探討使用CT對比劑在肺循環動靜脈中峰值時間差值評價慢性心衰的可行性

楊洪兵，陳新月，石明國

第四軍醫大學西京醫院 放射科，陜西 西安 710032

探討使用CT對比劑在肺循環動靜脈中峰值時間差值評價慢性心衰的可行性

楊洪兵，陳新月，石明國

第四軍醫大學西京醫院 放射科，陜西 西安 710032

目的研究用CT TestBolus技術獲取CT對比劑在肺動、靜脈達峰時間的差值（△Tp），作為慢性心力衰竭客觀量化評價參數的可行性。方法回顧性搜集60例病人，分為正常組和實驗組。所有患者行TestBolus掃描，獲取的圖像在DynEva軟件中分析，得出CT對比劑強化值-時間曲線，測到每組△Tp值，并初步認定△Tp值≥7 s為異常。與超聲左室射血分數（LVEF）進行配對t檢驗統計學分析，評價各組差異，△Tp值和LVEF值的關系。結果實驗組的△Tp值、LVEF值比正常組顯著改變，兩組△Tp值、LVEF值具有統計學意義（P＜0.05）。在正常組中，△Tp值與LVEF值之間的差異無統計學意義（P＞0.05）。結論CT對比劑在肺循環中的峰值時間△Tp是評價慢性心力衰竭病人心血管系統循環狀態的良好指標，可用于評價慢性心力衰竭病情的嚴重程度。

CT對比劑；肺循環；TestBolus；循環時間；慢性心力衰竭

引言

心力衰竭是由于心肌梗死、心肌病、血流動力學負荷過重、炎癥等各種原因引起的心肌損傷、心肌重塑，最后導致心室泵血或充盈功能低下的綜合癥。臨床主要表現為呼吸困難、乏力和體液潴留。慢性心力衰竭（Chronic Heart Failure，CHF）是指持續存在的心力衰竭狀態，可以穩定、惡化或失代償[1]。心力衰竭的嚴重程度常以紐約心臟協會NYHA分級表示：Ⅰ級為日常活動無心衰癥狀，Ⅱ級為日常活動出現心衰癥狀（乏力、呼吸困難），Ⅲ級為低于日常活動出現心衰癥狀，Ⅳ級為在休息時出現心衰癥狀[2]。

常規的檢查方法有：① 心電圖：可發現既往心肌梗死、左室肥厚、廣泛心肌損害及心律失常信息；② 胸部X片：見心臟增大、肺淤血原有肺部疾病信息；③ 超聲心動圖：定量或定性房室內徑、心臟幾何形狀、室壁厚度、室壁運動以及心包、瓣膜和血管結構；定量瓣膜狹窄、關閉不全程度，測量左室射血分數（LVEF）、左室舒張末期和收縮末期容量（LVEDV，LVESV）；④ 心衰標志物：B型利鈉肽（BNP）及N末端B型利鈉肽原（NT-proBNP）是心力衰竭患者的血液標志物[3]。

在上述常規的檢查方法中，很少有研究通過CT的檢查方式對心力衰竭病人的心血管系統循環狀況進行報道[4]。本文將探討利用CT對比劑在肺動脈與肺靜脈達峰值的時間差△Tp值，作為評價慢性心衰客觀量化評價參數的可行性。

1 資料與方法

1.1 研究對象

在2016年3月～2017年2月期間從我院行CT對比劑檢查的病人中，回顧性地搜集60例參與者，在行CT對比劑檢查前后均進行心臟超聲檢查。慢性心力衰竭的實驗組利用心胸比率，即心影最大橫徑與胸廓最大橫徑作為分組條件[5]。具體如下：心胸比率＜0.55無心衰病史為正常組，≥0.55包含Ⅱ級或Ⅲ級慢性心衰病人為實驗組（圖1）。且兩組中均無影響肺循環的疾病，如肺動靜脈瘺、肺栓塞等病史。無心血管疾病的正常組30人，慢性心力衰竭實驗組30人。病例組成如下：① 正常組30例中，男性18人，女性12人，年齡34～65歲，平均年齡50歲；② 實驗組30例中，男性20人，女性10人，年齡32～62歲，平均年齡52歲。詢問實驗組病人及家屬近日活動情況，按照紐約心臟協會NYHA分級標準，Ⅱ級12人，Ⅲ級18人。

