CT肺动脉栓塞指数评价急性右心功能不全影响因素分析

孙海涛 王昭华 苏慧 邢海昌

1 山东第一医科大学附属中心医院医学影像中心 （山东 济南 250013）

2 泰安市中心医院医学影像中心 （山东 泰安 271000）

3 山东中医药大学附属医院放射科 （山东 济南 250011）

内容提要：目的：探讨影响CT肺动脉栓塞指数评价急性肺动脉栓塞右心功能不全的因素。方法：分析148例急性肺动脉栓塞患者CT肺动脉栓塞指数、基于栓子分布的肺血流量分布和更精确记分矫正的肺动脉栓塞指数、患者基本临床信息、超声右心功能不全的测量结果等数据，应用多因素Logistics回归分析和受试者特征曲线方法评价CT肺动脉栓塞指数在评价急性肺动脉栓塞右心功能不全的影响因素。结果：肺动脉栓塞指数、矫正后的栓塞指数、患者基础疾病是急性肺栓塞右心功能不全的影响因素（OR=2.83，3.13，4.07，P<0.05），联合矫正后的肺动脉栓塞指数、患者基础疾病对急性肺动脉栓塞所致右心功能不全具有更好的评价能力（AUC 0.9 VS 0.8，P<0.05）。结论：肺动脉栓子分布的血流量分布和更精确记分以及患者基础疾病会不同程度影响肺动脉栓塞指数对右心功能不全的评价。

急性肺动脉栓塞（Acute pulmonary embolism，APE）是一种常见的由各种内源性或外源性栓子引起的肺动脉栓塞，可导致一系列的潜在致死性的心血管紊乱综合征。急性肺动脉栓塞所致的右心功能不全（Right ventricular dysfunction，RVD）是常见且能影响患者预后的重要并发症，CT 肺动脉血管成像（Computed tomography pulmonary angiography，CTPA）是临床诊断急性肺动脉栓塞的一线影像学检查，CT肺动脉栓塞负荷评分即肺动脉栓塞指数（pulmonary artery obstruction index，PAOI）通过估算肺动脉栓子占肺动脉系统的百分比来描述急性肺栓塞的严重性，由此产生了多种肺栓子负荷的评价系统，这些方法均能不同程度的反映患者右心功能不全和患者预后[1-3]，但近年来的研究提示肺动脉栓塞指数在预测患者总死亡率上表现不佳，荟萃分析显示肺动脉栓塞指数的应用价值受到限制，肺动脉栓塞患者右心功能的下降除了单纯的机械梗阻外，还受到患者心肺功能储备等因素的综合影响[4]。本研究试图通过肺血流量分布和更准确的记分方法来改善肺动脉栓塞指数计算方法，同时寻找影响急性肺栓塞所致右心功能不全的临床因素，为后续提高CT肺动脉栓塞指数综合评价急性肺动脉栓塞的预后提供支持。

1.资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2019年6月～2021年7月急性肺动脉栓塞患者193例，所有患者均在两天内接受急症肺动脉CTA及超声心动图检查，由于本研究的对象为急性肺动脉栓塞相关的右心功能不全，为确保本研究的准确性，排除慢性肺动脉栓塞、原发肺动脉高压及先天性心脏病等患者，最终共收集148例急性肺动脉栓塞患者，男64例，女84例，年龄17～94岁，平均（65±12）岁。具有慢性肺部疾病（肺气肿、慢阻肺）的患者25例，急性病或恶性肿瘤史、手术后患者44例，无明显严重病变患者81例，有下肢深静脉血栓者50例。

1.2 方法

采用西门子128层CT和飞利浦256层CT进行肺动脉CTA扫描，参数：管电压120kV，有效毫安秒100mAs，准直宽度0.625mm，矩阵512×512，经周围静脉应用双桶高压注射器注射60～80mL碘对比剂（370mgI/mL），速率5mL/s，注射完毕后以相同速率注射40mL生理盐水。原始图像经多平面重建（multi-planner reformation，MPR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）获取栓塞血管的标准横轴位、矢状位、冠状位图像，以此能更准确地评价肺栓子的分布、形状等特征。

