急性肺栓塞的影像檢查技術應用進展

戚建晨 王冬青 張龍江 朱海濤，*

急性肺栓塞（acute pulmonary embolism，APE）是由于各種栓子阻塞肺動脈系統所致的以肺循環功能和呼吸障礙為主的臨床病理生理綜合征，是一種嚴重危及生命的心血管急癥，發病率居心血管疾病的第3 位，僅次于冠心病及腦血管意外。我國APE年發生率為0.26‰～1.45‰，由于其發病機制復雜且缺乏特異有效的診斷方法，APE 的高誤診率是造成其病死率高的原因之一[1]。文獻[2-3]報道APE 病人短期病死率為1.9%～6.6%，而存在血流動力學障礙的APE 病人病死率更是高達30%。因此，及時有效的定性診斷、病情評估和分層治療可減少APE 病人不良事件的發生，降低病死率[4]。由于APE 缺乏特異的臨床表現，CT 肺動脈血管成像（computed tomographic pulmonary angiography， CTPA）、肺通氣/灌注顯像（ventilation/perfusion scintigraphy，V/Q）、MR 肺血管成像（MR pulmonary angiography， MRPA）以及超聲成像等各種影像檢查方法在APE 的定性診斷中發揮重要作用。本文就各種影像檢查方法在APE 定性診斷和定量評估中的應用及限度進行綜述。

1 病因及發病機制

APE 是內源性或外源性栓子阻塞肺動脈或其分支引起急性肺循環障礙的臨床與病理生理綜合征，包括肺血栓栓塞癥、脂肪栓塞綜合征、羊水栓塞、空氣栓塞、腫瘤栓塞和細菌栓塞等。肺血栓栓塞癥（pulmonary thromboembolism，PTE）是最常見的肺栓塞類型。大部分的栓子來源于腹腔、盆腔和下肢深靜脈血栓[5]。APE 的病理生理學改變主要是栓子阻塞肺動脈及其分支導致肺血管阻力和右心室后負荷增加，進而引起右心擴大，室間隔左移和左心室功能受損。APE 病人呼吸功能不全主要是由于栓塞部位肺血流減少，肺泡死腔量增大，肺內血流重新分布，通氣血流比例失調導致低氧血癥。APE 病人的臨床表現缺乏特異性，主要取決于肺動脈栓塞的范圍、速度、原心肺功能狀態及肺血管內皮纖溶活性等。輕者可無明顯改變，重者可出現肺循環阻力增加、肺動脈高壓、急性右心功能不全及猝死等[1，4-5]。

2 APE 的影像檢查方法及評估

2.1 CTPA CTPA 是目前APE 定性診斷的首選檢查方法。CTPA 具有多角度顯示肺血管結構的優勢，可直接觀察栓子的大小、形態、位置。Stein 等[6]報道CTPA 診斷APE 的敏感度為83%，特異度為96%，陽性預測值為86%，陰性預測值為95%。但是，CTPA 對于遠端小栓子的觀察效果并不理想，且不能提供全肺的血流灌注信息，因此CTPA 對外周APE 的診斷價值受到限制。近年來，雙能量CT（dual energy computed tomography，DECT）在 APE 中的臨床應用越來越廣泛，利用物質間衰減值不同的特征對物質進行區分與量化，同時聯合碘圖成像、雙能量肺灌注成像（dual energy lung perfusion imaging，DEPI）以及虛擬單能譜成像等后處理技術可獲取組織形態與功能的信息[7]。碘圖成像能夠提高肺外周栓子的檢出率，聯合CTPA 檢出外周栓子的敏感度為93.1%，特異度為98.2%，準確度為96.35%[8]。Weidman 等[9]結合碘圖成像和 CTPA 回顧性分析1 144 例APE 病人的影像表現，約2.3%的病人發現了新的栓子?；贒EPI，APE 可分為非閉塞性和閉塞性，非閉塞性表現為灌注程度減低，閉塞性表現出明顯的灌注缺損區[9-10]。Tang 等[11]研究發現DEPI 結合CTPA 可顯著提高外周APE 的檢出率。虛擬單能譜成像可清晰地顯示血管并減少線束硬化偽影，改善了肺外周細小動脈的顯影，提高了APE 的檢出率[12]。減影CT 作為一種新型軟件技術，在APE 檢測上的應用受到關注。Grob 等[13]研究顯示減影CT 可特異性地診斷肺部血管、支氣管以及其他疾病造成的肺灌注異常。減影CT 具有類似于DECT 的診斷效能，可作為DECT 的替代方法用于APE 的診斷[14]。人工智能的快速發展進一步提高了CTPA 檢測 APE 的診斷效能。Weikert 等[15]基于人工智能算法在CTPA 影像上自動化檢測APE，其敏感度和特異度分別達92.7%和95.5%，表明該算法不僅能夠提高APE 檢測的準確性還可以優化臨床危重病人的診治流程。Liu 等[16]利用人工智能技術結合CTPA 和其他影像學參數，構建了一個具有高敏感性和可重復性的深度學習模型，可顯著提高APE 的診斷效能，并精確計算栓子體積。

CT 在APE 危險分層和預后評估中具有重要臨床價值。CTPA 影像可獲得右心室與左心室直徑比（right ventricle/left ventricle，RV/LV）和肺動脈栓塞指數 （pulmonary artery obstruction index，PAOI），因此CTPA 可有效評估APE 病人預后。RV/LV 與病人的病死率有較大的相關性，當RV/LV＞1.0，提示肺栓塞病人預后不良[17]。PAOI 是評估APE 嚴重程度的半定量指標。Guo 等[18]分析PAOI 與心血管參數之間的關系，PAOI 有助于APE 病人危險分層，進而指導治療?；陔p能量肺灌注成像的灌注缺損評分和整體灌注指數在APE 嚴重程度定量評估、預后判斷及治療決策制定等方面具有重要的臨床價值[19]。DECT碘圖技術上血流灌注缺損程度與APE 病人右心功能障礙及存活率密切相關[20]。

