双源螺旋CT三种扫描模式肺动脉造影诊断肺栓塞

曹俊涛，胡 铭，徐 婷，梁 冰，屠建春*，张 欢

(1.南京中医药大学昆山附属医院放射科，2.肺病科，江苏 昆山 215300；3.上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科，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]，其主要临床表现有胸膜源性胸痛、静息性呼吸困难和咯血等，特异性均较低。目前CT肺动脉造影(CT pulmonary angiography, CTPA)已基本成为筛查PE的首选影像学检查方法[1-2]；双源螺旋CT可为CTPA提供多种扫描方案。本研究观察采用双源螺旋CT双能量(dual energy mode, DE)、单能量(single energy, SE)和单能量低kV(single energy low kV, SELOW)3种扫描模式所获CTPA图像质量、辐射剂量和肺动脉栓子分布的差异。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2019年3月—2020年3月南京中医药大学昆山附属医院130例因疑诊PE而接受CTPA检查患者，男63例，女77例，年龄23～92岁，平均(60.9±14.5)岁；随机接受3种不同扫描模式，并由此分为DE组、SE组和SELOW组。纳入标准：临床资料完整，具有突发呼吸困难、胸闷、胸痛、喘咳、气急、咳痰、咯血等疑似PE症状，伴或不伴D-二聚体升高(≥0.55 mg/L)；排除标准：对比剂过敏史，严重心、肝、肾功能不全以及不能配合或不适宜接受CTA检查。本研究经院医学伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens SOMATOM Definition Flash双源螺旋CT机，Stellant MEDRAD双筒高压注射器。嘱患者仰卧，双上肢上举，行头足向胸部扫描，扫描范围自肺尖至肋膈角；经肘静脉以流率4 ml/s依次注射15 ml生理盐水、40 ml碘海醇(350 mgI/ml)、30 ml生理盐水，采用阈值自动触发，监测点位于肺动脉干(pulmonary trunk, PT)，阈值100 HU。扫描参数：①DE，管电压球管a/b 80 kV/140 kV，管电流a/b 141 mA/60 mA，准直宽度0.6 mm×128，螺距1.2；②SE，管电压100 kV，管电流自动(CAREDose 4D)，准直宽度0.6 mm×128，螺距1.5；③SELOW，管电压70 kV，管电流自动(CAREDose 4D)，准直宽度0.6 mm×128，螺距1.5。

1.3 图像后处理及评价 将层厚1.0 mm、层间距0.7 mm、卷积核B26f的重建图像传输至Siemens Syngo via工作站，行多平面重组(multi-planar reformation, MPR)、最大密度投影(maximun intensity projection, MIP)、容积再现(volume rendering, VR)等后处理。将DE组分为使用双能量肺分析(Vessels&PBV)亚组和不使用亚组，观察使用组栓塞动脉异常染色、检测碘剂增强值(iodine enhancement, CM)及CT值。由分别具有9年和11年经验的主治医师各1名，以CTPA显示肺动脉充盈缺损为标准结合临床诊断PE，意见分歧时协商达成一致，栓子同时累及相邻两级肺动脉时分别计数；通过首末幅图像获得扫描长度和扫描时间，由扫描协议获得剂量长度乘积(dose-length product, DLP)和容积CT剂量指数(volume CT dose index, CTDIvol)，有效剂量(effective dose, ED)=DLP×0.014[3]。参照文献[4]标准，采用双盲法对图像质量进行主观评价：0级，完全不能评估；1级，肺段以下动脉不能评估；2级，整体显示完整但有伪影；3级，整体显示良好。根据非PE患者肺动脉CT值、信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)和对比度噪声比(contrast-to-noise ratio, CNR)对图像质量进行客观评价，以PT同层面背部斜方肌CT值为背景噪声。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0统计分析软件。对定性资料进行分级评分。采用Kappa检验分析观察者间图像质量主观评价结果的一致性，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检验或χ2检验比较组间各参数差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

3组一般资料差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

表1 3组患者一般资料比较

2.1 辐射相关指标 扫描长度组间差异无统计学意义(P>0.05)；DE组扫描时间长于SE组和SELOW组(P均<0.05)，后2组差异无统计学意义(P>0.05)；DE组和SE组DLP、CTDIvol和ED均高于SELOW组(P均<0.05)，DE组CTDIvol低于SE(P<0.05)；DE组与SE组的DLP和ED差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表2。

表2 3组CTPA辐射相关指标比较

2.2 图像质量主、客观评价 3组均未见0级图像；观察者间图像质量主观评价结果的一致性较好或很好(Kappa均>0.61，P均<0.001)，见表3。130例中，47例PE，83例非PE；SELOW组非PE患者CTPA肺动脉CT值均高于DE组和SE组(P均<0.05)，SNR和CNR均高于SE组(P均<0.05)，余差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表4。组间肺动脉与邻近血管相对密度比差异均无统计学意义(P均>0.05)，PT/上腔静脉比值为0.51～0.60，两肺各段肺动脉/静脉比值为1.42～2.12，PT/主动脉为2.59～3.50，见表5。

表3 2名观察者主观评价CTPA图像质量的一致性(例)

