雙能CT肺灌注成像評(píng)價(jià)肺栓塞栓子形態(tài)與功能改變的相關(guān)性研究

柴華，黃榕，韓丹，溫勇堅(jiān)，單世航，張榮順，劉燦，彭明群

（云南省第三人民醫(yī)院 放射醫(yī)學(xué)影像科，云南 昆明 650011）

雙能CT肺灌注成像評(píng)價(jià)肺栓塞栓子形態(tài)與功能改變的相關(guān)性研究

柴華，黃榕，韓丹，溫勇堅(jiān)，單世航，張榮順，劉燦，彭明群

（云南省第三人民醫(yī)院 放射醫(yī)學(xué)影像科，云南 昆明 650011）

目的采用雙源計(jì)算機(jī)體層攝影（DSCT）雙能量肺灌注成像診斷肺動(dòng)脈栓塞（PE），探討栓塞部位及形態(tài)與雙能量肺灌注的相關(guān)性。方法收集臨床懷疑PE，行DSCT雙能量肺灌注成像患者120例。①分析PE部位及分型；②分析PE部位及分型與雙能量肺灌注灌注缺損類型的比較；③分析縱隔窗肺動(dòng)脈增強(qiáng)圖像與肺灌注圖像診斷PE的吻合性，以及肺灌注圖像與肺窗圖像診斷PE肺內(nèi)灌注改變的吻合性。結(jié)果①從PE發(fā)生部位分析，右側(cè)PE的比例高于左側(cè)肺動(dòng)脈，肺葉動(dòng)脈較左、右肺動(dòng)脈干多，雙下肺動(dòng)脈較雙上肺動(dòng)脈多；從形態(tài)上分析，以中心型和完全閉塞型居多，附壁型次之，不規(guī)則型及馬鞍型較少；②在不同類型的肺動(dòng)脈干PE中，完全型易發(fā)生于全肺或肺葉灌注缺損，附壁型或中心型常出現(xiàn)肺葉或段灌注缺損；若PE發(fā)生在肺葉或肺段，則完全型多出現(xiàn)肺葉或段灌注缺損，而附壁型或中心型多出現(xiàn)肺段或亞段灌注缺損或無灌注缺損；若PE發(fā)生在亞段，則多見亞段灌注缺損或無灌注缺損；③縱隔窗肺動(dòng)脈增強(qiáng)圖像與肺灌注圖像診斷PE的吻合性好，肺灌注圖像與肺窗圖像診斷PE肺內(nèi)灌注改變的吻合性差。結(jié)論肺灌注成像與PE部位及形態(tài)具有一定的相關(guān)性，DSCT雙能量肺灌注成像能協(xié)助診斷PE。

雙能量體層攝影術(shù)；肺動(dòng)脈栓塞；肺灌注

肺動(dòng)脈栓塞（pulmonary embolism，PE）是指內(nèi)源性或外源性栓子堵塞肺動(dòng)脈其分支，引起的肺循環(huán)障礙的臨床和病理生理綜合征。近年來，隨著生活方式改變，PE逐漸成為較常見急危重病之一[1]，并且發(fā)病率逐年上升，占肺血管疾病的首位，占心血管病的11%[2]，尋找一種簡(jiǎn)便、快速、無創(chuàng)而有效的診斷方法一直醫(yī)學(xué)界的奮斗目標(biāo)。雙能量肺灌注成像通過碘對(duì)比劑的分布顯示PE所致的肺血流灌注缺損[3]，不僅可以顯示血管栓塞的情況，而且可以了解栓塞后肺血流灌注功能的改變，極大提高CT對(duì)PE的診斷水平，對(duì)指導(dǎo)臨床治療有重大的突破和推動(dòng)。因此，本研究采用雙源計(jì)算機(jī)體層攝影（dual source computedtomographypumlmonaryangiography，DSCT）雙能量肺灌注成像診斷PE，探討栓塞部位及形態(tài)與雙能量肺灌注的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2014年3月-2016年2月云南省第三人民醫(yī)院臨床擬診斷為PE，并行雙能量計(jì)算機(jī)體層攝影肺血管成像（dual energy computed tomography pumlmonary angiography，DECTPA） 的患者 120例。其中，男性82例，年齡 27～79歲，平均（69.88±13.76）歲；女性 58例，年齡 24～78歲，平均（65.12±15.32）歲。

