1. 四川大学华西医院 放射科, 四川 成都 610041;
2. 成都市第五人民医院 放射科, 四川 成都 610041
2019-07-28 收稿, 2019-09-17 录用
*通讯作者: 袁元
摘要: 本文探讨了CT血管造影（CT angiography，CTA）在急性复杂性大咯血患者行介入栓塞术前的应用价值。回顾性选择49例急性复杂性大咯血患者CTA影像资料，通过与术中数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）结果进行对比，发现CTA对罪犯血管诊断准确率为89.33%，对多动脉交通吻合诊断准确率为86.96%。Kappa检验CTA与DSA检查结果一致性较高，受试者特征曲线（ROC）分析CTA诊断急性复杂性大咯血罪犯血管的曲线下面积（AUC）为0.947（95%CI：0.903~0.990，P=0.000），灵敏度89.33%，特异度100.00%。通过随访发现CTA指导下行介入栓塞术治疗有效率91.84%，术后1年无大咯血复发病例。
关键词: CTA大咯血罪犯血管介入栓塞术
Application Value of CTA in Patients with Acute Complicated Massive Hemoptysis before Interventional Embolization
CHEN Tingyu1, GONG Qiyun2, DENG Xudong1, WANG Heng1, REN Yang1, YUAN Yuan1
1. Radiology Department, West China Hospital of Sichuan University, Chengdu 610041, Sichuan, P. R. China;
2. Radiology Department, Chengdu Fifth People's Hospital, Chengdu 610041, Sichuan, P. R. China
Abstract: To evaluate the value of CT angiography (CTA) before interventional embolization in patients with acute complex massive hemoptysis, CTA imaging data of 49 patients with acute complex massive hemoptysis were selected retrospectively. Compared with intraoperative digital subtraction 109 angiography (DSA), it was found that the accuracy rate of vascular diagnosis for criminals was 89.33%, and 86.96% for multi-artery anastomosis. The results of CTA and DSA by Kappa test were in good agreement. Receiver operating characteristic curve (ROC) analysis showed that the area under curve (AUC) of CTA in the diagnosis of acute complicated massive hemorrhage criminals was 0.947 (95%CI:0.903~0.990, P=0.000), with sensitivity 89.33% and specificity 100.00%. Follow-up showed that the effective rate of interventional embolization guided by CTA was 91.84%. There was no recurrence of massive hemoptysis in one year after operation.
Key words: CTAmassive hemoptysiscriminal vesselsinterventional embolization
急性大咯血是临床常见急危重症，由支气管扩张症、肺结核、肺癌等疾病导致的支气管动脉破裂引起，患者可出现呼吸道堵塞、失血性休克，死亡率极高[1]。急诊介入栓塞手术止血彻底，效果确切，是近年来救治急性大咯血的首选手段[2]。绝大多数急性大咯血患者介入治疗效果较好，但是对于一些复杂大咯血患者，介入治疗难度大，手术失败率和复发率高，相关报道显示出血控制率在77.00%~98.50%，远期复发率10.00%~52.00%[3, 4]。CT血管造影(CT angiography，CTA)具有高时间分辨率和空间分辨率、可大范围容积扫描、安全无创等优点，加之强大的图像后处理功能[5]，可清晰显示支气管动脉走行、形态变化，准确定位引起大咯血的罪犯血管，为介入栓塞术术前方案拟定提供可靠的影像学依据。本研究通过回顾性分析49例急性复杂性大咯血患者临床资料，探讨CTA在介入栓塞术前的应用价值。
