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V/Q mismatch probability problem

肺通氣 / 灌注掃描（Ventilation/Perfusion scan, V/Q scan）在判斷肺栓塞（Pulmonary embolism, PE）的核心任務，是透過生理功能的匹配度來推斷血管阻塞。

#bread-and-butter#cannot-miss#priority-high

核心任務

辨認 V/Q mismatch 的型態、大小與數量，結合 CXR 進行 Trinary probability stratification，判斷急性 PE 是否存在

判讀心法

確認 concurrent CXR baseline → 判斷 defect pattern（mismatch / matched / Stripe sign）→ 套用 PIOPED II 尺寸定義計分 → 輸出 Trinary report（PE present / absent / Nondiagnostic）

三大易踩雷

non-segmental artifact（Fissure sign、Cardiomegaly）誤認為 segmental PE

未對照 CXR，matched defect 被誤判為高機率 PE

忽略 Stripe sign，COPD 缺損誤報為 High probability PE

下肺葉 Triple match 低估為 very low probability，漏報 Intermediate

00Overview

肺通氣 / 灌注掃描（Ventilation/Perfusion scan, V/Q scan）在判斷肺栓塞（Pulmonary embolism, PE）的核心任務，是透過生理功能的匹配度來推斷血管阻塞。急診與臨床判讀的核心不只是找「哪裡沒有血流」，而是精確辨認 V/Q mismatch（灌注缺損但通氣正常） 的型態、大小與數量，並結合胸部 X 光（CXR）來進行機率分級（Probability problem）。

這個主題的學習架構是 defect characterization 與 probability stratification。你需要熟練掌握 PIOPED / Modified PIOPED II 的尺寸定義（Large > 75%, Moderate 25-75%, Small < 25%），並理解為何目前主流提倡 Trinary reporting（PE present, PE absent, Nondiagnostic）甚至進階到 SPECT/CT 的 Binary reporting。最容易出錯的地方有三個：第一，把非肺節分布（non-segmental）的 artifacts（如 fissure sign 或心臟擴大）誤認為 PE；第二，沒有仔細看 CXR 就判讀，導致把肺炎或肺塌陷的 matched defect 誤判為 PE；第三，忽略了 Stripe sign 的存在，把 COPD 或氣氣腫造成的缺損當成高機率的肺栓塞。

01Critical concepts

V/Q mismatch 是 PE 的絕對特徵：Segmental 或 subsegmental 的 perfusion (Q) defect 伴隨正常的 ventilation (V) 以及清晰無病灶的 CXR，是 PE 高度特異性的表現。血栓塞住血管，但不影響氣道。
缺損大小（Defect size）決定分數：在 Planar imaging 中，必須嚴格定義尺寸。Large 代表缺損 > 75% 的 segment；Moderate 代表 25-74%；Small 代表 < 25%。High probability 通常需要 $\ge$ 2 個 large mismatched defects（或 1 large + 2 moderate）。
正常掃描（Normal scan）具有極高的 NPV：如果 Perfusion scan 完全正常，臨床上幾乎可以 100% 排除致死性或顯著的急性 PE，此時甚至不需要加做 Ventilation scan。
CXR 是不可或缺的判讀基礎：沒有 concurrent CXR（最好在 24 小時內，且症狀無改變），V/Q scan 是無法判讀的。任何 Q defect 必須先與 CXR 對位，看是否有對應的 consolidation 或 opacity。
Stripe sign 是一個強烈的「排除 PE」訊號：如果在 Q defect 與肋膜（pleural surface）之間，還有一條保留血流的亮帶（stripe of preserved perfusion），這強烈暗示該缺損並非 PE（因為 PE 的缺損必定是 pleural-based、apex 朝向肺門）。
SPECT/CT 正在取代傳統 Planar 掃描：SPECT/CT 大幅減少了 nondiagnostic（indeterminate）的比例。EANM criteria 甚至簡化為：只要有 1 個 segmental 或 $\ge$ 2 個 subsegmental mismatched defects，即可判斷為 PE positive。
CTEPH 的診斷價值：對於 Chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH)，V/Q scan 的敏感度甚至高於 CTA，是黃金標準的 screening tool。95% 的 CTEPH 會有 $\ge$ 4 個 mismatched segmental defects。
Trinary reporting 取代複雜機率：為了避免臨床醫師對 "Intermediate probability" 感到困惑，現在強烈建議使用 Trinary 報告：PE present (High probability)、PE absent (Normal/Very low/Low)、以及 Nondiagnostic。

