能谱CT肺动脉造影碘基物质成像技术在段以下肺动脉栓塞中的应用

韦 学 丁 可 赵晓英 毛 艳 陈 炯 黄瑞岁

(广西南宁市第二人民医院放射科，南宁市 530031，电子邮箱：wx9050@126.com)

肺动脉栓塞是指由内源性或外源性栓子阻塞肺动脉及其分支所致循环障碍的临床和病理生理综合征，是一种发病率和死亡率较高的常见心血管病，其临床表现复杂。目前，多排螺旋CT肺动脉造影(computed tomographic pulmonary angiography，CTPA)已经成为临床诊断肺动脉栓塞的首选影像检查方法[1]。CTPA具有高空间分辨率，可以清晰显示肺动脉的5、6级分支，并直接显示肺动脉栓子，其诊断亚段或亚段以上肺动脉栓塞的敏感性为83%～100%，特异性为89%～97%[2]；Ruiz等[3]研究表明，栓子如果位于亚段以下肺动脉时，CTPA诊断的敏感性和特异性明显下降，而外周肺动脉中存在这些小栓子容易导致肺栓塞的复发，并增加了慢性肺动脉高压的发生风险。这提示CTPA对段以下肺动脉栓塞的诊断有一定限度，尚不能很好地指导临床。此外，CTPA无法显示肺组织灌注情况，而对于肺栓塞患者，肺组织的异常灌注严重程度可直接反映其肺的血流灌注状态和判断病情的严重程度，并在一定程度上影响到后续治疗方案的选择。目前，国内对于外周肺动脉栓塞影像诊断研究相对较少，而运用能谱CTPA碘基物质分离技术诊断肺动脉栓塞的研究更少。本研究探讨能谱CTPA碘基物质分离技术对段以下肺动脉栓塞的评估效果。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2015年5月至2018年12月期间，南宁市第二人民医院共收治临床高度怀疑为肺动脉栓塞的患者共32例。纳入标准：(1)均有不同程度胸痛、胸闷、气紧及呼吸困难，临床确诊肺栓塞患者；(2)均进行螺旋CT能谱扫描，能按指令一次吸气后憋气完成扫描，图像清晰，且发现栓子位于段及段以下肺动脉，或者未发现肺动脉内栓子而只发现碘含量减低区。排除标准：段以上肺动脉内显示肺动脉栓子；有严重肺基础疾病(大叶性肺炎、肺不张、弥漫性肺气肿、肺肿瘤及大量胸腔积液)；图像质量差。其中男性17例、女性15例，年龄19～76(54±8)岁。本研究通过南宁市第二人民医院伦理委员会审核。所有患者均在检查前被详细告知检查目的、注意事项及可能出现的并发症，并签署知情同意书。

1.2 检查方法 所有患者均采用美国GE Discovery CT750 HD CT进行CTPA能谱扫描。 扫描范围包括整个肺野，扫描方向为头到足。扫描参数：机架旋转时间为0.6 s，管电流为630 mA，螺距为0.984，高低电压范围80～140 kVp，瞬时0.5 ms切换。对比剂应用碘佛醇(1 mL含350 mg碘)，用量为50～60 mL。感兴趣区设定在肺动脉主干，当密度达50 Hu时，再延6 s后自动开始扫描。利用原始数据重建层厚为1.25 mm的薄层数据，输入ADW4.6后处理工作站，重建出碘基物质分离图。由两名放射科医师对图像进行分析，在碘基物质图上通过多平面重建显示栓子的数量；同时与对侧同层面(其中右肺中叶与左肺上叶舌段进行对比)正常肺组织对比，肉眼观察碘灌注减低区，测量碘灌注减低区及对应正常肺组织的碘含量；如对侧肺组织也存在碘灌注减低区，则测量同侧栓塞区临近正常肺组织的碘含量。此外，在普通CTPA混合能量图上进行多平面重建显示栓子的数量，观察肺纹理改变及密度减低情况。

1.3 统计学分析 采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。计量资料以(x±s)表示，组间比较采用t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

32例肺栓塞患者，在碘基物质图像上发现栓子65个，碘灌注减低区72个；其中，同时发现肺动脉小栓子及碘灌注减低区共62个(见图1)，发现碘灌注减低区而未发现栓子7个(见图2)，发现栓子而未发现相应碘灌注减低区3个。普通CTPA混合能量图上仅发现栓子42个，明确有肺纹理改变及密度减低区的肺栓塞仅8个。

碘基物质图像显示的72个碘灌注减低区碘含量为(10.79±3.1)g/L，低于正常对比区的(17.10±3.4)g/L(t=-11.637,P<0.001)。左肺上、下叶和舌段，以及右肺上、中、下叶的栓塞区碘含量均低于正常对比区的碘含量(均P<0.05)，见如表1。

表1 碘灌注减低区与正常对比区碘含量比较(x±s,g/L)

图1 同时发现小肺动脉栓子及碘灌注减低区病例的影像学表现

注：患者女性，76岁。图①为混合能量图，可见右肺下叶外基底段肺动脉栓子形成；图②为碘基物质图，可见右肺下叶外基底段呈楔形碘灌注减低区，碘含量测值为8.07 g/L,临近正常区域肺组织碘含量为14.0 g/L；图③与图②同一层面的伪彩图。