圖1 胸部定位圖像的心胸比

1.2 CT掃描方案及參數

采用SIEMENS SOMATOM Definition機器掃描，德國歐立奇高壓注射器注射對比劑。

（1）CT對比劑。使用高濃度350 mg/mL的碘含量，注入劑量為20 mL，注射流率為4 mL/s，注射完對比劑后，緊接著追加注射20 mL生理鹽水。統一使用18號留置針，從右肘靜脈注入。

（2）用儀器及軟件。使用SIEMENS SOMATOM Definition機器中TestBolus掃描模式，在Syngo工作站中添加DynEva軟件，得出相對應的ROI（Region of Interest）區域的CT對比劑CT值—時間曲線[6]。

（3）心胸比率的測量。選取的病例都將進行胸部定位相掃描，選擇測量軟件的距離功能，分別測出心影最大橫徑與胸廓最大橫徑，兩者之比，即為心胸比率。

（4）監測層面的選取。監測層面需要明確地顯示肺動脈和肺靜脈層面，在掃描的過程中，需要病人屏住呼吸進行配合，盡量保證不受呼吸運動偽影的影響。

（5）掃描參數。管電壓120 kV，有效管電流20 mAs，矩陣為512×512，層厚Slice為10 mm（Acq.1×10.0 mm），掃描時間為Quick 0.24 s，掃描間隔為0.66 s，循環監測次數為20次，重建函數Kernel為B31f medium smooth，Window為Mediastinum，啟動掃描的Delay Time均為4 s （正常組和實驗組）[7]。

1.3 圖像后處理及數據測量

在SIEMENS工作站Syngo Work中，使用DynEva軟件，對TestBolus所得的圖像進行分析，選擇合適的ROI：①每個層面所顯示的ROI必須在目標血管范圍內；② ROI的直徑范圍不小于目標血管管徑的30%；③ 由于肺靜脈直接匯入左心房，肺靜脈和左心房的強化峰值幾乎在同一時間，在ROI測量肺靜脈時，為了方便就直接設置在左心房層面；④ ROI區域內避免因為湍流而導致對比劑混合不均，若目標血管出現較大面積混合不均，可將ROI直徑降低至目標血管管徑的30%（圖2）。根據不同目標血管的ROI，生成相應的對比劑強化值—時間曲線，在最大強化值所對應的時間，即為峰值時間。肺靜脈的峰值時間標記為Tpv（Time of Pulmonary Vein），肺動脈峰值時間標記為Tpa （Time of Pulmonary Artery）分別測量正常組A組和實驗組B組的△Tp，△Tp=Tpv-Tpa，初步認定△Tp≥7 s時為異常，然后算出兩組的平均值（圖3）。

圖2 TestBolus 層面的選擇

圖3 △Tp值的測算

1.4 左室射血分數檢查

在選擇病例時，通過PACS系統查閱可獲取病人的檢查信息，其中就有心臟超聲所測得的左室射血分數（Left Ventricular Ejection Fraction，LVEF），時間以接近CT檢查為準。若沒有心臟超聲檢查，將不納入病例。在超聲診斷中，當LVEF＜50%，認為有異常[8]。