01正常 anatomy / 常用 modality

Key anatomy to anchor

Bronchopulmonary segments：右肺有 3 個 lobe（10 個 segments），左肺有 2 個 lobe（8-10 個 segments）。PE 的血流缺損必須嚴格遵循這些 segment 的解剖疆界。
Lower lobes vs Upper lobes：下肺葉接受較多的肺血流（gravity-dependent），因此 PE 絕大多數（> 70%）發生在 Lower lobes，且常為雙側性（bilateral）。
Pleural surface：肺節的底部貼著肋膜，尖端（apex）指向肺門（pulmonary hilum）。因此真正的 PE 造成的 Q defect，形狀必定是 wedge-shaped（楔形） 且 pleural-based。
Fissures (肋膜裂)：Major and minor fissures。積水卡在 fissure 內會造成周邊血流被推擠，形成非肺節性（non-segmental）的條狀缺損，不應與 PE 混淆。

Core modalities

Perfusion (Q) Scan：使用 Tc-99m macroaggregated albumin (MAA)。MAA 顆粒大小約 10-90 $\mu$m，靜脈注射後會卡在肺微血管（pulmonary arterioles > 2 mm）中。完全反映肺血流分布。
Ventilation (V) Scan：使用 Xe-133 gas（可做動態 wash-in/wash-out 造影）或 Tc-99m DTPA aerosol。用來確認氣道是否通暢。
Chest X-Ray (CXR)：必須在 V/Q scan 同時或極相近的時間內拍攝。用來確認 Q defect 是否有結構性肺實質病灶（如肺炎、積水、腫瘤）。
V/Q SPECT/CT：結合 3D 斷層 V/Q 影像與 low-dose CT。CT 直接取代了傳統 CXR 的角色，並能同時提供 alternative diagnoses（如找出隱藏的腫瘤或氣胸），大幅降低 indeterminate rate。

02常見 pattern 分類

Segmental V/Q Mismatch (Q > V defect)

Definition: 在 Perfusion scan 上看到 wedge-shaped、pleural-based 的 segmental 或 subsegmental 放射性缺血區，但在 Ventilation scan 上該區域通氣完全正常，且對應的 CXR 沒有實質病灶。
Why it matters: 這是急性肺栓塞（Acute PE）最具特異性的影像標記。當肺動脈分支被血栓物理性阻塞時，血流立刻中斷（Q 消失），但該區域的氣管與肺泡尚未受損（V 保留）。這是高機率（High probability）判定標準的基石。
Points toward: 強烈指向 Acute PE 或 CTEPH。只要累積滿足 $\ge$ 2 個 Large mismatched defects（或 1 個 Large + 2 個 Moderate），即可下達 PE present (High probability) 的結論。
Trap ⚠: 最危險的陷阱是將「非楔形、未延伸至肋膜」的缺損誤判為 PE。如果缺損是圓形的、在肺中央的，或者與肋膜之間有血流亮帶（Stripe sign），通常不是 PE，必須考慮其他血管炎、腫瘤壓迫或 artifacts。

Matched V/Q Defect (V = Q defect)

