雙能量CT診斷外周性肺栓塞的實驗和臨床研究.pdf

1、第一章雙能量CT肺血管增強軟件對外周性肺栓塞診斷敏感性的實驗研究
　　 目的：
　　 以組織病理學結(jié)果為參照標準，利用犬的動物模型評價雙能量CT（dual-energy CT, DECT）肺血管增強軟件對于急性外周性肺栓塞診斷價值。
　　 材料與方法：
　　 實驗方案獲當?shù)貙嶒瀯游镂瘑T會批準。16只雜種犬(平均11-16 kg)隨機分成實驗組(n=12)及對照組(n=4)。氯胺酮（福建古田藥業(yè)有限公司）、

2、地西泮（天津力生制藥股份有限公司）及阿托品（武漢大華偉業(yè)藥業(yè)化工有限公司）按4∶1∶1的比例混合肌肉注射麻醉動物，并經(jīng)左或右側(cè)大隱靜脈建立靜脈麻醉通道，以丙泊酚(AstraZeneca S.P.A.Viale Dell'Industria，3-20040 Caponago MI)、地西泮（天津力生制藥股份有限公司）及阿托品（武漢大華偉業(yè)藥業(yè)化工有限公司）按25∶1∶1的比例混合維持麻醉狀態(tài)。利用Seldinger技術(shù)將24G的Angio

3、cath穿刺針盲穿進入右側(cè)股靜脈，并留置5F導管。實驗組動物經(jīng)右側(cè)股靜脈的導管注入大小約為0.3×1 cm的自體自制血栓。15 mL新鮮血液制成的自體血栓搗碎誘導形成外周性肺栓塞。對照組注入等量生理鹽水。注射完后1小時行DSA檢查，高壓注射器注射參數(shù)為優(yōu)維顯20 mL(300 mg I/mL，2 mL/kg; Bayer，Berlin，Germany)流率4 mL/s及壓力400 psi。采用DECT方案下的CT肺動脈成像(CTpulm

4、onary angiography, CTPA)，同時獲得常規(guī)CTPA圖像及DECT圖像。兩位放射科醫(yī)師分別獨自利用常規(guī)CTPA及DECT評價每只動物肺栓塞的數(shù)目及位置，并共同分析兩種方法所得肺栓塞的數(shù)目及位置。以肺標本獲得的組織病理學結(jié)果為參照標準，得出敏感性、特異性、陽性預測值(positive predictive value，PPV)及陰性預測值(negative predictive value，NPV);并得出表示方法間及讀

5、者間一致性的κ值。所有圖像均由2名放射科醫(yī)師在不知道病理結(jié)果的基礎(chǔ)上利用DECT分別單獨分析，所有動物的DECT及CTPA圖像分析是隨機的，并且同一只動物前后分析至少相隔2周的時間以減少讀者的記憶。以栓子個數(shù)為分析基礎(chǔ)，記錄CTPA及DECT圖像上栓子的有無、數(shù)目及位置。CTPA上肺栓塞被定義為肺動脈內(nèi)出現(xiàn)充盈缺損或相對于對側(cè)未見同側(cè)肺動脈，延伸到肺動脈分支內(nèi)連續(xù)的充盈缺損算為一個栓子。對于DECT Lung Vessels分析，紅色或

6、灰色編碼的肺動脈為肺栓塞陽性。延伸到肺動脈分支內(nèi)連續(xù)的充盈缺損算為一個栓子，否則算作兩個或多個。被編碼為紅色的肺靜脈、肺內(nèi)結(jié)節(jié)或支氣管周圍軟組織在分析時被排除。以栓子數(shù)目為單位時，分別記錄5個肺葉動脈至各自外周肺動脈內(nèi)栓子個數(shù)，真陰性計數(shù)以肺葉為單位計算，即一個肺葉動脈或其分支動脈內(nèi)無栓子計數(shù)為1。
　　 結(jié)果：
　　 實驗組2只狗因術(shù)前死亡，1只CTPA圖像質(zhì)量差而被排除。因此4只對照組及9只實驗組狗被納入最后的圖像分

