320层动态容积CT灌注成像应用于肺结核伴咯血的初步研究

渠海贤 敖国昆 袁小东 李强 谈志远 田媛

咯血是肺结核最常见的并发症之一，急性大咯血保守治疗效果不佳，易复发且病死率较高[1]。目前，支气管动脉栓塞术术前主要通过CT血管造影成像(CTA)检查明确肺内血管形态学情况，但无法检出肺结核患者肺内血流动力学情况，只有在介入治疗时数字减影血管造影(DSA)才可发现肺内血流动力学异常，其中主要包括体循环动脉-肺动脉瘘。理论上，CT肺双入口灌注成像技术(dual-input lung perfusion CT, DICTp)能同时对肺部的体循环和肺循环进行定量评价[2-3]。所以，笔者用DICTp技术检测肺结核大咯血患者肺部血流动力学情况，以反映患者肺部的血液循环状况，同时考察异常灌注肺段数与咯血量的相关性。

材料和方法

一、临床资料

二、CT检查方法

采用1枚18G静脉留置针置于一侧肘前静脉，并做碘过敏试验。采用Aquilion One 320层CT扫描仪(日本東芝医疗器械公司)进行CT容积灌注扫描，扫描参数如下：电压80 kV，电流75 mA，扫描架旋转时间0.5 s，重建层厚0.5 mm，检查床位置固定。平扫定位后采用高压注射器静脉注射60 ml碘普罗胺(370 mg I/ml，德国拜耳先灵医药股份有限公司)，流率4 ml/s。开始注药时患者即屏气，2 s后启动动态容积扫描，共15次，每次间隔2 s，在30 s内完成灌注扫描。采集到的图像数据采用0.5 mm层厚、0.5 mm间隔进行重建，每个容积生成320幅图像，共产生4800幅初始图像。

三、CT图像后处理及测量

采用灌注软件(双入口体灌注软件, 日本東芝医疗器械公司)对灌注图像进行后处理，首先对图像进行对位，运行灌注软件，自动生成512×512矩阵编码的彩色图像，分别显示肺动脉血流量(pulmonary flow，PF)、支气管动脉血流量(bronchial flow，BF)及灌注指数[perfusion index，PI，PI=PF/(PF+BF)];由2名放射科医师采用双盲法独立完成上述所有后处理程序，最终数据结果取两者的平均值。测量并记录所有肺段的灌注参数，记录异常肺段数(灌注参数提示有体循环动脉-肺动脉瘘存在的肺段)。

四、DSA血管造影检查

灌注扫描检查后立即行DSA血管造影及栓塞治疗，采用改良Seldinger技术穿刺股动脉，将5 F Cobra 2导管分别选择性插至双侧支气管动脉、各肋间动脉和锁骨下动脉造影，采集DSA选择性血管造影图像，由2名医师采用双盲法独立观察并记录体循环动脉-肺动脉瘘发生的肺段，记录异常肺段数，最终结果由2名医师共同决定。

五、数据采集与统计分析

采用 SPSS 17.0软件进行统计学分析，利用一致性检验Kappa系数分析其诊断准确性，并绘制工作者受试特征曲线(ROC曲线)，得出诊断阈值。临床咯血分为：少量咯血(0～100 ml/24 h)，中量咯血(100～300 ml/24 h)，大咯血(>300 ml/24 h)。采用Spearman秩相关分析灌注图所见异常灌注肺段数与咯血量的相关性，以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

本研究31例患者共观察558个肺段，全部纳入分析，所有患者均顺利地完成了灌注扫描和介入治疗，灌注图像无显著伪影，结果客观可靠，CT灌注扫描的人均辐射剂量为5.82 mSv。

一、诊断效能分析

1. DSA造影发现异常肺段(有体循环动脉-肺动脉瘘)200个，DICTp检出异常灌注肺段209个，一致性检验Kappa系数为0.819>0.75，两者诊断效能一致性良好(表1)。

表1 DICTp与DSA造影诊断效能的比较(个)

2. ROC曲线：根据一系列不同的二分类方式(分界值或决定阈)，以真阳性率(敏感度)为纵坐标，假阳性率(1-特异度)为横坐标绘制曲线。在对同一种疾病的2种或2种以上诊断方法进行比较时，将各试验的ROC曲线绘制到同一坐标中，靠近左上角的ROC曲线所代表的受试者工作最准确。可通过分别计算各个试验的ROC曲线下的面积(AUC)进行比较，AUC值最大的试验诊断价值最佳。本研究中ROC曲线下面积PI>PF>BF，因此PI为最佳诊断指标，离左上角最近的点为PI=92.75，根据其横、纵坐标值计算出诊断敏感度为91.9%，特异度为89.6%。结果如图1、表2。典型患者见图2、3。

