能譜CT肺灌注缺損指數(shù)評估急性肺栓塞危險分層：與肺動脈栓塞指數(shù)的對比

楊秀娟，凌佳龍，李建蓉

CT肺動脈成像(CT pulmonary arteriography,CTPA)是診斷急性肺栓塞(acute pulmonary embolism,APE)的首選檢查方法，但其臨床價值遠(yuǎn)不止于診斷或排除APE。CTPA能準(zhǔn)確顯示肺動脈內(nèi)栓子，通過分析還可獲得反映肺動脈阻塞部位和阻塞程度的量化指標(biāo)，如肺動脈栓塞指數(shù)(pulmonary artery obstruction index,PAOI)等。有研究結(jié)果顯示肺灌注缺損指數(shù)(pulmonary perfusion defect index，PPDI)可對APE的嚴(yán)重程度進(jìn)行評估[1-3]，有利于指導(dǎo)臨床的治療決策。隨著能譜CT技術(shù)的發(fā)展，其在臨床的應(yīng)用已越來越廣泛。能譜CT一次掃描不僅能獲得CTPA圖像，同時還能獲得反映肺組織血流狀態(tài)的灌注圖像。Chae等[4]采用PPDI對肺部血流灌注缺損范圍和程度進(jìn)行量化評估，發(fā)現(xiàn)PPDI與APE嚴(yán)重程度具有相關(guān)性。但目前采用CT能譜成像評價APE嚴(yán)重程度的相關(guān)研究相對較少[4-5]。2008年歐洲心臟病學(xué)會(European Society of Cardiology,ESC)在APE診斷和治療指南中，建議對APE相關(guān)的短期死亡風(fēng)險進(jìn)行危險分層，以利于臨床針對不同患者選擇最佳的治療方案[6]。2014年ESC進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了APE危險分層在治療策略中的重要價值[7]。目前，采用PAOI和PPDI評估APE危險分層的相關(guān)研究較少[8]。因此，本研究旨在探討PAOI和PPDI評估APE危險分層的價值，并對兩個指標(biāo)在評估APE危險分層中的價值進(jìn)行比較。

材料與方法

1.臨床資料

本研究中共納入102 例在本院確診的APE患者，男53 例，女49例，年齡23～84歲，平均(59.3±13.3)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床確診為APE，診斷標(biāo)準(zhǔn)參考《APE診斷與治療中國專家共識》[9]；②行CT能譜掃描，圖像質(zhì)量滿足診斷要求；③CT檢查前未行溶栓或抗凝等肺栓塞相關(guān)治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有CT增強(qiáng)檢查禁忌證；②有嚴(yán)重心、肺病變(嚴(yán)重先天性心臟病、風(fēng)濕性心臟病、冠心病、心包大量積液、原發(fā)性肺動脈高壓、嚴(yán)重肺氣腫、肺不張、肺腫瘤、大量胸腔積液、胸膜及胸壁病變)影響肺血流灌注者。

2.CT檢查方法

使用GE revolution 512層雙能CT機(jī)，患者取仰臥位、頭先進(jìn)，掃描范圍自胸廓入口至肋膈角水平。掃描參數(shù)：能譜掃描模式，80/140 kV，100～200 mA，層厚5.0 mm，層間距5.0 mm，視野35 cm×35 cm，矩陣512×512。圖像重建層厚0.625 mm，輻射劑量為150～270 mGy·cm。使用Medrad雙筒高壓注射器注入對比劑碘海醇，注射流率4.0～5.0 mL/s，總量50～60 mL，再以同樣流率注射生理鹽水60 mL，延遲時間12～20 s，采用對比劑團(tuán)注智能跟蹤觸發(fā)技術(shù)，監(jiān)測點(diǎn)放置于主肺動脈干，觸發(fā)閾值為300 HU。

3.圖像分析和數(shù)據(jù)處理

采用120 kV的掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建獲得CTPA圖像，利用雙能量后處理軟件得到肺灌注圖像，并以偽彩顯示。由兩位中級以上職稱的胸部亞專業(yè)影像診斷醫(yī)師共同閱片。對PAOI的計算采用Qanadli評分[2]，計算公式為：

PAOI=∑(n×d/40)×100%

(1)

其中，n為有栓子的肺段動脈數(shù)，雙肺各10 個肺段，雙肺上葉尖后前段，下葉背段及前內(nèi)后外基底段，右肺中葉內(nèi)、外側(cè)段和左肺舌葉上、下舌段，1支肺段或亞段肺動脈栓塞記1 分，肺段以上肺動脈的栓塞按照其所分支的所有肺段動脈的總和來記分；d為肺動脈栓塞程度的評分，部分栓塞記為1 分，完全栓塞為2 分，則每例患者的最大栓塞程度為40分(20×2=40)。

