回顾性心电门控CT血管成像在主动脉夹层分支血管受累中应用的研究进展

孙秋莲+贾玉琳+肖喜刚

[摘要] 回顾性心电门控主动脉CT血管成像（CTA）是一种比较新型的主动脉显影技术，它不仅能够获取常规非心电门控CTA获得的信息，还能够通过多期相动态重建，获取急性主动脉夹层内膜片的动态变化及主动脉分支血管受累程度的信息。因此，在急性主动脉夹层分支血管受累的情况下，回顾性心电门控主动脉CTA能够对动态受累的分支血管进行更准确的评估。

[关键词] 急性主动脉夹层；回顾性心电门控；CT血管成像；分支血管受累

[中图分类号] R816.2 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）12（c）-0052-05

[Abstract] Retrospective ECG-gated CT angiography （CTA） is a new technology for aorta. It can not only acquire the same information as the routine non-ECG-gated CTA， but also acquire the information of intimal flap motion characterization and the involvement of aortic branch according to multiphase dynamic reconstruction. Therefore， in the case of acute aortic dissection with the involvement of aortic branch， blood-supply of aortic branch can be assessed by retrospective ECG-gated CTA effectively.

[Key words] Acute aortic dissection； Retrospective ECG-gated technology； CT angiography； Involvement of aortic branch

急性主动脉夹层（aortic dissection，AD）是临床最常见的主动脉急症，具有发病急、进展迅速、死亡率高等特点，AD伴主动脉分支血管受累出现腹部脏器缺血的患者死亡率高達42.1%[1-3]，而近年来AD发病年龄也趋向年轻化。临床中诊断不明确和不及时是AD伴发分支血管受累高死亡率的重要原因之一。对AD伴发分支血管受累的患者进行快速诊断，能够帮助临床医生对患者进行有效的治疗，使缺血末梢脏器迅速恢复血流灌注，从而降低患者死亡率及术后并发症[4]。因此，对AD伴分支血管受累进行及时、准确的诊断至关重要。目前，临床中AD的诊断主要通过影像学方法，而CT已经成为AD的首选检查方法[5-6]。随着CT设备的不断更新，回顾性心电门控扫描技术能够在主动脉成像中得以应用，它对AD内膜片的运动状态及主动脉分支血管的动态受累等方面的显示具有重要作用。本文就回顾性心电门控CT血管成像在AD及其分支血管受累方面的应用进行综述。

1 AD的影像学检查方法

目前，临床中通常采用经胸超声心动图（TTE）、经食管超声心动图（TEE）、MRI或CT血管成像（CT angiography，CTA）对AD进行诊断。TTE及TEE对于诊断主动脉瓣损害，显示心腔扩大、心功能减低、心包积液等心脏整体情况优于CT、MRI检查[7]。另外，TTE具有可床旁操作、实时无创、无需对比剂等优点，但TTE易受骨骼、气体的影响，相关研究表明，其检出率为74.6%，低于CTA检出率（93.7%）[8]。而TEE能够避免胸壁及肺气的干扰，可显示清晰的图像，但TEE属于半侵入性检查，需要对患者进行局麻，检查过程中有发生严重并发症的可能性。同时TTE及TEE受人为主观因素影响较大。另有研究显示[7]，超声心动图对于主动脉夹层累及冠状动脉和其他动脉分支的诊断以及内膜破口的探测均低于CT及MRI。MRI是一项无创的影像学检查，能清晰地显示内膜片及真假腔，但MRI检查时间长，AD患者难以耐受，而且体内存在金属植入物的患者不能接受此项检查。因此，这两种方法均受到了一定程度的限制。而CTA技术具有扫描速度快，覆盖范围广以及丰富的后处理技术等优点，已成为临床的首选检查方法，并且随着CT扫描技术的进步，CTA的辐射剂量已经大大减少。此外，对于内膜钙化及危重患者的检查，CTA检查明显优于MRI[9]，所以对于急诊AD应首选CTA检查。早前的研究显示[10]，CT、TEE及MRI对AD主动脉弓上血管受累评估的敏感性分别为93%、60%、67%，特异性分别为97%、85%、88%，显然对主动脉分支血管受累的评估CT优于其他两种影像学检查，因此，对于AD伴发分支血管受累的患者应首选CTA检查。目前，CTA扫描技术已经广泛应用于临床中，为临床提供了更加精确的诊断信息。

