多层螺旋CT评估左心室功能的应用进展

张建东 柏根基

多层螺旋CT评估左心室功能的应用进展

张建东 柏根基*

左心室功能评估对心脏疾病的诊断、风险分层、治疗及预后分析具有重要意义。心脏CT血管成像（CCTA)作为一种无创性成像技术，目前在心脏疾病的诊断中发挥着越来越重要的作用，它既可评估冠状动脉狭窄，也能获取左心室容积和功能方面的信息。64层及以上的多层螺旋CT（MSCT)可一站式评价冠状动脉和左心室功能，无需对比剂和辐射的重复暴露，心功能分析结果可重复性高，具有较高的临床应用价值。

多层螺旋CT;左心室功能;左室容积;心肌质量;室壁运动

Int J Med Radiol，2015，38（5）：427-430

随着多层螺旋CT（MSCT）技术的迅猛发展，其与血管内超声和传统冠状动脉造影相比，在评价冠状动脉狭窄方面体现出了较高的敏感性和特异性[1]。然而单纯解剖学评估冠状动脉狭窄并不能充分预测心脏功能指标的变化，以往心脏病病人常需借助超声等影像检查方法评估心功能。目前64层及以上的MSCT凭借良好的时间分辨力和空间分辨力，已成为一种新型有效的心血管无创检查方法，通过一次扫描即可采集形态学与功能学数据，能够快速对缺血性和非缺血性心脏疾病进行综合性评估[2]。就MSCT评估心功能的可行性、指标、准确性及临床应用作如下综述。

1 MSCT心功能分析可行性

影像检查在心功能评估中具有十分重要的作用，临床常用的无创性检查方法包括心脏MR成像（cardiac MRI，CMRI）、经食管或经胸超声心动图、SPECT心肌灌注显像等。CMRI是无创评价心功能的“金标准”，但CMRI检查时间长，花费高，同时受体内金属器械植入、幽闭恐惧症等因素的制约。超声检查方便、费用低，无损伤、无辐射，是临床评估心功能最常用的方法，但易受操作者及声窗影响。SPECT心肌灌注显像可反映心肌缺血，但也有空间分辨力低、无法清晰显示心内膜结构等缺点。

早期16层MSCT用于心功能分析受到时间分辨力低的制约，临床开展受限。64层及以上的MSCT能在一次屏气时间内完成整个心动周期的扫描，获得大量高分辨力原始横断面数据，可在任何平面进行影像重建和后处理而不引起影像失真，不仅可以清晰显示冠状动脉解剖学结构和病变，还可对心功能进行分析。左心室功能评估可运用手工法、半自动法或自动法进行，高端的后处理软件通过自动描绘心动周期各期相左心室心内、外膜的轮廓，并自动计算出反映左心室功能的一系列参数值，不仅节约了后处理的时间，其准确性和可重复性也高于手工评估[3]。

2 MSCT心功能分析指标

2.1 容积指标 容积指标包括收缩末期容积（end systolic volume,ESV）、舒张末期容积 （end diastolic volume,EDV）、射血分数（ejection fraction,EF）等定量参数。

ESV、EDV反映心室容量，是评价左心腔大小和形态的基本指标。临床常用超声和CMRI评估心室容积，若以超声结果为参考，国内外多个研究[4-6]发现CCTA和超声有较好的相关性，但CCTA所测ESV、EDV值较超声均稍高估。而若以 “金标准”CMRI为参考，CCTA与CMRI评估结果高度一致[7]。分析原因可能是根据超声的计算原理把左心腔假设成椭圆形[5]，当心脏体积增大或形态不规则时，测量结果可能出现误差。

EF反映心脏输出，是评价左心泵功能的最重要指标，也是指导临床治疗方案选择和评估预后的主要指标。Asferg等[8]用大样本对比分析CCTA、CMRI和超声评估EF的准确性，Meta分析显示3种方法评估EF结果无明显差异。与CMRI和超声相比，64层及以上的MSCT在评估冠状动脉的同时，能获得准确的EF参数值。

2.2 心肌质量（myocardial mass,MM）和室壁厚度

MM和室壁厚度是反映左室肥厚和心室重构的重要指标。MM可根据心内、外膜间的心肌容积乘以心肌密度计算求得，室壁厚度可通过测量舒张末期的室间隔厚度和左室后壁厚度获得。

64层及以上的MSCT与CMRI具有相似的时间分辨力及相同的容积计算方法，两者评估MM结果呈高度相关，Wai等[7]用双源CT与MR对比评估左心室功能及MM，发现CCTA评估左心室MM与CMRI的相关度达到0.97。段等[5]用双源CT测量室壁厚度与超声比较，发现两种方法也有较高的相关性。