7、析。在對照組，沒有檢測到栓子，但在實驗組，組織病理學檢查9只動物45個肺葉共237個栓子。在這237個栓子內(nèi)，11個位于段級肺動脈，49個位于亞段級肺動脈，177個位于亞亞段或更遠端肺動脈。讀者1利用常規(guī)CTPA檢測出87個栓子，利用DECT Lung Vessels檢測出266個栓子;讀者2利用常規(guī)CTPA檢測出85個栓子，利用DECT Lung Vessels檢測出246個栓子。組織病理學檢查結(jié)果為參照標準，讀者1利用常規(guī)CTPA及

8、DECT Lung Vessels正確檢測出166/284個栓子及165/279個栓子，錯誤檢測出了153/95及152/65個栓子。因此得出讀者1利用常規(guī)CTPA及DECT Lung Vessels檢測栓子的敏感性為36.1％、86.1％，特異性為98.8％、56.3％，PPV為98.8％、76.7％，及NPV為34.5％、70.8％。讀者2利用常規(guī)CTPA及DECT Lung Vessels檢測栓子的敏感性為35.9％、88.2％，

9、特異性為100％、68.4％，PPV為100％、84.9％，及NPV為34.5％、74.1％。兩個讀者共同利用常規(guī)CTPA及DECT Lung Vessels檢測栓子的敏感性為39.7％、94.9％，特異性為96.4％、71.4％，PPV為96.9％、87.9％，及NPV為35.9％、87.0％。CTPA聯(lián)合DECT Lung Vessels軟件檢測肺栓塞敏感性、特異性、PPV及NPV分別為93.1％、76.9％、89.4％、84.2％

10、，均高于CTPA單獨分析時的數(shù)據(jù)（P＜0.001）。配對x2檢驗（McNemar檢驗）結(jié)果顯示讀者1及讀者2得出的DECT Lung Vessels的敏感性及NPV均高于常規(guī)CTPA，但特異性及PPV均低于常規(guī)CTPA(兩者P＜0.001)。Kappa統(tǒng)計學分析計算得出DECT Lung Vessels讀者之間的一致性為0.65(P＜0.001)，CTPA讀者之間的一致性為0.70(P＜0.001)。而DECT Lung Vessels

11、與CTPA方法之間一致性的κ(值為0.553(P＜0.001)。
　　 結(jié)論：
　　 以組織病理學結(jié)果為參照標準，DECT肺血管增強軟件相比于常規(guī)CTPA能提高外周性肺栓塞診斷的敏感性和NPV，但卻降低了診斷的特異性及PPV。DECTLung Vessels可以作為提高外周性肺栓塞診斷的敏感性及PPV的補充檢測方法，建議在臨床中使用。
　　 第二章雙能量CT肺血管增強軟件對兒童腎病綜合征患者肺栓塞的診斷價值

12、>　　 目的：
　　 評價雙能量CT肺血管增強分析(Lung Vessels)軟件對兒童肺栓塞的檢出價值。
　　 材料與方法：
　　 2010年4月到2011年6月期間共47名兒童（≤18歲）腎病綜合征患者（男32例，女15例，平均年齡15歲）進行了雙能量CT肺動脈成像(CTPA);掃描完成后，原始數(shù)據(jù)被自動重建為3組層厚為0.75 mm的數(shù)據(jù)，分別為80 kV、140 kV及平均加權(quán)圖像（兩者按3∶7的比例融

13、合，類似常規(guī)120 kV圖像）。于120 kV薄層圖像的肺動脈主干水平記錄肺動脈主干強化值（單位為HU），由2名放射科醫(yī)師（分別有5年和2年閱讀雙能量CT肺動脈成像的經(jīng)驗）首先獨立利用雙能量CT的Lung Vessels軟件對患者肺栓塞的有無及栓子個數(shù)進行分析并記錄。在工作站（Syngommwp VE31A）上將自動重建的0.75mm的80 kV或140 kV調(diào)入雙能量CT的Lung Vessels軟件內(nèi)進行數(shù)據(jù)分析。對于LungVes

14、sels分析，紅色編碼的肺動脈為肺栓塞陽性，延伸到肺動脈分支內(nèi)連續(xù)的充盈缺損算為一個栓子。被編碼為紅色的肺靜脈、肺內(nèi)結(jié)節(jié)或支氣管周圍軟組織在分析時被排除。首先以患者為基礎(chǔ)，分析其肺栓塞的有無;然后以肺葉為基礎(chǔ)，記錄左上葉、左下葉、右上葉、右中葉、右下葉動脈內(nèi)栓子數(shù);若病變延伸到肺動脈主干時以受累最嚴重的葉動脈計算。最后，以栓子個數(shù)為分析單位計算出兩肺肺葉動脈至肺段及亞段肺動脈內(nèi)栓子個數(shù)。以患者為分析單位時，無肺栓塞者為陰性，只要出現(xiàn)1處

