Pre-pneumonectomy / split-lung function assessment

00Overview

核醫學在肺切除手術前評估（pre-pneumonectomy evaluation）的核心任務，絕對不是單純看哪邊血流多、哪邊血流少而已。真正的工作是結合患者基礎肺功能（baseline PFT），利用 quantitative lung perfusion scintigraphy（定量肺血流灌注掃描） 計算出 predicted postoperative (ppo) FEV1 與 ppoDLCO，來回答一個高風險的臨床問題：這個病人切除單側全肺或特定肺葉後，剩下的肺臟夠不夠讓他活下來，甚至脫離呼吸器？

這個主題的學習架構是 regional function quantification 與 physiological operability triage，而不是單看影像黑白。把「腫瘤阻塞效應 + 剩餘肺臟健康度 + 放射藥物分佈 + PFT 數據」綁在一起，因為這些複合訊號才是決定手術生死的關鍵——是可以直接開刀（low risk），還是需要升級做 Cardiopulmonary Exercise Testing (CPET)，甚至被判定為絕對禁忌。

最容易出錯的地方有三個：第一，只看通氣（ventilation）而不看灌注（perfusion），事實上 perfusion 數據更能準確預測術後功能，因為通氣掃描容易受到氣道阻力與氣體滯留（air trapping）干擾；第二，忽視 attenuation correction（衰減校正），只取 anterior 或 posterior 單一視角，導致前後徑厚度不同的肺臟被嚴重低估或高估；第三，在有 central mass 壓迫 pulmonary artery 的病人身上，高估了切除手術的生理損失，因為該患側的灌注可能早已經降到極低，切除它對整體 ppoFEV1 的打擊其實微乎其微。

01Critical concepts

• Tc-99m MAA perfusion scan 是計算 ppoFEV1 與 ppoDLCO 的絕對黃金標準（gold standard）。雖然理論上 V/Q 掃描皆可，但在定量計算上，單純使用 perfusion fraction（灌注比例）來預測術後功能的準確度與穩定性，遠高於 ventilation fraction，且臨床實證最為充分。
• ppoFEV1 與 ppoDLCO 的危險分層是鐵律：根據 ACCP/ERS 指南，若 ppoFEV1 與 ppoDLCO 均 > 60% 預測值，屬於 low risk，可直接手術；若落在 30%–60% 之間（intermediate risk），必須進一步做低階運動測試（stair climbing 或 shuttle walk）；若任一數值 < 30%（high risk），則強制需要進行 CPET 測量 VO2 max。
• VO2 max 是最終的生死線：當定量掃描算出來的 ppoFEV1 極低時，CPET 測得的 VO2 max 若 < 10 mL/kg/min 或 < 35% 預測值，通常被視為 major lung resection 的絕對禁忌症（absolute contraindication），因為這代表病人術後極度容易死於呼吸衰竭。
• Tumor auto-lobectomy / auto-pneumonectomy 效應：如果一顆 central tumor 完全阻塞了 main pulmonary artery，該側的 perfusion fraction 可能會降到 < 5%。這意味著切除這顆沒有血流的肺臟，對患者術後的 ppoFEV1 幾乎沒有負面影響（因為它本來就沒在交換氣體），這會讓原本基礎 FEV1 很差的病人，反而變成「可手術」的 candidate。
• Geometric mean（幾何平均數）的計算不可妥協：人體肺部是一個 3D 結構，若只看 anterior planar image，距離相機較遠的後側肺部血流會因為 soft tissue attenuation 而被低估。必須同時擷取 anterior 與 posterior counts，並計算 √(Anterior × Posterior)，才能得到精確的 relative function。
• SPECT/CT 正在取代傳統 Planar 掃描：雖然傳統 guideline 建立在 planar 影像上，但對於 lobectomy（肺葉切除） 而非全肺切除的病人，planar 影像重疊嚴重（尤其下葉與中葉），SPECT/CT 能精準切分各個 segment 的容積與計數，提供更為準確的 predicted postoperative function，減少不必要的手術排除。

01正常 anatomy / 常用 modality

Key anatomy to anchor

• Pulmonary arterial distribution：右肺通常佔整體灌注的 53–55%，左肺佔 45–47%。右肺有三葉（Upper, Middle, Lower），左肺有兩葉（Upper, Lower）。肺葉切除評估時，右肺常被劃分為 10 個 segments，左肺 8-9 個 segments。
• Vascular occlusion zones：中央型肺癌（如 squamous cell carcinoma）容易侵犯或壓迫 main 或 lobar pulmonary artery，導致遠端巨大範圍的 perfusion defect，其範圍通常遠大於 CXR/CT 看到的腫塊本身。
• Gravity-dependent gradient：在直立位（upright），肺部底端（bases）的血流是頂端（apices）的 3–5 倍。如果在坐姿注射 Tc-99m MAA，藥物會大量沉積在下肺葉，嚴重扭曲真實的血管床分布比例。

