多層螺旋CT評估左心室功能的應(yīng)用進(jìn)展

張建東 柏根基

多層螺旋CT評估左心室功能的應(yīng)用進(jìn)展

張建東 柏根基*

左心室功能評估對心臟疾病的診斷、風(fēng)險(xiǎn)分層、治療及預(yù)后分析具有重要意義。心臟CT血管成像（CCTA)作為一種無創(chuàng)性成像技術(shù)，目前在心臟疾病的診斷中發(fā)揮著越來越重要的作用，它既可評估冠狀動脈狹窄，也能獲取左心室容積和功能方面的信息。64層及以上的多層螺旋CT（MSCT)可一站式評價(jià)冠狀動脈和左心室功能，無需對比劑和輻射的重復(fù)暴露，心功能分析結(jié)果可重復(fù)性高，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

多層螺旋CT;左心室功能;左室容積;心肌質(zhì)量;室壁運(yùn)動

Int J Med Radiol，2015，38（5）：427-430

隨著多層螺旋CT（MSCT）技術(shù)的迅猛發(fā)展，其與血管內(nèi)超聲和傳統(tǒng)冠狀動脈造影相比，在評價(jià)冠狀動脈狹窄方面體現(xiàn)出了較高的敏感性和特異性[1]。然而單純解剖學(xué)評估冠狀動脈狹窄并不能充分預(yù)測心臟功能指標(biāo)的變化，以往心臟病病人常需借助超聲等影像檢查方法評估心功能。目前64層及以上的MSCT憑借良好的時(shí)間分辨力和空間分辨力，已成為一種新型有效的心血管無創(chuàng)檢查方法，通過一次掃描即可采集形態(tài)學(xué)與功能學(xué)數(shù)據(jù)，能夠快速對缺血性和非缺血性心臟疾病進(jìn)行綜合性評估[2]。就MSCT評估心功能的可行性、指標(biāo)、準(zhǔn)確性及臨床應(yīng)用作如下綜述。

1 MSCT心功能分析可行性

影像檢查在心功能評估中具有十分重要的作用，臨床常用的無創(chuàng)性檢查方法包括心臟MR成像（cardiac MRI，CMRI）、經(jīng)食管或經(jīng)胸超聲心動圖、SPECT心肌灌注顯像等。CMRI是無創(chuàng)評價(jià)心功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但CMRI檢查時(shí)間長，花費(fèi)高，同時(shí)受體內(nèi)金屬器械植入、幽閉恐懼癥等因素的制約。超聲檢查方便、費(fèi)用低，無損傷、無輻射，是臨床評估心功能最常用的方法，但易受操作者及聲窗影響。SPECT心肌灌注顯像可反映心肌缺血，但也有空間分辨力低、無法清晰顯示心內(nèi)膜結(jié)構(gòu)等缺點(diǎn)。

早期16層MSCT用于心功能分析受到時(shí)間分辨力低的制約，臨床開展受限。64層及以上的MSCT能在一次屏氣時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)心動周期的掃描，獲得大量高分辨力原始橫斷面數(shù)據(jù)，可在任何平面進(jìn)行影像重建和后處理而不引起影像失真，不僅可以清晰顯示冠狀動脈解剖學(xué)結(jié)構(gòu)和病變，還可對心功能進(jìn)行分析。左心室功能評估可運(yùn)用手工法、半自動法或自動法進(jìn)行，高端的后處理軟件通過自動描繪心動周期各期相左心室心內(nèi)、外膜的輪廓，并自動計(jì)算出反映左心室功能的一系列參數(shù)值，不僅節(jié)約了后處理的時(shí)間，其準(zhǔn)確性和可重復(fù)性也高于手工評估[3]。

2 MSCT心功能分析指標(biāo)

2.1 容積指標(biāo) 容積指標(biāo)包括收縮末期容積（end systolic volume,ESV）、舒張末期容積 （end diastolic volume,EDV）、射血分?jǐn)?shù)（ejection fraction,EF）等定量參數(shù)。

ESV、EDV反映心室容量，是評價(jià)左心腔大小和形態(tài)的基本指標(biāo)。臨床常用超聲和CMRI評估心室容積，若以超聲結(jié)果為參考，國內(nèi)外多個(gè)研究[4-6]發(fā)現(xiàn)CCTA和超聲有較好的相關(guān)性，但CCTA所測ESV、EDV值較超聲均稍高估。而若以 “金標(biāo)準(zhǔn)”CMRI為參考，CCTA與CMRI評估結(jié)果高度一致[7]。分析原因可能是根據(jù)超聲的計(jì)算原理把左心腔假設(shè)成橢圓形[5]，當(dāng)心臟體積增大或形態(tài)不規(guī)則時(shí)，測量結(jié)果可能出現(xiàn)誤差。