表4 3组内非PE患者CTPA肺动脉CT值及SNR、CNR比较

表5 3组非PE患者CTPA 肺动脉与邻近血管相对密度比比较[中位数(上下四分位数)]

2.3 肺动脉栓子分布 47例PE共检出262个栓子，其中DE组17例112个、SE组11例64个、SELOW组19例86个；DE组使用Vessels&PBV亚组肺段以下肺栓子检出率高于不使用亚组(P<0.05)，见表6。PE表现为肺动脉部分或完全充盈缺损(图1)，DE Vessels&PBV见栓塞动脉内异常红染(Vessels)及栓塞区域CM值/CT值降低(PBV)(图2)。

表6 不同分析方式检出的 DE组17例PE患者的肺栓子分布(个)

图1 3种模式CTPA轴位MIP和VR图 A.患者女，68岁，DE CTPA示右下肺外基底段动脉(黄箭)、右下肺后基底段动脉(红箭)及左下肺外基底段动脉(蓝箭)多发PE；B.患者女，73岁，SE CTPA示右下肺动脉干(黄箭)、右下肺前基底段动脉起始部(红箭)、右下肺内基底段动脉起始部(蓝箭)多发PE；C.患者女，72岁，SELOW CTPA示右下肺动脉干(红箭)、右下肺内基底段动脉起始部(黄箭)、左上肺尖后段动脉起始部(蓝箭)多发PE

图2 DE组使用Vessels&PBV亚组患者，女，74岁 A.轴位MIP示两肺动脉中央性栓塞、左上肺内侧亚段栓塞(箭)；B.DE Vessels图示左肺上叶内侧亚段和右肺中叶内侧亚段多发栓塞(箭)；C.DE PBV分析图示左肺上叶内侧段栓塞区肺组织CM值及CT值均较右肺中叶内侧段非栓塞区显著降低(白圈)

3 讨论

血栓、肿瘤、脂肪或气体等多种物质均可导致肺动脉栓塞，本研究仅针对血栓性PE。

双源螺旋CT支持DE扫描、双源大螺距采集和双源同步采集3种扫描模式[4]。国内外学者针对不同模式CTPA的辐射剂量、图像质量及诊断PE效能的结论不一[5-7]，给临床应用带来不便。

本研究SELOW组辐射剂量较DE组和SE组显著降低，与WICHMANN等[8]的结果相符。LI等[7]采用低管电压和大螺距方案，在诊断效能相近的前提下，使ED下降至0.4 mSv；本研究SELOW组ED为0.46 mSv，DE组与SE组的辐射剂量均较既往研究[5，9]有所降低，可能与本研究采用较短球管旋转时间和较大螺距有关：大螺距结合自动管电流技术可在获得同等图像质量的基础上显著降低辐射剂量[10]。

本研究3组图像均未出现0级者，且均以2、3级为主，观察者间主观评价的一致性良好。SELOW组肺动脉CT值、SNR和CNR均表现良好。肺动脉显影主要取决于其腔内碘剂分布。DE模式采用拟合系数0.6时更侧重80 kV(占60%)，本研究DE组总体管电压较戴颖钰等[5]降低，使血管内碘剂CT值增高，噪声亦随之增加；管电压为70 kVp时肺动脉强化与图像噪声达到最优平衡[11]，故SELOW组肺动脉CT值高于其他组，其SNR和CNR较高，与APFALTRER等[11]的结果基本吻合，提示低管电压CTPA具有较高实用价值。本研究DE组与SELOW组SNR/CNR无显著差异，可能与后者螺距增大致噪声增加有关[10]；各组肺动脉与邻近血管相对密度比差异均无统计学意义，提示肺动脉周围血管对肺动脉的影响相对有限；但PT/上腔静脉介于0.51～0.60，即上腔静脉强化高于肺动脉，如何消除上腔静脉影响仍具有挑战[12-13]。

受限于空间分辨率，段以下肺栓子与肺动脉对比度降低。本研究DE组不使用Vessels&PBV时与SE组、SELOW组无明显差异，提示Vessels&PBV对于检出段以下肺动脉栓子具有更高效能：Vessels&PBV能以伪彩标注乏碘肺动脉、差异显示肺组织低灌注区，可显著提高检出外周栓塞动脉的敏感性[14-15]；不使用Vessels&PBV组亚段PE检出率低可能与观察者发现存在段及以上栓子后降低了排查段以下PE的主观警惕性有关。大多数肺动脉栓子很小，一般不引起临床症状，最终将被血管壁吸收而成为自身组织的一部分，或演变成某种特殊连接结构[16]。有经验的放射科医师以多方式、多维度观察SE CPTA能够判别急症PE；DE CTPA并不能较SE CTPA明显提高诊断PE的效能[13]。

本研究的主要局限性：入组病例BMI跨度范围较大，肥胖对于ROI测值可能有一定影响；采用固定的对比剂注射流率、剂量及触发阈值，未考虑心率及其他心功能因素，可能对相关指标有所影响。

总之，SELOWCTPA的SNR和CNR较高，且辐射剂量降低约2/3，能满足诊断PE需求；DE CTPA对于诊断肺段以下PE具有重要价值。