影像医学与核医学在肺栓塞诊断的应用及进展

杨 梅，王荣福

（北京大学第一医院核医学科，北京 100034）

脱落的血栓栓子，进入人血流的脂肪滴、羊水、气体等随着血流至远处阻塞肺血管就会引起肺栓塞 （Pulmonary embolism，PE）。由脱落的血栓栓子栓塞最常见，90%以上来源于下肢深静脉，少数为盆腔静脉，偶尔来自右心。PE是心血管病最常见的死亡原因之一，在过去的十几年里，美国PE的发生率降低了45%，但是深静脉的血栓发生率并没有改变。从1979~1988年PE死亡率减低30%。这种改变归功于诊断模式中新的诊断手段的联合使用，从而降低了PE发病率及其死亡率[1]。

PE患者通常症状不典型，而且表现各异。临床常用的实验室检查通常并不足以诊断PE，这时就要选择必要的影像学及核医学核素示踪技术进行诊断[2]。本文就目前影像医学与核医学核素示踪技术在PE诊断应用价值及进展综述如下。

1 临床与实验室检查

PE的临床表现是千变万化的，经常与其他疾病相混淆，尤其心绞痛或冠心病，因此临床上常被误诊。当患者没有明显原因而出现急性呼吸困难时，同时伴发其他一些症状，包括急性胸膜源性的不断加重呼吸的胸痛及较少见的症状，如咳嗽，咯血和/或昏厥等，临床上应高度怀疑PE。查体时，PE典型症状有室性心动过速、胸膜摩擦、加重肺动脉音的第二心音、颈部静脉扩张。然而，所有这些症状和体征都是非特异性的，需要进一步的检查明确诊断[3]。

诊断PE常用的化验室检查为D-二聚体。但是手术、肿瘤、炎症、感染、组织坏死等均可使D-二聚体水平升高，并且对于80岁以上老年患者正常水平的D-二聚体也是异常的[4]。因此，该检查缺乏特异性。有研究报道D-二聚体结果的阳性率达85%，阴性预测值及灵敏度分别为97%、98%；阳性预测值及特异性分别为25%、18%[4]。对于门诊患者，一般具有高灵敏的酶联免疫吸附试验D-二聚体的检测结果正常和临床诊断PE为低、中度时，就可以排除PE[5]。

2 影像医学检查

2.1 肺动脉造影

肺动脉造影（Pulmonary angiography，PA）虽然仍是临床上公认诊断PE的“金标准”，但因为其有创检查、有一定的并发症及死亡率，并且检查费用较高；同时检查方法存在诊断PE的局限性及放射科医生经验的逐渐减低，现在已经很少使用[5]。PA对患者辐射剂量较大，同一水平部位的辐射剂量多排螺旋CT（MDCT）平均约为20mGy，而数字化PA的剂量约为90mGy[6]，高达4.5倍。这个检查引起的较高的医疗辐射不容忽视。

2.2 多排螺旋CT肺动脉造影

CT肺动脉造影 （Computed tomographic pulmonary angiography，CTPA）正日益成为一种非常先进的检查手段而广泛应用于急慢性PE的诊断。同时CT还可以确定哪些慢性PE的患者可手术治疗，并判断手术是否成功等方面能有效替代常规血管造影的检查方法[7]。

2.2.1 CTPA诊断PE的影像表现

血管CT征象，包括直接肺动脉征象（完全阻塞，部分阻塞，偏心血栓，血栓钙化，带状及网状结构，硬化后扩张），肺动脉高压相关征象（主肺动脉扩大，动脉粥样硬化钙化，迂曲的血管，全心室扩大，肥厚），全身侧支循环（扩大支气管和肺支气管全身动脉）；肺实质的征象包括瘢痕、马赛克灌注模式、局部毛玻璃混浊和支气管异常[7]。这些征象都应该引起医学影像科医生的高度重视，早发现、早治疗，对改善PE患者预后具有重要意义。