EF反映心臟輸出，是評價(jià)左心泵功能的最重要指標(biāo)，也是指導(dǎo)臨床治療方案選擇和評估預(yù)后的主要指標(biāo)。Asferg等[8]用大樣本對比分析CCTA、CMRI和超聲評估EF的準(zhǔn)確性，Meta分析顯示3種方法評估EF結(jié)果無明顯差異。與CMRI和超聲相比，64層及以上的MSCT在評估冠狀動脈的同時(shí)，能獲得準(zhǔn)確的EF參數(shù)值。

2.2 心肌質(zhì)量（myocardial mass,MM）和室壁厚度

MM和室壁厚度是反映左室肥厚和心室重構(gòu)的重要指標(biāo)。MM可根據(jù)心內(nèi)、外膜間的心肌容積乘以心肌密度計(jì)算求得，室壁厚度可通過測量舒張末期的室間隔厚度和左室后壁厚度獲得。

64層及以上的MSCT與CMRI具有相似的時(shí)間分辨力及相同的容積計(jì)算方法，兩者評估MM結(jié)果呈高度相關(guān)，Wai等[7]用雙源CT與MR對比評估左心室功能及MM，發(fā)現(xiàn)CCTA評估左心室MM與CMRI的相關(guān)度達(dá)到0.97。段等[5]用雙源CT測量室壁厚度與超聲比較，發(fā)現(xiàn)兩種方法也有較高的相關(guān)性。

MM變異性小，有研究[9]報(bào)道，MM參數(shù)值與冠狀動脈粥樣硬化和心肌缺血密切相關(guān)。CCTA評估MM和室壁厚度的準(zhǔn)確性高，可用于監(jiān)測由心肌缺血引起的心室重構(gòu)和早期左室肥厚。

2.3 室壁運(yùn)動 室壁運(yùn)動反映心臟的收縮和舒張功能，左室節(jié)段性室壁運(yùn)動對心肌缺血具有較高的敏感性和特異性[10]，CCTA運(yùn)用左室壁17節(jié)段法對室壁運(yùn)動定性和定量評估。定性評估是在CT電影模式下經(jīng)過心臟長、短軸及四腔心切面動態(tài)觀察各節(jié)段的室壁運(yùn)動情況，包括運(yùn)動正常、運(yùn)動減退、運(yùn)動消失和矛盾運(yùn)動。定量評估是根據(jù)17節(jié)段牛眼圖顯示的室壁運(yùn)動距離和室壁增厚率等參數(shù)來量化室壁運(yùn)動。

CCTA和超聲評估室壁運(yùn)動體現(xiàn)了良好的一致性，Salm等[11]用16層MSCT評估節(jié)段性室壁運(yùn)動功能和二維超聲的一致性為86%。64層及以上的MSCT由于時(shí)間、空間分辨力的大幅提高，大大減少了運(yùn)動偽影，改善了影像質(zhì)量，使其評估室壁運(yùn)動功能的準(zhǔn)確性明顯提高，有研究者[6]用320層MSCT評估左室節(jié)段性室壁運(yùn)動，與二維超聲的一致性達(dá)到96%。

由于節(jié)段性室壁運(yùn)動異常通常與相應(yīng)節(jié)段心肌缺血或心肌梗死有關(guān)，Zeb等[10]利用64層MSCT定性、定量評估節(jié)段性室壁運(yùn)動來預(yù)測心肌缺血，與SPECT心肌灌注比較，兩種方法預(yù)測心肌缺血均體現(xiàn)了較高的敏感性和特異性，但對有意義的狹窄（冠狀動脈狹窄＞50%）引起的心肌缺血，CCTA預(yù)測的準(zhǔn)確性高于SPECT。