2 CTA在AD中的应用

由于CT在临床中快速、广泛的应用，现已成为AD研究最普遍的影像学诊断方法。CT对AD诊断的灵敏性及特异性基本达到了100%[11]。AD的CTA扫描技术主要有常规非心电门控螺旋扫描、大螺距非心电门控扫描、前瞻性心电门控扫描及回顾性心电门控扫描。

由于心脏及主动脉不断的搏动，常规非心电门控螺旋扫描技术运动伪影较多，不适宜临床用于AD的诊断。大螺距非心电门控技术扫描时间更短，单次屏气就能完成扫描，辐射剂量也较低[12]，王西宾等[13]研究显示，大螺距非心电门控技术扫描时间平均2.6 s，平均辐射剂量为270 mGy·cm。另有学者研究显示[14]，前瞻性心电门控技术能够在保证图像质量情况下减少77%的辐射剂量，这两种扫描技术都能够在减少辐射剂量的同时满足AD的诊断。但是这两种技术不能够进行全心动周期的动态重建，不能够判断内膜片的运动状态及主动脉分支血管受累的情况。并且前瞻性心电门控技术大多采用心电门控管电流调节技术，一般不能进行全心动周期的动态重建，而且相对于螺旋扫描模式，前瞻性心电门控技术采取的轴位扫描模式，采集数据时间较长，患者可能单次屏气下无法完成扫描，并且随着采集时间的延长，需要更大剂量的对比剂才能维持合理范围内的血管强化，这明显增加了患者出现肾毒性的概率[15]。回顾性心电门控技术可以对CTA图像进行任意时相的动态重建，可以观察内膜片的运动情况及主动脉分支血管的动态受累情况。众所周知，内膜片是随着心动周期运动的，而相关的研究表明[16-17]，常规非心电门控CTA主动脉根部运动伪影明显，这些伪影阻碍了AD及其相关细节的诊断。而回顾性心电门控技术可以有效地避免主动脉及内膜片的运动伪影，对内膜片与分支血管开口的关系能够进行准确的评估。endprint

当然，与传统的CTA相比较，回顾性心电门控扫描技术需要更大的辐射剂量及更长的获取时间[18]，但随着时间与空间分辨率的提高和CT扫描设备管球旋转速度的加快，回顾性心电门控胸腹主动脉CTA能够在单次屏气周期内完成，而且用于减少辐射剂量的各项新技术也获得了新的突破，如管电压优化、管电流调节自动化、心电控制管电流调制及迭代重建技术等[19-23]，这些技术明显降低了辐射剂量并提高了图像质量。有研究报道[24]，低剂量回顾性心电门控技术的辐射剂量范围为6.39～26.27 mSv，这与前瞻性心电门控CTA及胸痛三联扫描的辐射剂量相似。吴任国等[25]研究显示，应用回顾性心电门控全主动脉CTA与ECG剂量调节技术，既能保证图像质量，充分显示主动脉夹层情况，又能降低辐射量。由于回顾性心电门控扫描技术具有很多优势，相信在未来会成为临床检查AD的首选方法[3，26-27]。