1.5 統計學分析

2 結果

2.1 兩組LVEF值的比較

正常組男性（18例）△Tp的平均值為（3.5±0.8）s，LVEF平均值為57%±3%，肺動脈和肺靜脈的CT峰值平 均 為（210.4±21.3）HU和（185.6±22.4）HU。 正 常組女性（12例）△Tp的平均值為（3.9±0.6）s，LVEF平均值為55%±3%，肺動脈和肺靜脈CT峰值平均為（200.4±28.4）HU和（177.3±28.2）HU。 實 驗 組 男 性（20例）△Tp的平均值為（9.2±2.1）s，LVEF平均值為44%±7%，肺動脈和肺靜脈CT峰值平均為（160.8±31.2）HU和（142.1±30.4）HU。實驗組女性（10例）△Tp的平均值為（8.8±2.1）s，LVEF平均值為45%±6%，肺動脈和肺靜脈CT峰值平均為（142.1±18.5）HU和（122.3±28.6）HU。

2.2 兩組△Tp值的比較

正常組，男性和女性的△Tp值、LVEF值，t檢驗結果分別為1.524和1.124，P＞0.05，無顯著性差異。實驗組的△Tp值、LVEF值比正常組顯著改變，兩組△Tp值、LVEF值具有統計學意義（P＜0.05）。

2.3 △Tp值與LVEF值對CHF心血管系統的循環狀態

△Tp值與LVEF值對CHF心血管系統的循環狀態的評價比價，按照△Tp≥7 s、LVEF＜50%為異常。在60例病人中，有3例△Tp值顯示異常，而LVEF值顯示正常；有2例△Tp值顯示正常，而LVEF值顯示異常（表1）。△Tp值對CHF循環狀況的評價的敏感性為93.33%（28/30），特異性為90.00%（27/30），異常預測值為90.32%（28/31），正常預測值為93.10%（27/29）。兩種檢測方法無顯著差異（P＞0.05）。

表1 △Tp值與LVEF值對CHF病人心血管系統的循環狀態的評價比較（例）

3 討論

3.1 肺循環的特點

心血管系統分為肺循環和體循環，血液在這兩個循環體系中都是等量輸入和輸出[9]。肺部血管越靠近肺門，管徑越大，向外周逐漸變小，因此肺循環的路徑短，循環時間快，通過測量肺靜脈和肺動脈的循環時間差值△Tp值，能直接客觀地反映整個心血管系統的循環狀態。

3.2 △Tp的定義及影響因素

在SIEMENS工作站Syngo Work中，使用DynEva軟件，對TestBolus所得的圖像進行分析，根據不同目標血管的ROI，生成相應的對比劑強化值—時間曲線，在最大強化值所對應的時間，即為峰值時間[10-11]。TestBolus掃描，使用少量對比劑，間隔相同時間的多次同層掃描，觀察對比劑在設置層面的血管充盈過程，間接反應循環狀態[12]。本研究總結經驗如下：

（1）當增加對比劑用量、保持注射流率不變時，目標血管的對比劑強化峰值增大，出現最大強化峰值時間延后，但△Tp值較對比劑參數未改變時并無明顯變化；當保持對比劑用量不變、增大注射流率時，目標血管的對比劑強化峰值輕微增加，出現最大強化峰值時間有所提前，但△Tp值較對比劑參數未改變時無明顯變化[13]。因此在行TestBolus掃描時，所注射的對比劑用量和流率，對△Tp值無明顯的影響，但會影響所獲得的圖像對比度，選擇合適的用量（20 mL）和流率（4 mL/s），能滿足測試的要求[14]。

（2）為了減少△Tp值的時間誤差，在掃描模式中選擇Quick 0.24 s，在循環時間中選擇0.66 s，每掃描一次的間隔為0.9 s，將時間誤差降至最低。

（3）在所有搜集的病例中，排除了肺栓塞[15]、肺動靜脈瘺[16]等影響肺循環的疾病，確保△Tp值測量的準確性。

（4）ROI的范圍選擇盡量避開因湍流導致對比劑混合不均的區域。

3.3 △Tp值對慢性心力衰竭的評價

正常組中分別對男性、女性病例的△Tp值和LVEF值進行了統計學檢驗，結果P＞0.05，無統計學意義，認為男性和女性間的△Tp值和LVEF值不存在顯著差異。在超聲診斷中，當左室射血分數LVEF＜50%，認為有異常，并沒有對男性和女性設定不同的閾值[17]。根據所測得實驗組的△Tp值，初步設定當△Tp值≥7 s時，認為有異常，并與LVEF值進行檢驗，結果顯示在敏感性、特異性、異常預測值和正常預測值都超過90%，最后的檢驗結果P＞0.05，認為兩種檢測方式沒有顯著的差異。說明△Tp值對CHF心血管系統的循環狀態的評價具有一定的參考價值。