1.2 儀器設(shè)備及造影劑

CT掃描機(jī)：德國(guó)Siemens公司Somatom Definition Flash CT。CT后處理工作站：德國(guó)Siemens公司配套Multi Modality Work Place（MMWP）工作站。CT增強(qiáng)注射器：美國(guó)Medrad公司雙筒高壓注射器（型號(hào)：SCT211），18～20 G套管針。對(duì)比劑：德國(guó)拜耳醫(yī)藥公司碘普羅胺（碘370 mg/ml）注射液。

1.3 方法

記錄被檢者的體重，向被檢者講述整個(gè)的掃描過程并指導(dǎo)其練習(xí)閉氣。其中，計(jì)算機(jī)體層攝影肺血管成像（computed tomography pulmonary angiography，CTPA)采用常規(guī)單源模式掃描；而DECTPA掃描啟用雙源模式，如雙期掃描，則從肺尖至雙肺底重復(fù)雙能量掃描1次。見表1。

1.4 圖像及結(jié)果處理

1.4.1 橫斷面分析 在橫斷面薄層中間的基礎(chǔ)上進(jìn)行一系列的后期處理，在一定程度上協(xié)助PE的診斷。

1.4.2 圖像重建 目前圖像重建方式主要包括多平面重組（muti planarreformation，MPR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、容積再現(xiàn)技術(shù)（volume rendering technique，VRT）、CT 仿真內(nèi)鏡成像（CT virtual endoscopy CTVE）等。見圖1。

表1DECTPA和CTPA的掃描參數(shù)

1.4.3 Lung PBV的定性分析 在MMWP工作站上利用雙能量肺灌注成像軟件（Lung PBV）分析數(shù)據(jù)，得到肺灌注圖像。見圖2A。

1.4.4 InSpace 4D的融合分析 利用In Space 4D軟件，將儲(chǔ)存的lung PBV序列結(jié)果和DECTPA圖像同時(shí)裝載到InSpace 4D中，以便觀察兩組融合效果。見圖2。

圖1 CTPA多種重建方式圖像

圖2 Lung PBV的定性及InSpace 4D融合分析

1.4.5 Lung PBV的定量分析 Lung PBV不僅能用偽彩顯示肺內(nèi)灌注情況，而且能在肺剝離后將灌注圖像轉(zhuǎn)碼為灌注數(shù)據(jù)，2條藍(lán)線將每側(cè)肺野橫斷分為上野、中野及下野，然后計(jì)算得到每個(gè)區(qū)域灌注量及百分?jǐn)?shù)，并以Hu和%為單位顯示，右上紅框內(nèi)為兩肺葉及各肺野肺灌注定量分析數(shù)值，用強(qiáng)化程度百分比表示；左下紅框內(nèi)為選定參照血管增強(qiáng)后CT值，以其為參照標(biāo)準(zhǔn)可更準(zhǔn)確地計(jì)算肺內(nèi)灌注定量數(shù)值。見圖3。

圖3 Lung PBV定量分析軟件

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)數(shù)資料以率表示，用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 DECTPA檢出的PE部位及分型

141例患者中檢出90例PE，累計(jì)栓塞365例，其中完全閉塞型所占比例最高，占40.270%。不同栓塞部位的栓塞類型構(gòu)成比比較，經(jīng)χ2檢驗(yàn)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=46.972，P=0.000），不同栓塞部位的栓塞類型構(gòu)成比不全相同。見表2。