3 主动脉夹层分支血管受累的意义

典型的AD是内膜破裂，血液进入中膜形成真、假两个管腔[28]。由于主动脉内、中膜是连续的结构，当发生主动脉夹层时，主动脉的分支血管可能会不同程度的受累，而出现末梢器官缺血性功能障碍[29]。如左、右冠状动脉受累，将会出现心肌缺血，甚至发生心肌梗死；如弓上動脉受累则可能发生头部供血不足，使患者出现意识模糊，肢体运动障碍等情况；脊髓动脉受累可能会出现不同水平的截瘫；腹腔干受累则会引起消化器官相应的症状，如恶心、呕吐、消化功能障碍等；肠系膜上动脉受累可能会出现肠壁增厚，肠壁积气等绞窄性肠梗阻的表现；肾动脉灌注异常，早期可能会出现肾功能不全，随着缺血程度的增加，可能会发展为肾衰竭；髂部血管受累可能会出现下肢急性缺血、跛行等情况。

由于AD伴发末梢脏器缺血患者的早期临床症状不典型，实验室检查具有一定的滞后性，所以对脏器缺血的早期诊断相当困难。CT在AD伴发脏器缺血方面的诊断有着重要的意义，然而Gaxotte等[30]研究表明，常规CT仅能够对36%的缺血综合征患者进行诊断，且其诊断的依据也仅仅是腹腔脏器已经出现了的缺血征象，如肠壁厚、肠壁积气等，但这也存在了一定的滞后性，部分患者可能已经出现了不可逆的缺血性损伤。既往的研究表明[2]，由于分支血管受累而发生灌注不良的患者，其术后并发症，如纵隔血肿、低心输出率、胃肠系统并发症、急性肾衰竭及多器官衰竭的发病率及死亡率更高，其中AD患者伴发腹腔脏器灌注不良的死亡率为42.1%，而无脏器灌注不良患者的死亡率仅为14.75%。另有研究显示[31]，AD合并脏器缺血性损伤是术后死亡率的危险因素，AD伴发腹腔脏器灌注不良的患者，以较常见的肾动脉受累为例，AD伴发肾动脉受累的患者中，其术后肾功能衰竭的发病率为14.1%，而术前AD伴发分支血管受累的患者出现急性肾损伤的发病率为31%。肾动脉受累出现肾实质缺血可显著提高患者的术后死亡率[32-34]，而AD伴发多分支血管受累的死亡率更高。此外，肠系膜上动脉及下肢动脉缺血亦会伴发高死亡率，因此，临床中患者若出现长时间的肠缺血或者下肢缺血，即使是A型夹层也不适宜直接进行外科手术治疗[35]。由此说明，分支血管受累对主动脉夹层的治疗具有一定的指导意义。

4 回顾性心电门控技术在主动脉分支血管受累中的应用

正常的血管管腔能够维持充盈是由于管腔内压力与动脉壁弹性所产生的压力相平衡的结果。对于AD患者，由于内膜片位于真假腔之间，如果透壁压力消失，真腔就会迅速塌陷，真腔塌陷后，起源于主动脉真腔的分支血管所供应的脏器就会出现缺血而发生灌注不良。早在1997年Willims等[36]提出了依赖主动脉受累分支血管灌注不良机制的解剖学分类方法，即动态阻塞和静态阻塞。在CTA影像上，诊断静态缺血相对容易，当发现主动脉分支血管起源于假腔或者真腔，因假腔扩大或因假腔内形成的血栓导致真腔受压塌陷即判定为静态缺血。然而诊断动态缺血相对困难，一般动态缺血可根据真腔是否塌陷进行判定。相关研究表明[24]，AD患者在一个心动周期中，真腔运动范围的平均值为（5.5±2.6） mm，最大真腔直径相对变化的平均值为（49.5±23.5）%，此外，部分病例中真腔直径甚至减小到100%，即在某些R-R间期中，真腔完全塌陷，呈现为完全缺血状态。而一个心动周期中部分期相真腔呈现塌陷状态的AD患者，部分塌陷的期相多位于心动周期20%～50%R-R间期，即这些期相中，真腔会出现塌陷，则起源于真腔的主动脉分支血管所供应的末梢脏器会相应地出现动态缺血，而在其他期相中，真腔塌陷恢复或部分恢复，分支血管重新充盈，重新恢复末梢脏器的血供，如此循环往复则形成了腹腔脏器的动态缺血。临床上对于腹腔脏器的动、静态缺血分别采取不同的治疗方案。目前，对复杂型AD治疗的方式为：对于出现心脏并发症的患者采用手术及内科治疗；对于AD出现破裂的患者采用血管内支架或手术方法；对于存在脏器灌注不良的患者，根据其分支血管受累的形式选取治疗方法，分支血管存在动态受累则选用开窗术，静态受累则选用血管内支架术[29]。而且随着心胸外科技术的不断发展，如血管内支架植入术，对于B型夹层，患者的两年总体存活率为86.9%～90.7%，而主要并发症为9.7%～12.5%，与传统的术式比较明显地降低了手术的死亡率及围术期并发症[37]。另有研究显示[38]，血管内治疗技术成功扭转内脏缺血率高达100%。因此，准确判断主动脉受累分支血管的阻塞类型亦有助于临床选择治疗方法。