綜上所述，CTPA 及其后處理技術在APE 定性和定量診斷、預后判斷和指導治療等方面具有非常重要的臨床價值；但CTPA 肺灌注異常的假陽性，碘劑與灌注相關參數的一致性和穩定性，以及成像技術和輻射劑量的優化等都是進一步改進的方向[21]。

2.2 肺V/Q 肺V/Q 是通過靜脈注射或吸入99Tcm的放射性同位素后進行顯像，對于APE 確診具有一定的臨床價值。肺灌注顯像反映肺組織的血流灌注，肺通氣顯像則反映肺組織的氣體充盈。APE V/Q顯像的典型征象是肺段或亞肺段分布灌注缺損區和肺組織通氣/灌注的不匹配?；趩喂庾影l射體層成像（SPECT）/CT 的肺V/Q 顯像可同時獲取兩肺解剖與功能信息，可顯著提高APE 診斷的準確性，并降低輻射劑量。有文獻[22]報道，SPECT/CT 診斷APE的敏感度為97.6%，特異度為95.9%，準確度為96.5%。隨著新型顯像藥物的應用，基于正電子發射體層成像（PET）/CT 的肺V/Q 顯像技術正快速發展，并且展現出較好的前景?；?8Ga 的PET V/Q顯像可精確評估灌注異常的位置、形態和范圍，定量分析V/Q 的不匹配關系，顯著提高APE 的定性診斷和定量評估效能[23]。肺V/Q 顯像還可應用于定性定量評估APE 治療（如肺動脈血栓內膜剝脫手術、球囊肺動脈成形術及抗凝治療）前后肺血流灌注的變化，評估治療后殘余肺功能，優化治療方案等方面。

盡管肺V/Q 顯像具有較高的敏感性，但特異性較低，假陽性率高；且基于SPECT 的肺V/Q 顯像空間分辨力較低，不能直觀地顯示栓子大小及部位[22]。

2.3 MRPA 一項多中心前瞻性研究[24]發現，MRPA診斷APE 的特異度為99%，敏感度為78%。三維增強MR 血管成像與 CTPA 檢測 APE 效能相當[25]。Bannas等[26]基于自由呼吸三維徑向超短回波時間MR 成像技術的3D MR 血管成像可顯示小血管和肺實質，提高APE 的檢出率。但是，MRPA 對于肺段以下APE診斷不佳。利用具有靶向性的氟碳納米乳液19F 分子探針可實現早期APE 的MR 分子成像，可以彌補傳統MR 成像的缺陷，具有巨大的潛力。

時間動態增強MR 灌注成像可用于APE 病人的定性及定量評估，還可以提供功能相關的信息，進而評估病人預后[27]。對纖維蛋白，ⅩⅢa 因子及活化血小板進行標記的對比劑進行MR 成像可定量評估血栓負荷，但其進一步臨床轉化仍需深入研究。

由于MRPA 受心臟運動、屏氣困難、空間分辨力較差及其運動偽影等因素影響，其并非APE 首選診斷方法[28]。但是，隨著平衡穩態自由進動序列及靜息間隔單次激發等非增強MRPA 快速成像的發展，MRPA 在APE 中的應用具有更加廣闊的前景。

2.4 超聲成像 超聲成像具有實時成像、檢查費用低、操作簡單、影像直觀、無創、無輻射及可重復性高等優點，能對肺動脈主干和右心進行快速檢查且優于其他技術，可作為可疑高?；虼竺娣eAPE 或不能立即行CTPA 檢查病人的一線檢查手段。超聲成像對APE 的陰性預測值為40%～50%[4]。Trenker等[29]采用肺部超聲成像對臨床Wells 評分高度懷疑存在APE 而CT 檢查結果陰性的病人進行檢查，結果顯示超聲成像可提高APE 的檢出率，但該技術的適用性還需大樣本、前瞻性的研究來驗證。超聲成像對腎功能不全的APE 病人也有一定的診斷價值[30]。

在預后評估方面，超聲成像的主要作用在于發現病人是否存在右心室功能障礙。超聲成像顯示RV/LV 增大（RV/LV＞1）是 APE 短期死亡的獨立預測指標[17]。超聲斑點追蹤技術是定量評估心臟功能的新方法，已廣泛應用于APE 的預后評估[31]。Dahhan等[32]采用超聲斑點追蹤技術評估APE 病人的右心室功能，結果發現APE 病人右心室整體和側壁縱向應變與其生存率呈負相關，表明該技術具有可改善肺栓塞嚴重程度指數預測APE 病人結局的能力。

超聲成像對APE 的定性診斷價值有限，并不能作為APE 疑似病人的推薦檢查方法，但對疑似病例的篩選檢查及危重病人的床旁檢查，或用于輔助判斷APE 病人的預后及其他心臟疾病的鑒別診斷具有重要價值[33]。

3 小結

由于CTPA 具有操作安全無創、方便快捷以及可重復性強的優點，目前已成為臨床診斷及評估APE 病人的主要檢查方法。隨著雙能CT 及其后處理技術的不斷發展，使得對比劑用量不斷減低，輻射劑量不斷下降，診斷效能大幅度提高，值得進一步深入研究。人工智能的發展提高了APE 的診斷效能，將來有望通過人工智能的應用，更便捷高效地進行量化危險分級，對APE 病人的管理具有重要的臨床價值。隨著影像技術的不斷發展，多種技術聯合檢查可以有效避免單一檢查中存在的不足，對于進一步提高APE 的超早期診斷及預后評估具有重要意義。