64排螺旋CT前瞻性心電門控掃描技術(shù)在先天性心臟病中的應(yīng)用研究

楊 毅 高寶林 劉晶哲*

成年人先天性心臟病(congenital heart disease，CHD)多數(shù)是由于患者在嬰幼兒期CHD癥狀不明顯、且患者當(dāng)?shù)蒯t(yī)療水平有限而未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和治療長大后形成的，其特點(diǎn)是病史比較長，通常均有12～15年以上的病史[1]。隨著患者的生長發(fā)育，其生理狀況愈來愈差，心臟功能已經(jīng)顯著降低，出現(xiàn)了肺動脈高壓、紫紺及心率失常等癥狀，迫使患者到醫(yī)院就醫(yī)[2-7]。

隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對CHD檢查手段也在不斷豐富，雖然超聲心動圖(echocardiography，ECG)和磁共振(magnetic resonance，MR)有著無輻射侵害的優(yōu)點(diǎn)，但多層螺旋CT(multislice spiral CT，MSCT)在心血管診斷中的應(yīng)用也愈來愈廣泛[8-10]。在既往的文獻(xiàn)中，多探索多排螺旋CT在嬰幼兒CHD掃描技術(shù)及參數(shù)設(shè)置，而在成年CHD患者掃描技術(shù)上的研究較少。為此，本研究擬探討64排螺旋CT采用前瞻性心電門控技術(shù)掃描成年CHD患者掃描參數(shù)的設(shè)定。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2014年2月至2017年2月在清華大學(xué)第一附屬醫(yī)院治療的18例CHD患者的資料并進(jìn)行回顧性分析，其中女性7例，男性11例；年齡為18～38歲。全部患者簽署知情同意書后進(jìn)行64排螺旋CT前瞻性心電門控掃描和多普勒超聲的檢查。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

(1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床和影像學(xué)診斷為CHD；②有心動超聲診斷；③無手術(shù)史；④年齡＞18歲以上。

(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在嚴(yán)重的肝腎疾病、惡性腫瘤等嚴(yán)重的系統(tǒng)性疾病；②明顯的意識混亂，精神疾病。

1.3 儀器與材料

采用Philips Brilliance 64 CT掃描機(jī)(荷蘭Philips公司)；Medrad stellant雙筒高壓注射器(美國Medrad公司)。對比劑為碘帕醇-370注射液(上海博萊科信誼藥業(yè)有限責(zé)任公司)；多普勒超聲儀(LOGIQ E9美國通用公司)。

1.4 檢查方法

(1)CT檢查。使用Philips Brilliance 64 CT掃描機(jī)進(jìn)行掃描檢查，掃描前與患者進(jìn)行良好的溝通，完成對患者的屏氣訓(xùn)練，患者取仰臥位平躺于掃描床正中，雙臂舉于頭上。掃描范圍起于主動脈弓上2～3 cm處，止于心臟下膈肌。對比劑選用碘帕醇-370(非離子型)，通過肘正中靜脈注射，流率為4 ml/s，注射70 ml對比劑后繼續(xù)注射20 ml生理鹽水，再繼續(xù)注射20 ml對比劑，再繼續(xù)跟蹤注射25 ml生理鹽水。

(2)掃描參數(shù)設(shè)置。CT掃描參數(shù)：掃描層厚0.625 mm，管球旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.4 s/圈，管電壓120 kV，管電流200 mAs；準(zhǔn)直器寬度為64×0.625 mm；矩陣為512；層厚為0.8 mm；層間距為0.4 mm；管球旋轉(zhuǎn)時(shí)間為0.4 s；采用前瞻性心電門控和對比劑智能跟蹤方式進(jìn)行掃描。感興趣位置選在與氣管分叉同等高度的降主動脈，閾值為130 HU。

(3)后處理。通過EBW后處理工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)的重建，通過容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)、多平面重建(multiplanar reformation，MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)以及曲面重建(curved planar reformation，CPR)等后處理方式，將整個(gè)心臟結(jié)構(gòu)和外周大血管顯示清楚。所有患者的影像報(bào)告經(jīng)副主任級醫(yī)師審閱后與超聲心動圖(echocardiography，ECG)結(jié)果相佐證。

2 結(jié)果

2.1 CT心臟各房室結(jié)構(gòu)影像表現(xiàn)

經(jīng)EBW后處理工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)的重建，所獲CT心臟右心房、右心室和左心房和左心室結(jié)構(gòu)影像清楚，與外周血管比鄰關(guān)系清晰，可清晰顯示室間隔缺損和主動脈騎跨(如圖1所示)。

圖1 心臟各房室結(jié)構(gòu)CT影像

2.2 心臟各房室CT值

CT掃描得到心臟左右心房、左右心室的影像，經(jīng)測量心臟各個(gè)房、室之間CT值存在差異。右房有對比劑混合不均的現(xiàn)象(如圖2所示)。但CT影像診斷結(jié)果與多普勒心動超聲相吻合。

