320層動態容積CT灌注成像應用于肺結核伴咯血的初步研究

渠海賢 敖國昆 袁小東 李強 談志遠 田媛

咯血是肺結核最常見的并發癥之一，急性大咯血保守治療效果不佳，易復發且病死率較高[1]。目前，支氣管動脈栓塞術術前主要通過CT血管造影成像(CTA)檢查明確肺內血管形態學情況，但無法檢出肺結核患者肺內血流動力學情況，只有在介入治療時數字減影血管造影(DSA)才可發現肺內血流動力學異常，其中主要包括體循環動脈-肺動脈瘺。理論上，CT肺雙入口灌注成像技術(dual-input lung perfusion CT, DICTp)能同時對肺部的體循環和肺循環進行定量評價[2-3]。所以，筆者用DICTp技術檢測肺結核大咯血患者肺部血流動力學情況，以反映患者肺部的血液循環狀況，同時考察異常灌注肺段數與咯血量的相關性。

材料和方法

一、臨床資料

二、CT檢查方法

采用1枚18G靜脈留置針置于一側肘前靜脈，并做碘過敏試驗。采用Aquilion One 320層CT掃描儀(日本東芝醫療器械公司)進行CT容積灌注掃描，掃描參數如下：電壓80 kV，電流75 mA，掃描架旋轉時間0.5 s，重建層厚0.5 mm，檢查床位置固定。平掃定位后采用高壓注射器靜脈注射60 ml碘普羅胺(370 mg I/ml，德國拜耳先靈醫藥股份有限公司)，流率4 ml/s。開始注藥時患者即屏氣，2 s后啟動動態容積掃描，共15次，每次間隔2 s，在30 s內完成灌注掃描。采集到的圖像數據采用0.5 mm層厚、0.5 mm間隔進行重建，每個容積生成320幅圖像，共產生4800幅初始圖像。

三、CT圖像后處理及測量

采用灌注軟件(雙入口體灌注軟件, 日本東芝醫療器械公司)對灌注圖像進行后處理，首先對圖像進行對位，運行灌注軟件，自動生成512×512矩陣編碼的彩色圖像，分別顯示肺動脈血流量(pulmonary flow，PF)、支氣管動脈血流量(bronchial flow，BF)及灌注指數[perfusion index，PI，PI=PF/(PF+BF)];由2名放射科醫師采用雙盲法獨立完成上述所有后處理程序，最終數據結果取兩者的平均值。測量并記錄所有肺段的灌注參數，記錄異常肺段數(灌注參數提示有體循環動脈-肺動脈瘺存在的肺段)。

四、DSA血管造影檢查

灌注掃描檢查后立即行DSA血管造影及栓塞治療，采用改良Seldinger技術穿刺股動脈，將5 F Cobra 2導管分別選擇性插至雙側支氣管動脈、各肋間動脈和鎖骨下動脈造影，采集DSA選擇性血管造影圖像，由2名醫師采用雙盲法獨立觀察并記錄體循環動脈-肺動脈瘺發生的肺段，記錄異常肺段數，最終結果由2名醫師共同決定。

五、數據采集與統計分析

采用 SPSS 17.0軟件進行統計學分析，利用一致性檢驗Kappa系數分析其診斷準確性，并繪制工作者受試特征曲線(ROC曲線)，得出診斷閾值。臨床咯血分為：少量咯血(0～100 ml/24 h)，中量咯血(100～300 ml/24 h)，大咯血(>300 ml/24 h)。采用Spearman秩相關分析灌注圖所見異常灌注肺段數與咯血量的相關性，以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

本研究31例患者共觀察558個肺段，全部納入分析，所有患者均順利地完成了灌注掃描和介入治療，灌注圖像無顯著偽影，結果客觀可靠，CT灌注掃描的人均輻射劑量為5.82 mSv。

一、診斷效能分析

1. DSA造影發現異常肺段(有體循環動脈-肺動脈瘺)200個，DICTp檢出異常灌注肺段209個，一致性檢驗Kappa系數為0.819>0.75，兩者診斷效能一致性良好(表1)。

表1 DICTp與DSA造影診斷效能的比較(個)