表2 DECTPA檢出PE的部位及分型 例

2.2 DECTPA檢出的PE部位及分型與雙能量肺灌注圖像灌注缺損類型的分析

DECTPA檢出的90例PE患者中，結(jié)合肺窗圖像與臨床資料排除肺內(nèi)基礎(chǔ)疾病較嚴(yán)重者49例，其余41例應(yīng)用Lung PBV軟件分析雙能量肺灌注圖像（dual energy lung perfusion imaging，DEPI）的灌注類型與PE部位的關(guān)系。不同栓塞部位的灌注缺損類型構(gòu)成比比較，經(jīng)χ2檢驗(yàn)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=54.062，P=0.000），不同的栓塞部位的灌注缺損類型構(gòu)成比不全相同。見表3。

表3DECTPAPE檢出的PE部位及分型與灌注缺損類型對(duì)照 例

2.3 縱隔窗肺動(dòng)脈增強(qiáng)圖像與肺灌注圖像及肺窗圖像診斷PE的吻合性分析

分析縱隔窗肺動(dòng)脈增強(qiáng)圖像與肺灌注圖像診斷PE的吻合性，以及肺灌注圖像與肺窗圖像診斷PE肺內(nèi)灌注改變的吻合性。41例患者，每位患者5個(gè)肺葉，共205個(gè)肺葉進(jìn)行分析?？v隔窗增強(qiáng)圖像顯示發(fā)生在肺葉的PE 65個(gè)，灌注圖像顯示發(fā)生在肺葉的PE 60個(gè)，應(yīng)用受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）對(duì) 2種圖像診斷 PE的吻合性進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，ROC曲線面積為0.816，說明兩組間具有較好的吻合性。吻合性分析差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=4.629，P=0.033）。見表4和圖4。

對(duì)41例DECTPA檢出的每位PE患者的5個(gè)肺葉進(jìn)行灌注圖像分析。結(jié)果顯示，發(fā)生在肺葉動(dòng)脈栓塞的各型肺灌注缺損49個(gè)，肺窗上出現(xiàn)肺內(nèi)血管改變或梗死22個(gè)，應(yīng)用ROC曲線對(duì)兩種圖像顯示PE引起肺內(nèi)灌注改變吻合性進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，灌注圖像ROC曲線面積為0.583，說明兩組間吻合性較差。吻合性分析差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=4.947，P=0.029）。見表5和圖5。

表4 縱膈窗肺動(dòng)脈增強(qiáng)圖像與肺灌注圖像診斷PE的吻合性分析 例

圖4 縱隔窗肺動(dòng)脈增強(qiáng)圖像與肺灌注圖像PE的吻合性分析

表5 灌注圖像及與肺窗顯示PE引起肺灌注改變的吻合性分析 例

圖5 灌注圖像與肺窗顯示PE引起肺灌注改變的吻合性分析

3 討論

3.1 雙源CT雙能量成像在肺灌注成像中的應(yīng)用

CT肺灌注成像不僅能觀察到PE所引起的形態(tài)學(xué)變化，還可以顯示栓塞后肺組織微循環(huán)改變[4]。隨著對(duì)碘對(duì)比劑研究的深入，發(fā)現(xiàn)碘對(duì)比劑在低光子能量時(shí)具有高X線衰減特性[5]。根據(jù)這一特性，碘對(duì)比劑在雙能顯影得到廣泛引用[6]。目前DSCT雙能量的應(yīng)用已經(jīng)主要集中在以下幾個(gè)方面：①評(píng)價(jià)組織血流灌注；②鑒別組織成分；③去除骨骼及鈣化[7]。

