低劑量寬體探測(cè)器CT一站式心臟成像評(píng)價(jià)復(fù)雜先天性心臟病嬰幼兒左心功能

曾 芳，薛蘊(yùn)菁，段 青，劉元芬，楊哲婷

(福建醫(yī)科大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院影像科，福建 福州 350001)

復(fù)雜性先天性心臟病(complex congenital heart disease， CCHD)不僅有復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)異常，血流動(dòng)力學(xué)方面更有極為復(fù)雜的異常，在不同程度上影響患兒心功能，甚至導(dǎo)致患兒心力衰竭而失去手術(shù)機(jī)會(huì)或死亡。早期準(zhǔn)確評(píng)估心功能、特別是左心功能，可為臨床選擇手術(shù)時(shí)期、手術(shù)方式及評(píng)估手術(shù)效果和預(yù)后提供重要的影像學(xué)依據(jù)和功能學(xué)信息[1]。寬體探測(cè)器CT(Revolution CT)具有16 cm的Z軸覆蓋范圍，球管旋轉(zhuǎn)速度可達(dá)0.28 s/rot，結(jié)合心臟運(yùn)動(dòng)糾正算法，在理論上可使圖像的時(shí)間分辨率提高到29 ms[2]，在任何心率或心律不齊的條件下，原則上僅需1個(gè)心動(dòng)周期即可完成全心成像，實(shí)現(xiàn)一站式心臟解剖結(jié)構(gòu)及心功能定量評(píng)估。目前Revolution CT在心臟的臨床應(yīng)用主要集中在冠狀動(dòng)脈成像方面[3-4]，而對(duì)心功能的研究較少[5]。本研究采用Revolution CT及二維超聲心動(dòng)圖(two dimensional echocardiogram， 2D-ECHO)評(píng)價(jià)CCHD患兒左心功能，探討Revolution CT一站式心臟成像評(píng)估CCHD患兒左心室功能的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2016年7月—2017年3月我院擬診為CCHD并接受CTA檢查的45例患兒，男22例，女23例，年齡7天～32個(gè)月(中位年齡6個(gè)月)，體質(zhì)量3.0～11.0 kg(中位體質(zhì)量6.0 kg)；心率100～120次/分15例，121～150次/分24例，>150次/分6例。排除對(duì)碘對(duì)比劑過(guò)敏及腎功能不全者。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患兒監(jiān)護(hù)人均知情同意。

1.2儀器與方法

1.2.1Revolution CT一站式心臟成像 采用GE Revolution 256層螺旋CT，對(duì)配合欠佳的患兒于檢查前給予水合氯醛口服(0.3～0.5 ml/kg體質(zhì)量，最多不超過(guò)10 ml)。使患兒仰臥，連接心電監(jiān)護(hù)。以雙筒高壓注射器經(jīng)外周靜脈注射非離子型碘對(duì)比劑(碘佛醇，320 mgI/ml)0.7～0.8 ml/kg體質(zhì)量，流率為每秒1/10對(duì)比劑總量，之后以同等流率注射0.6～0.7 ml/kg體質(zhì)量生理鹽水。掃描范圍自胸骨上切跡至心底。采用前瞻性心電門(mén)控技術(shù)于一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集，不移床，采集時(shí)相為5%～95%R-R間期。對(duì)體質(zhì)量<10 kg、10～20 kg和>20 kg的患兒，管電壓分別設(shè)置為70 kV、80 kV和100 kV。采用自動(dòng)毫安技術(shù)選擇管電流，根據(jù)體質(zhì)量于100～350 mA間自動(dòng)變化，噪聲指數(shù)為25。采用手動(dòng)bolus-tracking技術(shù)，以四腔心層面為監(jiān)測(cè)層面，CT值>150 HU時(shí)手動(dòng)觸發(fā)掃描。圖像重建層厚為0.625 mm，層間距0.625mm，重建間隔為10%(5%～95%)R-R間期。

將重建數(shù)據(jù)傳輸至GE AW 4.6工作站，啟動(dòng)CardiQ Function XPress軟件，獲得左心室功能各項(xiàng)指標(biāo)，包括左心室收縮末期容積(left ventricular end-systolic volume， LVESV)、左心室舒張末期容積(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)、左心室每搏輸出量(left ventricular stroke volume， LVSV)和左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)。

1.2.2心臟超聲檢查 采用GE Vivid 7及Vivid i彩色多普勒超聲心動(dòng)圖儀，MS4及S3矩陣探頭，頻率分別為2.0～4.0 MHz和1.5～3.4 MHz。取二尖瓣瓣尖腱索水平的M型心室波群，采集2D-ECHO數(shù)據(jù)，包括LVESV、LVEDV、LVSV和LVEF。