3.4 △T的優勢和局限性

（1）△Tp值是基于TestBolus的掃描模式，所得圖像在DynEva中運用而產生的，而TestBolus測試循環時間的方法在對比劑檢查中是一種精準的檢查手段，運用十分普遍。在使用對比劑檢查時，采用這種掃描模式，都可以獲取△Tp值，方便、快捷。對于慢性心力衰竭的病人，心室泵血或充盈功能低下，血液循環變慢，在肺循環的時間相對變長，而△Tp值能直接、客觀地反映肺循環的快慢，進而反映整個心血管系統的循環狀態。

（2）對于慢性心力衰竭的病人，常規的檢查手段有心電圖、超聲、X線胸片和心衰標志物，有各自不同的評價標準，提供了有用的參考價值。CT對比劑測試肺循環的時間差作為一種評價方式，卻鮮有研究，作為一種直接、客觀的測量方式，有一定的參考價值和意義[18]。

（3）在心血管系統的循環狀況的檢查方法中，主要依據超聲測量LVEF，左室舒張末期和收縮末期容量[19]。△Tp值依據LVEF值作參考設定，有一定的準確性，而根據△Tp值來判斷循環系統有無異常及異常程度，提供一個新的評價方式。對于老年、運動員等影響血液循環變慢的因素不能明確地分辨，但可以提供反映循環狀態的參數，為臨床工作提供一定參考價值。

4 小結

在影像檢查中，超聲能直觀地評價CHF病人的心血管系統的循環狀態，△Tp值在行CT對比劑檢查時能直接獲取，對CHF檢查方法的一種新的嘗試，拓展檢查范圍。CT對比劑在肺循環中的峰值時間△Tp值是評價慢性心力衰竭病人心血管系統循環狀態的良好指標，可用于評價慢性心力衰竭病情的嚴重程度。但對非心衰因素導致心血管系統循環變慢的疾病的診斷價值，仍需進一步探討。

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Peak-Time Interval of CT Contrast Medium Between Pulmonary Artery and Vein:An Objective and Quantified Indicator for Chronic Heart Failure

YANG Hongbing, CHEN Xinyue, SHI Mingguo
Department of Radiology, Xijing Hospital, The Fourth Military Medical University, Xi’an Shaanxi 710032, China

ObjectiveTo study the feasibility of CT TestBolus in achieving of peak-time interval of CT contrast medium between pulmonary artery and vein as an objective indicator for chronic heart failure.MethodsWe retrospectively collected 60 patients, who need to clndergo CT scan with contrast medium. They were divided into two groups (control group with normal heart and test group with chronic heart failure). CT TestBolus was applied to both groups. Then the acquired attenuation time curve was analyzed by DynEva and the peak-time interval of contrast medium between pulmonary artery and vein (ΔTp) were calculated. The relationship between left ventricular ejection fraction (LVEF) of B ultrasonic and ΔTp was evaluated by using paired t tests.ResultsThe ΔTp and LVEF in the test group were significantly changed, and there were significant differences between the control group and the test group.ConclusionΔTp acquired by CT TestBolus is of great value in evaluation of chronic heart failure, which can be used in assessing of severity for chronic cardiac failure.

CT contrast media; pulmonary circulation; TestBolus; cycling time; chronic heart failure

R445

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.11.002

1674-1633(2017)11-0005-03

2017-02-16

2017-08-28

國家自然科學基金（81000648）。

石明國，教授，主要研究方向為醫學影像技術。

通訊作者郵箱：smg2002@163.com

本文編輯 王靜