺动脉成像中采用CTPA联合LungPBV软件可以提高周围型PE检出率,特别是亚段及亚段以下PE[24],这与本研究结果相似｡2位主治医师在结合PBV伪彩图像分析CTPA图像时较单独分析CTPA图像诊断一致性提高,对PE栓子的诊断信心增强｡

PE造成肺动脉堵塞,碘对比剂减少,LungPBV伪彩图显示灌注减低或缺损｡本研究对不同栓塞程度的周围型肺栓塞LungPBV伪彩图分组观察,发现部分性栓塞肺段少数(78/181)出现了视觉可分辨的灌注减低,而多数则表现为无明显灌注减低,分析原因可能与入组病例类型及具体病例栓塞位置､程度不同相关｡因部分性栓塞时,肺动脉管腔狭窄程度亦存在差别,若管腔狭窄不显著,肺组织血液灌注未明显减低,则在LungPBV伪彩图中表现为假阴性｡完全性栓塞肺段除两支细小亚段分支周围灌注减低不明显外,其余均出现不同程度的灌注减低､灌注缺损｡两支CTPA明确可见的亚段完全性肺栓塞栓子,周围肺组织灌注CT值､碘密度值近似正常｡这与既往研究结果完全栓塞肺段均出现灌注减低[6]略有差异,分析原因可能为此两支肺动脉栓子均发生在亚段细小肺动脉,栓塞肺动脉直径细小,栓塞程度肉眼判断或许存在误差,栓塞管腔内仍有血流通过,导致LungPBV图假阴性改变[13]｡此外,肺为双重供血器官,慢性PE可发生局部肺组织灌注代偿,本研究均为APE,可忽略此因素的影响｡另外,肺内有显著渗出性病变､肺不张､间质性纤维化等疾病可导致病变区域肺组织的灌注减低,LungPBV表现为假阳性,需借助肺窗排除｡本研究已将上述肺部病变会导致LungPBV图假阳性的病例予以剔除｡

DEPI成像还可对周围型APE肺组织血流灌注情况进行量化评估,评价病变区域的微循环障碍[25,26]｡双源双能量CT定量研究在痛风石､泌尿系结石方面应用较多,而在PE方面的研究鲜有报道,本研究通过对周围型肺栓塞分组定量统计分析发现:段及亚段完全性栓塞肺组织的灌注CT值和碘密度值均低于部分性栓塞,且栓塞区域的两参数值均低于正常肺组织,差异有统计学意义｡国外曾有学者比较肺组织灌注减低区与正常灌注区碘密度值的差异来进行量化评估,认为发生栓塞的肺实质碘密度较正常肺实质减低[27-29],与本研究结果一致｡肺组织的灌注CT值作为本研究的定量指标之一,其与碘密度值对于肺动脉有无栓塞及栓塞程度的差异判断方面表现出较好的一致性｡两定量参数诊断PE的ROC曲线显示,平均灌注CT值､碘密度值对于PE的诊断有较高的敏感度和特异度,二者可作为诊断PE的有效参考指标｡平均灌注CT值､碘密度值诊断肺栓塞的临界值分别为≤40HU和≤1.7mg/mL｡二者经DeLong检验比较分析发现:灌注CT值AUC高于碘密度值的AUC值,差异有统计学意义,即平均灌注CT值相较碘密度值对PE的评价更具临床意义｡肺栓塞时由于肺动脉内碘对比剂减少,肺组织灌注减低､密度减低,灌注CT值可以量化评估肺栓塞区域与周围正常肺组织的密度差别[30]｡

本研究中有2例患者治疗后复查显示灌注异常区范围明显减小,周围肺组织灌注CT值､碘密度值均较治疗前升高或接近正常,提示治疗后栓子减小或消失,栓塞区肺组织血供得到改善,也提示DEPI成像及其量化指标能够反映血流动力学情况｡将这些量化指标用于肺栓塞疗效的评价是今后的研究方向之一｡随着人工智能的广泛应用,人工智能在肺动脉CT检查中得到了初步发展[31]｡但人工智能在肺组织灌注量化分析方面尚未见报道,如果将人工智能与图像分析及后处理充分结合或许能为PE肺组织灌注情况精准量化评估提供新的可能｡