15、肺栓塞計為陽性;在以肺葉為分析單位時，一個肺葉內(nèi)出現(xiàn)一個或多個肺動脈栓子計為陽性，無肺動脈栓子計為陰性;以栓子數(shù)目為單位時，分別記錄5個肺葉動脈至各自外周肺動脈內(nèi)栓子個數(shù)，真陰性計數(shù)以肺葉為單位計算，即一個肺葉或其分支動脈有一個或多個栓子計數(shù)為1，否則為0。利用雙能量CT的Lung Vessels軟件分析后至少1周后，兩位醫(yī)師共同評價了常規(guī)CTPA上栓子的有無及數(shù)目，兩者意見不一致時經(jīng)第3名高年資醫(yī)師確定。CTPA上肺栓塞被定義為肺動脈

16、內(nèi)出現(xiàn)充盈缺損。CTPA的肺栓塞記錄和分析方法同前述。兩名放射科醫(yī)師分別以患者、肺葉及栓子數(shù)為單位，利用Lung Vessels軟件記錄肺栓塞的有無;以常規(guī)CTPA作為參照標準，計算Lung Vessels軟件檢測兒童肺栓塞的敏感性、特異性、陽性預測值及陰性預測值，并分別計算以患者、肺葉及栓子個數(shù)為單位時讀者之間的一致性。
　　 結(jié)果：
　　 本組病例肺動脈強化平均CT值為356.4 HU，其中僅3例(6.4％，3/47

17、)中度強化，其余44例(93.6％，44/47)均為明顯強化。本研究利用常規(guī)CT肺動脈成像檢出腎病綜合征兒童肺栓塞發(fā)生率為27.6％(13/47)，其中3例患者為孤立性外周性肺栓塞，10例患者為多發(fā)肺栓塞，DECT Lung Vessels檢出腎病綜合征兒童肺栓塞發(fā)生率為55.2％(26/47)。常規(guī)CTPA上檢出的13例肺栓塞患者中，共35個肺葉有肺栓塞，檢出51個肺動脈栓子。兩名讀者分別以肺葉及栓子個數(shù)為單位分析記錄肺動脈栓子的個數(shù)

18、、真陽性、假陽性及假陰性結(jié)果見表1所示。以患者為分析單位，讀者1和讀者2分別利用Lung Vessel軟件檢出了30例及26例肺栓塞患者，敏感性、特異性、陰性預測值及陰性預測值分別為100％、64.7％、52％、100％及100％、76.5％、61.9％、100％，以肺葉為單位時，讀者1和讀者2分別利用Lung Vessel軟件檢測出了74個及63個肺葉有栓子，敏感性、特異性、陰性預測值及陰性預測值分別為94.3％、79.5％、52.4

19、％、98.8％及97.1％、85.5％、55％、99.4％，以栓子個數(shù)為單位時，讀者1和讀者2分別利用Lung Vessel軟件檢測出了134和105個栓子，敏感性、特異性、陰性預測值及陰性預測值分別為96.1％、64.9％、36.3％、98.9％及94.1％、79％、45.7％、98.3％;以患者、肺葉和栓子個數(shù)為分析單位，2名讀者利用Lung Vessel軟件檢測肺栓塞的一致性好（Kappa值=0.828、0.859、0.695，P

20、均小于0.001）。
　　 結(jié)論：
　　 在本研究中利用常規(guī)CTPA檢測腎病綜合征兒童肺栓塞發(fā)生率為27.6％。雙能量CT的Lung Vessels軟件在檢測肺栓塞中有著高的敏感性及陰性預測值，但仍存在很多導致假陽性結(jié)果的因素。高的敏感性可以提高外周性小栓子的檢出率，高的陰性預測值可以增加醫(yī)師，尤其是缺乏經(jīng)驗的醫(yī)師排除肺栓塞診斷的信心。雙能量CT的Lung Vessels軟件可以作為提高兒童肺栓塞檢測的敏感性的補充診斷方