低劑量寬體探測器CT一站式心臟成像評價復雜先天性心臟病嬰幼兒左心功能

曾 芳，薛蘊菁，段 青，劉元芬，楊哲婷

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

復雜性先天性心臟病(complex congenital heart disease， CCHD)不僅有復雜的解剖結構異常，血流動力學方面更有極為復雜的異常，在不同程度上影響患兒心功能，甚至導致患兒心力衰竭而失去手術機會或死亡。早期準確評估心功能、特別是左心功能，可為臨床選擇手術時期、手術方式及評估手術效果和預后提供重要的影像學依據和功能學信息[1]。寬體探測器CT(Revolution CT)具有16 cm的Z軸覆蓋范圍，球管旋轉速度可達0.28 s/rot，結合心臟運動糾正算法，在理論上可使圖像的時間分辨率提高到29 ms[2]，在任何心率或心律不齊的條件下，原則上僅需1個心動周期即可完成全心成像，實現一站式心臟解剖結構及心功能定量評估。目前Revolution CT在心臟的臨床應用主要集中在冠狀動脈成像方面[3-4]，而對心功能的研究較少[5]。本研究采用Revolution CT及二維超聲心動圖(two dimensional echocardiogram， 2D-ECHO)評價CCHD患兒左心功能，探討Revolution CT一站式心臟成像評估CCHD患兒左心室功能的價值。

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個月(中位年齡6個月)，體質量3.0～11.0 kg(中位體質量6.0 kg)；心率100～120次/分15例，121～150次/分24例，>150次/分6例。排除對碘對比劑過敏及腎功能不全者。本研究經我院醫(yī)學倫理委員會批準，患兒監(jiān)護人均知情同意。

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體質量，最多不超過10 ml)。使患兒仰臥，連接心電監(jiān)護。以雙筒高壓注射器經外周靜脈注射非離子型碘對比劑(碘佛醇，320 mgI/ml)0.7～0.8 ml/kg體質量，流率為每秒1/10對比劑總量，之后以同等流率注射0.6～0.7 ml/kg體質量生理鹽水。掃描范圍自胸骨上切跡至心底。采用前瞻性心電門控技術于一個心動周期內完成數據采集，不移床，采集時相為5%～95%R-R間期。對體質量<10 kg、10～20 kg和>20 kg的患兒，管電壓分別設置為70 kV、80 kV和100 kV。采用自動毫安技術選擇管電流，根據體質量于100～350 mA間自動變化，噪聲指數為25。采用手動bolus-tracking技術，以四腔心層面為監(jiān)測層面，CT值>150 HU時手動觸發(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。

將重建數據傳輸至GE AW 4.6工作站，啟動CardiQ Function XPress軟件，獲得左心室功能各項指標，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)和左心室射血分數(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數據，包括LVESV、LVEDV、LVSV和LVEF。

1.3輻射劑量 記錄容積CT劑量指數(volume CT dose index， CTDIvol)及劑量長度乘積(dose-length product, DLP)，計算有效輻射劑量(effect dose, ED)，ED=DLP×k，其中k為小兒胸部特定轉換系數：年齡<4個月，k=0.039 mSv/(mGy·cm)；4個月～<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)師根據臨床表現和心血管解剖結構異常程度將患兒分為高危組(n=26)和低危組(n=19)，有分歧時經討論達成一致。高危組入組標準：①雙肺聞及濕啰音，胸部影像學提示肺部彌漫性炎癥，經治療后癥狀及胸部影像學表現無好轉；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、尿量減少或無尿；④先天性心臟病復雜程度較高，肺血減少型CCHD伴有肺動脈發(fā)育不良，肺血增多型CCHD伴肺動脈高壓。無以上表現者納入低危組。

1.5統計學分析 采用SPSS 19.0統計分析軟件。對計量資料進行Shapiro-Wilk正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布的數據以±s表示，不符合正態(tài)分布的數據以中位數(上下四分位數)表示。采用配對Wilcoxon秩和檢驗比較Revolution CT與2D-ECHO所測左心室各功能指標的差異；以Spearman相關性分析獲得2種檢查方法測量數據的相關系數，并繪制散點圖。以Mann-WhitneyU檢驗分析高危組與低危組間左心功能指標、年齡和體質量的差異，以χ2檢驗比較2組間性別差異，以獨立樣本t檢驗比較心率。采用二元Logistic回歸分析左心功能各指標與患兒病情輕重程度之間的關系。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

