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(yī)藥大學(xué)昆山附屬醫(yī)院放射科，2.肺病科，江蘇 昆山 215300；3.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)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(xiàn)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(xué)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(zhì)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(yī)藥大學(xué)昆山附屬醫(yī)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)：臨床資料完整，具有突發(fā)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(biāo)準(zhǔn)：對比劑過敏史，嚴(yán)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(jīng)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，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(jī)，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(jīng)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(fā)，監(jiān)測點位于肺動脈干(pulmonary trunk, PT)，閾值100 HU。掃描參數(shù)：①DE，管電壓球管a/b 80 kV/140 kV，管電流a/b 141 mA/60 mA，準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(xiàn)(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(qiáng)值(iodine enhancement, CM)及CT值。由分別具有9年和11年經(jīng)驗的主治醫(yī)師各1名，以CTPA顯示肺動脈充盈缺損為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合臨床診斷PE，意見分歧時協(xié)商達(dá)成一致，栓子同時累及相鄰兩級肺動脈時分別計數(shù)；通過首末幅圖像獲得掃描長度和掃描時間，由掃描協(xié)議獲得劑量長度乘積(dose-length product, DLP)和容積CT劑量指數(shù)(volume CT dose index, CTDIvol)，有效劑量(effective dose, ED)=DLP×0.014[3]。參照文獻(xiàn)[4]標(biāo)準(zhǔn)，采用雙盲法對圖像質(zhì)量進(jìn)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(jù)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(zhì)量進(jìn)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(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件。對定性資料進(jìn)行分級評分。采用Kappa檢驗分析觀察者間圖像質(zhì)量主觀評價結(jié)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(shù)差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

3組一般資料差異均無統(tǒng)計學(xué)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(guān)指標(biāo) 掃描長度組間差異無統(tǒng)計學(xué)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(tǒng)計學(xué)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(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，見表2。

表2 3組CTPA輻射相關(guān)指標(biāo)比較

2.2 圖像質(zhì)量主、客觀評價 3組均未見0級圖像；觀察者間圖像質(zhì)量主觀評價結(jié)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(tǒng)計學(xué)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(tǒng)計學(xué)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(zhì)量的一致性(例)

表4 3組內(nèi)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(shù)(上下四分位數(shù))]

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(xiàn)為肺動脈部分或完全充盈缺損(圖1)，DE Vessels&PBV見栓塞動脈內(nèi)異常紅染(Vessels)及栓塞區(qū)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(lán)箭)多發(fā)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(nèi)基底段動脈起始部(藍(lán)箭)多發(fā)PE；C.患者女，72歲，SELOW CTPA示右下肺動脈干(紅箭)、右下肺內(nèi)基底段動脈起始部(黃箭)、左上肺尖后段動脈起始部(藍(lán)箭)多發(fā)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(nèi)側(cè)亞段栓塞(箭)；B.DE Vessels圖示左肺上葉內(nèi)側(cè)亞段和右肺中葉內(nèi)側(cè)亞段多發(fā)栓塞(箭)；C.DE PBV分析圖示左肺上葉內(nèi)側(cè)段栓塞區(qū)肺組織CM值及CT值均較右肺中葉內(nèi)側(cè)段非栓塞區(qū)顯著降低(白圈)

3 討論

血栓、腫瘤、脂肪或氣體等多種物質(zhì)均可導(dǎo)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(nèi)外學(xué)者針對不同模式CTPA的輻射劑量、圖像質(zhì)量及診斷PE效能的結(jié)論不一[5-7]，給臨床應(yīng)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(jié)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(zhuǎn)時間和較大螺距有關(guān)：大螺距結(jié)合自動管電流技術(shù)可在獲得同等圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上顯著降低輻射劑量[10]。

本研究3組圖像均未出現(xiàn)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(xiàn)良好。肺動脈顯影主要取決于其腔內(nèi)碘劑分布。DE模式采用擬合系數(shù)0.6時更側(cè)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(nèi)碘劑CT值增高，噪聲亦隨之增加；管電壓為70 kVp時肺動脈強(qiáng)化與圖像噪聲達(dá)到最優(yōu)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(jié)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(guān)[10]；各組肺動脈與鄰近血管相對密度比差異均無統(tǒng)計學(xué)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(qiáng)化高于肺動脈，如何消除上腔靜脈影響仍具有挑戰(zhàn)[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(biāo)注乏碘肺動脈、差異顯示肺組織低灌注區(qū)，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(fā)現(xiàn)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(guān)。大多數(shù)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(jié)構(gòu)[16]。有經(jīng)驗的放射科醫(yī)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(fā)閾值，未考慮心率及其他心功能因素，可能對相關(guān)指標(biāo)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。