能谱CT全肺平均灌注碘基值对急性肺动脉栓塞危险分层的效果评估

朱林 卢冉 郭飞

急性肺动脉栓塞(acute pulmonary embolism,APE）是一种由栓子阻塞肺动脉或其分支引起的致命性疾病，为仅次于心肌梗死和卒中的第三大常见急性心血管综合征[1-2]。其发病隐匿、病死率高，因此早期诊断和及时进行危险评估至关重要[3-4]。能谱CT通过对肺实质灌注进行功能性评估，可提高对亚段以下及隐匿型栓子的诊断准确性，并通过可视化肺实质的碘分布来量化肺灌注缺损的程度[5-6]。既往研究[7]表明，右心室/左心室直径比(ratio of the diameter of right ventricle to the diameter of left ventricle,rRL)、肺动脉阻塞指数（pulmonary artery obstruction index,PAOI）等参数可作为APE严重程度的潜在预测因子。目前，国内外罕有文献报道能谱CT测量的全肺平均灌注碘基值（mean value of iodine-based perfusion in whole lung,vMeanIP）与APE危险分层之间的关系。本研究旨在通过研究vMeanIP与临床危险分层的关系，进一步探讨vMeanIP能否用于评估APE的严重程度，以指导临床治疗。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性收集2020年8月—2021年7月于蚌埠医学院第一附属医院行能谱CT检查并确诊为APE的病人64例，男36例，女28例，年龄28～85岁，平均（59.8±14.9）岁。纳入标准：①能谱CT影像显示肺动脉栓塞；②APE急性发病，而既往无肺栓塞史；③入院前未进行溶栓或抗凝治疗。排除标准：①慢性肺动脉高压或右心室壁增厚；②先天性心脏病；③既往有弥漫性肺疾病；④左心功能异常；⑤既往有心脏病手术史；⑥影像质量差，无法准确诊断。64例中24例有下肢深静脉血栓史，4例近期有非心肺手术史，1例为外伤后，10例有恶性肿瘤史，22例表现为胸痛、呼吸困难，3例表现为下肢疼痛。

1.2 设备与方法 采用美国GE公司的256层Revolution CT扫描设备。病人取仰卧位，嘱病人平稳呼吸，扫描范围为胸廓入口至双侧肋膈角。扫描参数：管电压80～140 kV、管电流200 mA，层厚0.625 mm，层间距0.625 mm、矩阵512×512，准直器宽度0.625 mm×256，旋转时间0.5 s/r，螺距1.53，FOV 350 mm×350 mm。采用心电门控方式扫描，使用单筒高压注射器经肘静脉注射碘佛醇（含碘350 mg/mL，恒瑞医药），注射剂量1 mL/kg体质量，流率3.5～4.0 mL/s，达到触发阈值100 HU延迟3 s后开始扫描。

1.3 图像处理与数据测量 在美国GE医疗系统AW4.7工作站对能谱CT参数进行测量。由2名从事影像诊断工作10年以上的主治医师独立观察和测量，意见不一致时由另一名主任医师进行重新评估，直至达成一致意见。测量内容包括：①vMeanIP：采用Shaded Surface Lung软件从能谱CT原始数据中提取全肺组织，将宝石能谱成像（gemstone spectral imaging,GSI）视窗调整为碘(水)，利用全肺组织的碘基图自动计算vMeanIP。②ROI灌注缺损碘基值（iodine base value of perfusion defects in the ROI,ROI vPD）：采用General软件，将GSI视窗调整为碘（水），观察全肺碘基值灌注整体分布，选定灌注缺损最明显的区域勾画ROI（直径为5 mm），系统自动测量ROI vPD。③右心室直径与左心室的直径比值（rRL）：在右心室舒张期，于横断面影像上测量左、右心室游离壁与室间隔之间的最大垂直距离，定义为左心室直径及右心室直径，rRL=右心室直径/左心室直径。详见图1。

图1 病人男，58岁，动脉血氧分压42 mmHg，临床上定义为高危APE。A图，横断面CT单能量影像纵隔窗显示右肺动脉主干及双肺动脉分支多发栓塞；B、C图，全肺组织灌注碘基图及其曲线图分布特点，vMeanIP值为0.52 mg/cm3；D图，横断面碘基图（红色和蓝色圆圈分别代表灌注缺损区和正常灌注区的ROI）；E图，相应碘基图上测量灌注缺损区与正常灌注区碘基值的分布对比直方图（红色和蓝色线条分别代表灌注缺损区和正常灌注区的碘基值）；F图，横断面单能量影像纵隔窗左心室直径及右心室直径的测量。

1.4 临床风险分层标准及分组 根据2019版欧洲心脏病学会（ESC）《急性肺栓塞诊断和治疗指南》[4]对病人进行临床危险分层分组，将血流动力学不稳定[持续性低血压，即收缩压＜90 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）至少15 min且伴有休克的症状]定义为高危组（20例），血流动力学稳定定义为非高危组（44例）。其中，非高危组病人再根据心脏生物标志物[肌钙蛋白I≥0.03 μg/L、末端脑钠肽前体（Nterminal pro-brain natriuretic peptide,NTpro-BNP；NTpro-BNP＞125 pg/mL）]及右心室功能（rRL＞1）进一步分为2组，即中高危组（心脏生物标志物和右心室功能均异常，23例）和中低危组（上述一项异常或均正常，21例）。