45例 中，33例接受手術治療，共發(fā)現135處獨立的心血管異常；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處主動脈弓縮窄為主動脈弓離斷，見表1。

2.1Revolution CT與2D-ECHO對比 Revolution CT所測LVESV、LVEDV及LVSV高于2D-ECHO，LVEF低于2D-ECHO，差異均有統計學意義(P均<0.05)，見表2。Revolution CT與2D-ECHO所測LVESV、LVEDV、LVSV及LVEF均呈正相關(r=0.800、0.830、0.871、0.708，P均<0.001，圖2)。

表1 Revolution CT心臟成像診斷結果與手術結果對照(例)

2.2高危組與低危組間左心功能指標差異 高危組患兒26例，低危組患兒19例，2組間年齡、體質量及心率差異均有統計學意義(P均<0.05)，性別差異無統計學意義(P=0.302)，見表3；2組間LVESV、LVEDV及LVSV差異均有統計學意義(P均<0.05)，LVEF差異無統計學意義(P=0.395)，見表4。

圖1 患兒女，1個月，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)穿過膈肌的食管裂孔而與門靜脈系統連接

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測量左心功能指標比較

圖2 CCHD患兒Revolution CT與2D-ECHO左心室心功能指標測量值的散點圖 A.LVESV； B.LVEDV； C.LVSV； D.LVEF

對患兒年齡、體質量和心率進行校正后，Logistic回歸分析顯示LVESV、LVEDV及LVSV是高危CCHD的危險因素(P均<0.05)，見表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

臨床評價心功能以左心功能指標為主，對CCHD患兒的病情、療效及預后評估具有重要意義[7]。影像學方法主要包括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是臨床評估左心室功能最常用的影像學方法，但其測量的準確性與操作者經驗密切相關，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降低超聲心動圖的圖像質量，影響超聲評定左心功能的準確性。近年來，心臟CT技術不斷推陳出新，已可一站式全面評價患兒心臟解剖結構及心功能異常；高時間分辨率、空間分辨率加上心電門控采集及強大的后處理技術，使CT技術已成為無創(chuàng)性心血管檢查最具潛力和價值的檢查方法之一[9]。

表5 Revolution CT左心功能各指標測量值與病情輕重程度的Logistic回歸分析結果

本研究結果顯示，Revolution CT與2D-ECHO所測CCHD患兒左心功能各指標均具有較高的相關性(r值為0.708～0.871)，但2種檢查方法所測左心功能各指標差異均有統計學意義(P均<0.05)，Revolution CT測量的LVESV、LVEDV及LVSV值偏高、LVEF值偏低，與既往研究[10]結果一致。分析其原因：①計算左心室容積的數學模型不同，2D-ECHO采用面積長度法，其準確率與心臟幾何形態(tài)密切相關，Revolution CT則采用容積填充法，不受心腔形狀與大小的影響；②選擇時相不同，2D-ECHO主要通過捕捉二尖瓣關閉和開放的時間點計算LVESV及LVEDV，Revolution CT則通過采集一個心動周期全時相數據計算LVESV及LVEDV；③2D-ECHO測定左心室容積具有一定程度的操作者依賴性，重復性不佳，與無創(chuàng)性心功能影像學分析的“金標準”——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測量值與心臟MRI測量值僅呈中等相關，而CT定量評估左心室功能與心臟MRI的相關性較高[12-13]。

左心功能評價指標主要包括容積指標(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LVESV、LVEDV及LVSV對判斷病情嚴重程度具有一定指導意義。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的獨立危險因素，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、曝光時間短，通過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]報道。本研究利用Revolution CT獲得了較為準確的左心功能評估信息，同時還對心臟解剖結構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處主動脈弓縮窄為主動脈弓離斷。

綜上所述，Revolution CT一次掃描既能對CCHD取得良好的形態(tài)學診斷效能，又能較準確地定量評價左心功能，實現解剖結構與心功能測量的低劑量一站式成像，在CCHD術前評估、術式選擇和預后判斷方面具有重要價值。