第二代双源CT双能量成像对肺栓塞的诊断价值研究

吴 山，武志峰，鄂林宁，江小鹏

（山西医学科学院，山西大医院CT室，山西 太原 030006）

肺动脉栓塞（Pulmonary embolism，PE）是临床常见疾病，近年来多排螺旋CT的广泛应用，对PE的诊断率有明显提高，由于其潜在的高死亡率，所以准确、快速诊断成为临床最重要的问题之一。许多研究表明多排螺旋CT能显示亚段水平以上的肺动脉充盈缺损，具有相当于甚至优于通气/灌注显像或DSA诊断效果[1]。第二代双源CT（Somatom Definition Flash）双能量扫描不仅可以得到常规肺动脉成像图，而且能够通过双能量肺灌注软件（Lung PBV）计算肺组织碘分布图，即肺血流灌注图，反映肺组织灌注情况，辅助诊断软件Lung Vessels（肺血管）可帮助快速定位栓塞部位[2]。本文旨在探讨双能量PE分析软件对PE的诊断及临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

对临床拟诊为PE的42例患者行双能量肺动脉成像（DE-CTPA），其中男23例，女19例，年龄35～72岁，平均（53±7）岁。主要临床表现为胸痛、咳嗽、咯血、呼吸困难、心悸等。扫描前均签署知情同意书，对检查资料进行回顾性分析。

1.2 检查方法及扫描参数

所有患者均使用第二代西门子双源CT（Somatom Definition Flash）行双能量扫描。扫描参数：采用DE-Thorax-Analysis扫描序列，A球管电压Sn140 kV，参考管电流192 mAs，B球管电压100 kV，球管电流比率 （高kV∶低kV）1∶1.2，Caredose 4D技术智能调整mAs，准直0.6 mm，探测器组合128×0.6，螺距因子0.8，重建层厚0.6 mm，间隔0.4 mm。取仰卧位，足-头方向扫描，范围自胸廓入口至肋膈角水平。采用美国Medrad双筒高压注射器从右侧肘静脉注射，A管：非离子型对比剂碘海醇（350mgI/100mL），剂量为60～80 mL，流率为4.0～5.0 mL/s，B管：相同流率注入30 mL生理盐水，从而减少上腔静脉对比剂浓度。使用智能触发扫描，感兴趣区设定在肺动脉干，阈值达60～80 HU再延迟3 s执行扫描。

1.3 图像处理

扫描后自动重建3组横轴面0.6 mm薄层图像，即Sn140 kV、100 kV、融合图像（融合系数0.6）各1组，数据传至后处理工作站，融合数据用于常规诊断及三维后处理，高、低能量系列数据使用双能量软件（Syngo dual energy）Lung Vessels、Lung PBV进行能量成像分析。选择的灌注模板为正电子发射体层彩虹16 bit，窗宽为150 HU，窗位600 HU；Lung Vessels算法参数：最小值-500 HU，最大值3 071 HU，范围4。

1.4 资料分析

由2名具有临床经验的放射科医师共同确定PE所致的灌注缺损，手工画取感兴趣区，然后测量并记录PE区的CT值；非栓塞区强化值则在同一层面或邻近层面的非栓塞区域进行测量。由2位有经验的影像学专家对各重组图像进行诊断分析，并协商达到一致意见，所得数据使用SPSS 13.0软件包行χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

42例患者中，32例临床表现及CT检查均诊断为PE，10例最终排除PE。28例CTPA表现为肺叶、肺段或亚段肺动脉内充盈缺损。以上栓塞在Lung Vessels成像图上均表现为红色标记的未灌注区，正常灌注的肺动脉标记为浅蓝色（图1）。在Lung PBV上呈现典型的以肺叶或肺段分布的灌注缺损或低灌注区域（图2）。但其中2例患者的CTPA非闭塞性亚段PE区域未见明显灌注减低。4例CTPA未见确切栓子，Lung PBV和（或）Lung Vessels显示明确的亚段或以下水平灌注和（或）充盈缺损影像。

DE-CTPA定量分析，PE组患者（n=32）48个栓塞肺区的平均CT强化值（（35.6±12.1）HU）低于非肺栓塞区（（44.5±10.6）HU），差异具有统计学意义（t=-2.336，P=0.027）。

3 讨论

图1 a，1b 肺灌注图，显示双侧肺动脉多发血栓，双肺多发蓝色低灌注区。 图1c 灌注VRT图，直观显示双上肺灌注减低。 图2a，2b Lung Vessls示左肺上叶前段肺动脉内小栓子。 图2c 同位置Lung PBV示左肺上叶前段楔形灌注减低区。Figure 1a,1b. Lung PBV images showed bilateral multiple pulmonary thrombi,with multiple blue hypoperfusion areas in the lungs.Figure 1c.Perfusion VRT Figure showed reduced perfusion of bilateral lungs derectly. Figure 2a, 2b.Lung Vessls showed emboli in the anterior pulmonary artery of the left upper lung. Figure 2c.Lung PBV perfusion on the same level showed wedge area of reduced perfusion in the anterior segment of the left upper lobe.