1 资料与方法1.1 一般资料选择2017年10月~2019年1月于四川大学华西医院放射科行支气管动脉CTA检查的49例急性复杂性大咯血患者，均为突发性咯血，24 h咯血量＞600 mL或每1 h咯血量＞300 mL。其中男28例、女21例，年龄42~61岁，平均(53.64±8.29)岁。原发病包括支气管扩张症19例、肺结核8例、原发性支气管肺癌13例，炎性病变9例，24 h内咯血量835~1509 mL，平均(1125.35±231.54) mL，发病至入院时间0.1~4 h，平均(2.69±0.58) h。本研究已经获得我院伦理会批准，所有患者均知情同意。
1.2 方法1.2.1 CTA扫描方法所有患者均采用西门子双源CT(Somatom Definition，Siemens Healthcare)行支气管动脉CTA检查。扫描序列包括胸部平扫、碘浓度监测和Bolus Tracking自动触发技术的支气管动脉CTA，扫描范围从第七颈椎至第一腰椎水平。扫描参数为：管电压120 kV，参考管电流量145 mA，探测器128×0.6 mm，螺距1.4，球管旋转时间0.5 s/周，层厚5 mm，层间距5 mm。碘浓度监测采用同层动态扫描，兴趣区置于降主动脉，触发阈值设定为120 HU。支气管动脉CTA采用螺旋扫描，扫描参数为：管电压100 kV，参考管电流量145 mA，探测器128×0.6 mm，螺距1.2~1.4，球管旋转时间0.33，触发后延迟时间为6 s，层厚1 mm。所有序列均开启实时动态曝光剂量调节技术CARE Dose 4D。CTA增强采用非离子型对比剂碘海醇注射液(欧乃派克，350 mgI/mL)，总量为50 mL，由高压注射器(Stellant，Medrad，Inianola，USA)按照5.5 mL/s的注射速率经前臂静脉团注，注射完毕后立刻以同等速度追加生理盐水35~40 mL。
1.2.2 图像处理所有CT图像传至飞利浦CT工作站，采用多平面重组(multiplanar reformation，MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)、容积重建(volume rendering，VR)等方法对支气管动脉进行不同方位的图像后处理。在CTA图像上分别标记支气管动脉(从主动脉发出经肺门沿支气管走行方向到达肺内)和体外体循环动脉(未经肺门不沿支气管走行到达肺内)，记录支气管动脉的数量、内径、走行、类型以及肺外体循环动脉的来源、数量。由两名具有9年以上CT诊断经验的放射科医师采用盲法对所有图像进行诊断，诊断标准如下：取支气管动脉最大径和最小径的平均值代表支气管直径，以右支气管动脉主干直径＞2.0 mm、左支气管动脉主干直径＞1.5 mm为支气管动脉增粗扩张[6]。病变血管的诊断依据[7]为：①血管异常增粗扩张；②局部病灶“染色”加重；③局部病灶血管网紊乱、肺动脉或肺静脉之间存在异常分流；④存在异常血管交通。当两位放射科医师意见不同时，经讨论达成一致。支气管扩张伴大咯血的典型CT图像见图 1a和b。
图 1
 | 图 1 支气管扩张伴大咯血的典型图像女，58岁，咯血量1000 mL a.常规CT图像，显示双肺支气管扩张；b.CTA图像，显示支气管动脉增粗、迂曲、扩张；c.术中DSA图像，显示右肺支气管动脉增粗、迂曲，给予聚乙烯醇颗粒栓塞 |
1.3 数字减影血管造影(digital subtraction an-giography，DSA)下介入栓塞手术术前准备：根据CTA影像重建显示罪犯血管部位、数量、病变范围等情况，结合肺部病变，制定个性化术前计划。所有患者均使用FD 20血管造影机(荷兰飞利浦)，患者平卧，常规消毒、局部下应用Seldinger技术经右侧股动脉置入Cobra、MIK或RLG导管鞘，透视下将导管尖端推至T4~T6胸主动脉区域，确定左、右支气管动脉开口，通过5F导管以2 mL/s速度注入非离子型对比剂(碘海醇)8~10 mL，行造影检查，动脉减影速率为2 mL/s，持续4 s。记录罪犯血管起源、分支、走行及是否存在脊髓动脉、肋间动脉共干，寻找变异支气管动脉或肺外体循环动脉。排除脊髓动脉、肋间动脉共干后行栓塞治疗，利用不锈钢弹簧圈或明胶海绵颗粒或聚乙烯醇颗粒对靶血管进行栓塞，确保出血动脉无血流通过。栓塞后再次造影，示造影剂外溢征象消失则停止栓塞，如有血流则补充栓塞。支气管扩张伴大咯血的典型DSA图像见图 1c。观察介入手术成功率、介入治疗效果，并随访至术后1年，观察大咯血复发情况。以术中找到罪犯血管并成功栓塞，栓塞后造影提示罪犯血管不显影或造影剂外溢征象消失作为手术成功的标志。介入治疗效果：(1)显效：介入栓塞手术成功，咯血24 h内停止；(2)有效：介入栓塞手术成功，咯血48~72 h内停止；(3)无效：介入栓塞术后造影见对比剂仍外溢，咯血量48 h后仍无变化甚至增加。有效率=(显效例数+有效例数)/总例数×100.00%。
1.4 统计学分析用软件SPSS 25.0进行数据分析，基线资料采用频数(均数±标准差)进行统计学描述，以率(%)表示计数资料，采用χ2检验；采用Kappa检验来验证CTA与DSA检查结果的一致性。用受试者特征曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)分析CTA对大咯血罪犯血管的定位价值。所有统计均采用双侧检验，检验水准α=0.05。