Definition: 在同一個解剖區域，Perfusion 與 Ventilation 同時出現缺損（V = Q），且通常在 CXR 上也能看到相對應的浸潤、實質化或塌陷病灶。
Why it matters: 這個 pattern 告訴你，血流減少是「次發性」的。當肺泡因為發炎或阻塞而缺氧時，人體會啟動 hypoxic pulmonary vasoconstriction（缺氧性肺血管收縮），把血流導向健康肺葉，導致 Q defect 伴隨 V defect。
Points toward: 指向 Parenchymal lung disease（如肺炎、肺腫瘤、COPD、氣喘、大面積肺塌陷）。這種 pattern 在評分上通常屬於 Low probability 或 PE absent。
Trap ⚠: 著名的「Triple Match」陷阱。當 V 缺損 = Q 缺損 = CXR 浸潤時，如果在 Upper or Middle lung zones，PE 機率極低（Very low probability）；但如果發生在 Lower lung zones，則大約有 15-30% 的機率真的是 PE 併發肺梗塞（Pulmonary infarction），此時應歸類為 Intermediate probability / Nondiagnostic，必須進一步做 CTA。

Reverse Mismatch (V defect > Q defect)

Definition: 通氣掃描（Ventilation）出現明顯缺損，但相對應區域的血流灌注（Perfusion）卻相對保留，或者受影響的程度遠小於通氣缺損的範圍。
Why it matters: 這代表氣道產生了初期的阻塞，但 hypoxic vasoconstriction 還沒有完全啟動或代償。這種 pattern 與血管內栓塞的機轉完全相反。
Points toward: 強烈指向 Airway disease，最常見於 Asthma 氣喘發作期、支氣管黏液栓塞（mucous plugging）、或是早期的 COPD。
Trap ⚠: 這種 pattern 本身不會被誤認為 PE，但大範圍的氣道疾病會讓整個 Q scan 變得斑駁（heterogeneous），使得尋找真正的 V/Q mismatch 變得極度困難，進而導致報告被迫打成 Nondiagnostic。

Stripe Sign / Non-segmental Defect

Definition: Stripe sign 是指在 Q defect 的外緣（靠近肋膜處）仍有一層細細的、保有放射性活性的正常血流帶。Non-segmental defect 則是不遵循肺節解剖構造的缺損，例如順著 fissure 走、或是心臟擴大推擠出的圓弧邊緣。
Why it matters: PE 的血栓是塞在動脈中，其供應的微血管床呈錐形放射至肋膜，因此真正的 PE 絕對不會在肋膜邊緣還有血流。看到 Stripe sign，等於直接把該區域從 PE 的名單中剔除。
Points toward: Stripe sign 指向 Emphysema (肺氣腫) 造成的局部血流破壞。Non-segmental defects 則指向 Cardiomegaly (心室肥大)、Pleural effusion (肋膜積水卡在葉間裂) 等機械性壓迫。
Trap ⚠: 把 Fissure sign 誤認為真正的 Subsegmental PE。肋膜積水沿著葉間裂積聚，會把兩側健康的肺組織推開，在 2D planar 上看似一個條狀的 Q defect。仔細對照 CXR 或使用 SPECT/CT 可以輕易破除此陷阱。

03Top common diagnoses

Acute pulmonary embolism (PE)：最核心的診斷，典型表現為 bilateral、lower lobe-predominant 的 multiple wedge-shaped V/Q mismatched defects。
Chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH)：慢性 PE 導致的肺高壓，V/Q scan 是首選篩檢工具，通常表現為多發性（$\ge$ 4 個）mismatched segmental defects，但無法單憑單次影像與 Acute PE 區分。
Parenchymal lung disease (Pneumonia / Atelectasis)：最常見的 matched defect 原因，CXR 上有明顯對應的 consolidation 或 opacity。
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) / Asthma：表現為 matched defects 或 reverse mismatches，且常帶有 Stripe sign。
Pleural effusion / Cardiomegaly：表現為 non-segmental defects 或 fissure signs，屬於 PE absent 的範疇。

04Cannot-miss diagnosis / emergency

Acute massive PE with hemodynamic instability

雖然這類病人通常直接做 CTA 或 Echo，但若因為腎衰竭推來做 V/Q，必須立即認出大範圍的 bilateral large mismatched defects，並立刻通知急診。

Chronic thromboembolic pulmonary hypertension (CTEPH)

這是唯一可以用手術（Pulmonary endarterectomy）治癒的嚴重肺高壓。若 V/Q scan 顯示大量 mismatch，即使 CTA 沒看到明顯 acute clot，也必須把 CTEPH 放進報告結語，建議轉介專科。