對PPDI的評價方法分為盲法和非盲法，前者為對PAOI進(jìn)行評分的2周后由一位診斷醫(yī)師采用盲法僅分析灌注圖像來完成PPDI評估，后者為在進(jìn)行PAOI評分4周后由一位診斷醫(yī)師通過綜合分析灌注和CTPA圖像來完成PPDI評分。PPDI計算公式為[4]：

PPDI=∑(n1×d1/40)×100%

(2)

其中，n1為CTPA上顯示有灌注缺損的肺段數(shù)(計數(shù)方法同PAOI)；d1為灌注程度，0分為正常灌注，1分為部分灌注缺損，2分為完全灌注缺損。

依據(jù)2014年ESC《急性肺血栓栓塞癥診斷治療指南》，將102例APE患者分為分為高危(24例)、中危(30例)和低危(48例)三組[7]。出現(xiàn)休克或持續(xù)性低血壓為高?；颊?；對不伴休克或持續(xù)性低血壓的非高?；颊?，其中，肺栓塞嚴(yán)重指數(shù)(pulmonary embolism severity index，PESI)Ⅲ～Ⅴ級或簡化PESI≥1伴右心功能不全和(或)心肌損傷標(biāo)志物陽性為中危，PESI Ⅰ～Ⅱ級或簡化PESI=0、無心功能不全、心肌損傷標(biāo)志物陰性為低危。PESI的評估中納入年齡、性別(男性)、是否合并腫瘤、慢性心力衰竭、慢性肺部疾病、脈率≥110次/min、收縮壓<100mmHg、動脈血氧飽和度<90%、呼吸頻率>30次/分、體溫<36℃和精神狀態(tài)改變共11項(xiàng)指標(biāo)，每項(xiàng)分值不同，總分≤65分為Ⅰ級，66～85分為Ⅱ級，86～105分為Ⅲ級，106～125分為Ⅳ級，>125分為Ⅴ級。簡化 PESI的評估則納入了6項(xiàng)指標(biāo)：年齡、腫瘤、慢性心力衰竭或肺部疾病、脈率≥110次/min、收縮壓<100mmHg和動脈血氧飽和度<90%，每項(xiàng)分值為1。

4.統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 24.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。三組間PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)的比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD法。PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)與危險分層之間的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)分析。通過ROC曲線，確定PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)評估中高危APE的截斷值、敏感度及特異度，并比較其ROC曲線下面積。

結(jié) 果

1.相關(guān)性分析

Spearman相關(guān)分析結(jié)果見表1。PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)與危險分層均呈正相關(guān)(P<0.05)，以PPDI(非盲法)與危險分層的相關(guān)性最高。

表1 3個指數(shù)與危險分層的相關(guān)性

2.三組間各指標(biāo)的比較

低危組、中危組和高危組3個指數(shù)的測量值及組間比較結(jié)果見表2。隨著危險程度的增加，PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)的測量值呈逐漸增大的趨勢，3個指數(shù)的測量值在三組間的差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)；進(jìn)一步進(jìn)行組間兩兩比較，差異亦均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)。

表2 三組間3個指數(shù)測量值的組間比較

3.三個指數(shù)預(yù)測中高危APE的ROC曲線分析

ROC曲線分析結(jié)果顯示，PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)預(yù)測中高危APE的截斷值分別為37.5%、45.0%和40.0%，敏感度分別為81.5%、79.6%和85.2%，特異度分別為85.4%、95.8%和97.9%，ROC曲線下面積分別為0.896、0.948和0.967(圖1)。三者的 ROC曲線下面積比較：PPDI(盲法)與PPDI(非盲法)之間、PPDI(盲法)與PAOI之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Z=1.024、P=0.306；Z=1.771，P=0.077)，PPDI(非盲法)與PAOI之間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=2.260，P=0.024)。

討 論

CT作為診斷APE的首選檢查已廣泛應(yīng)用于臨床，具有安全、快捷和無創(chuàng)的優(yōu)點(diǎn)[9-10]。相較于傳統(tǒng)CT，能譜CT利用不同能量的射線穿透人體獲得的衰減信息，可在常規(guī)肺動脈成像的同時獲得反映肺組織血流情況的灌注圖。本研究中使用的512層Revolution CT機(jī)采用16 cm寬體探測器，球體旋轉(zhuǎn)一周的時間僅0.28 s，時間分辨率為29 ms，在無需屏氣的情況下即可獲得超大范圍高質(zhì)量的肺動脈圖像，同時此機(jī)型擁有最新的能譜成像技術(shù)，可提高對APE的診斷準(zhǔn)確性。