图2 发现碘灌注减低区而未发现栓子病例的影像学表现

注：图④为图1同一病例，左肺上叶前段碘灌注减低区的碘含量为2.06 g/L,其对比右肺上叶正常区域碘含量为17.19 g/L，未明确看到栓子。图⑤⑥为同一患者，男，19岁，图⑤为碘基物质图，右肺下叶后基底段可明确看到碘灌注减低区，碘含量约5.79 g/L，而左肺下叶对应区域正常肺组织碘含量为19.11 g/L,图⑥为同一层面伪彩图。

3 讨 论

肺栓塞的漏诊率及误诊率较高，特别是外周肺动脉的栓塞，其发病隐匿，临床表现不典型，而这些小栓子的存在极易导致肺栓塞的复发，并增加了慢性肺动脉高压的风险[4]。因此，寻找有效的检查方法早期诊断外周小肺动脉栓塞对临床的治疗具有重要的意义。CTPA是诊断肺栓塞的“金标准”，但由于其为有创伤性检查，技术要求高、辐射大及检查费用高，而且其所致并发症发生率达6%，致死率为0.5%[5]，因此其临床应用受到了普遍限制。放射性核素/肺通气灌注显像诊断肺栓塞具有较高的灵敏度，但是其特异性不高[6]。CTPA是目前普遍采用的肺动脉栓塞检查方法，对诊断段以上肺动脉栓塞的敏感性及特异性较高，但对段以下肺动脉栓塞的敏感性及特异性明显下降[3，7]。

能谱CT成像技术是利用物质在不同X线能量下产生不同的吸收来实现检测，其比常规CT得到更多的影像信息[8]。近10年来，随着CT检查技术在软硬件上的整体发展及临床需求，能量成像已经逐步成为CT技术研究的主流方向之一。能量CT成像经历双减影和能谱成像两个阶段，目前可进行能量成像的CT扫描仪有西门子公司2005年推出的双源CT和GE公司2009年推出的Discovery CT750 HDCT(HDCT，宝石能谱CT)。由于水和碘的有效原子序数范围涵盖了人体内绝大部分组织，而且是放射学领域人体内最常见的两种物质，因此在医学上通常能量CT会以水和碘作为基物质，这样就能获得对应水和碘的两组物质密度投影数据；通过对这两组数据的重建，就能求出水和碘的密度分布空间，即水基物质图和碘基物质图。CT增强扫描时，碘的浓度是由血管内分布的碘引起的，因此碘的分布图代表了肺血管容量图，即肺血流灌注量[9-10]；而在碘基物质图上，可以测量感兴趣区碘的浓度值，因此可以通过碘浓度进行定量分析CT增强对比剂中的碘剂在肺内的分布状态，进而反映组织灌注情况。栓子堵塞肺动脉时，造成栓子远端肺组织灌注减少，碘对比剂的分布亦相应减少，与正常肺组织相比，栓塞区表现为低灌注区，相应区域的碘浓度降低，因此碘基物质图能定量反映肺动脉栓塞状态下肺组织血流灌注改变。同时，图像分析时可以选取多个感兴趣区，测得相应区域的碘浓度，对不同感兴趣区进行对比及分析。

本研究32例肺栓塞患者中，在碘基物质图上由肉眼观察直接发现的栓子共65个，而普通CTPA混合能量图上仅显示42个栓子。由此可见，能谱CTPA碘基物质分离技术对肺栓塞的直接检出效果优于普通CTPA。传统的CTPA只有在看到血管内栓子时才能确定为栓塞，而无法直接观察到碘灌注减低区，也无法测量CT值之间的差异。此外，有研究表明，在普通CTPA容积图像上肺栓塞区与正常肺组织区的密度差异无统计学意义[11]。在本研究中，混合能量图像可明确有肺纹理改变及密度减低区的肺栓塞也仅有8个。而利用能谱CTPA的碘水分离技术，我们通过观察碘灌注减低情况共发现72个碘灌注减低区，其总体碘含量及各肺叶的栓塞区碘含量均低于对应的正常肺组织区(P<0.05)，这与国内其他研究结果[12-13]相似。因此，与普通CTPA相比，利用能谱CTPA碘基物质分离技术可更好地反映肺动脉栓塞状态下肺组织血流灌注状态，从而能通过检测碘灌注减低区发现肺栓塞区。但在碘基物质图上，有3个肺栓塞部位可见肺动脉栓子而无碘含量减低区，这可能与慢性肺栓塞侧支循环有关。杨熙斌等[14]的研究表明，能谱CT定量技术可鉴别急性和慢性肺栓塞，即急性肺栓塞区碘含量明显低于慢性肺栓塞区碘含量。

能谱CT成像技术实现了CT从形态学向功能学的迈进。碘基物质分离技术碘含量能反映肺组织的灌注情况[15-16]，同时碘基图明显提高了图像对比度，肉眼即可观察肺栓塞所致碘灌注减低区与正常肺组织的差异，从而对段以下肺动脉栓塞的检出提供有利的证据，这对段以下肺动脉栓塞的早期诊断和治疗方案的选择起到重要指导意义，从而有效地降低外周肺动脉栓塞的复发率和致残率。在临床工作中，对临床怀疑肺栓塞患者，有条件的医院可直接进行能谱CTPA检查，可有效地提高肺栓塞的检出率和减少患者重复检查次数，从而降低患者辐射剂量并减轻患者经济负担。