DSCT雙能量肺灌注成像的原理：注入增強(qiáng)劑后，肺組織內(nèi)主要包括氣體、軟組織及對(duì)比劑。根據(jù)光電吸收及康普頓散射效應(yīng)，低能X線下碘衰減系數(shù)最大，高能X線下，碘衰減系數(shù)下降一半，而空氣與軟組織的衰減系數(shù)與X線的能量高低幾乎無關(guān)[8]。2種能量狀態(tài)下肺實(shí)質(zhì)內(nèi)碘對(duì)比劑的分布差異反映出肺實(shí)質(zhì)的灌注情況，因而利用雙能量成像技術(shù)和碘造影劑可以同時(shí)研究PE患者肺灌注情況和肺動(dòng)脈成像，從而實(shí)現(xiàn)一次雙能量增強(qiáng)掃描，同時(shí)完成肺動(dòng)脈成像和全肺灌注成像2項(xiàng)結(jié)果，高效且損害小[9]。在DSCT縱膈窗中，血管增強(qiáng)圖像能清晰顯示各級(jí)肺動(dòng)脈內(nèi)的栓子，但無法評(píng)價(jià)栓塞后肺組織的血流改變[10]。而在DSCT肺灌注圖像中，不僅能清晰顯示肺動(dòng)脈干及葉肺動(dòng)脈內(nèi)的栓子，還能分析相應(yīng)區(qū)域的灌注缺損[11-13]。更值得人們注意的是，DSCT輻射劑量與單源CT相當(dāng)。本研究雖然采用低對(duì)比劑用量，但上腔靜脈內(nèi)的高濃度對(duì)比劑仍是產(chǎn)生偽影的主要原因[14]，不僅給影像醫(yī)師提供更多的信息，而且給臨床醫(yī)生的診療提供更直觀的資料，降低患者的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 DSCT雙能量肺灌注成像診斷的價(jià)值與優(yōu)勢(shì)

本研究在90例PE患者中，共檢出栓塞肺動(dòng)脈365個(gè)，其中包括完全閉塞型147個(gè)，中心型115個(gè)，鈍角附壁型為45個(gè)，銳角附壁型為28個(gè)，不規(guī)則型及馬鞍型各15個(gè)；右肺下葉動(dòng)脈92個(gè)，左肺下葉動(dòng)脈75個(gè)，左肺上葉動(dòng)脈檢出52個(gè)，右肺上葉動(dòng)脈檢出51個(gè)，右肺中葉動(dòng)脈檢出43個(gè)，右肺動(dòng)脈干檢出28個(gè)及左動(dòng)脈干24個(gè)。根據(jù)上述結(jié)果，從PE發(fā)生部位分析，右側(cè)肺動(dòng)脈栓塞的比例高于左側(cè)肺動(dòng)脈，肺葉動(dòng)脈較左、右肺動(dòng)脈干多，雙下肺動(dòng)脈較雙上肺動(dòng)脈多；從形態(tài)上分析，以中心型和完全閉塞型居多，附壁型次之，不規(guī)則型及馬鞍型較少。同時(shí)在DECTPA檢出41例患者中，發(fā)現(xiàn)完全型、附壁型和中心型PE 194個(gè)，葉肺動(dòng)脈62個(gè)，左、亞段肺動(dòng)脈58個(gè)，段肺動(dòng)脈51個(gè)，右肺動(dòng)脈干23個(gè)；共發(fā)生各部位灌注缺損141個(gè)。在不同類型的肺動(dòng)脈干PE中，完全型易發(fā)生全肺或肺葉灌注缺損，附壁型或中心型常出現(xiàn)肺葉或段灌注缺損；若PE發(fā)生在肺葉或肺段，則完全型多出現(xiàn)肺葉或段灌注缺損，而附壁型或中心型多出現(xiàn)肺段或亞段灌注缺損或無灌注缺損；若PE發(fā)生在亞段，則多見亞段灌注缺損或無灌注缺損。