2 结果2.1 CTA检查结果49例患者经支气管动脉CTA检查确认支气管动脉98支，罪犯血管67支，平均每例(1.57±0.42)支，支气管内径1.3~4.9 mm，平均(2.13±0.32) mm。罪犯血管分布：右侧支气管动脉30支，左侧支气管动脉19支，左右侧支气管动脉共干10支，体循环动脉8支。动脉来源：右侧支气管动脉开口于降主动脉19支，主动脉弓7支，右侧肋间后动脉4支；左侧支气管动脉开口于降主动脉15支，主动脉弓4支；体循环动脉开口于上肺动脉5支，下肺动脉3支。多动脉交通吻合：20支病灶内存在支气管动脉与体循环动脉吻合，包括胸廓内动脉5支，肋间动脉5支，膈动脉3支、内乳动脉3支、无名动脉2支、脊髓动脉2支。详见表 1。
表1
 表 1 CTA与DSA对照表
| 表 1 CTA与DSA对照表 |
2.2 DSA检查结果术中DSA造影证实罪犯血管75支，其中右侧支气管动脉33支，左侧支气管动脉21支，左右侧支气管动脉共干12支，体循环动脉9支。多动脉交通吻合：23支病灶内存在支气管动脉与体循环动脉吻合，包括胸廓内动脉6支、肋间动脉5支、膈动脉4支、内乳动脉3支、无名动脉3支、脊髓动脉2支。详见表 1。
2.3 CTA检查与DSA检查结果比较以DSA检查结果为金标准，CTA对罪犯血管漏诊8例，多动脉交通吻合漏诊3例，无1例误诊。经统计CTA对罪犯血管诊断准确率为89.33%(67/75)，对多动脉交通吻合诊断准确率为86.96%(20/23)，见表 1。Kappa检验CTA与DSA检查结果一致性较高(kappa值=0.795，P值=0.000)。ROC分析CTA诊断急性复杂性大出血的曲线下面积(area under curve，AUC)为0.947(95%CI：0.903~0.990，P=0.000)，灵敏度89.33%，特异度100.00%，见图 2。
图 2
 | 图 2 CTA诊断急性复杂性大咯血罪犯血管的ROC图 |
2.4 CTA在介入栓塞术中的应用效果评价49例患者均顺利完成介入栓塞术，术中未出现脊髓损伤、异位栓塞等严重并发症。其中38例一次性勾选罪犯血管成功，11例栓塞后出血血管仍有少量血流通过，再次给予栓塞治疗，均成功止血。49例患者采用不同的方式进行血管栓塞。18例轻度血管增粗采用单纯明胶海绵颗粒栓塞，22例病灶广泛、血管增粗明显、原发性肺癌患者采用明胶海绵颗粒联合聚乙烯醇颗粒栓塞，9例伴动脉畸形、动脉瘤形成患者采用明胶海绵颗粒联合不锈钢弹簧圈栓塞。经临床评价手术疗效，显效25例，有效20例，有效率91.84%。随访1~12个月无1例大咯血复发，2例肺癌进展死亡。
3 讨论大咯血是一种危及生命的急性呼吸系统出血性疾病，目前临床对大咯血的定义尚无统一标准，中国医师协会整合医学分会呼吸专业委员会将其定义为任何危及生命、导致气道堵塞或窒息的咯血量[8]。大咯血约占咯血患者总数的5.00%，但是保守治疗后死亡率高达50.00%~85.00%[9]。介入栓塞术是目前治疗大咯血的首选方法。急性复杂性大咯血患者病变部位供血血管可能来自支气管动脉和体循环系统，由于支气管动脉和体循环系统解剖结构复杂，变异较大，增加了介入栓塞手术难度，因此术前精确识别罪犯血管对于精准栓塞至关重要。DSA空间分辨率高，可明确罪犯血管分布及其病变程度，是大咯血介入栓塞术的主要影像学检查手段和罪犯血管定位的“金标准”，但是DSA存在有创、辐射剂量大、耗时较长、价格昂贵等弊端，同时DSA不能行三维成像，对血管末端病变可能产生漏检、漏诊，因此在临床上的应用受到一定的局限。
CTA是一种扫描速度快、实用性强、临床应用成熟的非侵入性血管成像技术，对病变血管的定位、病变程度、类型等均有一定的诊断价值，且能进行各种二维和三维图像重组，可为大咯血患者介入术前提供丰富的影像学资料。CTA扫描获得的薄层轴位图像可以通过三维重建清晰准确地显示罪犯血管，判断罪犯血管来源、分布、走行，对大咯血相关罪犯血管定位有较高敏感性，被认为是对大咯血急诊介入栓塞术前规划颇具应用前景的影像检查手段[10, 11]。本研究采用双源64层螺旋CT，具有高空间分辨率和高时间分辨率的特点，可为介入术前诊断提供高质量、高清晰的图像。同时，CTA成像采用Bolus tracking自动阈值触发技术，可为CTA成像提供个性化和理想的扫描延迟时间。不同的患者通过设置同样的CT阈值来触发扫描，可以减少操作流程和动脉造影增强的变异性，避免患者个体心肺功能差异对图像的影响[12]。此外，双源CT具有强大的后处理功能，可对扫描获得的薄层轴位图像进行各种图像后处理，如多平面重组(MPR)、曲面重组(CPR)、最大密度投影(MIP)和容积重建(VR)等，有利于判断大咯血罪犯血管的起源和走形，为介入栓塞手术提供可靠的影像学依据。