圖2 心臟各房室CT值影像

3 討論

CHD的影像學(xué)數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)檢查是金標(biāo)準(zhǔn)，但隨著ECG和MR技術(shù)的進(jìn)步，DSA有創(chuàng)性的弱點(diǎn)隨之顯現(xiàn)出來。ECG對于心外畸形觀察不夠理想，MR檢查時(shí)間較長，有的患者患有幽閉恐懼癥，不適合做MR檢查，因此這兩項(xiàng)檢查存在不足之處。隨著多排螺旋CT技術(shù)的進(jìn)步，前瞻性心電門控掃描在冠狀動脈成像中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍[11]。但隨著CHD患者生長發(fā)育，心臟功能已經(jīng)降低，出現(xiàn)了高心率等多種癥狀。復(fù)雜CHD患者心臟的血液循環(huán)與常人有差異，不能夠簡單照搬冠狀動脈成像的技術(shù)參數(shù)。前瞻性心電門控掃描輻射劑量遠(yuǎn)小于后置心電門控掃描模式[12]。但其為軸掃，整體掃描時(shí)間要慢于后置心電門控掃描模式，這種情況增加了在相同對比劑用量情況下得到充盈狀態(tài)良好的心臟各房、室及外周大血管CT影像的難度。

理想狀態(tài)下，希望心臟各房、室及其周圍大血管掃描完畢時(shí)，都已經(jīng)有足夠濃度的對比劑進(jìn)入這些器官，并且這些器官內(nèi)CT值盡量相等，這樣得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過重組后，能更好的觀察疾病狀況，避免由于對比度濃度差異造成的偽影。為了達(dá)到這樣的要求，本研究將觸發(fā)點(diǎn)選擇在降主動脈，閾值為130 HU，保證心臟各房室及肺動脈均有對比劑進(jìn)入。在對比劑的用量上進(jìn)行設(shè)計(jì)。大劑量對比劑的使用，不但能得到有足夠濃度的CT增強(qiáng)影像。也極大降低了因心功能差異造成的掃描失敗。但CHD患者心功能減弱，短時(shí)間內(nèi)注入大劑量液體不可取，并且大劑量對比劑的使用也有可能引發(fā)造影劑相關(guān)性腎損害(contrast induced nephropathy，CIN)[13-15]。因此，本研究采取注入對比劑→鹽水→對比劑→鹽水的注入模式，其目的是控制對比劑的用量減少CIN發(fā)生的概率，延長注射時(shí)間，降低掃描難度。達(dá)到使心臟各房、室及外周血管在影像采取時(shí)都有一定濃度對比劑進(jìn)入，獲得滿意的圖像，以利于圖像的重組和診斷。

心臟CT血管造影(CT angiography，CTA)成像對于成年CHD患者了解其心臟形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及手術(shù)的可行性評估具有極高的價(jià)值[16]。然而，由于這些患者心臟功能已經(jīng)降低，尤其是復(fù)雜的CHD患者，如復(fù)雜的大動脈轉(zhuǎn)位和右心室雙出口、Ebstein畸形及肺動脈閉鎖等造成的心臟解剖結(jié)構(gòu)的改變，使得心臟血液循環(huán)的路徑和時(shí)間與心臟解剖結(jié)構(gòu)和心功能正常的患者有明顯區(qū)別，加大了在同一掃描時(shí)間段內(nèi)使心臟各房、室和心外大血管同時(shí)間段內(nèi)有較高濃度對比劑流過的難度。本研究對成年CHD患者的影像采集選用了前瞻性心電門控掃描，設(shè)定的掃描參數(shù)和對比劑注射速率，其目的是盡量避免硬化偽影的產(chǎn)生及心臟搏動帶來的移動偽影。在降低輻射劑量[14]的同時(shí)得到清晰的心臟各房、室及外周血管的影像。

本研究對成人CHD患者掃描參數(shù)的設(shè)定不足之處是在掃描時(shí)間內(nèi)造成上腔靜脈對比劑濃度太高，并且由于右房渦流的影響使得右房內(nèi)對比劑濃度不太均勻，對圖像造成了一定影響。CHD患者身體孱弱，體重和體征比實(shí)際年齡要低2～3歲。尤其是心臟結(jié)構(gòu)和心功能與常人有很大區(qū)別。因此，若要得到滿意的圖像，對比劑注入的速率、掃描時(shí)間的參數(shù)設(shè)定是關(guān)注的要點(diǎn)。

采用前置門控技術(shù)結(jié)合恰當(dāng)?shù)膾呙钑r(shí)間、對比劑注射速率等參數(shù)的設(shè)定對CHD患者的心臟及外圍血管進(jìn)行檢查，在減輕輻射損傷的同時(shí)也能夠得到較為清晰的影像，并有助于了解患者的心臟結(jié)構(gòu)及其外周血管的狀況以及患者手術(shù)計(jì)劃的評估和制定。

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