心电门控多层面螺旋CT肺动脉血管造影术诊断肺动脉栓塞

肺动脉栓塞 (PE) 为来自静脉系统或右心的血栓阻塞肺动脉所致的疾病, 是以各种栓子阻塞肺动脉系统为其发病原因的一组疾病或临床综合征的总称。数字减影血管造影 (digital subtraction angiography, DSA) 一直被认为是诊断肺动脉栓塞的金标准, 准确率较高, 但属于有创性检查。随着多层螺旋CT技术的发展, 具有无创、快捷特点的多层螺旋CT肺动脉造影 (MSCTPA) , 对亚段肺动脉栓塞的检查具有更大的优势[1], 不仅能显示PE的范围和程度, 也能显示心脏的结构。同时结合心电门控技术可进一步提高图像质量, 使运动伪影减到最小, 图像质量可以满足评价肺动脉栓塞疾病的需要, 为PE的正确诊断提供了有效的检查手段。对27例2002年9月至2009年8月行多层面螺旋CT肺动脉血管造影术的PE患者的影像资料进行回顾性分析, 探讨多层面螺旋CT肺动脉血管造影术在诊断肺动脉栓塞的临床应用价值如下。

1 对象与方法

1.1 对象

本组PE患者患者27例, 均经MSCTPA检查确诊。男16例, 女11例;年龄45~78 (平均55.8) 岁;病程1周内;主要临床表现:胸闷、气促、晕厥、焦虑、胸痛、发热、咳嗽, 部分患者有冷汗、恶心呕吐、咯血、下肢水肿、低氧血症等表现;其中深部血栓静脉血栓形成 (DVT) 9例, 慢性肺疾患病史6例, 近期大手术史6例, 恶性肿瘤3例, 原因不明4例;均行辅助检查:肺动脉压40~100mmHg (1mmHg=0.133kPa) ;血浆D-二聚体测定值≥0.5g/L (EL IZA法) ;心动超声检查和DSA检查。

1.2 方法

CT检查采用美国通用电器公司的多层面螺旋CT机Lightspeed QX/I 2.0System。将其中12例采用常规螺旋平扫和螺旋增强扫描为常规组, 将15例为研究组, 采用了回顾性的心电门控技术和分段数据采集方式分, 用软盘记录患者的数据。患者取仰卧位, 双足置于检查床的延长架上。扫描范围自主动脉弓上至膈肌水平, 一次屏气状态下从头侧向足侧扫描。扫描条件为120kV, 320mA, 层厚1.25mm, 螺距1.5mm, 显示野 (FOV) 250mm, 机架旋转速度0.5s/r。采用CT专用高压注射器, 肘静脉内团注非离子型对比剂优维显 (I300g/L) 总量为100~140mL, 注射流率为3.5mL/s, 扫描延迟时间15s。数据传输到SUN图像工作站进行三维和二维图像重建, 筛选出最佳图像进行评价。所得图像由2位放射科医师在不了解扫描方法的前提下进行阅片, 采用同一诊断及分型标准。

研究组采用回顾性心电门控技术, 对兴趣区进行连续螺旋容积扫描后用R-R间期的47%~50%进行重建[2];常规组采用常规重建法, 去除心电标记, 间隔同前者。DSA检查采用美国GE公司的Advantx C臂X线机引导下经股静脉插管行选择性肺动脉造影。

PE的MSCTPA诊断标准: (1) 直接征象:肺动脉主干及其各级分支腔内充盈缺损, 或偏心形或半月形充盈缺损, 轨道征, 完全闭塞, 周围见高密度对比剂; (2) 间接征象:肺梗死灶、“马赛克”征、右室增大和/或肺动脉扩张、胸腔积液、心包积液等。DSA以完全或不完全性血管中断、腔内充盈缺损、完全闭塞、缺支及远端肺动脉不显影或显影延迟等作为诊断标准。观察肺动脉显示效果、有无栓子的存在、心脏运动伪影程度, 对判断结果进行分析列表记录: (1) 显示效果评价指标包括横断面肺动脉显示效果和图像的伪影程度, 将肺动脉的显示程度分为:显示清楚、显示不清、未显示。显示清楚:动脉内对比剂分布均匀、无伪影、能明确判定有或无肺动脉栓子。显示不清:肺动脉虽然可见, 但由于伪影、部分容积效应、对比剂浓度低或分布不均等原因, 不能确定有无肺动脉栓子。若肺动脉显示清楚, 则记录有无肺动脉栓子, 若有, 位于何处[3]。其中栓子的判断以连续至少2层图像上都观察到充盈缺损, 并且结合冠状位及矢状位进行多方位观察; (2) 将伪影程度分4级 (无、轻、中、重) ; (3) 肺动脉分支级别的判定:以肺动脉主干为第1级, 左右肺动脉为第2级, 肺叶动脉为第3级, 段动脉为第4级, Ⅰ级段动脉为第5级, Ⅱ级段动脉为第6级[4]。