早期的研究显示[35]，经增强CT扫描发现，AD伴发腹部分支血管阻塞的发病率为27%。而常规CTA仅为获取某一时间点内膜片的静态影像，对分支血管受累的诊断可能存在一定的误判，因此，AD伴发分支血管受累的发病率可能更高。但通过回顾性心电门控扫描技术获得的动态图像能更加精确地了解分支血管受累的情况，能够准确地评估分支血管受累的类型，为临床选择治疗方案提供可靠的依据。另有研究提到[39]，AD伴发肾动脉受累，双侧肾实质同水平CT值差值在60～90 HU范围内，其发生肾功能异常的概率为62.5%，因此，可通过测量双肾实质同区域CT的差值对患者肾功能情况进行评价。而对于急性AD伴有肾动脉受累的患者，对其行回顾性心电门控扫描技术检查，通过动态重建能够快速、清晰地显示肾动脉受累，而此时的肾实质强化程度及肾功能指标可能并没有异常表现。因此，回顾性心电门控CTA的动态重建能够早期提示临床AD患者已经出现腹腔脏器的缺血，为临床了解病情及制订治疗方案提供更多的参考。虽然也有研究表明[24]，在70%心动周期中，腹主动脉内膜片的运动伪影较少，单期相分析与多期相重建对于主动脉分支血管起始受累情况的诊断信心无统计学差异，但多期相重建能够为主动脉分支血管提供更多有用的信息，能够观察不同期相受累分支血管的真、假腔的变化。因此，回顾性心电门控CTA在分支血管受累的诊断方面具有重要的作用。endprint

5 小结与展望

综上所述，回顾性心电门控CTA扫描技术，能够进行全心动周期中任意时相的动态重建，能够为主动脉分支血管受累提供更多的诊断信息，能够通过诊断静态及动态阻塞帮助临床选择合适的治疗方法。因此，回顾性心电门控CTA扫描技术对于主动脉夹层患者术前评估及术后随访都有极大的优势。虽然回顾性心电门控扫描技术受设备及辐射剂量的限制，目前没有广泛应用于临床，但随着科技的发展及临床需求的增加，回顾性心电门控CTA扫描技术在诊断主动脉分支血管受累程度方面将会发挥更大的作用。

[参考文献]

[1] Deeb GM，Patel HJ，Williams DM. Treatment for malperfusion syndrome in acute type A and B aortic dissection：A long-term analysis [J]. Thorac Cardiovasc Surg，2010， 140（6）：98-100.

[2] Yagdi T，Atay Y，Engin C，et al. Impact of organ of malper？鄄fusion on mortality and morbidity in acute type A aorta dissection [J]. Card Surg，2006，21（4）：363-369.