2000年ESC首次推出APE診斷和治療指南，對推廣和規(guī)范APE的診斷和治療起到了重要作用[11]。2008年ESC建議對APE相關(guān)的短期死亡風(fēng)險進(jìn)行危險分層，旨在針對不同患者選擇最佳治療方案[6]。2014年ESC強(qiáng)調(diào)危險分層在治療策略中的重要價值，并將PESI及簡化PESI加入危險分層指標(biāo)[7]。然而，危險分層指標(biāo)包括年齡、脈率、收縮壓、右心室功能不全和心肌損傷的相關(guān)標(biāo)志物及PESI等眾多指標(biāo)，臨床醫(yī)師很難及時、準(zhǔn)確地對APE危險分層進(jìn)行快速評估。

本研究中采用2014年ESC危險分層標(biāo)準(zhǔn)將患者分為高危、中危及低危組，相關(guān)性分析結(jié)果顯示PAOI與危險分層之間呈中度正相關(guān)(P<0.05)，與Guo等[12]的研究結(jié)果不同。Guo等[12]根據(jù)2008年ESC危險分層原則將患者分為高危組(伴低血壓或休克)和低危組(無右心室功能不全及心肌損傷)，其結(jié)果提示PAOI與危險分層之間無顯著相關(guān)性(P>0.05)。Osman等[13]和劉等[8]分別根據(jù)2008年2014年的危險分層原則將患者分為高危、中危和低危組，結(jié)果均顯示PAOI與危險分層呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，但與本研究結(jié)果間的相關(guān)性程度存在一定差異。不同研究中獲得的PAOI與危險分層的相關(guān)性的程度存在差異，這種差異可能與分組標(biāo)準(zhǔn)及模式不同以及研究對象的差異等因素有關(guān)。2014年提出的危險分層標(biāo)準(zhǔn)中引入了PESI或簡化PESI，使得對中危和低?；颊叩慕缍ㄟM(jìn)一步清晰化，更有利于預(yù)測評估。

本研究結(jié)果顯示，低危組的PAOI和PPDI均低于中危組，中危組的PAOI、PPDI低于高危組，PAOI和PPDI均與危險分層呈正相關(guān)，PAOI和PPDI的值越大，代表肺動脈栓塞程度和肺灌注缺損范圍越大，則危險程度越高，患者短期死亡的風(fēng)險越大，與以往的研究結(jié)果相同。Guo等[12]的研究結(jié)果顯示低危組與高危組之間PAOI有顯著差異，較高的PAOI(>52.5%)預(yù)示著高危。因此，對于APE患者，PAOI值越高，危險分層越高。Osman等[13]分析了PAOI預(yù)測短期預(yù)后的價值，結(jié)果顯示以27.5%作為PAOI預(yù)測右心衰的閾值，以35.0%作為需進(jìn)行ICU監(jiān)護(hù)的閾值，以45%作為預(yù)測死亡的閾值。發(fā)生APE時，右心室極易受到影響，因此，右心室功能常作為判斷病情嚴(yán)重程度及預(yù)測預(yù)后的指標(biāo)，而右心室與左心室短軸最大徑比(right ventricle to left ventricle maximal short axes ratio，RV/LV)是判定右心功能的可靠指標(biāo)。Kong等[14]對55例APE患者的PPDI、PAOI與RV/LV的相關(guān)性進(jìn)行研究，結(jié)果顯示相對于PAOI，PPDI與RV/LV具有更強(qiáng)的相關(guān)性(r=0.599，P<0.001)。本研究結(jié)果顯示，PAOI與危險分層呈中度正相關(guān)，而PPDI與危險分層呈高度正相關(guān)，與Kong等[14]的研究結(jié)果基本一致。筆者分析原因，可能是CTPA僅從形態(tài)上顯示栓子，而肺灌注成像尚可顯示栓子導(dǎo)致的肺組織功能改變，能更準(zhǔn)確地反映患者的整體狀況。