2.2.2 CTPA的优势

MDCT广泛应用于PE诊断，最大的优势在于能直接显示栓子。PIOPEDⅡ研究报道，CTPA诊断PE的灵敏度和特异性分别为83%、96%；如果结合下肢静脉造影，则灵敏度及特异性分别增加为90%、95%[8]。Stein等[8]根据大量研究报道多排螺旋CTPA诊断PE在叶、段、亚段水平的阳性预测值分别为97%、68%、25%。可见CTPA在诊断亚段水平的PE还是有限的。但是随着64排螺旋CT的出现，极大程度地改善了周围肺动脉的显示，提高了检测亚段PE的灵敏度。近年来在我国许多医疗机构，CTPA已经成为诊断PE的一线检查方法[9]。

CTPA阴性，结合肺静脉造影阴性可以安全地排除PE。有队列研究，对经过MDCT检查阴性，并被证实为PE的患者进行随访，这些患者未经治疗，但是一年后没有发现对患者造成严重后果[10]。MDCT的一个最大优势在于其能直观的发现胸部临床症状与PE相似的其他疾病，例如急性肺炎、肺脓肿、纵隔病变、气胸、恶性肿瘤、心血管疾病等。

2.2.3 CTPA的不足之处

CTPA为无创检查，但其在诊断亚段水平的PE是有限的[8，11]，检查费用较高和存在医疗照射。文献报道，一次CTPA的检查中，一个体重为60kg的女性患者每侧乳腺接受20mGy的辐射剂量，若乳腺较大，可达190mGy的辐射剂量[12]。过多使用CTPA必然导致过度X射线医疗照射，可能引发医疗辐射导致的远期效应几率增加。因此，对于孕妇及年龄小于50岁的妇女应尽可能减少辐射，且CTPA不作为首选检查[13]。有争议的是对于男性及老年人，CTPA所获得的全面的影像学资料对患者临床诊治的受益大于其辐射所带来的危害[13]。CTPA虽然能直接显示栓子，但不能显示肺的血流灌注情况，而后者更多的与肺的病理生理情况相关[14]。CTPA检查所用造影剂为含碘药物，如果患者对碘制剂过敏或肾功能衰竭则不能进行该检查。患者身体内有金属异物，会引起金属伪影，也不适宜该项检查。

2.3 MR检查

MR检查是一种应用于胸部成像的新的、迅速发展的技术，其利用非侵袭性、非电离辐射要求的优势，使用造影剂钆（Gd）或不使用对比剂的检查方法。关于MR诊断PE的研究结果报道各不相同，且报道研究的样品量有限[15]。

MR技术应用于静脉血栓疾病发展迅速，包括血管造影（非钆强化或钆增强化的三维成像）、直接血栓成像、时时MR、灌注成像和MR通气成像。目前，大部分研究仍限于动物实验研究阶段[16-17]。部分研究表明：钆强化的磁共振血管成像（MRA）诊断PE的灵敏度为77%~100%，特异性为95%~ 98%[13]。钆强化的MRA对可疑PE的患者是一种潜在的有效的影像学检查手段。当然，MRA作为诊断PE的常规检查前，还需要更多的前瞻性、大样本的临床研究，评价各种成像技术的准确性和可行性[5]。

2.3.1 MR在PE诊断中的优势

MR检查可直接显示栓子，整个检查过程中没有电离辐射的危害，MR增强对比剂毒副作用小。碘过敏的患者可以使用，有文献报道认为怀孕期间使用是安全的。美国食品药品管理机构认为肾衰的患者需要进行MR对比剂（钆）检查基本是安全的[18]。今后，有望不用对比剂实现肺动脉成像检查。

2.3.2 MR的不足之处

MR在诊断亚段或更远端水平的PE有限，对于安置起搏器的患者是MR检查的绝对禁忌证。此外，心脏除颤器、胰岛素泵、人工耳蜗、假肢及身体内残留的金属等是相对禁忌证。

2.4 双能CT灌注

2.4.1 双能CT影像学特征

文献报道在进行双能CT（Dual energy CT，DECT）灌注缺损类型与CTPA肺动脉充盈缺损类型比较时，将肺灌注图像按照肺灌注降低情况分为5型：无灌注降低、肺段分布、亚段分布、片状分布及显示不清[18]。