图1 灌注参数诊断体循环动脉-肺动脉瘘的ROC曲线分析图

图2 患者，男，36岁。肺结核伴咯血患者。DSA造影显示右支气管动脉(图2A右侧箭头)和肺动脉分支(图2A左侧箭)，形成支气管动脉-肺动脉瘘，远端肺实质淡染(图2B箭)

图3 与图2为同一例患者。灌注图像显示患者右肺中叶PF值下降(标记1的区域)，BF值增高及PI值下降(与标记2、3的区域比较)

表2灌注参数诊断体循环动脉-肺动脉瘘的ROC曲线下面积

注 PF和BF的单位均为ml·min-1·100 ml-1；PI无单位

二、异常灌注肺段数与咯血量的相关性分析

31例患者中10例发生大咯血，14例发生中量咯血，7例发生少量咯血，异常灌注肺段数2～14个，采用Spearman秩相关分析灌注图所见异常灌注肺段数与咯血量的相关性，相关系数为0.605，呈中度相关。

讨 论

一、肺结核并发咯血的原因

肺由体循环和肺循环供血，生理状态下肺循环占绝对优势，病理状态下体循环有较强可塑性。在肺栓塞、肿瘤、迁延性肺感染、肺组织坏死、手术创伤以及先天性心肺疾病的情况下，肺动脉血流减少或需求量增加，则支气管动脉代偿性增生，通过吻合支扩张或直接交通增加血流量，从而引起支气管动脉-肺动脉瘘。肺结核患者，病灶内可出现组织坏死、再生，病变区血管破坏、修复这样多次反复的过程，而且体循环动脉和肺动脉存在明显的压力差，因此在血管破坏后修复的过程中出现体循环动脉-肺动脉瘘或肺静脉瘘的可能性很大。肺结核伴咯血患者常可检出体动脉(支气管动脉、肋间动脉、内乳动脉、胸廓内动脉等)异常增粗及瘘形成。体循环动脉-肺动脉瘘为肺结核咯血患者最常见的肺内血管异常，占90%以上，是咯血发生及复发的主要病因[4-9]。

二、传统诊断方法的缺陷

传统诊断方法包括X线、纤维支气管内镜、DSA、CTA等。DSA一直以来被认为是金标准。支气管动脉栓塞术术前主要通过CTA检查明确肺内血管形态学情况，CTA检查的不足之处在于肺动脉、肺静脉、支气管动脉同时一次性成像，不能动态观察对比剂在支气管动脉与肺动、静脉瘘中流向，无法显示细小的血管网，因此对体循环动脉-肺动脉瘘的检出率并不高[10-11]。

三、DICTp技术的优势

它能分别定量评价肺部病灶的体循环和肺循环，从而使得临床医生能够较全面地了解咯血患者肺部的血流动力学情况。体循环动脉-肺动脉瘘在体循环期，对比剂顺着压力差进入肺动脉并灌注其肺实质，导致肺实质灌注异常，表现为BF值增加；而在肺动脉期，由于没有局部肺动脉血供，表现为PF值下降。DICTp技术可敏感地检出这些异常。结果显示DICTp灌注成像和DSA造影在体循环动脉-肺动脉瘘的检出上有良好的一致性，并且ROC曲线表明PI值诊断价值最佳，考虑主要是因为：(1)体循环时对比剂经体循环动脉进入肺内，造成肺动脉灌注相对下降(PF值下降)和支气管动脉灌注上升(BF值上升)，使得其比值PI意义最大。(2)由于个体差异(身高、体质量、病史、肺结核病理类型、心脏每搏输出量)非常大，PF及BF值的变化范围较大，使得它们在统计学上的意义有限。

局部异常灌注提示局部存在病理血管。所以，笔者合理推测，异常灌注肺段数越多，病理血管越多，咯血量越大，发生大咯血的概率也随之升高。本研究结果得出异常灌注肺段数与咯血级别只有中度相关，这与笔者的推测不符，考虑其原因主要有：(1)咯血发生的影响因素是多方面的，异常灌注肺段的存在只是其中一个方面，其他因素诸如局部血管增粗、支气管动脉-肺静脉瘘、肺动静脉瘘、肺结核病理类型、个体差异等，不可避免地造成了在样本选择和统计分析的过程中存在偏倚。(2)支气管动脉-肺静脉瘘、肺动静脉瘘等其他少数造成咯血的病理血管不能被DICTp技术检出。这些使得DICTp技术在咯血的早期诊断及治疗中的临床意义仍需进一步探索。

笔者尝试用320层CT的DICTp研究肺结核大咯血患者肺部血流动力学异常。320层CT的DICTp检出和定位体循环动脉-肺动脉瘘准确敏感，与DSA造影一致性良好，是评价肺结核并发咯血时肺部血流动力学状况的可靠工具；异常灌注肺段数与咯血级别有一定相关性，但并不具有决定性意义，其临床应用价值仍需进一步探索。

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