肺动脉栓塞指数基于Qanadli计算方法获取，左右肺各10个肺段（右上肺5段：右肺上叶3段+右肺中叶2段；右下肺：右肺下叶5段；左上肺5段：左肺上叶3段+左肺舌叶2段；左下肺5段）。Qanadli法将肺动脉栓子分为部分和完全栓塞两种（分别记分为1和2），在实际图像中由于栓子部分阻塞程度变化范围较大，当前CT图像经过多平面重建可以更精确的描述栓塞程度，因此本研究将栓子阻塞血管程度按5分法计算（1分：<25%；2分：25%～49%；3分：50%～74%；4分：75%～99%；5分：100%），通过原始图像重建获得栓塞血管标准的横轴位、冠状位或矢状位图像，以此评价肺栓塞程度（见图1）。

图1.37 岁急性肺动脉栓塞患者（[注：标准冠状位图像（a）和MIP 图像（b）可见右下肺动脉（长箭头）和左下肺动脉（短箭头）充盈缺损，结合标准冠状位或矢状位获得左下肺动脉标准横轴位图像（c）能准确评价部分肺栓塞程度（4 分：75%～99%）]

肺作为一个特殊的器官，其血流分布存在梯度改变，肺血流的不均匀分布在以往的肺动脉栓塞指数计算中很少被考虑到，根据生理学和核医学研究结果[5,6]，左肺和右肺血流量分别占全肺的48.2%和51.8%，其中右上肺占全肺的25.5%，右下肺占26.3%，左上肺占22.2%，左下肺占26.1%，本研究按照肺血流的真实占比对肺动脉栓塞指数进行血流量矫正，分别获得Qanadli法肺动脉栓塞指数和以肺动脉栓子分布血流量改变和更精确记分方法的矫正肺栓塞指数。

患者于肺动脉CTA检查前后2d内经胸超声心动图检查，采用GE Vivid I机型和飞利浦Vue 850机型，记录右心室增大且肺动脉收缩压>40mmHg即为右心功能不全的假设成立[7,8]。

1.3 统计学分析

采用SPSS 26.0软件，计量资料以±s表示。采用方差分析比较不同肺部区域（右上肺、右下肺、左上肺和左下肺）栓塞指数差异，独立样本t检验比较肺栓塞指数和肺血流分布及记分矫正后的栓塞指数的差异。应用多因素Logistic回归分析CT肺动脉栓塞指数在评价急性肺动脉栓塞右心功能不全的影响因素，受试者操作特性曲线（ROC）比较多因素的综合预测值与单独肺动脉栓塞指数在评价急性肺栓塞后右心功能不全的差异性，P<0.05为具有统计学意义。

2.结果

2.1 区域肺动脉栓塞指数

经胸超声心动图评价急性肺动脉栓塞右心功能不全者69例，无右心功能不全者81例。双肺不同区域肺动脉栓塞指数存在差异，右肺栓塞程度显著高于左肺，其中右下肺高于右上肺，左上肺栓塞程度最低；经过血流分布差异和精确记分矫正后的肺动脉栓塞指数高于常规肺动脉栓塞指数（见表1），提示肺动脉栓塞指数对肺血流的真实影响存在低估。

表1.不同区域肺动脉栓塞指数(%)

2.2 右心功能不全影响因素

肺动脉栓塞指数、经肺血流分布和记分矫正后的栓塞指数及患者基础疾病史是急性肺动脉栓塞右心功能不全的影响因素（OR=2.83，3.13，4.07，P<0.05），见图2，而下肢深静脉血栓、年龄、性别均为非影响因素（P>0.05）。多因素的综合预测急性肺动脉栓塞所致右心功能不全的ROC曲线下面积（AUC）要高于单独肺动脉栓塞指数的曲线下面积（0.9 vs 0.81，P<0.05），见图3。

