房间隔缺损大小二维经胸超声心动图、二维及三维CT血管造影测量对比研究

宋会军 刘琼 金敬琳 宋宜萤 李世国 闫朝武 徐亮 万俊义 徐仲英

介入封堵已成为继发孔型房间隔缺损（atrial septal defect， ASD）的主要治疗方法。近年来，标准的操作方案在国内已被逐渐简化，不但球囊测量技术被弃置，经食管超声心动图（transesophageal echocardiography，TEE）也少有使用［1］。在阜外医院结构性心脏病中心，二维经胸超声心动图（two -dimensional transthoracic echocardiography， 2D-TTE）已成为ASD介入治疗的主要评估及监测工具，必要时辅之以CT血管造影（CT angiography，CTA）检查。相关研究表明，术前三维CT横断序列辅助测量（three dimensional CT axial sequence assisted measurement， 3D-CTAS）与传统球囊测量相比差异无统计学意义，但因临床上测量方法各异，且通常将ASD长径作为其直径， 因而2D-TTE及2D-CTA测量与3D-CTAS测量值之间并未显示极强的相关性［2］。本研究以封堵术后封堵器腰部直径CT测量值（postoperative occluder-waist dimension measured on CT， DCT-POD）为参考标准，通过比较二维和三维测量的术前ASD横径（a）、上下径（b）及等效圆直径（efficient diameter，ED），进一步阐明各测量方法的精确性、相关性及偏倚，有利于理解2D-TTE及2D-CTA测量偏倚产生的可能原因，更精准地选择封堵器型号。

1 对象与方法

1. 1 研究对象

回顾性研究自2015年1月至2019年12月在阜外医院成功行ASD封堵术的成年患者，包括：（1）单发继发孔型ASD；（2）不合并房间隔瘤；（3）患者术前在本院除行常规检查外，均行心电门控CTA检查；（4）成功封堵术后第2天，除常规复查心电图、TTE及X线胸片外，均行心电门控CTA检查。

1. 2 术前心脏CTA检查

本研究患者主要以西门子双源CT（Somatom Definition Flash. Simens Healthcare， Erlangen，Germany）行心电门控下对比剂增强扫描，扫描层厚为0.75 mm。心脏CT数据的冠状动脉及ASD三维重建、二维和三维测量均应用阜外医院PACS系统所装配的GE工作站（Adw 4.6）完成。（1）ASD的2D-CTA测量：将35%RR间期的CTA数据导入三维重建系统，在横断面序列测定ASD的横径最大值2D-CTAa，在矢状面序列测定ASD在上下方向的最大径2D-CTAb，作为ASD的二维测量值。（2）ASD的3D-CTAS测量：将35%RR间期的CT数据导入三维重建系统，采用CTAS技术进行三维测量［3］。进入三维重组界面，在横断面自头足方向滚动断层图像，将ASD最早出现的位点定为起始点，继续滚动观察ASD，将缺损最低点定为测量终点，系统将自动生成沿ASD上下方向最大值3D-CTASb；同时在横断面上选择测量ASD最大值3D-CTASa（与2D-CTAa相等）。（3）ASD ED的计算：由于ASD通常为椭圆形，故需通过转换公式推算出ED，作为ASD直径，ED=短径＋2×（长径–短径）/3［4］。

1. 3 介入治疗术中TTE监测及介入封堵方法

（1）介入治疗术中TTE监测及二维测量：使用荷兰PHILIPS iE33型彩色多普勒超声诊断系统，超声心动图检查应用2～4 MHz探头，在常规检查切面及观察项目的基础上，重点观察剑下四腔心切面及剑下心房两腔切面，前者主要测量ASD在横断面上（或前后径）的最大值2D-TTEa，后者用以测定ASD上下方向的最大值2D-TTEb。

（2）介入封堵手术操作：ASD封堵手术操作方法参考既往文献［5］。结合术前CTA及术中TTE所测得的ASD大小选择相应型号的封堵器，以TTE指导封堵器置入、释放及疗效评价。使用的ASD封堵器分别为深圳先健科技公司20枚、华医圣杰公司17枚及上海形状记忆合金材料有限公司35枚。

1. 4 术后CTA复查及测量

成功封堵后，患者于术后第2天除常规行TTE、心电图及胸部X线复查外，再次行心电门控CTA对比剂增强扫描。扫描及三维重建方案同上述，以35% RR间期重建图像，并以3D-CTAS技术测量封堵器腰部直径，其横径及上下径分别表示为DCT-PODa及DCT-PODb，因二者基本相等，故以DCT-POD代换DCT-PODa，以之作为参考值，并据此将研究对象分为两组：A组： DCTPOD＜20 mm；B组： DCT-POD≥20 mm。

1. 5 统计学分析

2 结果

2. 1 患者基本情况

共有132例ASD患者术前、术后均行心电门控CTA检查，最终共对72例（男27例，女45例，平均年龄46岁，18～72岁）不合并房间隔瘤的单发继发孔型ASD患者进行研究，其中A组22例（男10例，女12例，平均年龄57岁，范围33～72岁），B组50例（男18例，女32例，平均年龄46岁，范围18～66岁）。上述患者中37例ASD后下缘长度≤3 mm；15例为采用带孔封堵器治疗的合并重度肺动脉高压患者，20例为ASD合并冠心病同时行介入治疗的患者。

