低剂量宽体探测器CT一站式心脏成像评价复杂先天性心脏病婴幼儿左心功能

曾 芳，薛蕴菁，段 青，刘元芬，杨哲婷

(福建医科大学附属协和医院影像科，福建 福州 350001)

复杂性先天性心脏病(complex congenital heart disease， CCHD)不仅有复杂的解剖结构异常，血流动力学方面更有极为复杂的异常，在不同程度上影响患儿心功能，甚至导致患儿心力衰竭而失去手术机会或死亡。早期准确评估心功能、特别是左心功能，可为临床选择手术时期、手术方式及评估手术效果和预后提供重要的影像学依据和功能学信息[1]。宽体探测器CT(Revolution CT)具有16 cm的Z轴覆盖范围，球管旋转速度可达0.28 s/rot，结合心脏运动纠正算法，在理论上可使图像的时间分辨率提高到29 ms[2]，在任何心率或心律不齐的条件下，原则上仅需1个心动周期即可完成全心成像，实现一站式心脏解剖结构及心功能定量评估。目前Revolution CT在心脏的临床应用主要集中在冠状动脉成像方面[3-4]，而对心功能的研究较少[5]。本研究采用Revolution CT及二维超声心动图(two dimensional echocardiogram， 2D-ECHO)评价CCHD患儿左心功能，探讨Revolution CT一站式心脏成像评估CCHD患儿左心室功能的价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集2016年7月—2017年3月我院拟诊为CCHD并接受CTA检查的45例患儿，男22例，女23例，年龄7天～32个月(中位年龄6个月)，体质量3.0～11.0 kg(中位体质量6.0 kg)；心率100～120次/分15例，121～150次/分24例，>150次/分6例。排除对碘对比剂过敏及肾功能不全者。本研究经我院医学伦理委员会批准，患儿监护人均知情同意。

1.2仪器与方法

1.2.1Revolution CT一站式心脏成像 采用GE Revolution 256层螺旋CT，对配合欠佳的患儿于检查前给予水合氯醛口服(0.3～0.5 ml/kg体质量，最多不超过10 ml)。使患儿仰卧，连接心电监护。以双筒高压注射器经外周静脉注射非离子型碘对比剂(碘佛醇，320 mgI/ml)0.7～0.8 ml/kg体质量，流率为每秒1/10对比剂总量，之后以同等流率注射0.6～0.7 ml/kg体质量生理盐水。扫描范围自胸骨上切迹至心底。采用前瞻性心电门控技术于一个心动周期内完成数据采集，不移床，采集时相为5%～95%R-R间期。对体质量<10 kg、10～20 kg和>20 kg的患儿，管电压分别设置为70 kV、80 kV和100 kV。采用自动毫安技术选择管电流，根据体质量于100～350 mA间自动变化，噪声指数为25。采用手动bolus-tracking技术，以四腔心层面为监测层面，CT值>150 HU时手动触发扫描。图像重建层厚为0.625 mm，层间距0.625mm，重建间隔为10%(5%～95%)R-R间期。

将重建数据传输至GE AW 4.6工作站，启动CardiQ Function XPress软件，获得左心室功能各项指标，包括左心室收缩末期容积(left ventricular end-systolic volume， LVESV)、左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)、左心室每搏输出量(left ventricular stroke volume， LVSV)和左心室射血分数(left ventricular ejection fraction， LVEF)。

1.2.2心脏超声检查 采用GE Vivid 7及Vivid i彩色多普勒超声心动图仪，MS4及S3矩阵探头，频率分别为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数据，包括LVESV、LVEDV、LVSV和LVEF。

1.3辐射剂量 记录容积CT剂量指数(volume CT dose index， CTDIvol)及剂量长度乘积(dose-length product, DLP)，计算有效辐射剂量(effect dose, ED)，ED=DLP×k，其中k为小儿胸部特定转换系数：年龄<4个月，k=0.039 mSv/(mGy·cm)；4个月～<1岁，k=0.026 mSv/(mGy·cm)；1～6岁，k=0.018 mSv/(mGy·cm)[6]。

1.4分组 由2名心外科医师根据临床表现和心血管解剖结构异常程度将患儿分为高危组(n=26)和低危组(n=19)，有分歧时经讨论达成一致。高危组入组标准：①双肺闻及湿啰音，胸部影像学提示肺部弥漫性炎症，经治疗后症状及胸部影像学表现无好转；②存在不同程度呼吸困难、喂养困难、气促；③静止性发绀、末梢冰凉、尿量减少或无尿；④先天性心脏病复杂程度较高，肺血减少型CCHD伴有肺动脉发育不良，肺血增多型CCHD伴肺动脉高压。无以上表现者纳入低危组。

1.5统计学分析 采用SPSS 19.0统计分析软件。对计量资料进行Shapiro-Wilk正态性检验，符合正态分布的数据以±s表示，不符合正态分布的数据以中位数(上下四分位数)表示。采用配对Wilcoxon秩和检验比较Revolution CT与2D-ECHO所测左心室各功能指标的差异；以Spearman相关性分析获得2种检查方法测量数据的相关系数，并绘制散点图。以Mann-WhitneyU检验分析高危组与低危组间左心功能指标、年龄和体质量的差异，以χ2检验比较2组间性别差异，以独立样本t检验比较心率。采用二元Logistic回归分析左心功能各指标与患儿病情轻重程度之间的关系。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