2. ROC曲線：根據一系列不同的二分類方式(分界值或決定閾)，以真陽性率(敏感度)為縱坐標，假陽性率(1-特異度)為橫坐標繪制曲線。在對同一種疾病的2種或2種以上診斷方法進行比較時，將各試驗的ROC曲線繪制到同一坐標中，靠近左上角的ROC曲線所代表的受試者工作最準確?？赏ㄟ^分別計算各個試驗的ROC曲線下的面積(AUC)進行比較，AUC值最大的試驗診斷價值最佳。本研究中ROC曲線下面積PI>PF>BF，因此PI為最佳診斷指標，離左上角最近的點為PI=92.75，根據其橫、縱坐標值計算出診斷敏感度為91.9%，特異度為89.6%。結果如圖1、表2。典型患者見圖2、3。

圖1 灌注參數診斷體循環動脈-肺動脈瘺的ROC曲線分析圖

圖2 患者，男，36歲。肺結核伴咯血患者。DSA造影顯示右支氣管動脈(圖2A右側箭頭)和肺動脈分支(圖2A左側箭)，形成支氣管動脈-肺動脈瘺，遠端肺實質淡染(圖2B箭)

圖3 與圖2為同一例患者。灌注圖像顯示患者右肺中葉PF值下降(標記1的區域)，BF值增高及PI值下降(與標記2、3的區域比較)

表2灌注參數診斷體循環動脈-肺動脈瘺的ROC曲線下面積

注 PF和BF的單位均為ml·min-1·100 ml-1；PI無單位

二、異常灌注肺段數與咯血量的相關性分析

31例患者中10例發生大咯血，14例發生中量咯血，7例發生少量咯血，異常灌注肺段數2～14個，采用Spearman秩相關分析灌注圖所見異常灌注肺段數與咯血量的相關性，相關系數為0.605，呈中度相關。

討 論

一、肺結核并發咯血的原因

肺由體循環和肺循環供血，生理狀態下肺循環占絕對優勢，病理狀態下體循環有較強可塑性。在肺栓塞、腫瘤、遷延性肺感染、肺組織壞死、手術創傷以及先天性心肺疾病的情況下，肺動脈血流減少或需求量增加，則支氣管動脈代償性增生，通過吻合支擴張或直接交通增加血流量，從而引起支氣管動脈-肺動脈瘺。肺結核患者，病灶內可出現組織壞死、再生，病變區血管破壞、修復這樣多次反復的過程，而且體循環動脈和肺動脈存在明顯的壓力差，因此在血管破壞后修復的過程中出現體循環動脈-肺動脈瘺或肺靜脈瘺的可能性很大。肺結核伴咯血患者?？蓹z出體動脈(支氣管動脈、肋間動脈、內乳動脈、胸廓內動脈等)異常增粗及瘺形成。體循環動脈-肺動脈瘺為肺結核咯血患者最常見的肺內血管異常，占90%以上，是咯血發生及復發的主要病因[4-9]。

二、傳統診斷方法的缺陷

傳統診斷方法包括X線、纖維支氣管內鏡、DSA、CTA等。DSA一直以來被認為是金標準。支氣管動脈栓塞術術前主要通過CTA檢查明確肺內血管形態學情況，CTA檢查的不足之處在于肺動脈、肺靜脈、支氣管動脈同時一次性成像，不能動態觀察對比劑在支氣管動脈與肺動、靜脈瘺中流向，無法顯示細小的血管網，因此對體循環動脈-肺動脈瘺的檢出率并不高[10-11]。