本研究具有一定局限性:以专家组医师的诊断结果为最终标准缺乏客观性;DEPI定量分析及测量存在主观性,有一定误差;本研究样本量较小,因肺组织灌注情况存在个体差异,以及不同检查设备､扫描条件会对CT值产生影响等,要确定诊断肺栓塞､评价栓塞程度的量化参数临界值尚需要多中心､大样本研究来进一步精确｡

综上,DEPI可反映肺内血流灌注,与CTPA检查部分互补,联合应用有助于检出更多的周围型肺动脉栓子｡用DEPI检查对栓塞区域肺组织的灌注情况进行定量是PE治疗前对栓塞情况全面评估以及治疗后评价疗效的重要参考｡

参考文献:

[1]李丽,于世勇.急性肺栓塞介入治疗现状及展望[J].中华心血管病杂志,2024,52(4):439-44.

[4]万泽安,谈伍平,苗贵华,等.应用双源CT双能量肺灌注成像评估急性肺栓塞患者病情程度及右心功能的可行性分析[J].中国CT和MRI杂志,2021,19(8):77-8,100.

[6]锁咏梅,宋贤亮,章辉庆,等.双能量CT肺灌注成像的定量参数诊断肺栓塞的临床应用价值[J].医学影像学杂志,2021,31(2):247-50.

[8]丁兆慧,奚群英.双能量CT成像技术在肺血管疾病中的应用进展[J].心血管病学进展,2024,45(1):27-30.

[10]吴华伟,程杰军,李剑颖,等.CT能谱成像定量碘基物质图对肺栓塞的诊断价值[J].中华放射学杂志,2011,45(8):727-30.

[11]中华医学会心血管病学分会肺血管病学组.急性肺栓塞诊断与治疗中国专家共识(2015)[J].中华心血管病杂志,2016,44(3):197-211

[13]蒲艳军,姚建军,朱力,等.双能量CT肺灌注成像在周围型肺栓塞中的临床应用[J].实用放射学杂志,2015,31(11):1865-8.

[15]沈维英,刘虎,朱佩云,等.双源CT双能量肺灌注成像对肺动脉栓塞的诊断价值[J].中国医学科学院学报,2020,42(5):646-50.

[16]王浩然,肖新广.CT肺血管造影联合双能量肺灌注成像对老年性肺栓塞治疗疗效的评估[J].中国临床医学影像杂志,2019,30(10):685-9

[20]岑人丽,倪志文,黄绥丹,等.能谱CT在急性肺动脉栓塞诊断及随访中的应用价值[J].临床放射学杂志,2020,39(9):1749-53.

[22]吴勇,胡曙东,黄虹,等.双层探测器光谱CT能谱成像对亚段肺栓塞的应用[J].中国医学影像学杂志,2023,31(10):1059-63.

[24]罗显丽,李邦国,刘盼,等.双源CT双能量成像对周围型肺动脉栓塞的诊断价值[J].临床放射学杂志,2017,36(5):668-72

[30]马智军,冯强,张素娟,等.双源CT双能量肺灌注成像对肺栓塞的初步研究[J].中华放射学杂志,2011,45(2):116-9.

[31]王靖玺,赵丽,吕滨.人工智能在肺栓塞CT检查中的临床研究进展[J].中华心脏与心律电子杂志,2024,12(1):26-31.

基金资助:国中康健医学影像科学科联盟机制建设与专科发展策略研究科学技术项目(GZK-KJXX-QTHT-20230431);

文章来源:苗娜,孟凡祺,黄浩,等.双能量CT肺灌注成像对急性肺栓塞的诊断价值[J].分子影像学杂志,2025,48(04):453-458.