图2.多因素Logistic 回归右心功能不全影响因素森林图

图3.多因素综合与肺动脉栓塞指数预测急性肺动脉栓塞右心功能不全的ROC 曲线，AUC=0.9 vs 0.81

3.讨论

CTPA是临床明确肺动脉栓塞诊断的金标准，CTA的肺动脉栓塞程度可用于肺栓塞的严重性评价。目前评价栓子阻塞负荷程度的评价系统有Miller法、Walsh法，Qanadli法和Mastora法，其中最常用的方法是Qanadli等创建的肺动脉栓塞指数[9]。早先的研究已经证实其与肺动脉栓塞导致的心血管参数和临床预后均有相关性，能简单且准确地评价肺栓塞严重程度。右心功能不全是急性肺动脉栓塞的并发症，有研究显示右心功能不全是导致患者死亡的重要原因。急性肺动脉栓塞可导致患者右心功能不全、甚至死亡。本研究中应用Qanadli法的肺栓塞指数是急性肺动脉栓塞所致右心功能不全的影响因素，提示两者间存在相关性，得到了与之前研究类似的结果。最新的研究提示肺动脉栓塞指数不能有效地预测患者死亡，这可能是患者心肺功能除了受到肺动脉机械梗阻外，还受到其他众多因素影响。早先研究发现肺动脉栓子更多的分布在下肺叶和右肺叶，尤其是一些较大的栓子。肺作为一个特殊器官，肺血流受血管结构、重力、呼吸的机械效应以及神经和体液等众多因素的影响，下肺血流量明显高于上肺，受心脏影响右肺高于左肺[10,11]。肺栓子的分布不均衡和肺血流分布的不均匀导致单纯计算解剖学的肺栓塞指数缺乏准确性，本研究中肺动脉栓子分布存在区域差异，下肺栓塞程度要高于上肺，这与肺的解剖和肺动脉分布特点相一致[12]。经过实际肺血流即记分矫正的肺栓塞指数要大于肺血流等量的肺栓塞指数，提示常规肺栓塞指数可能会低估实际的肺缺血程度，其对急性肺栓塞右心功能不全的OR值低于矫正后的肺动脉栓塞指数，因此肺栓子发生的位置、大小以及相应的肺血流量是不能忽视的因素。

既往临床研究发现不同疾病基础或年龄段的肺动脉栓塞患者均有不同的风险因素，研究显示恶性肿瘤患者肺栓塞的严重性要高于良性肿瘤患者，慢性肺部疾病患者发生肺栓塞时会导致更严重的不良后果[13,14]。本研究中发现患者基础疾病史是急性肺动脉栓塞右心功能不全的影响因素，风险因素要高于两类肺动脉栓塞指数，提示慢性肺部疾病史或肿瘤、术后等基础疾病患者发生肺动脉栓塞能更易导致右心功能不全，增加了预后危险程度，这或许也是肺动脉栓塞指数预测患者总死亡率效果不佳的重要原因之一。年龄、性别及下肢深静脉血栓虽然会是肺动脉栓塞的患病风险因素，但本研究中这些因素不会对肺动脉栓塞指数评价右心功能不全产生影响。

既往研究肺动脉栓塞指数等CT参数可以评价急性肺栓塞的右心功能不全，但未涉及临床资料和肺血流不均匀所致的影响[15]，本研究中，综合矫正后的肺动脉栓塞指数和患者基础疾病史对急性肺动脉栓塞右心功能不全的ROC曲线下面积要高于单独肺动脉栓塞指数，表明在利用肺动脉栓塞指数评价肺动脉栓塞严重性时纳入临床资料和完善肺栓塞指数本身具有更好的临床价值，对未来应用肺动脉栓塞指数预测患者急性肺动脉栓塞死亡率提供支持，使其未来可作为一种更有价值的影像学评价方法。

本研究存在一些不足之处，首先本研究是基于正常肺组织血流分布差异对栓塞指数进行矫正，并非真正的栓塞后灌注血流改变，研究显示肺栓塞后正常肺组织会代偿性的增加肺血流量，但肺部疾病患者代偿减低[16]，不同基础疾病患者肺动脉栓塞后全肺定量灌注血流改变是未来研究的方向。其次本研究对象中基础疾病没有进行更精细的区分，研究资料的不均衡可能会对结果产生一定的影响。最后由于右心室独特的解剖学特点，右心功能不全的评价需要多个指标综合评估，本研究仅对超声结果的右心功能不全进行简单的对照研究，缺乏更详细的CT和超声等右心功能不全的参数，CT和MR在右心功能评价中具有很多优势[17]，未来需要纳入更精确和可靠的右心功能指标进行研究。随着各种影像学新智能软件和设备的使用，未来一站式肺动脉CTA能全面评价患者的心脏、肺部灌注和肺动脉血管，影像学大数据应用结合患者临床资料信息可以更好地实现智能化急性肺动脉栓塞的预后评分。