本研究通过回顾性分析大咯血患者的CTA影像资料发现，病变血管诊断的CTA征象有对比剂溢出、动脉增粗、扩张、迂曲、血管瘤/假性动脉瘤等，病变血管为体循环动脉时可见病灶周围胸膜增厚。不同病因的CTA征象也存在明显差异(如肺癌患者有典型的网状肿瘤血管，肿瘤包绕肺动脉，动脉管腔明显缩小或闭塞)，提示支气管CTA可为大咯血病因诊断提供一定依据。本研究中支气管动脉CTA正确诊断罪犯血管67支，与DSA比较，诊断准确率为89.33%，说明支气管动脉CTA对大咯血罪犯血管检出率和定位准确率较高。此外，支气管动脉并不是导致大咯血的唯一病变血管，体循环动脉、肺动脉病变也可参与大咯血发生，也是最终导致介入栓塞术后复发的主要原因[13]。支气管动脉CTA可同时显示体循环动脉、肺动脉病变，减少遗漏病变血管导致的止血率下降和复发问题。本研究中CTA检出支气管动脉合并体循环动脉吻合共20支，正确率86.96%，CTA与DSA诊断结果的一致性检验Kappa系数为0.795，说明CTA诊断结果与DSA具有较高一致性。进一步用ROC分析CTA诊断大咯血罪犯血管的AUC达0.947，灵敏度89.33%，特异度100.00%，说明CTA诊断大咯血罪犯血管的临床价值值得肯定，可作为临床介入栓塞术前的无创性影像学检查手段，为手术方案的制定提供依据。
本研究中，介入栓塞手术基于术前支气管动脉CTA影像检查结果拟定个性化手术方案，77.55%患者一次性栓塞治疗成功，手术治疗有效率91.84%，提示CTA有助于提高介入栓塞手术的疗效。首先，支气管动脉CTA图像可以提供血管的详细信息，如血管开口方向，可为介入手术选择何种勾选血管提供依据，如C2或Cobra导管适合于开口向下、弓上、弓下壁血管，而RLG、MIK导管适合开口向上的血管。其次，用CTA测量支气管动脉管径可为术中DSA造影压力参数、栓塞剂大小的选择提供依据[14]。再次，患者术中均未出现脊髓损伤、异位栓塞等严重并发症，分析原因为支气管动脉CTA可准确判断动脉交通支，降低了交通支导致栓塞剂反流引起的异位栓塞，提高了手术治疗安全性。由此可见，CTA可以对支气管动脉罪犯血管进行准确定位和判断，有利于介入栓塞手术的成功和安全，本研究结果证明术后随访期间无1例患者出现大咯血复发。
但是CTA也存在局限之处：(1)CTA对CT医师图像后处理能力要求较高，对罪犯血管定位依赖于图像后处理技术和个人主观判断，且需要DSA造影证实；(2)CTA对于扫描机器设备、病人配合度要求高，CT医师经验对结果也有一定影响；(3)失血性休克或呼吸道窒息患者可能没有机会进行CTA检查。
综上所述，CTA能清晰显示大咯血罪犯血管开口、走行以及交通支吻合情况，对急性复杂性大咯血患者罪犯血管的定位与DSA具有较高一致性，可为介入栓塞手术选择个性化治疗方案提供可靠依据。
参考文献
| [1] | Ittrich H, Bockhorn M, Klose H, et al. The diagnosis and treatment of hemoptysis[J]. Deutsches Arzteblatt International, 2017, 114(21): 371-381. |
| [2] | Miyano Y, Kanzaki M, Onuki T. Bronchial artery embolization:first-line option for managing massive hemoptysis[J]. Asian Cardiovascular Thoracic Annals, 2017, 25(9): 618-622. DOI:10.1177/0218492316667231 |
| [3] | 樊庆胜, 陈信义. 支气管动脉及其他体循环动脉参与复杂性大咯血的介入治疗[J]. 山西医药杂志, 2014, 43(12): 1359-1361. Fan Q S, Chen X Y. Transcatheter arterial embolization of bronchial artery and artery of systemic circulation supply to the lung for massive intractable hemoptysis[J]. Shanxi Medical Journal, 2014, 43(12): 1359-1361. |
| [4] | Lorenz J, Sheth D, PateI J. Bronchial artery embolization[J]. Seminars in Interventional Radiology, 2012, 29(3): 155-160. DOI:10.1055/s-0032-1326923 |
| [5] | 张媛, 刘浩. CTA对下肢动脉硬化闭塞症支架内再狭窄的评估价值[J]. 中国CT与MRI杂志, 2017, 15(12): 127-129. Zhang Y, Liu H. Value of CTA in the evaluation of in stent restenosis in patients with lower extremity arteriosclerosis obliterans[J]. Chinese Journal of CT and MRI, 2017, 15(12): 127-129. |