1.3輻射劑量 記錄容積CT劑量指數(shù)(volume CT dose index， CTDIvol)及劑量長(zhǎng)度乘積(dose-length product, DLP)，計(jì)算有效輻射劑量(effect dose, ED)，ED=DLP×k，其中k為小兒胸部特定轉(zhuǎn)換系數(shù)：年齡<4個(gè)月，k=0.039 mSv/(mGy·cm)；4個(gè)月～<1歲，k=0.026 mSv/(mGy·cm)；1～6歲，k=0.018 mSv/(mGy·cm)[6]。

1.4分組 由2名心外科醫(yī)師根據(jù)臨床表現(xiàn)和心血管解剖結(jié)構(gòu)異常程度將患兒分為高危組(n=26)和低危組(n=19)，有分歧時(shí)經(jīng)討論達(dá)成一致。高危組入組標(biāo)準(zhǔn)：①雙肺聞及濕啰音，胸部影像學(xué)提示肺部彌漫性炎癥，經(jīng)治療后癥狀及胸部影像學(xué)表現(xiàn)無(wú)好轉(zhuǎn)；②存在不同程度呼吸困難、喂養(yǎng)困難、氣促；③靜止性發(fā)紺、末梢冰涼、尿量減少或無(wú)尿；④先天性心臟病復(fù)雜程度較高，肺血減少型CCHD伴有肺動(dòng)脈發(fā)育不良，肺血增多型CCHD伴肺動(dòng)脈高壓。無(wú)以上表現(xiàn)者納入低危組。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行Shapiro-Wilk正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以±s表示，不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示。采用配對(duì)Wilcoxon秩和檢驗(yàn)比較Revolution CT與2D-ECHO所測(cè)左心室各功能指標(biāo)的差異；以Spearman相關(guān)性分析獲得2種檢查方法測(cè)量數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)，并繪制散點(diǎn)圖。以Mann-WhitneyU檢驗(yàn)分析高危組與低危組間左心功能指標(biāo)、年齡和體質(zhì)量的差異，以χ2檢驗(yàn)比較2組間性別差異，以獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較心率。采用二元Logistic回歸分析左心功能各指標(biāo)與患兒病情輕重程度之間的關(guān)系。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

45例 中，33例接受手術(shù)治療，共發(fā)現(xiàn)135處獨(dú)立的心血管異常；Revolution CT共顯示130處異常(圖1)，漏診4處卵圓孔未閉及1處房間隔膨出瘤，誤診1處主動(dòng)脈弓縮窄為主動(dòng)脈弓離斷，見(jiàn)表1。

2.1Revolution CT與2D-ECHO對(duì)比 Revolution CT所測(cè)LVESV、LVEDV及LVSV高于2D-ECHO，LVEF低于2D-ECHO，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，見(jiàn)表2。Revolution CT與2D-ECHO所測(cè)LVESV、LVEDV、LVSV及LVEF均呈正相關(guān)(r=0.800、0.830、0.871、0.708，P均<0.001，圖2)。

表1 Revolution CT心臟成像診斷結(jié)果與手術(shù)結(jié)果對(duì)照(例)

2.2高危組與低危組間左心功能指標(biāo)差異 高危組患兒26例，低危組患兒19例，2組間年齡、體質(zhì)量及心率差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，性別差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.302)，見(jiàn)表3；2組間LVESV、LVEDV及LVSV差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，LVEF差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.395)，見(jiàn)表4。

圖1 患兒女，1個(gè)月，心下型肺靜脈畸形引流 VR圖(A)、MIP(B)及融合圖(C)示左右肺靜脈(箭)穿過(guò)膈肌的食管裂孔而與門(mén)靜脈系統(tǒng)連接

檢查方法LVESV(ml)LVEDV(ml)LVSV(ml)LVEF(%)Revolution CT5.70(3.30,7.50)17.30(11.20,23.50)11.30(8.70,15.60)68.93(63.71,72.90)2D-ECHO4.16(2.63,5.70)12.60(8.70,20.58)9.40(5.72,13.90)72.61(65.27,75.78)Z值-4.318-3.510-2.4782.997P值<0.001<0.0010.0130.003

表3 高危組與低危組一般資料比較

表4 高危組與低危組Revolution CT測(cè)量左心功能指標(biāo)比較

圖2 CCHD患兒Revolution CT與2D-ECHO左心室心功能指標(biāo)測(cè)量值的散點(diǎn)圖 A.LVESV； B.LVEDV； C.LVSV； D.LVEF

對(duì)患兒年齡、體質(zhì)量和心率進(jìn)行校正后，Logistic回歸分析顯示LVESV、LVEDV及LVSV是高危CCHD的危險(xiǎn)因素(P均<0.05)，見(jiàn)表5。