3 MSCT左心室功能分析的臨床價(jià)值

3.1 評估冠心病和急性冠狀動脈綜合征（acute coronary syndrome,ACS） 冠心病是臨床的常見病，冠狀動脈內(nèi)斑塊形成使血流受阻，導(dǎo)致心肌缺血、缺氧。ACS則是由易損斑塊破裂引起的一組急性心肌缺血綜合征。在解剖學(xué)評估冠狀動脈方面，CCTA既能準(zhǔn)確評價(jià)冠狀動脈狹窄的部位、程度和范圍[1]，也能根據(jù)斑塊大小、密度、餐巾環(huán)征及點(diǎn)狀鈣化等特點(diǎn)對易損斑塊進(jìn)行定性評價(jià)[12]。對于臨床突發(fā)胸痛但早期心電圖及肌鈣蛋白等檢查結(jié)果為陰性的病人，可以考慮做CCTA檢查。如果發(fā)現(xiàn)易損斑塊，意味著病人為ACS的可能性明顯提高[13]。

在心功能分析方面，有研究顯示冠狀動脈中度狹窄時(shí)，MM指標(biāo)就出現(xiàn)增高，MM增高提示更多的心肌灌注需求和更高的急性心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)[5]。通過監(jiān)測MM有助于對冠心病進(jìn)行危險(xiǎn)分層，可指導(dǎo)臨床早期干預(yù)治療，以延緩甚至逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)，預(yù)防急性心血管事件的發(fā)生。另外，利用CCTA評估節(jié)段性室壁運(yùn)動異常有助于提高ACS診斷的準(zhǔn)確性，Bezerra等[14]研究結(jié)果顯示，對于急診胸痛疑似為ACS的病人，利用心肌灌注診斷ACS的特異度為62%，通過聯(lián)合評估心肌灌注和節(jié)段性室壁運(yùn)動，其特異度可提高至86%。

此外，冠狀動脈重度狹窄時(shí)，部分病人會出現(xiàn)心功能失代償表現(xiàn)，而最新研究[15]證實(shí)EF、EDV和ESV是預(yù)測心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)和死亡率的重要影響因子，因此準(zhǔn)確的心功能分析結(jié)果有助于評估冠心病的預(yù)后。CCTA可為臨床提供冠狀動脈解剖學(xué)和心臟功能學(xué)的綜合信息，可指導(dǎo)臨床選擇合適的治療方案，以改善左心功能，降低冠心病病人的死亡率。

3.2 評估心力衰竭 （heart failure,HF） HF是心臟的收縮或舒張功能發(fā)生障礙，無法提供足夠血流來滿足機(jī)體的需求，是有可能致死的一種疾病。HF病因諸多，如冠心病、原發(fā)性心肌病變或心臟瓣膜病變等。臨床常用超聲評估HF病人的心功能狀況，但超聲檢查結(jié)果易受聲窗等因素影響，另外由于HF病人不能長時(shí)間平臥，或經(jīng)過起搏器、除顫器、心臟再同步治療后，由于體內(nèi)有金屬器械，因此也不適合行CMRI檢查。在這種情況下用CCTA檢查，除了能獲得準(zhǔn)確的左心室大小、容積和功能評估的結(jié)果，更重要的是通過對冠狀動脈的評估，可排除由冠心病因素引起的心功能不全。

CCTA既可評估HF病人的心功能狀況，對于部分經(jīng)過左室輔助裝置治療后的HF病人，評估流入和流出套管的位置和角度，套管內(nèi)血栓、積液等，也能發(fā)現(xiàn)左室輔助裝置功能紊亂及裝置相關(guān)的并發(fā)癥。有研究采用64層MSCT對14例經(jīng)過左室輔助裝置治療的HF病人進(jìn)行回顧性門控掃描，共發(fā)現(xiàn)8例套管異常，其中6例根據(jù)CT表現(xiàn)進(jìn)行了輔助裝置更換或心臟移植治療[16]。

除了左室輔助裝置，新型的降落傘心室隔離器械也被用于治療心肌受損所致的HF。通過將隔離器植入左心室以隔離受損心肌，將無功能的心臟部分與健康的、有功能的部分隔離開來，從而縮小左心室的總?cè)莘e，恢復(fù)其形態(tài)和功能。但隔離器對左心腔內(nèi)徑的要求嚴(yán)格，內(nèi)徑過大或過小都不適宜植入，研究認(rèn)為目前只有利用MSCT能獲得整個(gè)心動周期左心腔的動態(tài)三維測量結(jié)果，從而確保隔離器的安全植入[17]。