Complete absence of perfusion to one lung

如果一整側肺完全沒有血流，這通常不是 PE（單一血栓很難完美塞死整個主肺動脈而不致命）。這是一個 cannot-miss 的警訊，強烈暗示肺門腫瘤壓迫（bronchogenic carcinoma）、Fibrosing mediastinitis 或先天性肺動脈發育不全，需緊急安排 CT 找 mass。

05高頻 mimics 與 discriminators

Acute PE (Mismatched) vs COPD (Matched)

易混原因: 兩者都會在 Perfusion scan 上產生大大小小的 Q defects。如果患者只做了 perfusion-only scan（未做 V scan），嚴重的 COPD 會產生非常多 wedge-like 或不規則的血流缺損，看起來極像 PE。

Discriminator: 必須比較 Ventilation scan 與 Stripe sign。在 COPD，V defect 的範圍通常等同或大於 Q defect（Matched），且邊緣常可見 Stripe sign（因為肺氣腫破壞不規則，肋膜邊緣常有殘存微血管）。而在 PE，V scan 完全正常（Mismatched），且缺損直達肋膜。

Trap ⚠: 在老年人或有抽菸史的患者身上，為了省時間只開立 Perfusion-only scan。這會導致極高的偽陽性或 Nondiagnostic 報告。除非 CXR 完美清澈且無氣道病史，否則必須同時執行 V 與 Q。

Acute PE vs CTEPH (Chronic PE)

易混原因: 兩者在 V/Q scan 上的本質一模一樣，都是 V/Q mismatch。單憑一張急診掃描，無法分辨這顆血栓是昨天塞住的，還是半年前就卡在那裡。

Discriminator: 病史對比與 缺損數量。如果過去有 baseline V/Q，可以比對是否有「new」defects。此外，95% 的 CTEPH 患者會有 $\ge$ 4 個 mismatched segmental defects，且常伴隨 CXR 上的肺動脈擴大、右心室肥大徵象。最終需要 CTA 或 Right heart catheterization 來確認。

Trap ⚠: 看到 V/Q mismatch 就直接在報告寫 "Acute PE"，忽略了病患可能早有嚴重的慢性氣喘與心衰竭。較安全的寫法是 "High probability for PE (cannot exclude acute on chronic or CTEPH)"。

Subsegmental PE vs Fissure Sign / Artifacts

易混原因: 當 Q defect 很小（< 25% of a segment）時，它在 2D 平面上看起來就像是局部血流減少，容易與積液卡在葉間裂（Fissure sign）或周邊衰減假影混淆。

Discriminator: 缺損的幾何形狀與 SPECT/CT。真正的 PE 缺損必須是 wedge-shaped。Fissure sign 則是細長的，完全沿著 major/minor fissure 走向（例如從側位片看呈斜線）。SPECT/CT 可以直接提供斷層解剖，是分辨這兩者的終極殺器。

Trap ⚠: 把左下肺葉的內側缺損當作 PE。左下肺常因為 Cardiomegaly（心臟擴大）而產生 non-segmental 的 Q defect。如果沒有對照 CXR 或 CT，極易被過度判讀。

06Next step / protocol / appropriateness

所有懷疑 PE 但不適合 CTA（例如 eGFR 過低、對顯影劑嚴重過敏、年輕孕婦）的流程應按以下思路進行：

第一步（Baseline 確認）：必須取得最近（理想為 24 小時內）的 CXR。如果 CXR 滿佈 consolidation 或 ARDS 變化，V/Q scan 會非常難以判讀，這時反而應該重新評估是否直接做 CTA 或先做 leg Doppler。
報告分類策略（Trinary Reporting）：
- PE present (High probability)：找到 $\ge$ 2 large mismatches。下一步：直接開始抗凝血治療。
- PE absent (Normal / Low / Very low)：Normal 或只有 matched / non-segmental defects。下一步：排除 PE，尋找其他胸腔病因。
- Nondiagnostic (Intermediate)：無法歸類於上兩者（例如下肺葉 Triple match）。下一步：必須加做 CTA 或是 Bilateral lower extremity venous Doppler ultrasound 尋找 DVT 來作為替代證據。
孕婦的特殊 Protocol：V/Q scan 的輻射劑量低於 CTA（對胎兒影響極微），且無顯影劑風險，是孕婦且 CXR 正常時的首選（Preferred imaging tool）。常使用減劑量（1 mCi MAA）的 perfusion-only protocol，若 Q scan 正常即排除 PE；若有異常再考慮補做 Ventilation 或 CTA。
SPECT/CT 的介入：如果院內設備允許，強烈建議使用 V/Q SPECT/CT。根據 EANM 準則，只要有 1 個 segmental 或 $\ge$ 2 個 subsegmental mismatches，即可認定為陽性。