本研究將PPDI評價方法分為PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)，前者僅單獨(dú)分析肺灌注圖像而獲得，與Kong等[14]評價的方法相同，而后者為綜合分析灌注成像和CTPA圖像而獲得。本研究結(jié)果顯示，兩者均與危險分層呈高度正相關(guān)，但PPDI(非盲法)與危險分層的相關(guān)性更高；而且，低危、中危和高危組的PPDI(盲法)均高于PPDI(非盲法)。分析原因，肺灌注成像的本質(zhì)是反映肺實(shí)質(zhì)內(nèi)血流情況，只要肺實(shí)質(zhì)血流發(fā)生變化，血流灌注就會顯示異常，而肺栓塞僅僅是導(dǎo)致血流灌注異常最常見、最主要的原因，嚴(yán)重的心肺疾病如先天性心臟病、嚴(yán)重肺氣腫、肺大泡、肺炎、肺實(shí)變和大量胸腔積液等也是引起肺組織血流改變的常見原因，當(dāng)肺內(nèi)顯示有血流灌注異常時，對于導(dǎo)致灌注異常的原因常需要借助傳統(tǒng) CTPA進(jìn)行診斷，所以相較于PPDI(非盲法)，PPDI(盲法)可出現(xiàn)高估的情況[15]。

APE危險分層是治療的基石，對于伴有休克或持續(xù)低血壓等血流動力學(xué)不穩(wěn)定的高?；颊?，需及時進(jìn)行再灌注治療。有多項(xiàng)研究中采用ROC曲線分析PAOI對高危APE的預(yù)測價值，顯示PAOI預(yù)測高危APE的AUC值均>0.920，敏感度>66.0%，特異度>81.0%[8,12,16]。與以往的研究不同，我們研究了PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)對中高危APE的預(yù)測價值。因?yàn)?，對于非高危患者，出現(xiàn)PESI Ⅲ～Ⅴ級或簡化PESI≥1、右心功能不全和(或)心肌損傷標(biāo)志物陽性等情況時，也需住院治療，尤其是右心功能不全和心肌損傷標(biāo)志物均為陽性的中高?；颊?，需密切監(jiān)測，及時進(jìn)行補(bǔ)救性再灌注治療，因此，對中高危APE進(jìn)行預(yù)測具有重要的臨床意義。本研究結(jié)果顯示，PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)評估中高危APE的ROC曲線下面積分別為0.896、0.948和0.967，PPDI(非盲法)的預(yù)測價值最大，而且與PAOI的ROC曲線下面積間的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。這種差異可能與兩者的成像原理有關(guān)。PAOI反映的是肺動脈栓塞的部位和程度，PPDI反映的是肺組織的血流情況，兩者為因果關(guān)系，肺組織的血流情況與肺動脈栓塞的部位和程度密切相關(guān)。肺動脈內(nèi)栓子引起肺動脈不同程度的機(jī)械性堵塞，可造成栓塞動脈所供應(yīng)的肺組織的血流量減少或消失，中央型肺動脈栓塞的栓子多位于肺動脈中央，且多為非完全性栓塞，血流可通過血栓周圍的間隙供應(yīng)相應(yīng)肺組織，此外，肺組織為雙重動脈供血，因而肺組織內(nèi)仍可有碘對比劑分布，而不顯示出異常灌注表現(xiàn)，PPDI呈假陰性改變；而周圍型肺栓塞由于周圍肺動脈血管管徑較小，多為完全性堵塞，容易導(dǎo)致相應(yīng)肺組織的血流灌注異常，而受空間分辨率的限制，CTPA對顯示段、亞段及以下肺動脈分支栓塞的敏感度、特異度明顯降低，尤其是當(dāng)周圍肺動脈分支的走行與掃描方向平行時，PAOI可表現(xiàn)為假陰性。PPDI反映的是肺組織血流灌注改變，嚴(yán)重的心肺疾病也可引起肺組織的血流發(fā)生改變，表現(xiàn)為灌注異常，而出現(xiàn)假陽性表現(xiàn)，而借助CTPA可進(jìn)行鑒別。所以，CTPA與肺灌注成像是兩種不同的成像方法，具有不同的價值，可相互補(bǔ)充，不能相互取代，將CTPA與肺灌注成像相結(jié)合而產(chǎn)生的PPDI(非盲法)作為一個新指標(biāo)，可提高診斷APE的敏感度和特異度，對APE危險分層進(jìn)行準(zhǔn)確評價[17]。

總之，PPDI(非盲法)作為一個新的評估指標(biāo)，具有廣泛的臨床應(yīng)用前景，但本研究中僅對此指標(biāo)進(jìn)行了初步分析，樣本量較少，有些結(jié)果可能存在一定偏倚，尚需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行多中心深入研究來論證。