1.5 统计学方法 采用SPSS 20.0软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，3组间比较采用单因素方差分析，组间进一步两两比较采用LSD-t法；非正态分布的计量资料以中位数[M（P25，P75）]表示，3组间比较采用Kruskal-Wallis检验。计数资料以例(%)表示，3组间比较采用χ2检验。采用受试者操作特征（ROC）曲线分析能谱CT参数对高危APE病人危险分层的预测价值，并计算其ROC曲线下面积（AUC）、敏感度及特异度。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3组病人临床及影像资料的比较3组病人间年龄差异有统计学意义，其中高危组病人年龄高于中低危组（P＜0.05）。3组间CT参数和栓子累及动脉的差异均有统计学意义（均P＜0.05），其中，中低危组的ROI vPD和vMeanIP均高于中高危组和高危组（均P＜0.05），中高危组的vMeanIP高于高危组（P＜0.05）。中低危组的rRL和栓子累动脉比例均低于中高危组和高危组（均P＜0.05）。3组间其他参数比较差异均无统计学意义（均P＞0.05），详见表1。

表1 3组病人的临床及影像资料比较

2.2 能谱CT参数对高危APE病人危险分层的预测效能vMeanIP的AUC和特异度高于ROI vPD，而敏感度低于ROI vPD（表2）。两参数预测高危APE的ROC曲线见图2。

图2 能谱CT参数预测高危APE的ROC曲线

表2 能谱CT参数对高危APE病人危险分层的预测效能

3 讨论

APE是一种临床急症，栓子阻塞肺动脉或其分支可引起肺血管阻力和右心室后负荷增加，进而引起右心室功能受损，甚至猝死；如能早期诊断并恰当治疗，病死率可降低[8-9]。不同危险分层的APE病人治疗方案不同，但对于中高危病人的治疗存在争议[10-11]。有研究[12-13]表明，右心室功能不全是APE病人30 d全因死亡的独立预测因子，且伴有右心功能衰竭的APE病人的病死率要增高2～3倍。目前，全肺或局部的灌注碘基值与APE危险程度的相关性研究报道并不多，尤其对于中高危APE病人研究甚少。因此，本研究将APE病人分为高危、中高危及中低危3组，探讨不同危险分层APE病人的vMeanIP及其他影像指标的差异。本研究发现，3组间病人年龄差异有统计学意义，其中高危组病人年龄最高，且高于中低危组，可见年龄越大，发生高危APE可能性越大。本研究还发现，高危、中高危组的rRL高于中低危组，与文献[14]报道结果一致。可见，rRL可以预测APE的严重程度，有助于指导临床治疗。同时，研究发现高危和中高危组中栓子累及主肺动脉干及累及亚段肺动脉的比例均高于中低危组，表明高危及中高危APE病人栓子累及肺动脉主干可能性更大，且栓子累及亚段肺动脉数亦越多。

与传统的CT血管成像相比，能谱CT在相似甚至减少辐射剂量的情况下，可提高远端微小栓子检出率，并通过碘基图评价病变区域的微循环障碍，对治疗后局部灌注能进行量化评估[15-16]。既往研究[17-18]通过量化肺血流灌注，分析低灌注区与对侧或邻近正常肺组织灌注碘基值的差异。但少有文献报道低灌注区碘分布与危险分层的相关性。本研究发现，中低危组的ROI vPD最高，分别高于中高危组和高危组，与文献[19]报道结果一致，而高危和中高危组间的差异无统计学意义，这可能与ROI vPD只能反映局部肺组织的灌注缺损程度，而局部灌注缺损的范围还与肺功能的减低程度有关。由于ROI vPD在高危与中高危病人间存在局限性，因此本研究探究能否通过量化vMeanIP指标对APE病人进行更加全面系统的分组，以利于早期进行个体化治疗。

本研究结果显示，中低危组的vMeanIP最高，后面依次为中高危组和高危组，表明vMeanIP的量化能够更全面地评估APE病人的严重程度，指导临床进行早期合理化治疗。本研究还发现，当vMeanIP为1.13 mg/cm3时评估高危APE病人的敏感度（80.0%）较ROI vPD（临界值0.31 mg/cm3）的诊断敏感度（100.0%）有所减低，但特异度大大提高（分别为75.0%和52.3%）。同时，研究还发现vMeanIP、ROI vPD参数对预测高危APE病人的AUC分别为0.835和0.785，进一步表明vMeanIP的量化对APE病人危险分层具有更高的预测能力，这与vMeanIP所反映的是肺功能的整体情况，而ROI vPD反映的是局部肺组织的功能情况有关，尤其对于存在治疗争议的中高危病人，不仅可以减少远期并发症，亦可降低高危病人的病死率。

本研究尚存在一定局限性，如勾画ROI时，人为选择性较强，导致误差较大；提取全肺灌注碘基图较繁琐；纳入的病例数量较少。后期应进一步简化操作程序，使得研究更加严谨，并增加病例数量，丰富研究内容。

综上所述，利用能谱CT测量的vMeanIP可用于评估APE病人的严重程度以及预测病人病情进展，有利于临床及时制定有效的治疗方案，使病人获益。