Reporting anchors 6 條

Perfusion scan demonstrates at least two large wedge-shaped, pleural-based mismatched segmental defects in the right lower and left lower lobes. Ventilation and concurrent CXR are normal in these regions.
Conclusion: High probability for pulmonary embolism (PE present).
Perfusion defects correspond exactly to the areas of consolidation seen on the concurrent CXR (Matched defects). There is no evidence of V/Q mismatch.
Conclusion: PE absent. Findings are consistent with parenchymal lung disease (e.g., pneumonia).
A solitary matched defect is noted in the right lower lobe with corresponding opacity on CXR (Triple match in lower zone).
Conclusion: Nondiagnostic for PE. Given the indeterminate nature, correlation with bilateral lower extremity Doppler ultrasound or CTA is recommended if clinical suspicion remains high.

07Pitfalls / normal variants

沒有 CXR 就直接發報告：V/Q 是一個「比較性」檢查。沒有 concurrent CXR，你無法分辨 Q defect 到底是 PE 還是 consolidation 造成的。這是最致命的 procedural error。
把 Stripe sign 誤認為 High probability：看到肋膜邊緣有殘存血流，必須立刻警覺這不是 PE 造成的典型楔形梗塞，而是 emphysema 或其他實質破壞。
單一肺葉完全無血流（Unilateral absent perfusion）：不要直接打 PE。這通常是 Extrinsic compression（如肺門大腫瘤壓迫肺動脈）、先天性發育異常、或是大血管炎（如 Takayasu arteritis），應建議 CT 釐清。
下肺葉的 Triple Match 被低估：上/中肺葉的 triple match 是 very low probability，但下肺葉的 triple match 是 intermediate probability（因為下肺葉 PE 常併發梗塞而出血實質化）。不可直接寫排除 PE，必須建議進階檢查。
對孕婦堅持完整 V/Q：對於年輕孕婦且 CXR 正常者，常常可以只做 low-dose Perfusion scan。如果 Q scan 完全正常，就已經 100% 排除 PE，不需要讓母體額外吸入通氣放射性氣體。
忽略 Fissure artifacts：在 Planar 影像上，把肋膜積水卡在 fissure 所造成的線條狀非肺節性缺血，過度解讀為 subsegmental PE。
False negative from partial occlusion：如果血栓只有部分阻塞（partially occluded vessel）或是 recanalized subacute clot，血流仍可通過，Q scan 可能看起來正常或僅有輕微不均勻。若臨床 Wells score 極高，不可因一次 normal 報告而掉以輕心。

One-page recall prompts

闔上分頁先回答這幾題 — 答不出來代表還沒讀懂。

在 V/Q scan 中，Large, Moderate, Small defect 的百分比定義分別為何？High probability 的計算門檻是什麼？
什麼是 V/Q mismatch？為什麼它對急性肺栓塞具有高度特異性？
什麼是 Stripe sign？看到它的時候，你在臨床判讀上應該立刻做什麼反射動作？
如果一個病人的左肺完全沒有 perfusion，但右肺正常，這最可能是 PE 還是其他問題？應該建議什麼 Next step？
針對孕婦懷疑 PE，且 CXR 正常，首選的放射線影像檢查是什麼？為什麼？
在 Trinary reporting 中，如果遇到「下肺葉的 Triple match」，報告應該歸類在哪一個層級？後續建議為何？

References 6 篇

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