Core modalities

• Tc-99m MAA Perfusion Scintigraphy：注射 2–5 mCi 的 Tc-99m Macroaggregated Albumin（MAA）。顆粒大小約 10–90 μm，會造成微血管的 capillary blockade。因為是微血管栓塞，其分佈完美反映了注射當下的 regional pulmonary blood flow，是定量計算的基石。
• Ventilation Scintigraphy (Tc-99m DTPA / Xe-133)：做為輔助。對於氣喘或嚴重 COPD 且預計保留的側肺有不均勻通氣的患者，V/Q match/mismatch 資訊有助於判斷保留肺的真實氣體交換潛力，但 ppo 數值的定量計算仍以 MAA perfusion 為主。
• SPECT/CT (V/Q SPECT)：結合低劑量 CT 與 3D 斷層收訊，能利用 CT 定義各個肺葉（lobe）的邊界，精確計算出單一肺葉的 counts。在預測 lobectomy（而非全肺切除）的術後功能時，是目前最高階且準確的工具。

02常見 pattern 分類

03Top common diagnoses

• Central Bronchogenic Carcinoma：最常見的適應症，因腫瘤位置靠近肺門，常需進行 pneumonectomy，且患者常合併多年抽菸史與 COPD。
• Severe COPD / Emphysema with Lung Cancer：這類患者 baseline FEV1 或 DLCO 常 < 80% 預測值，處於 borderline，是使用定量掃描進行 risk stratification 的最大宗族群。
• Destroyed Lung (TB, Bronchiectasis)：慢性感染導致單側肺實質破壞，常需切除以避免反覆感染或大咳血，評估其殘餘功能是否足以支撐是必經流程。
• Lung Volume Reduction Surgery (LVRS)：利用 V/Q SPECT/CT 找出上葉 target zones（無灌注也無通氣的嚴重肺氣腫區），切除這些「死區」反而能改善下葉的彈性回縮與通氣。

04Cannot-miss diagnosis / emergency

05高頻 mimics 與 discriminators

06Next step / protocol / appropriateness

所有 pre-pneumonectomy 的評估應按以下階梯思路進行：

• 第一步（Baseline PFTs）：做傳統 spirometry 與 DLCO。如果 FEV1 > 80% predicted（或絕對值 > 2.0 L for pneumonectomy）且 DLCO > 80%，可直接判定為 safe candidate，通常不需要做核醫掃描。
• 第二步（Quantitative Perfusion Scan）：若 PFTs 不達標（處於 borderline），安排 Tc-99m MAA perfusion scan。計算患側與健側的 counts，套入公式：ppoFEV1 = Pre-op FEV1 × (1 - fraction of resected lung)。
• 第三步（Risk Stratification）：
  • ppoFEV1 與 ppoDLCO 均 > 60%：低風險，放行手術。
  • ppoFEV1 或 ppoDLCO 落於 30%–60%：中風險，需追加 low-technology exercise test（如爬樓梯測試 stair climbing test，能爬 > 22m 或 > 3 flights 為過關）。
  • ppoFEV1 或 ppoDLCO < 30%：極高風險，強制轉介做 CPET。
• 第四步（CPET / VO2 max）：若 VO2 max > 20 mL/kg/min，安全；若 < 10 mL/kg/min 或 < 35% predicted，絕對禁忌。落於 10-20 之間則需跨專科團隊綜合評估。

07Pitfalls / normal variants

• 只用 Anterior planar 影像做算數：這會導致靠近背側的下葉（lower lobes，容積較大）被軟組織衰減吃掉，算出來的比例嚴重失真。必須堅持使用 Geometric Mean 或是 SPECT 定量。
• 忽略 DLCO 的殺傷力：即使 ppoFEV1 及格，如果 ppoDLCO < 30%，病人術後死於 interstitial edema 或右心衰竭的機率極高。PFT 的 DLCO 數據與 perfusion scan 定量必須成對使用。
• 在氣喘發作或急性感染期做掃描：Hypoxic pulmonary vasoconstriction (HPV) 會讓有痰液阻塞或支氣管痙攣的區域 perfusion 暫時性下降。這會造成假性的 function loss，應在最理想的擴張劑治療後進行。
• Lobectomy 的定量使用 Planar ROI 的侷限：在 2D planar 上，右中葉與右下葉嚴重重疊。強行畫 3 個矩形 ROI（上中下）來推算 lobectomy 占比往往誤差極大，現代建議對 lobectomy 應改用 SPECT/CT 做體積與計數的 3D 融合計算。
• 看到胃有活性直接判定不能開刀：Free pertechnetate（游離 Tc-99m）跑到胃與甲狀腺，是藥品標籤不佳（radiochemical impurity），不是 R-to-L shunt，不要過度恐慌。
• 注射時在靜脈端回血過度（drawing back blood）：這會在針筒內形成微小血栓（clots），注射進去後會在肺部形成數個 focal, irregular "hot spots"（極高亮點），嚴重干擾區域定量的百分比準確度。