雙源螺旋CT三種掃描模式肺動脈造影診斷肺栓塞

曹俊濤，胡 銘，徐 婷，梁 冰，屠建春*，張 歡

(1.南京中醫藥大學昆山附屬醫院放射科，2.肺病科，江蘇 昆山 215300；3.上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院放射科，上海 200020)

肺栓塞(pulmonary embolism, PE)是引起心血管意外致死的重要因素[1]，其主要臨床表現有胸膜源性胸痛、靜息性呼吸困難和咯血等，特異性均較低。目前CT肺動脈造影(CT pulmonary angiography, CTPA)已基本成為篩查PE的首選影像學檢查方法[1-2]；雙源螺旋CT可為CTPA提供多種掃描方案。本研究觀察采用雙源螺旋CT雙能量(dual energy mode, DE)、單能量(single energy, SE)和單能量低kV(single energy low kV, SELOW)3種掃描模式所獲CTPA圖像質量、輻射劑量和肺動脈栓子分布的差異。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年3月—2020年3月南京中醫藥大學昆山附屬醫院130例因疑診PE而接受CTPA檢查患者，男63例，女77例，年齡23～92歲，平均(60.9±14.5)歲；隨機接受3種不同掃描模式，并由此分為DE組、SE組和SELOW組。納入標準：臨床資料完整，具有突發呼吸困難、胸悶、胸痛、喘咳、氣急、咳痰、咯血等疑似PE癥狀，伴或不伴D-二聚體升高(≥0.55 mg/L)；排除標準：對比劑過敏史，嚴重心、肝、腎功能不全以及不能配合或不適宜接受CTA檢查。本研究經院醫學倫理委員會批準，患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Siemens SOMATOM Definition Flash雙源螺旋CT機，Stellant MEDRAD雙筒高壓注射器。囑患者仰臥，雙上肢上舉，行頭足向胸部掃描，掃描范圍自肺尖至肋膈角；經肘靜脈以流率4 ml/s依次注射15 ml生理鹽水、40 ml碘海醇(350 mgI/ml)、30 ml生理鹽水，采用閾值自動觸發，監測點位于肺動脈干(pulmonary trunk, PT)，閾值100 HU。掃描參數：①DE，管電壓球管a/b 80 kV/140 kV，管電流a/b 141 mA/60 mA，準直寬度0.6 mm×128，螺距1.2；②SE，管電壓100 kV，管電流自動(CAREDose 4D)，準直寬度0.6 mm×128，螺距1.5；③SELOW，管電壓70 kV，管電流自動(CAREDose 4D)，準直寬度0.6 mm×128，螺距1.5。

1.3 圖像后處理及評價 將層厚1.0 mm、層間距0.7 mm、卷積核B26f的重建圖像傳輸至Siemens Syngo via工作站，行多平面重組(multi-planar reformation, MPR)、最大密度投影(maximun intensity projection, MIP)、容積再現(volume rendering, VR)等后處理。將DE組分為使用雙能量肺分析(Vessels&PBV)亞組和不使用亞組，觀察使用組栓塞動脈異常染色、檢測碘劑增強值(iodine enhancement, CM)及CT值。由分別具有9年和11年經驗的主治醫師各1名，以CTPA顯示肺動脈充盈缺損為標準結合臨床診斷PE，意見分歧時協商達成一致，栓子同時累及相鄰兩級肺動脈時分別計數；通過首末幅圖像獲得掃描長度和掃描時間，由掃描協議獲得劑量長度乘積(dose-length product, DLP)和容積CT劑量指數(volume CT dose index, CTDIvol)，有效劑量(effective dose, ED)=DLP×0.014[3]。參照文獻[4]標準，采用雙盲法對圖像質量進行主觀評價：0級，完全不能評估；1級，肺段以下動脈不能評估；2級，整體顯示完整但有偽影；3級，整體顯示良好。根據非PE患者肺動脈CT值、信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)和對比度噪聲比(contrast-to-noise ratio, CNR)對圖像質量進行客觀評價，以PT同層面背部斜方肌CT值為背景噪聲。

1.4 統計學分析 采用SPSS 19.0統計分析軟件。對定性資料進行分級評分。采用Kappa檢驗分析觀察者間圖像質量主觀評價結果的一致性，Kappa<0.20一致性差，0.20≤Kappa≤0.40一致性一般，0.400.80一致性很好；以ANOVA、Kruskal-WillsH檢驗或χ2檢驗比較組間各參數差異。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

3組一般資料差異均無統計學意義(P均>0.05)，見表1。

表1 3組患者一般資料比較

2.1 輻射相關指標 掃描長度組間差異無統計學意義(P>0.05)；DE組掃描時間長于SE組和SELOW組(P均<0.05)，后2組差異無統計學意義(P>0.05)；DE組和SE組DLP、CTDIvol和ED均高于SELOW組(P均<0.05)，DE組CTDIvol低于SE(P<0.05)；DE組與SE組的DLP和ED差異均無統計學意義(P均>0.05)，見表2。

表2 3組CTPA輻射相關指標比較

2.2 圖像質量主、客觀評價 3組均未見0級圖像；觀察者間圖像質量主觀評價結果的一致性較好或很好(Kappa均>0.61，P均<0.001)，見表3。130例中，47例PE，83例非PE；SELOW組非PE患者CTPA肺動脈CT值均高于DE組和SE組(P均<0.05)，SNR和CNR均高于SE組(P均<0.05)，余差異均無統計學意義(P均>0.05)，見表4。組間肺動脈與鄰近血管相對密度比差異均無統計學意義(P均>0.05)，PT/上腔靜脈比值為0.51～0.60，兩肺各段肺動脈/靜脈比值為1.42～2.12，PT/主動脈為2.59～3.50，見表5。