统计学分析:使用SPSS 13.0统计软件进行统计分析, 等级资料组间比较采用wilcoxon秩和检查, 定性资料组间比较采用χ2检验, (α=0.05) 。

2 结果

PE27例均顺利通过检查, 未发生对比剂过敏等不良反应, 肺动脉增强良好。阅片医师之间的诊断一致性很好。2组肺动脉栓塞情况见表1, 2组都能明确诊断肺动脉栓塞, 效果相当, 差异无统计学意义 (P>0.05) 。可以看出研究组图像质量优于常规组 (图1AB、2AB) 。2组原始横断面图像质量无明显差异, 经过工作站重建所得的图像2组差异有统计学意义 (P<0.05, 表2) 。

3 讨论

PE是常见多发病, 死亡率约20%~30%, 及时抗凝治疗可使死亡率下降至8%[5], 正确及时的诊断是关键。PE的栓子主要来源于深部静脉血栓, 其中75%~90%是由下肢、盆腔或下腔静脉内血栓脱落所致。少数栓子可以自行吸收, 大量栓子往往造成肺循环障碍和肺动脉高压, 临床上容易漏诊和误诊。影像学检查对本病的诊断占有十分重要的地位, 主要包括胸部平片、核素扫描、核磁共振 (MRI) 、DSA和MSCTPA。常规胸片检查作为初步的筛选手段, 仅能对典型病例, 可见到区域性肺血管纹理的稀疏、纤细、肺透过度增加;核素扫描敏感性及特异性均较差且不能观察肺动脉内情况而且定位受限, 应用价值有限;MRI肺动脉造影目前处于研究阶段, 只能显示中央型肺栓塞, 尚不足以指导临床治疗[6];DSA肺动脉造影是肺栓塞诊断的金标准, 但属于有创伤性检查方法, 有一定的危险性。MSCTPA作为一种诊断PE的辅助检查手段自应用临床以来, 已日益替代其他影像学检查, 极大地提高了对本病的诊断水平。MSCTPA不仅可显示栓塞的部位, 发现肺动脉栓塞的直接证据, 明显地提高了肺小血管、血管内栓子和外周肺动脉的显示率[7], 还可以显示栓塞的范围, 可同时观察肺实质、纵隔、胸膜和胸壁的病变和PE的继发改变, 指导治疗方案的制定, 还可多次重复检查, 观察并评价抗凝或溶栓治疗效果, 对PE的鉴别诊断有重要意义。目前许多医院已将MSCTPA作为PE的常规检查方法, 取代了核素扫描和有创伤的DSA检查。从本研究结果中可以看出MSCTPA能明确诊断肺动脉栓塞, 显示PE患者包括肺亚段动脉在内的各级肺动脉均可受累, 其中肺动脉主干最少受累 (10.0%) , 肺段动脉次之 (29.2%) , 叶肺动脉受累最多 (60.9%) , 研究组图像质量优于常规组, 伪影也明显少于常规组。MSCTPA诊断段PE敏感性达86%~100%, 特异性达92%~100%[8]。多层螺旋CT机 (8层) 可以15s左右的时间完成全肺的扫描, 可以在窄的时间窗内完成扫描, 保证扫描在造影剂高峰时相内完成, 清楚地显示较小级别的肺动脉。MSCTPA诊断肺动脉栓塞的主要依据是栓子, 应注意扫描技术和最佳扫描时间选择, 延迟时间过短, 上腔静脉及右心房内对比剂浓度过高, 与周围组织反差过大, 产生大量伪影, 影响右肺动脉及其分支的显示;延迟时间过长, 血管内对比剂浓度下降, 不易显示栓子, 造成肺动脉成像难于进行。文献报道MSCTPA对亚段及以下水平PE的诊断存在一定限度, 同时MSCTPA在20mA以下低剂量扫描时, 肺尖部伪影较常规组明显, 表现为粗细不等、黑白相间的条状伪影[9]。伪影的出现是由多方面因素造成的, 除了与机器本身性能有关外, 患者因素引起的更为多见, 如呼吸运动、心脏及大血管搏动、体内或体外高反差的高密度物品等, 都会产生伪影。CT图像质量的优劣除了正确设定扫描参数外, 在很大程度上取决于各种伪影是否能被有效抑制。常见的伪影有折叠伪影、相关噪声伪影和运动性伪影, 前二者可通过改变扫描技术、参数来抑制伪影的产生以改善图像质量。为克服该部位伪影, 可采用分段扫描, 适当增加肺尖部的扫描剂量。同时肺血管成像时窗宽、窗位以及亮度、对比度的调整, 也是能否很好显示栓子及血管情况的关键;运动性伪影又分为呼吸运动伪影和心脏大血管搏动性伪影。呼吸运动伪影的产生是由于患者闭气不良导致图形变形和模糊, 消除这种伪影的方法很简单, 只需训练受检者在扫描过程中注意闭气即刻防止其产生。而心脏及大血管搏动导致的传导性运动伪影通过上述方法是无法克服的, 因为这种伪影是由于心血管波动所致[10]。

