嬰幼兒圓錐動脈干畸形并冠狀動脈異位起源MSCT診斷與手術復雜程度相關性分析

張秉權，劉永熙，鄧宇，曾慶思

先天性心臟病是小兒心臟疾病中最常見的一種類型，以超聲行先天性心臟病的篩查及用于診斷和手術指導。心臟超聲檢查對于常見的室間隔缺損、房間隔缺損等先天性心臟病診斷效能良好，但對復雜先心病伴隨的心臟周圍血管畸形顯示不佳。近年來心電門控磁共振成像在嬰幼兒先心病的研究增多，由于時間分辨率及空間分辨率低于MSCT，冠狀動脈成像一直無法廣泛推廣，尤其是心率高于成人的嬰幼兒患者。

隨著CT探測器性能的不斷提升，層出不窮的低劑量掃描序列大量涌現，心臟MSCT掃描的輻射劑量極大降低，輻射劑量已不再是限制兒童心臟CT檢查的缺點，使其在兒童心臟血管中的應用具有很大的優勢，對于復雜先心病周圍血管畸形的顯示優于超聲，尤其是冠狀動脈的顯示。

圓錐動脈干畸形是與圓錐動脈干異常發育相關的發紺型先天性心臟病，常見類型包括法洛四聯癥、完全型大動脈轉位、右室雙出口、肺動脈閉鎖、永存動脈干。現代胚胎學研究證實大動脈相關的先天性心臟畸形主要與胚胎早期的圓錐動脈干發育異常密切相關。冠狀動脈異位起源主要是胚胎發育過程中冠狀動脈向主動脈竇融合過程中誤差所致冠狀動脈起源于主動脈竇中的異常位置。圓錐動脈干畸形常合并冠狀動脈異位起源，術前詳細了解冠狀動脈冠起源及其走行是一個很重要的項目，詳細的影像學資料能為手術的選擇提供幫助[1]。張秉權等[2]對276例圓錐動脈干畸形的MSCT回顧性分析發現合并冠狀動脈異位起源的發生率達17%，冠狀動脈異位起源的類型以單支冠脈類型最多，高達48.94%。后續研究發現單支冠脈在主動脈與肺動脈間走行(Ⅱb型)最多，占51%[3]。本研究在之前的基礎上通過增加樣本量，得到各種類型圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源的構成比組間差異有統計學意義，結果與臨床更接近。此類型先心病大部分需要早期手術矯治，本研究對不同類型圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源進行統計，探討術前心臟MSCT分類對手術復雜程度的預測能力。

材料與方法

1.病例資料

本研究通過了醫院倫理委員會的審查。回顧性分析2014年10月-2019年10月在廣東省婦幼保健院經手術證實圓錐動脈干畸形患兒520例，其中法洛四聯癥(TOF)173例，完全性大動脈轉位(TGA)96例，肺動脈閉鎖(PA)134例，右室雙出口(DORV)95例，永存動脈干(PTA)23例。男335例，女185例，平均年齡13.5月，男女比約1.8：1，男稍多于女，可能與患兒家長是否選擇手術有關。所有患兒均于心臟MSCT成像后3d至2個月內行手術治療。

