能谱CT肺灌注缺损指数评估急性肺栓塞危险分层：与肺动脉栓塞指数的对比

杨秀娟，凌佳龙，李建蓉

CT肺动脉成像(CT pulmonary arteriography,CTPA)是诊断急性肺栓塞(acute pulmonary embolism,APE)的首选检查方法，但其临床价值远不止于诊断或排除APE。CTPA能准确显示肺动脉内栓子，通过分析还可获得反映肺动脉阻塞部位和阻塞程度的量化指标，如肺动脉栓塞指数(pulmonary artery obstruction index,PAOI)等。有研究结果显示肺灌注缺损指数(pulmonary perfusion defect index，PPDI)可对APE的严重程度进行评估[1-3]，有利于指导临床的治疗决策。随着能谱CT技术的发展，其在临床的应用已越来越广泛。能谱CT一次扫描不仅能获得CTPA图像，同时还能获得反映肺组织血流状态的灌注图像。Chae等[4]采用PPDI对肺部血流灌注缺损范围和程度进行量化评估，发现PPDI与APE严重程度具有相关性。但目前采用CT能谱成像评价APE严重程度的相关研究相对较少[4-5]。2008年欧洲心脏病学会(European Society of Cardiology,ESC)在APE诊断和治疗指南中，建议对APE相关的短期死亡风险进行危险分层，以利于临床针对不同患者选择最佳的治疗方案[6]。2014年ESC进一步强调了APE危险分层在治疗策略中的重要价值[7]。目前，采用PAOI和PPDI评估APE危险分层的相关研究较少[8]。因此，本研究旨在探讨PAOI和PPDI评估APE危险分层的价值，并对两个指标在评估APE危险分层中的价值进行比较。

材料与方法

1.临床资料

本研究中共纳入102 例在本院确诊的APE患者，男53 例，女49例，年龄23～84岁，平均(59.3±13.3)岁。纳入标准：①临床确诊为APE，诊断标准参考《APE诊断与治疗中国专家共识》[9]；②行CT能谱扫描，图像质量满足诊断要求；③CT检查前未行溶栓或抗凝等肺栓塞相关治疗。排除标准：①有CT增强检查禁忌证；②有严重心、肺病变(严重先天性心脏病、风湿性心脏病、冠心病、心包大量积液、原发性肺动脉高压、严重肺气肿、肺不张、肺肿瘤、大量胸腔积液、胸膜及胸壁病变)影响肺血流灌注者。

2.CT检查方法

使用GE revolution 512层双能CT机，患者取仰卧位、头先进，扫描范围自胸廓入口至肋膈角水平。扫描参数：能谱扫描模式，80/140 kV，100～200 mA，层厚5.0 mm，层间距5.0 mm，视野35 cm×35 cm，矩阵512×512。图像重建层厚0.625 mm，辐射剂量为150～270 mGy·cm。使用Medrad双筒高压注射器注入对比剂碘海醇，注射流率4.0～5.0 mL/s，总量50～60 mL，再以同样流率注射生理盐水60 mL，延迟时间12～20 s，采用对比剂团注智能跟踪触发技术，监测点放置于主肺动脉干，触发阈值为300 HU。

3.图像分析和数据处理

采用120 kV的扫描数据进行图像重建获得CTPA图像，利用双能量后处理软件得到肺灌注图像，并以伪彩显示。由两位中级以上职称的胸部亚专业影像诊断医师共同阅片。对PAOI的计算采用Qanadli评分[2]，计算公式为：

PAOI=∑(n×d/40)×100%

(1)

其中，n为有栓子的肺段动脉数，双肺各10 个肺段，双肺上叶尖后前段，下叶背段及前内后外基底段，右肺中叶内、外侧段和左肺舌叶上、下舌段，1支肺段或亚段肺动脉栓塞记1 分，肺段以上肺动脉的栓塞按照其所分支的所有肺段动脉的总和来记分；d为肺动脉栓塞程度的评分，部分栓塞记为1 分，完全栓塞为2 分，则每例患者的最大栓塞程度为40分(20×2=40)。

对PPDI的评价方法分为盲法和非盲法，前者为对PAOI进行评分的2周后由一位诊断医师采用盲法仅分析灌注图像来完成PPDI评估，后者为在进行PAOI评分4周后由一位诊断医师通过综合分析灌注和CTPA图像来完成PPDI评分。PPDI计算公式为[4]：

PPDI=∑(n1×d1/40)×100%

(2)