[3] Patel HJ，Williams DM，Dasika NL，et al. Operative delay for peripheral malperfusion syndrome in acute type A aorta dissection：a long-term analysis [J]. Thorac Cardiovasc Surg，2008，135（6）：1288-1295.

[4] Patel HJ，Williams DM，Meerkov M，et al. Long-term results of percutaneous management of malperfusion in acute type B aorticdissection：implications for thoracic aortic endovascular repair [J]. J Thorac Cardiovasc Surg，2009， 138（2）：300-308.

[5] Meredith EL，Masani ND. Echocardiography in the emergency assessment of acute syndromes [J]. Eur Echocardiogr，2009，10（1）：31-39.

[6] 印隆林，杨志刚，陈加源，等.主动脉夹层的临床病理特点及CT诊断[J].中国医学影像技术，2010，26（7）：1373-1377.

[7] 朱振辉，刘延玲.主动脉夹层的超声心动图诊断及与其他影像诊断的比较[J].中华超声影像学杂志，2000，33（9）：26-28.

[8] 赖淑翎.超声与CT血管造影对主动脉夹层的诊断价值[J].中国实用医药，2016，11（33）：33-35.

[9] 唐家海.CT與MRI对主动脉夹层的诊断价值及影像学对比[J].中外医学研究，2013，11（16）：64-65.

[10] Torsten S，Wolfgang F，Nikolaus H，et al. Aortic dissection：a comparative study of diagnosis with spiral CT，multiplanar transesophageal echocardiography，and MR imaging [J]. Radiology，1996，199（4）：347-352.

[11] Smith AD，Schoenhaen P. CT imaging for acute aortic syndrome [J]. Cleve Clin J Med，2008，75（1）：7-9.

[12] Goetti R，Baumuller S，Feuchtner S，et al. High-pitch dual-source CT angiography of the thoracic and abdominal aorta：is simultaneous coronary artery assessment possible？ [J]. Am J Roentgenol，2010，194（4）：938-944.

[13] 王西宾，盛杰鑫，薛斌，等.大螺距双源CT在急性主动脉夹层诊断中的应用[J].实用放射学杂志，2016，32（7）：1033-1035，1047.

[14] 郭小超，刘建新，邱建星，等.冠状动脉64排螺旋CT成像中前瞻性与回顾性心电门控比较[J].中国医学影像技术，2009，25（11）：2004-2008.

[15] Wu W，Budovec J，Foley WD. Prospective and retrospective ECG gating for thoracic CT angiography：a comparative study [J]. Am J Roentgenol，2009，193（4）：955-963.

[16] Schertler T，Glucker T，Wildermuch S，et al. Comparison of retrospectively ECG-gated and non-gated MDCT of the chest in an emergency setting regarding work flow，image quality，and diagnostic certainty [J]. Emerg Radiol，2005，12（1/2）：19-29.endprint

[17] Ko SF，Hsieh MJ，Chen MC，et al. Effects of heart rate on motion artifacts of the aorta on non-ECG-assisted 0.5-sec thoracic MDCT [J]. Am J Roentgenol，2005，184（4）：1225-1230.

[18] Primak AN，McCollough CH，Bruesewitz MR，et al. Relationship between noise，dose，and pitch in cardiac multi-detector row CT [J]. Radiographics，2006，26（6）：1785-1794.

[19] Schindera ST，Graca P，Patak MA，et al. Thoracoabdominal-aortoiliac multidetector-row CT angiography at 80 and 100 kVp：assessment of image quality and radiation dose [J]. Invest Radiol，2009，44（10）：650-655.

[20] Mulkens TH，Bellinck P，Baeyaert M，et al. Use of an automatic exposure control mechanism for dose optimization in multi-detector row CT examinations：clinical evaluation [J]. Radiology，2005，237（1）：213-223.

[21] Jakobs TF，Becker CR，Ohnesorge B，et al. Multislice helical CT of the heart with retrospective ECG gating：reduction of radiation exposure by ECG-controlled tube current modulation [J]. Eur Radiol，2002，12（5）：1081-1086.