45例 中，33例接受手术治疗，共发现135处独立的心血管异常；Revolution CT共显示130处异常(图1)，漏诊4处卵圆孔未闭及1处房间隔膨出瘤，误诊1处主动脉弓缩窄为主动脉弓离断，见表1。

2.1Revolution CT与2D-ECHO对比 Revolution CT所测LVESV、LVEDV及LVSV高于2D-ECHO，LVEF低于2D-ECHO，差异均有统计学意义(P均<0.05)，见表2。Revolution CT与2D-ECHO所测LVESV、LVEDV、LVSV及LVEF均呈正相关(r=0.800、0.830、0.871、0.708，P均<0.001，图2)。

表1 Revolution CT心脏成像诊断结果与手术结果对照(例)

2.2高危组与低危组间左心功能指标差异 高危组患儿26例，低危组患儿19例，2组间年龄、体质量及心率差异均有统计学意义(P均<0.05)，性别差异无统计学意义(P=0.302)，见表3；2组间LVESV、LVEDV及LVSV差异均有统计学意义(P均<0.05)，LVEF差异无统计学意义(P=0.395)，见表4。

图1 患儿女，1个月，心下型肺静脉畸形引流 VR图(A)、MIP(B)及融合图(C)示左右肺静脉(箭)穿过膈肌的食管裂孔而与门静脉系统连接

检查方法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 高危组与低危组一般资料比较

表4 高危组与低危组Revolution CT测量左心功能指标比较

图2 CCHD患儿Revolution CT与2D-ECHO左心室心功能指标测量值的散点图 A.LVESV； B.LVEDV； C.LVSV； D.LVEF

对患儿年龄、体质量和心率进行校正后，Logistic回归分析显示LVESV、LVEDV及LVSV是高危CCHD的危险因素(P均<0.05)，见表5。

2.3辐射剂量 本组患儿CTDIvol为0.71(0.65，0.88)mGy，DLP为9.89(8.41，12.24) mGy·cm，ED为0.30(0.26，0.35)mSv。

3 讨论

临床评价心功能以左心功能指标为主，对CCHD患儿的病情、疗效及预后评估具有重要意义[7]。影像学方法主要包括X线心血管造影、心脏超声、核素心血管显像、心脏MRI及心脏CT等。2D-ECHO是临床评估左心室功能最常用的影像学方法，但其测量的准确性与操作者经验密切相关，且操作者自身及不同操作者间存在变异[8]，而声窗条件不良也会降低超声心动图的图像质量，影响超声评定左心功能的准确性。近年来，心脏CT技术不断推陈出新，已可一站式全面评价患儿心脏解剖结构及心功能异常；高时间分辨率、空间分辨率加上心电门控采集及强大的后处理技术，使CT技术已成为无创性心血管检查最具潜力和价值的检查方法之一[9]。

表5 Revolution CT左心功能各指标测量值与病情轻重程度的Logistic回归分析结果

本研究结果显示，Revolution CT与2D-ECHO所测CCHD患儿左心功能各指标均具有较高的相关性(r值为0.708～0.871)，但2种检查方法所测左心功能各指标差异均有统计学意义(P均<0.05)，Revolution CT测量的LVESV、LVEDV及LVSV值偏高、LVEF值偏低，与既往研究[10]结果一致。分析其原因：①计算左心室容积的数学模型不同，2D-ECHO采用面积长度法，其准确率与心脏几何形态密切相关，Revolution CT则采用容积填充法，不受心腔形状与大小的影响；②选择时相不同，2D-ECHO主要通过捕捉二尖瓣关闭和开放的时间点计算LVESV及LVEDV，Revolution CT则通过采集一个心动周期全时相数据计算LVESV及LVEDV；③2D-ECHO测定左心室容积具有一定程度的操作者依赖性，重复性不佳，与无创性心功能影像学分析的“金标准”——心脏MRI比较， 2D-ECHO易低估左心室容积而高估LVEF[11]，其左心室功能各指标测量值与心脏MRI测量值仅呈中等相关，而CT定量评估左心室功能与心脏MRI的相关性较高[12-13]。

左心功能评价指标主要包括容积指标(LVESV和LVEDV)及由其衍生的LVSV及LVEF。本研究比较高危组与低危组患儿左心功能，发现LVESV、LVEDV及LVSV对判断病情严重程度具有一定指导意义。低危组患儿LVEDV大于高危组(P<0.05)，提示其代偿能力优于高危组患儿；LVSV是高危CCHD的独立危险因素，低危组LVSV高于高危组(P<0.05)，提示后者心肌收缩力差。

Revolution CT扫描速度快、曝光时间短，通过轴位扫描即可完成全心范围检查，从而减少X线辐射剂量。本组患儿的中位ED为0.30 mSv，低于既往研究[14]报道。本研究利用Revolution CT获得了较为准确的左心功能评估信息，同时还对心脏解剖结构异常具有较高诊断效能，在135处心脏畸形中仅漏诊4处卵圆孔未闭及1处房间隔膨出瘤，误诊1处主动脉弓缩窄为主动脉弓离断。

综上所述，Revolution CT一次扫描既能对CCHD取得良好的形态学诊断效能，又能较准确地定量评价左心功能，实现解剖结构与心功能测量的低剂量一站式成像，在CCHD术前评估、术式选择和预后判断方面具有重要价值。