其中，n1为CTPA上显示有灌注缺损的肺段数(计数方法同PAOI)；d1为灌注程度，0分为正常灌注，1分为部分灌注缺损，2分为完全灌注缺损。

依据2014年ESC《急性肺血栓栓塞症诊断治疗指南》，将102例APE患者分为分为高危(24例)、中危(30例)和低危(48例)三组[7]。出现休克或持续性低血压为高危患者；对不伴休克或持续性低血压的非高危患者，其中，肺栓塞严重指数(pulmonary embolism severity index，PESI)Ⅲ～Ⅴ级或简化PESI≥1伴右心功能不全和(或)心肌损伤标志物阳性为中危，PESI Ⅰ～Ⅱ级或简化PESI=0、无心功能不全、心肌损伤标志物阴性为低危。PESI的评估中纳入年龄、性别(男性)、是否合并肿瘤、慢性心力衰竭、慢性肺部疾病、脉率≥110次/min、收缩压<100mmHg、动脉血氧饱和度<90%、呼吸频率>30次/分、体温<36℃和精神状态改变共11项指标，每项分值不同，总分≤65分为Ⅰ级，66～85分为Ⅱ级，86～105分为Ⅲ级，106～125分为Ⅳ级，>125分为Ⅴ级。简化 PESI的评估则纳入了6项指标：年龄、肿瘤、慢性心力衰竭或肺部疾病、脉率≥110次/min、收缩压<100mmHg和动脉血氧饱和度<90%，每项分值为1。

4.统计学方法

使用SPSS 24.0统计软件对数据进行统计分析，以P<0.05为差异具有统计学意义。三组间PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)的比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD法。PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)与危险分层之间的相关性采用Spearman相关分析。通过ROC曲线，确定PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)评估中高危APE的截断值、敏感度及特异度，并比较其ROC曲线下面积。

结 果

1.相关性分析

Spearman相关分析结果见表1。PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)与危险分层均呈正相关(P<0.05)，以PPDI(非盲法)与危险分层的相关性最高。

表1 3个指数与危险分层的相关性

2.三组间各指标的比较

低危组、中危组和高危组3个指数的测量值及组间比较结果见表2。随着危险程度的增加，PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)的测量值呈逐渐增大的趋势，3个指数的测量值在三组间的差异均具有统计学意义(P<0.001)；进一步进行组间两两比较，差异亦均具有统计学意义(P<0.001)。

表2 三组间3个指数测量值的组间比较

3.三个指数预测中高危APE的ROC曲线分析

ROC曲线分析结果显示，PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)预测中高危APE的截断值分别为37.5%、45.0%和40.0%，敏感度分别为81.5%、79.6%和85.2%，特异度分别为85.4%、95.8%和97.9%，ROC曲线下面积分别为0.896、0.948和0.967(图1)。三者的 ROC曲线下面积比较：PPDI(盲法)与PPDI(非盲法)之间、PPDI(盲法)与PAOI之间差异无统计学意义(Z=1.024、P=0.306；Z=1.771，P=0.077)，PPDI(非盲法)与PAOI之间差异具有统计学意义(Z=2.260，P=0.024)。

讨 论

CT作为诊断APE的首选检查已广泛应用于临床，具有安全、快捷和无创的优点[9-10]。相较于传统CT，能谱CT利用不同能量的射线穿透人体获得的衰减信息，可在常规肺动脉成像的同时获得反映肺组织血流情况的灌注图。本研究中使用的512层Revolution CT机采用16 cm宽体探测器，球体旋转一周的时间仅0.28 s，时间分辨率为29 ms，在无需屏气的情况下即可获得超大范围高质量的肺动脉图像，同时此机型拥有最新的能谱成像技术，可提高对APE的诊断准确性。

2000年ESC首次推出APE诊断和治疗指南，对推广和规范APE的诊断和治疗起到了重要作用[11]。2008年ESC建议对APE相关的短期死亡风险进行危险分层，旨在针对不同患者选择最佳治疗方案[6]。2014年ESC强调危险分层在治疗策略中的重要价值，并将PESI及简化PESI加入危险分层指标[7]。然而，危险分层指标包括年龄、脉率、收缩压、右心室功能不全和心肌损伤的相关标志物及PESI等众多指标，临床医师很难及时、准确地对APE危险分层进行快速评估。

本研究中采用2014年ESC危险分层标准将患者分为高危、中危及低危组，相关性分析结果显示PAOI与危险分层之间呈中度正相关(P<0.05)，与Guo等[12]的研究结果不同。Guo等[12]根据2008年ESC危险分层原则将患者分为高危组(伴低血压或休克)和低危组(无右心室功能不全及心肌损伤)，其结果提示PAOI与危险分层之间无显著相关性(P>0.05)。Osman等[13]和刘等[8]分别根据2008年2014年的危险分层原则将患者分为高危、中危和低危组，结果均显示PAOI与危险分层呈显著正相关(P<0.05)，但与本研究结果间的相关性程度存在一定差异。不同研究中获得的PAOI与危险分层的相关性的程度存在差异，这种差异可能与分组标准及模式不同以及研究对象的差异等因素有关。2014年提出的危险分层标准中引入了PESI或简化PESI，使得对中危和低危患者的界定进一步清晰化，更有利于预测评估。