本組研究病例的納入標準：術前行128層螺旋CT心臟成像和經胸壁超聲心動圖(TTE)檢查診斷為圓錐動脈干畸形；所有患兒均經手術證實。

本組研究病例的排除標準：未能配合完成MSCT心臟成像;心律不齊或心率>180次/分。

2.檢查方法

所有患兒均使用德國Siemens Definition AS+128層CT行心血管成像。為安撫嬰幼兒，常規使用口服水合氯醛(50 mg/kg)并據需要另外靜脈注射咪達唑侖(0.1 mg/kg)。常規使用鉛皮護罩對患兒的晶狀體和性腺進行保護。取仰臥位掃描。均采用機器預設兒童心臟掃描模式(Cardiac childernheart ECG)，掃描范圍自胸廓入口至左膈下2 cm[4-7]。使用非離子型對比劑歐乃派克(300 mg I/mL)，劑量為1.0～2.0 mL/kg，用雙筒高壓注射器，注射流率0.5～2.0 mL/s，流率=對比劑總量/(掃描時間+8)，然后以相同流率追加1.0～2.0 mL/kg體重的生理鹽水。對比劑盡量從下肢注入，次選上肢注入。使用自動跟蹤手動觸發技術，將ROI放置在掃描野之外的空氣中，注射對比劑后5 s開始跟蹤監測，當心臟一側較濃顯影而另一側淺顯影時，手動觸發切入掃描，觸發后7 s開始正式掃描。掃描參數參考羅海營等[5,6,8-11]，采用低劑量前瞻性心電門控掃描技術，管電壓80～100 kV，結合西門子CareDose 4D綜合管電流調節技術，準直128×0.625 mm，轉速為0.3 s/r，層厚0.6 mm。因患兒心率高達每分鐘120～160次搏動，故采用收縮末期ECG同步掃描；相反，心率達到每分鐘100次搏動的患兒選擇舒張末期ECG同步掃描。收縮末期前瞻性心電門控采集時間窗為40% R-R間期，利用寬容度重建40%和50%時相，舒張末期采集時間窗為R-R間隔的80%[12,13]。

3.有效劑量(ED)換算及圖像質量

有效劑量(ED)換算使用容積CT劑量指數(CTDIvol)和劑量長度乘積(DLP)，根據ED=DLP×k公式計算ED(mSv)。k為兒童胸部檢查特定的轉換因子，<1歲為0.039 mSv/(mGy·cm)，1～2歲為0.026 mSv/(mGy·cm)[14,15]。范麗娟等[7]、Thomas等[14]的研究表明，在明顯降低輻射劑量(降低約74%)的同時獲得滿足診斷需要的圖像質量。

4.評價標準

冠狀動脈異位起源的MSCT分類參考蔡軍等[16]，包括單冠狀動脈(SCA)、對側冠狀動脈或無冠竇起源(OO)、冠狀動脈多發起源(MO)、冠狀動脈肺動脈起源(PO)、冠狀動脈高位起源(HO)5種類型。據圓錐動脈干畸形類型及是否合并冠狀動脈異位起源可使用多種術式進行治療如法洛四聯癥根治術、Rastelli手術、動脈調轉術(Switch手術)等；動脈調轉術普遍適用于大動脈轉位及右心室雙出口畸形，術中涉及冠狀動脈移植，移植成功與否決定手術成敗并影響患兒預后。冠狀動脈異位起源的單支冠脈類型在冠脈移植后容易出現狹窄導致心肌低灌注。所以把手術復雜程度按照是否涉及動脈調轉術以及是否伴有冠狀動脈異位起源尤其是單支冠脈類型，劃分為6個等級(表1)。

表1 手術復雜程度分級標準

5.圖像后處理

所有圖像重建層厚0.75 mm，層間隔0.5 mm，卷積核B26f，掃描后均將數據發送到SyngoMMWP工作站行分析后處理，圖像后處理包括多平面重組(MPR)、最大密度投影(MIP)和容積再現(VR)等方法重組。

6.統計學分析

采用SPSS 21及MedCalc 19.0.7軟件進行統計學分析，計數資料以個數及百分比%表示。對圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源的發生率、構成比采用行×列Pearson卡方檢驗進行比較。檢驗水準為P<0.05，差異有統計學意義。利用Logistic回歸建立預測模型，分析潛在指標預測手術復雜程度的價值。以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.不同類型圓錐動脈干畸形并冠狀動脈異位起源發生率的比較

嬰幼兒圓錐動脈干畸形共520例，合并冠狀動脈異位起源者91例，占比為17.5%，其中肺動脈閉鎖(PA)23例，大動脈轉位(TGA)27例，法洛四聯癥(TOF)11例，永存動脈干(PTA)9例，右室雙出口(DORV)21例，行Pearson卡方檢驗，卡方值31.057，相伴概率0.000，說明圓錐動脈干畸形類型與冠狀動脈異位起源發生率有關聯性。冠狀動脈異位起源發生率由高到低依次為PTA(39.13%)>TGA(28.12%)>DORV(22.10%)>PA(17.16%)>TOF(6.39%)(表2)。