心电波门控是根据人体表心电信号波形特点, 利用ORS波峰值触发图像采集, 其基本原理为:人体表心电信号经过传感放大后, 进行R整形放大, 提高R信号电平, 抑制掉其它波信号, 然后将整形后的R波 (方波) 信号送入计算机接口电路, 计算机自动识别R信号, 控制图像采集起点, 并能识别心动周期T (R—R间期) 和心率。回顾性心电门控是对MSCTPA后获得的容积数据, 根据同步记录下来的心电图, 在工作站选取不同的R-R时相触发的一段扫描数据分别进行冠状动脉重建, 重建的心电相位的确定是以R-R间期为基础的。由于心动R-R间期的47%~50%时心室处于完全舒张状态, 此时产生的搏动性伪影最小。在PE的诊断中, 应用心电门控技术有助于消除心脏的搏动伪影, 可以把由心室运动引起的伪影降到最低, 只剩下由于动脉收缩引起心脏运动伪影, 可以明显改善图像质量。心电标记的三维图像, 运动伪影少, 可逼真地显示肺动脉的三维空间结构关系, 提高了对PE的诊断正确率。但是其本身也具有一些缺点: (1) 需要更小的螺距, 在相同准直器宽度下扫描同样的范围就需要更长检查时间, 对严重呼吸困难和病情危重的患者难以实施; (2) 增加了放射线的辐射剂量, 给患者带来不必要的辐射危害; (3) 对于心率不齐及心率失常的患者不宜应用对于心率>80次/min的患者, 效果也不好[11]。

摘要：目的探讨多层面螺旋CT肺动脉血管造影术在诊断肺动脉栓塞 (pulmonary embolism, PE) 的临床价值。方法回顾分析27例经多层面螺旋CT肺动脉血管造影术和临床确诊的PE患者影像资料, 其中12例采用常规螺旋平扫和螺旋增强扫描, 15例采用了回顾性的心电门控技术和分段数据采集方式。结果27例PE患者常规多层面螺旋肺动脉血管造影术和心电门控多层面螺旋CT肺动脉血管造影术都能明确诊断, 但心电门控多层面螺旋CT肺动脉血管造影术图像更清晰, 避免了心脏和大血管搏动伪影的干扰, 能显示更细肺动脉的栓塞。结论心电门控多层面螺旋CT肺动脉血管造影术图像清晰, 可作为PE检查的首选非创伤性检查方法。

关键词：肺栓塞,多排螺旋CT,心电门控技术

参考文献

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