4 MSCT面臨的挑戰(zhàn)

4.1 輻射 與MRI、超聲相比，CT有輻射，盡管進(jìn)行心功能分析無需重復(fù)掃描，但需包括心臟收縮和舒張末期的多期相數(shù)據(jù)，掃描窗寬的增大意味著更多的輻射暴露和更高的潛在患癌風(fēng)險(xiǎn)[18]。若采用常規(guī)掃描方法，在整個(gè)心動周期內(nèi)連續(xù)全電流曝光，盡管可重建出心動周期任何時(shí)相的數(shù)據(jù)來進(jìn)行心功能分析，但輻射劑量較大，而應(yīng)用管電流調(diào)控技術(shù)、低管電壓、迭代重建等方法能大幅度減低輻射劑量。Lim等[4]應(yīng)用管電流調(diào)控技術(shù)，在50%～80%的 R-R間期進(jìn)行全電流觸發(fā)掃描以評估冠狀動脈，其余期相采用4%的全電流掃描以進(jìn)行心功能分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)冠狀動脈顯示清晰，心功能分析也能順利進(jìn)行，但平均輻射劑量僅為（3．99±1．85）mSv。

4.2 對比劑和心率 CT心功能分析需注射對比劑，有碘過敏者是檢查禁忌證，對比劑也有潛在腎功能損害風(fēng)險(xiǎn)，因此對于有基礎(chǔ)腎病、糖尿病及心力衰竭的病人應(yīng)慎用。另外，高心率者檢查時(shí)常需服用β-受體阻滯劑等降心率藥物以提高影像質(zhì)量，但服用β-受體阻滯劑等藥物會影響心功能評估的準(zhǔn)確性。如今高端的MSCT，如雙源CT、320層或640層MSCT等已較少受心率快慢的影響[19]，對高心率者檢查同樣能獲得滿意的影像。

5 小結(jié)

MSCT檢查冠狀動脈的同時(shí)進(jìn)行左心室功能分析，無需額外對比劑和輻射暴露，且利用多種低劑量技術(shù)能顯著降低輻射劑量，符合“合理使用低劑量”（as low as reasonably achievable，ALARA）原則[18]。盡管使用的是多種低劑量技術(shù)，但由于左心腔和心肌間良好的對比度差異，心內(nèi)、外膜結(jié)構(gòu)在心臟收縮和舒張末期均能較清晰顯示，心功能分析亦能順利進(jìn)行，且結(jié)果準(zhǔn)確可靠、可重復(fù)性高，對冠心病、ACS及心力衰竭等病人的心功能評估有較高的臨床意義。

CCTA是一種有效的心功能分析方法，特別是當(dāng)病人有CMR檢查禁忌證或利用超聲不能獲得滿意結(jié)果時(shí)，可利用MSCT一站式獲得準(zhǔn)確的心臟解剖學(xué)和功能信息。然而如果僅僅為了評價(jià)心功能而行CT檢查是不合理的，CT心功能分析應(yīng)在評價(jià)冠狀動脈的基礎(chǔ)上進(jìn)行，為冠心病的診斷、風(fēng)險(xiǎn)分層、治療和預(yù)后提供增量信息。近幾年，MSCT也被用于心肌灌注成像，它能從微循環(huán)水平評估心肌缺血，可用于發(fā)現(xiàn)有血流動力學(xué)意義的冠狀動脈狹窄[20]，也有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。綜合冠狀動脈解剖形態(tài)、心功能和心肌灌注這三方面的信息能為冠心病做出全面的診斷，因此三者的聯(lián)合應(yīng)用或許是未來發(fā)展方向，而如何最大限度地降低輻射劑量還有待進(jìn)一步研究。

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（收稿2015-05-18）

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Progress of assessment of left ventricular function with multi-slice CT

ZHANG Jiandong,BO Genji.
Department of Medical Imaging,Huai'an First People's Hospital,Affiliated to Nanjing Medical University,Huai'an 223300,China

The assessment of left ventricular function plays an important role in the diagnosis,risk stratification, treatment and prognostic analysis of cardiac disease.As a noninvasive imaging technique,cardiac computed tomographic angiography（CCTA）plays an important role not only in the assessment of coronary artery stenosis,but also in obtaining information about left ventricular volume and function.Sixty four or more multi-slice CT（MSCT）can provide one-stop evaluation of coronary artery and left ventricular function with high reproducibility,less contrast usage and reduced radiation exposure.The CCTA has high clinical value.

Multi-slice CT;Left ventricular function;Left ventricular volume;Myocardial mass;Ventricular wall motion

10.3874/j.issn.1674-1897.2015.05.Z0503

南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院影像科，淮安223300

柏根基，E-mail：hybgj0451@163.com

*審校者