本研究结果显示，低危组的PAOI和PPDI均低于中危组，中危组的PAOI、PPDI低于高危组，PAOI和PPDI均与危险分层呈正相关，PAOI和PPDI的值越大，代表肺动脉栓塞程度和肺灌注缺损范围越大，则危险程度越高，患者短期死亡的风险越大，与以往的研究结果相同。Guo等[12]的研究结果显示低危组与高危组之间PAOI有显著差异，较高的PAOI(>52.5%)预示着高危。因此，对于APE患者，PAOI值越高，危险分层越高。Osman等[13]分析了PAOI预测短期预后的价值，结果显示以27.5%作为PAOI预测右心衰的阈值，以35.0%作为需进行ICU监护的阈值，以45%作为预测死亡的阈值。发生APE时，右心室极易受到影响，因此，右心室功能常作为判断病情严重程度及预测预后的指标，而右心室与左心室短轴最大径比(right ventricle to left ventricle maximal short axes ratio，RV/LV)是判定右心功能的可靠指标。Kong等[14]对55例APE患者的PPDI、PAOI与RV/LV的相关性进行研究，结果显示相对于PAOI，PPDI与RV/LV具有更强的相关性(r=0.599，P<0.001)。本研究结果显示，PAOI与危险分层呈中度正相关，而PPDI与危险分层呈高度正相关，与Kong等[14]的研究结果基本一致。笔者分析原因，可能是CTPA仅从形态上显示栓子，而肺灌注成像尚可显示栓子导致的肺组织功能改变，能更准确地反映患者的整体状况。

本研究将PPDI评价方法分为PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)，前者仅单独分析肺灌注图像而获得，与Kong等[14]评价的方法相同，而后者为综合分析灌注成像和CTPA图像而获得。本研究结果显示，两者均与危险分层呈高度正相关，但PPDI(非盲法)与危险分层的相关性更高；而且，低危、中危和高危组的PPDI(盲法)均高于PPDI(非盲法)。分析原因，肺灌注成像的本质是反映肺实质内血流情况，只要肺实质血流发生变化，血流灌注就会显示异常，而肺栓塞仅仅是导致血流灌注异常最常见、最主要的原因，严重的心肺疾病如先天性心脏病、严重肺气肿、肺大泡、肺炎、肺实变和大量胸腔积液等也是引起肺组织血流改变的常见原因，当肺内显示有血流灌注异常时，对于导致灌注异常的原因常需要借助传统 CTPA进行诊断，所以相较于PPDI(非盲法)，PPDI(盲法)可出现高估的情况[15]。

APE危险分层是治疗的基石，对于伴有休克或持续低血压等血流动力学不稳定的高危患者，需及时进行再灌注治疗。有多项研究中采用ROC曲线分析PAOI对高危APE的预测价值，显示PAOI预测高危APE的AUC值均>0.920，敏感度>66.0%，特异度>81.0%[8,12,16]。与以往的研究不同，我们研究了PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)对中高危APE的预测价值。因为，对于非高危患者，出现PESI Ⅲ～Ⅴ级或简化PESI≥1、右心功能不全和(或)心肌损伤标志物阳性等情况时，也需住院治疗，尤其是右心功能不全和心肌损伤标志物均为阳性的中高危患者，需密切监测，及时进行补救性再灌注治疗，因此，对中高危APE进行预测具有重要的临床意义。本研究结果显示，PAOI、PPDI(盲法)和PPDI(非盲法)评估中高危APE的ROC曲线下面积分别为0.896、0.948和0.967，PPDI(非盲法)的预测价值最大，而且与PAOI的ROC曲线下面积间的差异具有统计学意义。这种差异可能与两者的成像原理有关。PAOI反映的是肺动脉栓塞的部位和程度，PPDI反映的是肺组织的血流情况，两者为因果关系，肺组织的血流情况与肺动脉栓塞的部位和程度密切相关。肺动脉内栓子引起肺动脉不同程度的机械性堵塞，可造成栓塞动脉所供应的肺组织的血流量减少或消失，中央型肺动脉栓塞的栓子多位于肺动脉中央，且多为非完全性栓塞，血流可通过血栓周围的间隙供应相应肺组织，此外，肺组织为双重动脉供血，因而肺组织内仍可有碘对比剂分布，而不显示出异常灌注表现，PPDI呈假阴性改变；而周围型肺栓塞由于周围肺动脉血管管径较小，多为完全性堵塞，容易导致相应肺组织的血流灌注异常，而受空间分辨率的限制，CTPA对显示段、亚段及以下肺动脉分支栓塞的敏感度、特异度明显降低，尤其是当周围肺动脉分支的走行与扫描方向平行时，PAOI可表现为假阴性。PPDI反映的是肺组织血流灌注改变，严重的心肺疾病也可引起肺组织的血流发生改变，表现为灌注异常，而出现假阳性表现，而借助CTPA可进行鉴别。所以，CTPA与肺灌注成像是两种不同的成像方法，具有不同的价值，可相互补充，不能相互取代，将CTPA与肺灌注成像相结合而产生的PPDI(非盲法)作为一个新指标，可提高诊断APE的敏感度和特异度，对APE危险分层进行准确评价[17]。

总之，PPDI(非盲法)作为一个新的评估指标，具有广泛的临床应用前景，但本研究中仅对此指标进行了初步分析，样本量较少，有些结果可能存在一定偏倚，尚需进一步扩大样本量进行多中心深入研究来论证。