目前能量CT的临床应用研究是本学科热点之一。双源CT两个X线球管分别以不同能量发出射线，同步螺旋扫描，在不同的射线能谱下，组织成分具有不同的光电效应，特别是原子序数较大的物质，如80 kV时碘的衰减明显大于140 kV，通过计算即可获得碘的成分。分析肺组织内碘对比剂的分布情况，得到肺灌注图像，反映肺血流灌注量及提示可能的肺血管栓塞。西门子公司第二代双源CT（Somatom Definition Flash）的2个X线管夹角从第一代的90°扩大到94°，使B球管的重建视野（FOV）增加到33 cm×33 cm[3]，解决部分患者肺边缘部分超过FOV而不能分析的问题，适用范围更广[4]。本组仅6例（18.7%）存在下肺外基底段最边缘区域部分视野缺失，较张龙江等[5]以第一代双源CT研究的59.62%病例存在超出视野的情况明显减小。而且，在第二代双源CT上管电压选项增加了100 kV：Sn140 kV能量组合，较80 kV：140 kV组合，这种射线能谱组合提高了低能组射线对人体的穿透力和射线的利用率，提高图像质量。同时新双源CT设置了选择性光子屏蔽，能更好分离高、低能谱，可实现使用较低剂量保持高对比度-噪声比。第二代双源CT准直层厚使用128×0.6，使重组图像的最薄层厚降低，能显示较小的病灶[4，6]。

多层螺旋CT肺动脉成像已经基本代替了常规的数字减影血管造影（DSA）和核素肺通气-灌注显像，成为成人PE的首选检查方法。然而常规CTPA仅能提供全肺和肺动脉等的解剖学信息，对外周性PE的诊断仍存在较大不足。Lung PBV量化肺的灌注情况，提供了靶器官碘对比剂分布的信息，同时显示靶器官碘的分布和相应的解剖信息[2]，区分栓塞区和非栓塞区的CT强化值的差异。Lung Vessels专门设计用于显示正确的肺血管中的碘，灌注和未灌注的肺动脉通过自动的不同颜色来区分，在执行计算后，初始显示为融合的CT覆盖图像，其中灌注肺动脉为浅蓝色，未灌注组织为红色。从而起到提高外周肺动脉小分支显示率及快速定位栓子的目的。本次研究显示，应用双能量PE分析软件能总体提高PE的诊断敏感性。许多临床研究评估了双能分析软件对PE的诊断价值及临床应用价值，Schoepf等[8]、Maizlin等[9]、Buhman等[10]报道其对PE的诊断敏感性，在总体水平、中央型PE、周围型PE的诊断敏感性分别为31%～92%、21%～87%及34%～92%。与阅片者相比，软件辅助能提高外周PE的诊断敏感性。而人工阅片对近端PE的诊断敏感性高于软件诊断结果。软件辅助诊断在总体提高诊断率的同时，也提高了阅片者之间结果的一致性。

双能量成像与传统单能量灌注相比优点：时间分辨率较高，极大克服了呼吸运动的伪影；造影剂用量相对较少，降低了不良反应的发生率；使肺功能信息的评价不仅仅局限于核素显像[7]。

本研究不足之处，首先，X线B管的视野范围虽然有了很大程度的提高，但对于特别肥胖的患者还存在视野过小的问题[6]。第二，因重力作用腹侧肺组织有可能出现灌注稀疏或缺损，受腔静脉、心腔内高浓度对比剂及心脏运动的影响，其相邻区域可以表现为假高灌注状态，邻近区域相对低灌注，必须结合原始图像加以鉴别。第三，本组未能同时对比单能量与双能量辐射量。据Hoey等[11]研究认为，DE-CTPA和多层螺旋CT肺动脉成像患者所接受的辐射剂量大致相同。

随着CT设备的迅速进展，近年来DE-CTPA逐渐应用于临床检测急慢性PE[12]。普通多层螺旋CT肺动脉成像主要提供CTA图像供医师判读，其对中央性PE诊断率比较高，对外周肺动脉小分支内的栓子显示率较低。本研究运用双能量软件Lung PBV、Lung Vessels，能总体提高PE诊断的敏感性，特别是对亚段及以下水平的栓塞检出率有所提高。

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