MM变异性小，有研究[9]报道，MM参数值与冠状动脉粥样硬化和心肌缺血密切相关。CCTA评估MM和室壁厚度的准确性高，可用于监测由心肌缺血引起的心室重构和早期左室肥厚。

2.3 室壁运动 室壁运动反映心脏的收缩和舒张功能，左室节段性室壁运动对心肌缺血具有较高的敏感性和特异性[10]，CCTA运用左室壁17节段法对室壁运动定性和定量评估。定性评估是在CT电影模式下经过心脏长、短轴及四腔心切面动态观察各节段的室壁运动情况，包括运动正常、运动减退、运动消失和矛盾运动。定量评估是根据17节段牛眼图显示的室壁运动距离和室壁增厚率等参数来量化室壁运动。

CCTA和超声评估室壁运动体现了良好的一致性，Salm等[11]用16层MSCT评估节段性室壁运动功能和二维超声的一致性为86%。64层及以上的MSCT由于时间、空间分辨力的大幅提高，大大减少了运动伪影，改善了影像质量，使其评估室壁运动功能的准确性明显提高，有研究者[6]用320层MSCT评估左室节段性室壁运动，与二维超声的一致性达到96%。

由于节段性室壁运动异常通常与相应节段心肌缺血或心肌梗死有关，Zeb等[10]利用64层MSCT定性、定量评估节段性室壁运动来预测心肌缺血，与SPECT心肌灌注比较，两种方法预测心肌缺血均体现了较高的敏感性和特异性，但对有意义的狭窄（冠状动脉狭窄＞50%）引起的心肌缺血，CCTA预测的准确性高于SPECT。

3 MSCT左心室功能分析的临床价值

3.1 评估冠心病和急性冠状动脉综合征（acute coronary syndrome,ACS） 冠心病是临床的常见病，冠状动脉内斑块形成使血流受阻，导致心肌缺血、缺氧。ACS则是由易损斑块破裂引起的一组急性心肌缺血综合征。在解剖学评估冠状动脉方面，CCTA既能准确评价冠状动脉狭窄的部位、程度和范围[1]，也能根据斑块大小、密度、餐巾环征及点状钙化等特点对易损斑块进行定性评价[12]。对于临床突发胸痛但早期心电图及肌钙蛋白等检查结果为阴性的病人，可以考虑做CCTA检查。如果发现易损斑块，意味着病人为ACS的可能性明显提高[13]。

在心功能分析方面，有研究显示冠状动脉中度狭窄时，MM指标就出现增高，MM增高提示更多的心肌灌注需求和更高的急性心肌梗死风险[5]。通过监测MM有助于对冠心病进行危险分层，可指导临床早期干预治疗，以延缓甚至逆转心室重构，预防急性心血管事件的发生。另外，利用CCTA评估节段性室壁运动异常有助于提高ACS诊断的准确性，Bezerra等[14]研究结果显示，对于急诊胸痛疑似为ACS的病人，利用心肌灌注诊断ACS的特异度为62%，通过联合评估心肌灌注和节段性室壁运动，其特异度可提高至86%。

此外，冠状动脉重度狭窄时，部分病人会出现心功能失代偿表现，而最新研究[15]证实EF、EDV和ESV是预测心血管疾病风险和死亡率的重要影响因子，因此准确的心功能分析结果有助于评估冠心病的预后。CCTA可为临床提供冠状动脉解剖学和心脏功能学的综合信息，可指导临床选择合适的治疗方案，以改善左心功能，降低冠心病病人的死亡率。

3.2 评估心力衰竭 （heart failure,HF） HF是心脏的收缩或舒张功能发生障碍，无法提供足够血流来满足机体的需求，是有可能致死的一种疾病。HF病因诸多，如冠心病、原发性心肌病变或心脏瓣膜病变等。临床常用超声评估HF病人的心功能状况，但超声检查结果易受声窗等因素影响，另外由于HF病人不能长时间平卧，或经过起搏器、除颤器、心脏再同步治疗后，由于体内有金属器械，因此也不适合行CMRI检查。在这种情况下用CCTA检查，除了能获得准确的左心室大小、容积和功能评估的结果，更重要的是通过对冠状动脉的评估，可排除由冠心病因素引起的心功能不全。

CCTA既可评估HF病人的心功能状况，对于部分经过左室辅助装置治疗后的HF病人，评估流入和流出套管的位置和角度，套管内血栓、积液等，也能发现左室辅助装置功能紊乱及装置相关的并发症。有研究采用64层MSCT对14例经过左室辅助装置治疗的HF病人进行回顾性门控扫描，共发现8例套管异常，其中6例根据CT表现进行了辅助装置更换或心脏移植治疗[16]。