表2 不同類型圓錐動脈干畸形合并冠脈異位起源發生率

2.不同類型冠狀動脈異位起源構成比的比較

本組圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源的類型中以單冠狀動脈(SCA)最多，占61.53%(圖1～3)，其次為對側冠狀動脈或無冠竇起源(OO)，占23.07%，冠狀動脈多發起源(MO)占9.89%，冠狀動脈高位起源(HO)為4.39%，冠狀動脈肺動脈起源(PO)最少，占1.09%。對不同類型圓錐動脈干畸形并冠狀動脈異位起源的構成比行R×C Pearson卡方檢驗，卡方值27.817，P=0.033，說明不同類型圓錐動脈干畸形的冠脈異位起源構成比不全相同即不同類型圓錐動脈干畸形與冠脈異位起源有關聯性(表3)。

表3 不同類型圓錐動脈干畸形合并冠脈異位起源構成比

圖1 男，9個月。大動脈轉位并單支冠狀動脈異位起源，單支冠脈走行于主動脈與肺動脈之間。a)橫斷面(箭)；b)冠狀面(箭)；c)下一層面冠狀面(箭)；d)矢狀面(箭)；e)斜矢狀面(箭)；f)VR(箭)。

3.回歸分析

潛在因素篩選:據前面發生率及構成比的數據分析，把圓錐動脈干畸形的完全型大動脈轉位、右心室雙出口以及冠狀動脈異位起源的單冠狀動脈(SCA)、對側冠狀動脈或無冠竇起源(OO)分別作為獨立變量引入回歸方程，使用逐步法進行Logistic回歸分析。

因素賦值:如前所述，圓錐動脈干畸形手術復雜程度與是否涉及動脈調轉術密切相關，故對手術復雜程度1～3等級進行賦值0，對手術復雜程度4-6等級進行賦值1。

Logistic回歸分析:以手術復雜程度為因變量，單因素Logistic回歸提示右心室雙出口、大動脈轉位、單冠狀動脈可能是手術復雜程度影響因素。多因素Logistic回歸進一步證實右心室雙出口、大動脈轉位是獨立影響因素。右心室雙出口、大動脈轉位、對側冠狀動脈或無冠竇起源聯合，對于手術復雜程度預測正確率95.38%，ROC曲線下面積(AUC)0.942，標準誤差0.012，95%的置信區間0.918～0.960，說明其聯合的預測效能良好(表4)。

表4 潛在因素Logistic回歸分析

4.統計學綜合分析

綜合發生率、構成比及Logistic回歸分析結果，本研究顯示當心臟MSCT診斷大動脈轉位或右心室雙出口畸形同時伴發單冠狀動脈或對側冠狀動脈異位起源，提示手術復雜程度將增加。

5.術前圓錐動脈畸形MSCT診斷與手術結果對比

本組91例經手術證實的圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源患兒，術前心臟MSCT均顯示了冠脈異位起源的類型，與手術結果相符，冠狀動脈異位起源的顯示率為100%。其中6例單冠脈畸形病例清晰顯示了開口，發出的左右冠脈分支顯示不清，包括2例右冠脈、3例左冠脈回旋支、1例左冠脈前降支，術前未能準確描述中遠段走行情況，原因是心率過快，6例患兒心率均在每分鐘160次搏動以上，最高達到了180次/分，左右冠脈或單支冠脈主要分支的顯示率為93.4%。

圖2 女，1d。右心室雙出口并單支冠狀動脈異位起源。a)橫斷面(箭)；b)MIP(箭)。 圖3 男，7d。右心室雙出口并單支冠狀動脈異位起源，單支冠脈分出左冠脈主干肺動脈后成襻走行。a)橫斷面(箭)；b)VR(箭)。AO-主動脈，PA-肺動脈

討 論

隨著CT掃描速度及探測器性能的不斷提高，與心電圖(ECG)同步數據采集融合的低劑量掃描序列廣泛應用，以及各廠家優化的低劑量綜合掃描方案不斷涌現，先心病患兒的低劑量MSCT心臟成像除了顯示房室缺損、大血管連接異常外，冠狀動脈解剖也得以清晰顯示，成為術前評估的重要手段之一，但是圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源的MSCT分類對于手術復雜程度預測分析鮮有報道。