2.4.2 DECT的优势

以肺通气灌注为标准，DECT按照肺段计算其诊断PE的准确性、灵敏度、特异性及阴性预测值分别为83%、99%、93%和 90%[14]。DECT的结果与肺通气灌注结果一致性较好。DECT可以在一次检查中完成一次标准的CTPA检查、获得高分辨率的肺实质的图像及肺的灌注信息。因此DECT在肺灌注方面提供有价值的信息，在PE的诊断与鉴别诊断具有重要临床意义[14]。在获得足够诊断的影像质量的前提下，DECT两个球管同时运行，并在同样噪声情况下其辐射剂量相对于单源CT而言甚至可减少1倍[18]。CTPA和CT肺灌注成像可以相互补充，CTPA对较大肺动脉栓塞诊断更敏感、准确；DECT肺灌注成像能间接显示更远端微小血栓，且能提供肺组织功能方面的信息[19]。

2.4.3 DECT的不足

两个球管同时扫描时，其扫描视野最大仅为26cm[19]，有时不能够包全整个肺野。文献报道在80kVp的探测器下，85%的患者肺的周边部分没有完全覆盖[14]。因此，检查时尽可能将患者置于扫描野正中间。与单源CT相比，照射剂量不会增加，但是对于妊娠期临床怀疑PE的患者仍然要慎重选择[19]；DECT检查仍然需要注射碘造影剂，可能对那些碘过敏患者禁用。

3 核医学核素示踪技术

3.1 肺通气灌注平面显像

3.1.1 肺通气灌注的影像学特征

正常影像表现为各体位肺影像清晰，放射性分布基本均匀，受重力影响，肺尖部血流量较低，放射性也较少[20]。

诊断PE的标准：①PE高度可能性（>90%）：肺灌注显像出现肺叶和多个肺段放射性缺损区，肺通气显像及X射线片的相应部位正常或病变范围小于肺灌注影像缺损区，即肺灌注与通气显像不匹配。这种病人不需要肺动脉造影，应立即溶栓。②PE中度可能性（50%）：肺灌注显像只有单个亚段放射性缺损区，肺通气显像及X射线片与之匹配；肺通气显像弥漫性异常，难以判断与肺灌注显像是否匹配。单纯根据放射性核素显像不能确诊，必须结合临床并行肺动脉造影。③PE低度可能性（<10%）：肺灌注显像出现单个小的放射性缺损区，肺通气显像及X线片与之不匹配；各种显像都有非节段性异常，且基本匹配；X射线胸片异常的范围等于肺灌注上的缺损区。④PE的排除：PE显像正常。虽然肺灌注显像不能发现直径＜1mm的血管栓塞，但这样小的栓塞无明显临床意义，病人也无需行PA。

3.1.2 肺通气灌注显像的优势

肺通气灌注显像是一种无创伤诊断PE的方法之一。在PIOPEDⅡ研究中显示肺通气灌注显像对大多数患者诊断明确[21]。因此，肺通气灌注显像被认为对那些不适宜做CTPA患者的一种检查方法。在评价主要为门诊患者诊断PE的文献中，灵敏度和特异性分别为77.4%、97.7%；所以肺通气灌注首选作为一个排除标准[21]。

因为深静脉血栓为PE的常见原因，进行肺通气灌注显像的同时行放射性核素双下肢深静脉显像或双下肢多普勒超声和下肢静脉造影等检查，寻找栓子的来源和提高深静脉血栓的检出率；同时结合实验室D-二聚体的检查结果，几种检查联合应用，提高诊断PE的准确性[22]。

因为CTPA的辐射损伤，特别是对女性患者乳腺的辐射，核医学肺通气和灌注显像是50岁以下女性的首选检查方法[13]。肺通气灌注的辐射剂量仅为0.28~0.9mGy，只有CTPA检查辐射剂量的0.5%~5%[23]。如果仅做单独的肺灌注显像而不做通气显像不仅能减少花费，还可以减少辐射剂量。如果X线胸片检查结果阴性，一次正常的肺灌注显像排除PE的阴性预测值达100%，在多数没进行肺通气检查的患者并未减少肺灌注的诊断准确性[24]。

最新的研究显示孕早期的孕妇进行锝（99mTc）显像对胎儿影响是相对安全的[25]。此外，有证据显示：由X射线平片取代肺通气显像总的符合率达88%，当肺显像结果为不匹配时阳性预测价值达86%[26]，并且可以缩短用肺通气检查判断与肺灌注匹配情况诊断PE的时间。