| [6] | Noe G D, Jaffe S M, Molan M P. CT and CT angiography in massive haemoptysis with emphasis on pre-embolization assessment[J]. Clinical Radiology, 2011, 66(9): 869-875. DOI:10.1016/j.crad.2011.03.001 |
| [7] | 王彬, 闵旭红, 苏攀, 等. 术前CTA在支气管扩张大咯血介入治疗中的应用[J]. 中国医学计算机成像杂志, 2017, 23(2): 131-135. Wang B, Min X H, Su P, et al. Clinical value of bronchial artery CT angiography in patients with bronchiectasis[J]. Chinese Computed Medical Imaging, 2017, 23(2): 131-135. DOI:10.3969/j.issn.1006-5741.2017.02.006 |
| [8] | 中国医师协会整合医学分会呼吸专业委员会. 大咯血诊疗规范[J]. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2019, 12(1): 1-8. Respiratory Committee of Integrated Medical Association of Chinese Medical Association. Standard for diagnosis and treatment of massive hemoptysis[J]. Chinese Journal of Lung Disease(Electronic Edition), 2019, 12(1): 1-8. |
| [9] | Cody O'Dell M, Gill A E, Hawkins C M. Bronchial artery embolization for the treatment of acute hemoptysis[J]. Techniques in Vascular and Interventional Radiology, 2017, 20(4): 263-265. DOI:10.1053/j.tvir.2017.10.006 |
| [10] | Ittrich H, Klose H, Adam G. Radiologic management of haemoptysis:diagnostic and interventional bronchial arte-rial embolization[J]. RoFo, 2015, 187(4): 248-259. DOI:10.1055/s-0034-1385457 |
| [11] | Fujii H, Fujita A, Nakamura H, et al. Endovascular embolization of an aberrant bronchial artery originating from the internal mammary artery in a patient with hemoptysis[J]. Radiollogy Case Reports, 2016, 2016: 2707195. |
| [12] | Kai N, Oda S, Utsunomiya D, et al. Dual-region-of-interest bolus-tracking technique for coronary computed tomographic angiography on a 320-row scanner:reduction in the interpatient variability of arterial contrast enhancement[J]. British Journal of Radiology, 2018, 91(1081): 20170541. DOI:10.1259/bjr.20170541 |
| [13] | 董红建. 非肿瘤性大咯血介入栓塞术治疗后复发原因分析[J]. 现代仪器与医疗, 2018, 24(6): 44-46. Dong H J. Reasons for recurrence of non-neoplastic massive hemoptysis after interventional embolization[J]. Modern Instruments & Mediccal Treatment, 2018, 24(6): 44-46. |
| [14] | Shimohira M, Ohta K, Nagai K, et al. Bronchial arterial embolization using a gelatin sponge for hemoptysis from pulmonary aspergilloma:comparison with other pulmonary diseases[J]. Emergency Radiology, 2019, 26(5): 501-506. DOI:10.1007/s10140-019-01695-y |