圓錐動脈干畸形患兒絕大多數需要早期進行外科手術矯治，大動脈轉位術(Switch手術)是首選術式，尤其右心室雙出口、大動脈轉位。大動脈做調轉術雖效果較理想，但是術中冠狀動脈移植是手術成功的關鍵,不同類型的冠狀動脈畸形是術后早期和晚期死亡的危險因素之一，當冠狀動脈起源于單個冠竇或起源于對側冠竇，或者冠狀動脈走行于主動脈壁內的或僅有單根冠狀動脈時,手術風險明顯增加[17-19]。已有文獻報道單支冠脈或起源單個動脈竇的冠狀動脈是動脈轉換手術后早期死亡和晚期發病的獨立危險因素[20]。明確冠狀動脈解剖異常是否存在對于動脈轉位手術風險評估是必不可少的，因為冠狀動脈的完整移植而不發生扭結、扭轉和伸展是手術成功的先決條件[21,22]，雖目前冠狀動脈移植改良技術已有多種選擇，主要是針對高危變異，但是冠狀動脈異位起源仍被分類為高危模式，仍是冠狀動脈移植術中的棘手問題[23]。冠狀動脈移植時的損傷、扭曲、移植后受壓、移植后張力過大、畸形冠狀動脈等因素依然為遠期再手術和心肌缺血死亡的重要原因[24,25]。冠狀動脈異常分類方法有很多種，目前臨床上常用的有Yacoub標準及Leiden標準，Leiden標準[26]是目前臨床最常用的分類方法，重點對冠狀動脈的起源進行描述，便于大動脈轉位術的手術計劃制定。Nakamura等[27]分析大動脈轉位術后患兒死亡原因，發現引起患兒死亡的冠狀動脈解剖類型中以壁內冠狀動脈相關性最高，其次是單冠狀動脈，尤其是單支冠脈走行于大血管之間。張秉權等[3]回顧分析421例嬰幼兒圓錐動脈干畸形，發現主動脈與肺動脈間走行(Ⅱb)最多,占51%。單支冠脈是一種具有潛在性危險的冠狀動脈畸形，當異常血管走行于主動脈與肺動脈之間時，由于大血管的搏動導致異常血管出現擠牛奶效應，心肌的灌注會受到極大的影響。

基于以上研究，當矯治手術方案包含大動脈轉位術、圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源、冠狀動脈異位起源類型為單冠狀動脈等因素時，矯治手術復雜程度將增加。本研究對520例經手術矯治的嬰幼兒圓錐動脈干畸形心臟MSCT進行回顧性分析，發現圓錐動脈干畸形類型與冠狀動脈異位起源發生率有關聯性。91例合并冠狀動脈異位起源病例發生率由高到低依次為PTA(39.13%)>TGA(28.12%)>DORV(22.10%)>PA(17.16%)>TOF(6.39%)；不同類型圓錐動脈干畸形的冠脈異位起源構成比不全相同，說明不同類型圓錐動脈干畸形與冠脈異位起源有關聯性，以單冠狀動脈SCA類型最多，占61.53%；影響手術復雜程度的潛在因素包括右心室雙出口、大動脈轉位、單冠狀動脈SCA、對側冠狀動脈或無冠竇起源；右心室雙出口、大動脈轉位、對側冠狀動脈或無冠竇起源作為獨立因素影響手術復雜程度，其聯合的準確性高達95.38%，ROC曲線下面積(AUC)0.942。綜合統計學分析顯示右心室雙出口、大動脈轉位、單冠狀動脈、對側冠狀動脈異位起源是影響手術復雜程度的主要獨立因素，當右心室雙出口或大動脈轉位伴發單冠狀動脈或對側冠狀動脈異位起源可有效預測手術復雜程度增加。

綜上所述，圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源的MSCT診斷可有效預測手術復雜程度；當心臟MSCT診斷大動脈轉位或者右心室雙出口時，因涉及動脈調轉術而致手術復雜程度增加，如果合并單冠狀動脈或對側冠狀動脈異位起源，近端冠狀動脈的游離、松解難度增大致動脈調轉術中冠狀動脈移植失敗的風險增加，影響預后；術前必須明確圓錐動脈干畸形類型及伴發冠狀動脈異位起源的類型，詳細了解冠狀動脈起源及其近段走行狀態，降低冠狀動脈移植風險及改善預后。