2.3輻射劑量 本組患兒CTDIvol為0.71(0.65，0.88)mGy，DLP為9.89(8.41，12.24) mGy·cm，ED為0.30(0.26，0.35)mSv。

3 討論

臨床評(píng)價(jià)心功能以左心功能指標(biāo)為主，對(duì)CCHD患兒的病情、療效及預(yù)后評(píng)估具有重要意義[7]。影像學(xué)方法主要包括X線心血管造影、心臟超聲、核素心血管顯像、心臟MRI及心臟CT等。2D-ECHO是臨床評(píng)估左心室功能最常用的影像學(xué)方法，但其測(cè)量的準(zhǔn)確性與操作者經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)，且操作者自身及不同操作者間存在變異[8]，而聲窗條件不良也會(huì)降低超聲心動(dòng)圖的圖像質(zhì)量，影響超聲評(píng)定左心功能的準(zhǔn)確性。近年來(lái)，心臟CT技術(shù)不斷推陳出新，已可一站式全面評(píng)價(jià)患兒心臟解剖結(jié)構(gòu)及心功能異常；高時(shí)間分辨率、空間分辨率加上心電門(mén)控采集及強(qiáng)大的后處理技術(shù)，使CT技術(shù)已成為無(wú)創(chuàng)性心血管檢查最具潛力和價(jià)值的檢查方法之一[9]。

表5 Revolution CT左心功能各指標(biāo)測(cè)量值與病情輕重程度的Logistic回歸分析結(jié)果

本研究結(jié)果顯示，Revolution CT與2D-ECHO所測(cè)CCHD患兒左心功能各指標(biāo)均具有較高的相關(guān)性(r值為0.708～0.871)，但2種檢查方法所測(cè)左心功能各指標(biāo)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，Revolution CT測(cè)量的LVESV、LVEDV及LVSV值偏高、LVEF值偏低，與既往研究[10]結(jié)果一致。分析其原因：①計(jì)算左心室容積的數(shù)學(xué)模型不同，2D-ECHO采用面積長(zhǎng)度法，其準(zhǔn)確率與心臟幾何形態(tài)密切相關(guān)，Revolution CT則采用容積填充法，不受心腔形狀與大小的影響；②選擇時(shí)相不同，2D-ECHO主要通過(guò)捕捉二尖瓣關(guān)閉和開(kāi)放的時(shí)間點(diǎn)計(jì)算LVESV及LVEDV，Revolution CT則通過(guò)采集一個(gè)心動(dòng)周期全時(shí)相數(shù)據(jù)計(jì)算LVESV及LVEDV；③2D-ECHO測(cè)定左心室容積具有一定程度的操作者依賴性，重復(fù)性不佳，與無(wú)創(chuàng)性心功能影像學(xué)分析的“金標(biāo)準(zhǔn)”——心臟MRI比較， 2D-ECHO易低估左心室容積而高估LVEF[11]，其左心室功能各指標(biāo)測(cè)量值與心臟MRI測(cè)量值僅呈中等相關(guān)，而CT定量評(píng)估左心室功能與心臟MRI的相關(guān)性較高[12-13]。

左心功能評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括容積指標(biāo)(LVESV和LVEDV)及由其衍生的LVSV及LVEF。本研究比較高危組與低危組患兒左心功能，發(fā)現(xiàn)LVESV、LVEDV及LVSV對(duì)判斷病情嚴(yán)重程度具有一定指導(dǎo)意義。低危組患兒LVEDV大于高危組(P<0.05)，提示其代償能力優(yōu)于高危組患兒；LVSV是高危CCHD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，低危組LVSV高于高危組(P<0.05)，提示后者心肌收縮力差。

Revolution CT掃描速度快、曝光時(shí)間短，通過(guò)軸位掃描即可完成全心范圍檢查，從而減少X線輻射劑量。本組患兒的中位ED為0.30 mSv，低于既往研究[14]報(bào)道。本研究利用Revolution CT獲得了較為準(zhǔn)確的左心功能評(píng)估信息，同時(shí)還對(duì)心臟解剖結(jié)構(gòu)異常具有較高診斷效能，在135處心臟畸形中僅漏診4處卵圓孔未閉及1處房間隔膨出瘤，誤診1處主動(dòng)脈弓縮窄為主動(dòng)脈弓離斷。

綜上所述，Revolution CT一次掃描既能對(duì)CCHD取得良好的形態(tài)學(xué)診斷效能，又能較準(zhǔn)確地定量評(píng)價(jià)左心功能，實(shí)現(xiàn)解剖結(jié)構(gòu)與心功能測(cè)量的低劑量一站式成像，在CCHD術(shù)前評(píng)估、術(shù)式選擇和預(yù)后判斷方面具有重要價(jià)值。