双源CT双能量肺灌注成像诊断急性肺栓塞的实验研究

摘要

肺栓塞（pulmonary embolism，PE）是一危害性很大的常见疾病，由于临床症状的非特异性以及缺乏可靠的实验检测手段，易造成临床误诊及漏诊，影像学检查在PE的诊断中占据着重要地位。肺动脉造影被公认为诊断PE的金标准，但创伤性大，且有一定的并发症，临床应用受到限制；磁共振技术检查时间较长，难以在急症患者中应用，限制了其临床的推广；放射性核素肺显像是安全、无创伤、且敏感性高，是有价值的PE诊断方法；CT检查是诊断PE的重要影像手段。随着CT设备空间分辨率和时间分辨率的不断提高，CT肺动脉成像（CT pulmonary angiography，CTPA）不仅可以显示肺动脉主干、叶和段的分支，而且能显示亚段及亚亚段的分支。但对于亚亚段或更远末梢的栓子检出仍有一定限制，且仅能提供解剖信息，难以评价肺实质的血流灌注情况。CT肺灌注成像可显示肺实质血流分布情况，能更敏感地检测出肺栓塞所致的灌注缺损，在远段肺动脉的评价上能弥补常规CTPA的不足。虽以往采用的常规CT肺灌注扫描（同层连续动态增强扫描）能够显示肺栓塞引起的远段肺灌注缺损情况，但不能实现全肺的容积扫描；而CT肺实质密度测定法及单源CT减影法虽可实现全肺灌注情况，但由于图像后处理较为繁琐、耗时较长等缺陷难以在临床得到推广应用。而近年推出的双源CT（dual sourceCT，DSCT）双能量肺灌注成像（dual energy perfusion imaging，DEPI）是一种新的肺灌注成像方法，在肺栓塞的检测中显示了有用的价值，并能弥补CTPA的不足。 本文第一章目的是建立家兔急性肺栓塞模型，以病理为金标准，动态观察家兔栓塞区双源CT双能量肺灌注的影像表现及其病理学基础，评价双源CT双能量肺灌注成像诊断家兔急性肺栓塞的价值。第二章目的是以病理为金标准，比较双源CT双能量肺灌注成像与核素肺灌注显像诊断家兔急性肺栓塞的价值。 第一章实验性急性肺栓塞双源CT双能量肺灌注成像的动态变化与病理对照研究。 目的:建立家兔急性肺栓塞模型，以病理解剖为金标准，动态观察家兔急性肺栓塞双源CT双能量肺灌注的影像表现及其病理学基础，评价双源CT双能量肺灌注成像诊断家兔急性肺栓塞的价值。 材料与方法:（1）26只新西兰大白兔，根据栓塞时间不同分为4组（即2h组=6只、1d组=6只、3d组=7只、7d组=7只）。先行双源CT平扫及双能量增强扫描确定为健康白兔，对比剂采用碘普罗胺（浓度为300mgl/ml）。（2）双源CT检查结束后立即制作肺栓塞模型，经右侧股静脉插管，局部注入大小分别为（4×4×10）mm和（2×4×10）mm的各2个明胶海绵栓子，建立家兔急性肺动脉栓塞模型。（3）24只模型制备成功，并于栓塞后2h、1d、3d、7d（即1、2、3、4组）再次行双源CT平扫和双能量增强扫描。（4）所有检查完成后通过注射过量麻醉药处死家兔，并行病理解剖，取材做病理切片，以肺叶为单位，记录肺栓塞部位及数目，并镜下观察肺实质的变化。（5）采用双能量软件（Lung PBV）进行数据分析处理，分别得到CT解剖图像（CTPA）、双能量肺灌注图像（DEPI）及两者融合图像。以肺叶为单位，分析栓塞前及栓塞后各时间点的肺灌注影像表现，并记录栓塞后肺内灌注异常的肺叶数目；进行家兔肺大体解剖和镜下观察，记录肺栓塞部位及病理表现。以病理为金标准，评价DEPI、CTPA及融合图像诊断肺栓塞的准确性。于CT增强图像上测量栓塞后栓塞区和正常肺实质的CT值，比较两者之间CT值是否有差异。（6）所有数据分析采用SPSS13.0进行统计学处理。以病理结果为金标准，采用配对的X2检验，分别计算CTPA、DEPI及融合图像诊断肺栓塞的准确性。利用Kappa分析，评价两种检查方法的一致性。CT值比较采用独立样本t检验。 结果:栓塞前双能量肺灌注图像表现为大致均匀的黄红色伪彩。