[22] Alkadhi H，Schindera ST. State of the art low-dose CT angiography of the body [J]. Eur J Radiol，2011，80（1）：36-40.

[23] Cornfeld D，Israel G，Detroy E，et al. Impact of Adaptive Statistical Iterative Reconstruction（ASIR）on radiation dose and image quality in aortic dissection studies：a qualitative and quantitative analysis [J]. Am J Roentgenol，2011， 196（3）：336-340.

[24] 杨世锋.低剂量回顾性心电门控全主动脉CTA在主动脉夹层中的应用研究[D].济南：山东大学，2014.

[25] 吴任国，唐秉航，李良才，等.容积CT结合ECG剂量调节在主动脉夹层中的应用[J].放射学实践，2013，28（10）：1021-1024.

[26] Fleischmann D，Mitchell RS，Miller DC. Acute aortic syndromes：new insight from electrocardio graphically gated computed tomography [J]. Semin Thorac Cardiovasc Surg，2008，20（4）：340-347.

[27] Cheong B，Flamm SD. Use of electrocardiographic gating in compute tomography angiography of the ascending thoracic aorta [J]. J Am Coll Cardiol，2007，49（16）：1749-1751.

[28] Castaner E，Andreu M，Gallardo X，et al. CT in nontraumatic acute thoracic aortic disease：typical and atypical fea？鄄tures and complications [J]. Radiographics，2003，23（Spec）：93-110.

[29] Midulla M，Fatttori R，Beregi JP，et al. Aortic dissection and malperfusion syndrome：a when，what and how-to guide [J]. Radiol Med，2013，118（1）：74-88.

[30] Gaxotte V，Cocheteux B，Haulon S，et al. Relationship of intimal flap positon to endovascular treatment of malperfusion syndromes in aortic dissection [J]. J Endovasc Ther，2003，10（4）：719-727.

[31] 楚軍民，卫金花，常谦，等.Stanford A型主动脉夹层术后死亡和严重并发症的危险因素[J].中国胸心血管外科临床杂志，2017，24（3）：211-216.endprint

[32] Pacini D，Leone A，Belotti LM，et al. Acute type A aortic dissection：significance of multiorgan malperfusion[J]. Eur J Cardiothorac Surg，2013，43（4）：820-826.

[33] Bashir M，Field M，Shaw M，et al. Influences on early and medium-term survival following surgical repair of the aortic arch [J]. Aorta（Stamford），2014，2（2）：56-73.

[34] Ko T，Higashitani M，Sato A，et al. Impact of acute kidney injury on early to long-term outcomes in patients who underwent surgery for type A acute aortic dissection [J]. Am J Cardiol，2015，116（3）：463-468.

[35] Cambria RP，Brewster DC，Gertler J，et al. Vascular complications associated with spontaneous aortic dissection [J]. J Vasc Surg，1988，7（2）：199-209.

[36] Williams DM，Lee DY，Hamilton BH，et al. The dissected aorta：partⅢ.Anatomy and radiologic diagnosis of branch-vessel compromise [J]. Radiology，1997，203（1）：37-44.

[37] Eqqebrecht H，Nienaber CA，Baumqart D，et al. Endovascular stent-graft placement in aortic dissection：a meta-analysis [J]. Eur Heart J，2006，27（4）：489-498.

[38] Nauqhton PA，Garcia-Toca M，Matsumura JS，et al. Complicated acute type B thoracic aortic dissections：endova？鄄scular treatment for visceral malperfusion and pseudoaneurysms [J]. Vasc Endovascular Surg，2011，45（3）：219-226.

[39] 田宏哲，李勃，吳博云，等.64排螺旋CT评价主动脉夹层肾缺血的初步研究[J].临床放射学杂志，2016，35（11）：1703-1706.

（收稿日期：2017-09-28 本文编辑：王 娟）endprint