通過上述研究可以得出，DSCT雙能量肺灌注成像不僅顯示肺動(dòng)脈內(nèi)的栓子情況，而且可以觀察相應(yīng)區(qū)域的灌注缺損。本研究中，分析PE的發(fā)生部位、分型及肺內(nèi)灌注后發(fā)現(xiàn)大部分PE的發(fā)生部位、分型及肺內(nèi)灌注情況關(guān)系密切，但亦有少數(shù)肺段灌注缺損但血管圖像未顯示栓塞，究其原因可能是由于該區(qū)域肺通氣阻力增加所致，即使肺動(dòng)脈內(nèi)沒有栓子，也引起該區(qū)域肺血流減少。雖然肺灌注圖像與縱膈窗增強(qiáng)圖像在診斷PE上無差異，但是兩者結(jié)合起來既清晰顯示肺動(dòng)脈內(nèi)的栓子，還能評(píng)價(jià)相應(yīng)區(qū)域的灌注缺損，更全面地指導(dǎo)PE的臨床診療。

總之，隨著CT掃描技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)師可以得到更高質(zhì)量的圖像和更多的信息，為疾病的診斷和治療提供更全面、準(zhǔn)確的輔助資料，但是降低輻射劑量的問題仍是全球放射界研究的熱點(diǎn)，值得筆者在日常工作和研究中進(jìn)一步探究。

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（童穎丹 編輯）

Evaluation of embolic morphology and functional changes in pulmonary embolism by dual source computed tomography pulmonary angiography

Hua Chai,Rong Huang,Dan Han,Yong-jian Wen,Shi-hang Shan,Rong-shun Zhang,Can Liu,Ming-qun Peng
(Department of Radiology,the Third People's Hospital of Yunnan,Kunming,Yunnan 650011,China)

ObjectiveTo diagnose pulmonary embolism (PE)with dual source CT (DSCT)dual energy perfusion imaging,and to explore the relationships of the positions and morphology of the pulmonary emboli with dual energy perfusion imaging.MethodsDSCT dual energy perfusion imaging was performed in 120 cases suspected as PE.The pulmonary embolus position and types were analyzed and compared with the types of perfusion defects.The coincidence of pulmonary artery enhanced scanning in mediastinum window and pulmonary perfusion imaging in diagnoses of PE and PE pulmonary perfusion changes were analyzed.ResultsFirstly,a series of analysis of pulmonary embolus position revealed that the embolism rate of right pulmonary artery was higher than that of left pulmonary artery,the embolism rates of lobar arteries were higher than those of the left and right pulmonary trunks,the embolism rates of the pulmonary arteries in the lowerlobeswere higherthan those ofthe pulmonary arteriesin the upperlobes.The morphological assessment of pulmonary emboli showed that central type and complete occlusion type were in the majority,followed by mural type,and irregular type and saddle type were in the minority.Secondly,among the types of pulmonary trunk emboli,the complete occlusion type frequently occurred in the whole lung or lobar perfusion defects,however,the central or mural type more often occurred in pulmonary lobar or segmental perfusion defects.If PE occurred in pulmonary lobe or segment,the complete occlusion type mostly appeared in pulmonary lobar or segmental perfusion defects,while the mural type or center type largely appeared in pulmonary segmental or subsegmental perfusion defects or the lungs without perfusion defect.If PE occurred in the subsegments of the lungs,there was usually subsegmental perfusion defect or no perfusion defect.Thirdly,the pulmonary enhanced scanning in mediastinum window and pulmonary perfusion imaging were in good coincidence for diagnosis of pulmonary embolism,but in bad coincidence for diagnosis of PE pulmonary perfusion changes.ConclusionsPulmonary perfusion imaging is related with the locations and shapes of pulmonary emboli.DSCT dual energy pulmonary perfusion imaging can be used to diagnose pulmonary embolism.

dual energy computed tomography;pulmonary embolism;pulmonary perfusion

R563.5；R816.4

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.17.024

1005-8982（2017）17-0113-06

2016-07-01

黃榕，E-mail：hr1978@qq.com；Tel：13629685630