表3 2名觀察者主觀評價CTPA圖像質量的一致性(例)

表4 3組內非PE患者CTPA肺動脈CT值及SNR、CNR比較

表5 3組非PE患者CTPA 肺動脈與鄰近血管相對密度比比較[中位數(上下四分位數)]

2.3 肺動脈栓子分布 47例PE共檢出262個栓子，其中DE組17例112個、SE組11例64個、SELOW組19例86個；DE組使用Vessels&PBV亞組肺段以下肺栓子檢出率高于不使用亞組(P<0.05)，見表6。PE表現為肺動脈部分或完全充盈缺損(圖1)，DE Vessels&PBV見栓塞動脈內異常紅染(Vessels)及栓塞區域CM值/CT值降低(PBV)(圖2)。

表6 不同分析方式檢出的 DE組17例PE患者的肺栓子分布(個)

圖1 3種模式CTPA軸位MIP和VR圖 A.患者女，68歲，DE CTPA示右下肺外基底段動脈(黃箭)、右下肺后基底段動脈(紅箭)及左下肺外基底段動脈(藍箭)多發PE；B.患者女，73歲，SE CTPA示右下肺動脈干(黃箭)、右下肺前基底段動脈起始部(紅箭)、右下肺內基底段動脈起始部(藍箭)多發PE；C.患者女，72歲，SELOW CTPA示右下肺動脈干(紅箭)、右下肺內基底段動脈起始部(黃箭)、左上肺尖后段動脈起始部(藍箭)多發PE

圖2 DE組使用Vessels&PBV亞組患者，女，74歲 A.軸位MIP示兩肺動脈中央性栓塞、左上肺內側亞段栓塞(箭)；B.DE Vessels圖示左肺上葉內側亞段和右肺中葉內側亞段多發栓塞(箭)；C.DE PBV分析圖示左肺上葉內側段栓塞區肺組織CM值及CT值均較右肺中葉內側段非栓塞區顯著降低(白圈)

3 討論

血栓、腫瘤、脂肪或氣體等多種物質均可導致肺動脈栓塞，本研究僅針對血栓性PE。

雙源螺旋CT支持DE掃描、雙源大螺距采集和雙源同步采集3種掃描模式[4]。國內外學者針對不同模式CTPA的輻射劑量、圖像質量及診斷PE效能的結論不一[5-7]，給臨床應用帶來不便。

本研究SELOW組輻射劑量較DE組和SE組顯著降低，與WICHMANN等[8]的結果相符。LI等[7]采用低管電壓和大螺距方案，在診斷效能相近的前提下，使ED下降至0.4 mSv；本研究SELOW組ED為0.46 mSv，DE組與SE組的輻射劑量均較既往研究[5，9]有所降低，可能與本研究采用較短球管旋轉時間和較大螺距有關：大螺距結合自動管電流技術可在獲得同等圖像質量的基礎上顯著降低輻射劑量[10]。

本研究3組圖像均未出現0級者，且均以2、3級為主，觀察者間主觀評價的一致性良好。SELOW組肺動脈CT值、SNR和CNR均表現良好。肺動脈顯影主要取決于其腔內碘劑分布。DE模式采用擬合系數0.6時更側重80 kV(占60%)，本研究DE組總體管電壓較戴穎鈺等[5]降低，使血管內碘劑CT值增高，噪聲亦隨之增加；管電壓為70 kVp時肺動脈強化與圖像噪聲達到最優平衡[11]，故SELOW組肺動脈CT值高于其他組，其SNR和CNR較高，與APFALTRER等[11]的結果基本吻合，提示低管電壓CTPA具有較高實用價值。本研究DE組與SELOW組SNR/CNR無顯著差異，可能與后者螺距增大致噪聲增加有關[10]；各組肺動脈與鄰近血管相對密度比差異均無統計學意義，提示肺動脈周圍血管對肺動脈的影響相對有限；但PT/上腔靜脈介于0.51～0.60，即上腔靜脈強化高于肺動脈，如何消除上腔靜脈影響仍具有挑戰[12-13]。

受限于空間分辨率，段以下肺栓子與肺動脈對比度降低。本研究DE組不使用Vessels&PBV時與SE組、SELOW組無明顯差異，提示Vessels&PBV對于檢出段以下肺動脈栓子具有更高效能：Vessels&PBV能以偽彩標注乏碘肺動脈、差異顯示肺組織低灌注區，可顯著提高檢出外周栓塞動脈的敏感性[14-15]；不使用Vessels&PBV組亞段PE檢出率低可能與觀察者發現存在段及以上栓子后降低了排查段以下PE的主觀警惕性有關。大多數肺動脈栓子很小，一般不引起臨床癥狀，最終將被血管壁吸收而成為自身組織的一部分，或演變成某種特殊連接結構[16]。有經驗的放射科醫師以多方式、多維度觀察SE CPTA能夠判別急癥PE；DE CTPA并不能較SE CTPA明顯提高診斷PE的效能[13]。

本研究的主要局限性：入組病例BMI跨度范圍較大，肥胖對于ROI測值可能有一定影響；采用固定的對比劑注射流率、劑量及觸發閾值，未考慮心率及其他心功能因素，可能對相關指標有所影響。

總之，SELOWCTPA的SNR和CNR較高，且輻射劑量降低約2/3，能滿足診斷PE需求；DE CTPA對于診斷肺段以下PE具有重要價值。