三、DICTp技術的優勢

它能分別定量評價肺部病灶的體循環和肺循環，從而使得臨床醫生能夠較全面地了解咯血患者肺部的血流動力學情況。體循環動脈-肺動脈瘺在體循環期，對比劑順著壓力差進入肺動脈并灌注其肺實質，導致肺實質灌注異常，表現為BF值增加；而在肺動脈期，由于沒有局部肺動脈血供，表現為PF值下降。DICTp技術可敏感地檢出這些異常。結果顯示DICTp灌注成像和DSA造影在體循環動脈-肺動脈瘺的檢出上有良好的一致性，并且ROC曲線表明PI值診斷價值最佳，考慮主要是因為：(1)體循環時對比劑經體循環動脈進入肺內，造成肺動脈灌注相對下降(PF值下降)和支氣管動脈灌注上升(BF值上升)，使得其比值PI意義最大。(2)由于個體差異(身高、體質量、病史、肺結核病理類型、心臟每搏輸出量)非常大，PF及BF值的變化范圍較大，使得它們在統計學上的意義有限。

局部異常灌注提示局部存在病理血管。所以，筆者合理推測，異常灌注肺段數越多，病理血管越多，咯血量越大，發生大咯血的概率也隨之升高。本研究結果得出異常灌注肺段數與咯血級別只有中度相關，這與筆者的推測不符，考慮其原因主要有：(1)咯血發生的影響因素是多方面的，異常灌注肺段的存在只是其中一個方面，其他因素諸如局部血管增粗、支氣管動脈-肺靜脈瘺、肺動靜脈瘺、肺結核病理類型、個體差異等，不可避免地造成了在樣本選擇和統計分析的過程中存在偏倚。(2)支氣管動脈-肺靜脈瘺、肺動靜脈瘺等其他少數造成咯血的病理血管不能被DICTp技術檢出。這些使得DICTp技術在咯血的早期診斷及治療中的臨床意義仍需進一步探索。

筆者嘗試用320層CT的DICTp研究肺結核大咯血患者肺部血流動力學異常。320層CT的DICTp檢出和定位體循環動脈-肺動脈瘺準確敏感，與DSA造影一致性良好，是評價肺結核并發咯血時肺部血流動力學狀況的可靠工具；異常灌注肺段數與咯血級別有一定相關性，但并不具有決定性意義，其臨床應用價值仍需進一步探索。

[1] Chun JY, Morgan R, Belli AM. Radiological management of hemoptysis: a comprehensive review of diagnostic imaging and bronchial arterial embolization. Cardiovasc Intervent Radiol, 2010, 33(2): 240-250.

[2] Yuan X, Zhang J, Ao G, et al. Lung cancer perfusion: can we measure pulmonary and bronchial circulation simulta-neously? Eur Radiol, 2012, 22(8):1665-1671.

[3] 袁小東, 敖國昆, 全昌斌, 等. 肺雙重血供的CT灌注技術及其應用于肺結核的初步研究.中華臨床醫師雜志(電子版)，2011，5(20):5913-5918.

[4] 徐國斌, 熊斌, 劉駿方, 等. 合并支氣管動脈-肺循環瘺大咯血的介入治療. 臨床放射學雜志, 2008, 27(10): 1398-1401.

[5] Hwang HG, Lee HS, Choi JS, et al. Risk factors influencing rebleeding after bronchial artery embolization on the management of hemoptysis associated with pulmonary tuberculosis. Tuberc Respir Dis(Seoul), 2013,74(3):111-119.

[6] Yoon W, Kim JK, Kim YH, et al. Bronchial and nonbronchial systemic artery embolization for life-threatening hemoptysis: a comprehensive review. Radiographics,2002,22(6):1395-1409.

[7] 張余,牟瑋,李強,等.咯血介入治療中的責任動脈.中國介入影像與治療學,2013, 10(1):62-63.

[8] 周辛姝.肺結核咯血的發病機制及治療.中國醫藥指南, 2012, 10(10): 463-464.

[9] 敖國昆,袁小東,全昌斌,等.320層CT肺雙入口灌注技術對肺結核患者體循環動脈-肺動脈瘺的診斷價值.中國防癆雜志,2014,36(3):176-179.

[10] No GD?, Jaffé SM, Molan MP. CT and CT angiography in massive haemoptysis with emphasis on pre-embolization assessment. Clin Radiol, 2011, 66(9): 869-875.

[11] 李慧,陳月芹,孫占國,等.MSCTA在咯血診療中的應用價值.放射學實踐,2012,27(4):394-398.