除了左室辅助装置，新型的降落伞心室隔离器械也被用于治疗心肌受损所致的HF。通过将隔离器植入左心室以隔离受损心肌，将无功能的心脏部分与健康的、有功能的部分隔离开来，从而缩小左心室的总容积，恢复其形态和功能。但隔离器对左心腔内径的要求严格，内径过大或过小都不适宜植入，研究认为目前只有利用MSCT能获得整个心动周期左心腔的动态三维测量结果，从而确保隔离器的安全植入[17]。

4 MSCT面临的挑战

4.1 辐射 与MRI、超声相比，CT有辐射，尽管进行心功能分析无需重复扫描，但需包括心脏收缩和舒张末期的多期相数据，扫描窗宽的增大意味着更多的辐射暴露和更高的潜在患癌风险[18]。若采用常规扫描方法，在整个心动周期内连续全电流曝光，尽管可重建出心动周期任何时相的数据来进行心功能分析，但辐射剂量较大，而应用管电流调控技术、低管电压、迭代重建等方法能大幅度减低辐射剂量。Lim等[4]应用管电流调控技术，在50%～80%的 R-R间期进行全电流触发扫描以评估冠状动脉，其余期相采用4%的全电流扫描以进行心功能分析，结果发现冠状动脉显示清晰，心功能分析也能顺利进行，但平均辐射剂量仅为（3．99±1．85）mSv。

4.2 对比剂和心率 CT心功能分析需注射对比剂，有碘过敏者是检查禁忌证，对比剂也有潜在肾功能损害风险，因此对于有基础肾病、糖尿病及心力衰竭的病人应慎用。另外，高心率者检查时常需服用β-受体阻滞剂等降心率药物以提高影像质量，但服用β-受体阻滞剂等药物会影响心功能评估的准确性。如今高端的MSCT，如双源CT、320层或640层MSCT等已较少受心率快慢的影响[19]，对高心率者检查同样能获得满意的影像。

5 小结

MSCT检查冠状动脉的同时进行左心室功能分析，无需额外对比剂和辐射暴露，且利用多种低剂量技术能显著降低辐射剂量，符合“合理使用低剂量”（as low as reasonably achievable，ALARA）原则[18]。尽管使用的是多种低剂量技术，但由于左心腔和心肌间良好的对比度差异，心内、外膜结构在心脏收缩和舒张末期均能较清晰显示，心功能分析亦能顺利进行，且结果准确可靠、可重复性高，对冠心病、ACS及心力衰竭等病人的心功能评估有较高的临床意义。

CCTA是一种有效的心功能分析方法，特别是当病人有CMR检查禁忌证或利用超声不能获得满意结果时，可利用MSCT一站式获得准确的心脏解剖学和功能信息。然而如果仅仅为了评价心功能而行CT检查是不合理的，CT心功能分析应在评价冠状动脉的基础上进行，为冠心病的诊断、风险分层、治疗和预后提供增量信息。近几年，MSCT也被用于心肌灌注成像，它能从微循环水平评估心肌缺血，可用于发现有血流动力学意义的冠状动脉狭窄[20]，也有较高的临床应用价值。综合冠状动脉解剖形态、心功能和心肌灌注这三方面的信息能为冠心病做出全面的诊断，因此三者的联合应用或许是未来发展方向，而如何最大限度地降低辐射剂量还有待进一步研究。

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（收稿2015-05-18）

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Progress of assessment of left ventricular function with multi-slice CT

ZHANG Jiandong,BO Genji.
Department of Medical Imaging,Huai'an First People's Hospital,Affiliated to Nanjing Medical University,Huai'an 223300,China

The assessment of left ventricular function plays an important role in the diagnosis,risk stratification, treatment and prognostic analysis of cardiac disease.As a noninvasive imaging technique,cardiac computed tomographic angiography（CCTA）plays an important role not only in the assessment of coronary artery stenosis,but also in obtaining information about left ventricular volume and function.Sixty four or more multi-slice CT（MSCT）can provide one-stop evaluation of coronary artery and left ventricular function with high reproducibility,less contrast usage and reduced radiation exposure.The CCTA has high clinical value.

Multi-slice CT;Left ventricular function;Left ventricular volume;Myocardial mass;Ventricular wall motion

10.3874/j.issn.1674-1897.2015.05.Z0503

南京医科大学附属淮安第一医院影像科，淮安223300

柏根基，E-mail：hybgj0451@163.com

*审校者