栓塞后2小时组肺灌注图像显示栓塞区为蓝色；1天组及3天组栓塞区表现蓝黑色；7天组栓塞区呈黑色。DEPI和CTPA诊断肺栓塞的敏感性、特异性、阳性预测值（PPV）、阴性预测值（NPV）分别为100%、95%、95%、100%；98%、100%、100%、99%；与病理结果吻合度高（Kappa值分别为0.950、0.983）。融合图像与DEPI一致。栓塞后2小时，栓塞区和非栓塞区增强CT值比较差异有统计学差异（t=-4.471，P＝0.000）；栓塞后1天，栓塞区和非栓塞区增强CT值比较差异有统计学差异（t=-3.444，P＝0.002）；而栓塞后3天，栓塞区和非栓塞区增强后CT值比较差异无统计学差异（t=0.273，P＝0.787）；栓塞后7天，栓塞区和非栓塞区增强后CT值比较差异亦无统计学差异（t=0.145，P=0.886）。 结论:1）用明胶海绵作为栓塞物制备家兔急性肺栓塞模型操作简便、成功率高、耗资低廉，是肺栓塞影像学研究的一种较好的实验模型； 2）双源CT双能量肺灌注成像技术可观察家兔肺栓塞后栓塞区的动态灌注变化； 3）家兔肺栓塞后栓塞区肺灌注成像表现为灌注稀疏到灌注缺失的一系列变化，与病理表现从早期肺少血到肺实变、梗死的过程相对应； 4）双源CT双能量肺灌注成像技术对家兔实验性肺栓塞的检出有高的敏感性，并与病理结果有很强的一致性。第二章实验性急性肺栓塞双源CT双能量肺灌注成像与核素肺灌注显像的对照研究。 目的:建立家兔急性肺栓塞模型，以病理为金标准，比较双源CT双能量肺灌注成像与核素肺灌注显像诊断家兔急性肺栓塞的价值。 材料与方法:24只家兔中20只实验组家兔采用股静脉入路注射明胶海绵制作成急性肺栓塞模型，对照组4只注入生理盐水。栓塞后2小时行双源CT双能量肺灌注成像及核素肺灌注平面显像。扫描完成后处死家兔，进行大体解剖及镜下观察。以病理为金标准，比较两种方法在肺叶基础上诊断实验性急性肺栓塞的准确性。双能量肺灌注图像上测量栓塞区和非栓塞区的CT值和强化值（Overlay值），分别采用两独立样本的非参数检验和独立样本t检验，比较栓塞区和正常肺实质的CT值以及强化值（Overlay值）的差异。所有数据分析采用SPSS13.0进行统计学处理。 结果:正常对照组双能量肺灌注图像表现为大致均匀的黄红色伪彩。实验组栓塞后家兔肺栓塞区肺灌注图像显示为蓝色或黑色，核素肺灌注显示栓塞区放射性稀疏或缺损；双能量肺灌注图像和肺灌注平面显像诊断肺栓塞的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、98%、95%、100%；68%、81%、64%、83%。增强后栓塞区和非栓塞区的CT值分布比较差异有统计学差异（z=-5.948，P=0.000），两者强化值（Overlay值）比较差异有统计学差异（t=-14.173，P=0.000）。 结论:1）核素肺灌注显像能够显示肺内血流灌注分布情况； 2）核素肺灌注显像虽是检测肺栓塞的敏感技术，但不能提供解剖信息； 3）在家兔急性肺栓塞模型中，与核素肺灌注显像相比，双源CT双能量肺灌注成像诊断肺栓塞的敏感性和特异性明显提高； 4）双源CT双能量肺灌注成像可同时提供形态和功能的双重信息，在诊断肺栓塞时联合分析两种影像可提高诊断的准确性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章实验性急性肺栓塞双源CT双能量肺灌注成像的动态变化与病理对照研究

1.1前言

1.2材料与方法

1.3结果

1.4讨论

1.5结论

1.6参考文献

第二章实验性急性肺栓塞双源CT双能量肺灌注成像与核素肺灌注显像的对照研究

2.1前言

2.2材料与方法

2.3结果

2.4讨论

2.5结论

2.6参考文献

综述双源CT双能量基本原理及其临床应用

攻读硕士研究生阶段学术工作总结

致谢

研究生毕业论文统计学审稿证明