3.1.3 肺通气灌注显像的不足

任何疾病所导致的气道的狭窄和肺泡腔被液体所充填均可引起肺血管的缺氧性收缩，从而引起肺灌注缺损[5]。肺灌注显像从图像中获取的信息没有CTA全面，必须结合肺通气显像或者胸片与其他疾病进行鉴别诊断；该检查显示的不是栓子本身，而是栓子所造成的肺血流或通气功能的改变。

3.2 肺通气灌注断层显像

使用单光子发射计算机断层显像（SPECT）进行肺通气灌注断层显像获得的影像是三维的数据，与常规肺通气灌注平面显像比较，可以得到高质量的图像，同时可发现肺通气灌注平面显像不能或难以发现小的病灶。研究表明SPECT肺通气灌注断层显像可以提高PE诊断的灵敏度和特异性[27]，并可能成为PE诊断的核医学核素示踪技术的首选检查方法。

3.3 放射免疫显像

血栓主要由血小板及纤维蛋白构成。放射性核素标记的单克隆抗体针对纤维蛋白和血小板糖蛋白的这两个结合位点，与血栓特异性结合，进行放射免疫血栓显像[28]。此项技术在临床上的应用国外已有报道，但国内尚处于动物实验研究阶段。

3.3.199mTc标记的抗D-二聚体单克隆抗体血栓显像

动物实验证明，99mTc标记的抗D-二聚体单抗可以作为血栓导向示踪剂，血栓早期可显影，有利于早期诊断；用于陈旧性动脉和静脉血栓的定位诊断；99mTc标记的抗D-二聚体单抗可快速准确地对新、旧血栓作出准确定位诊断；抗D-二聚体单抗对D-二聚体具有良好的靶向性，为血栓的靶向治疗提供了良好的靶向装置[29]。

99mTc标记的抗D-二聚体单抗显像是一个容易的和有前景的诊断血栓的方法，患有下肢深静脉血栓患者从开始有临床症状到之后的17d内检测在急性血栓形成的灵敏度为87%和特异性100%[30]。

3.3.2 放射性核素标记的血小板

目前主要使用的标记核素是铟（111In）[31]，放身性核素锝标记的抗人体活化血小板单克隆抗体（抗血栓成分），能特异性的与血栓相结合，直接使血栓显像，并能鉴别新鲜血栓或陈旧血栓，大大地提高了急性PE的诊断率。

核素标记血小板显像有假阳性，例如在血肿、静脉曲张、炎症灶和恶性肿瘤病灶周边区域也会有血小板的聚集，导致假阳性的产生[31]。

放射性核素标记的抗D-二聚体单克隆抗体及血小板显像在国内还停留于动物实验阶段，还需要更深入的研究。将来随着新的显像剂研发，也许该项检查可以广泛应用于临床。就可以解决CTPA、肺通气灌注等检查不能判断血栓新旧的问题，给临床治疗提供更多更可靠的信息。

3.4 18F-FDG PET显像

急性PE在18F-FDG PET扫描时所摄取的放射性活性明显高于没有栓子的血管中的放射性活性。并且研究显示该检查可以对肿瘤性栓子及血栓性栓子进行鉴别[32]。但是该检查费用昂贵，主要用于肿瘤的检查。

4 结论

目前许多临床研究中所报道的CTPA和肺通气灌注显像的方法在诊断PE的灵敏度和特异性略有不同，分析可能是每个研究中所选择的病人PE发生到检查的时间、部位和病变大小等不同引起的偏倚造成的。有研究报道，CTPA对诊断大的且危害患者生命的栓子更有优势，而肺通气灌注显像对PE诊断的价值是肯定的[33]，并在诊断慢性及复发的PE更具有优越性。随着医学影像及核医学技术的不断发展，尤其特异分子探针的研发[34]，相信今后越来越多更好的检查方法应用于PE的诊断，这不仅提高了PE的检出率，还可能发现很多没有症状的偶发PE病例，同时对治疗决策、疗效评价及预后判断等提供客观、科学依据。

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