2. 2 患者数据比较

对于ASD直径，ED-TTE、ED-CTA和EDCTAS与DCT-POD均有良好的相关性（r=0.93、r=0.97及r=0.98），ED-TTE和ED-CTA均明显小于DCT-POD［（–5.09±3.45）mm，P＜0.05；（–1.74±2.26）mm，P＜0.05］，ED-CTAS与DCT-POD相比则差异无统计学意义［（–0.13±1.89）mm，P=0.56］。横径a：2D-TTE与3D-CTAS测量值在A组中［（–1.83±2.37）mm，P＜0.001］及B组中［（–2.64±4.69）mm，P＜0.001］的差异均有统计学意义，但其差值在两组间差异无统计学意义（P=0.611）。上下径b：2D-TTE与3D-CTAS测量值在A组中［（–2.23±2.30）mm，P＜0.001］及B组中［（–7.31±5.22）mm，P＜0.001］的差异均有统计学意义，且其差值在两组间差异有统计学意义（P＜0.001）；A组2D-CTA与3D-CTAS测量值的差异无统计学意义［（–0.28±1.34）mm，P=0.341］，B组则差异有统计学意义［（–2.64±4.36）mm，P＜0.001］，且其差值在两组间差异有统计学意义（P＜0.001）。绘制ED-TTE、ED-CTA及ED-CTAS与参考标准DCT-POD之间的散点图，以及两组2D-TTEb及2D-CTAb与3D-CTASb之间的相关性散点图（图1～图3）。

表1 不同测量方法的测量值比较（mm）

表2 不同测量方法的测量值差值在两组间比较［mm，M（Q1，Q3）］

图1 直线及方程1表示ED-CTAS与DCT-POD散点图拟合曲线及回归方程。直线及方程2表示ED-CTA与DCT-POD散点图拟合曲线及回归方程。直线及方程3表示ED-TTE与DCT-POD散点图拟合曲线及回归方程。显示EDCTAS与DCT-POD测量值基本相等，而ED-CTA及ED-TTE测量值均明显小于ED-CTAS测量值，且随缺损增大，ED-TTE及ED-CTA与ED-CTAS之间偏倚增大

图2 直线及方程1表示A组3D-CTAS测量的房间隔缺损上下径及2D-TTE测得的上下径散点图拟合曲线及回归方程。直线及方程2表示A组3D-CTAS测量的房间隔缺损上下径及2D-CTA测量的上下径散点图拟合曲线及回归方程。显示A组房间隔缺损上下径3D-CTAS测量值与2D-CTA测量值没有显著区别，明显大于2D-TTE测量值

2. 3 A组与B组患者中病例报告

对A组50岁女性ASD患者，分别应用2D-TTE、3D-CTAS及2D-CTA测量的ASD上下径，见图4～6。对B组23岁合并重度肺动脉高压女性ASD患者，分别应用2D-TTE、3D-CTAS及2D-CTA测量的ASD上下径，见图7～9。

3 讨论

本研究首先通过将2D-TTE、2D-CTA及3D-CTAS测得的ASD直径与参考标准DCT-POD对比，不但证明了3D-CTAS测量和DCT-POD没有显著性差异，可以作为测量ASD大小参考标准，也证明了2D测量与3D-CTAS测量间存在明显的偏倚。因此，将3D-CTAS测得的ASD横径和上下径转化为ASD测量的间接参考标准，进一步研究2D-TTE及2D-CTA与3D-CTAS所测横径及上下径间的相关性及偏倚，能更好地理解其回归关系，在临床工作中能更准确地选择封堵器，减少严重并发症的发生［6］，具有重要临床意义。

图3 直线及方程1表示B组3D-CTAS测量的房间隔缺损上下径及2D-TTE测得的上下径散点图拟合曲线及回归方程。直线及方程2表示B组3D-CTAS测量的房间隔缺损上下径及2D-CTA测量的上下径散点图拟合曲线及回归方程。显示B组房间隔缺损上下径3D-CTAS测量值明显大于2D-CTA及2D-TTE测量值

本研究表明，与3D-CTAS相比，2D-CTA测量值较小，有明显的偏倚；进一步比较两组患者2D-CTA与3D-CTAS测量值差值，亦有显著性差异。由于二者测量横径的方法相同，因而偏倚是上下径测量结果不同造成的，其中主要原因在于CTAS技术在横断序列辅助下，能准确确定ASD的最高点及最低点，因而能切实测定ASD上下径长度。2D-CTA在矢状面上测量的ASD上下径，更接近于三角形的一条直角边，而3D-CTAS测量的上下径本质上是直角三角形的斜边，因而测量结果通常大于2D-CTA测量值。此外，房间隔本身是个不规则的结构，ASD越大，在同一平面上的可能性越小。因而对于A组患者，缺损多处于同一平面，形状亦相对规则，因而2D-CTA与3D-CTAS测得的上下径长度相近，差异无统计学意义； 反之，B组患者很少处于同一平面，形状亦相对不规则，二者测出的结果有显著性差异。

图4 二维经胸超声心动图于心房双腔心切面示房间隔缺损上下径9.19 mm（AB之间）

图5 三维CT横断序列辅助测量显示房间隔缺损最高点A在最低点B所在平面的投影，系统在确定B点后自动生成AB之间的距离（10.8 mm）

图6 二维CT血管造影显示房间隔缺损在矢状面上二维测量的结果（线段CD，10.8 mm），以及A、B两点在矢状面上的投影位置，显示A点与C点距离较近，B点与D点基本重合

图7 二维经胸超声心动图于心房双腔心切面示房间隔缺损上下径22.4 mm（FE之间）

图8 三维CT横断序列辅助测量显示房间隔缺损最高点E在最低点F所在平面的投影，系统在确定F点后自动生成E、F之间的距离（36.3 mm）

图9 二维CT血管造影显示房间隔缺损在矢状面上二维测量的结果（线段GH，28.7 mm），以及三维CT横断序列辅助测量E、F两点在矢状面上的投影位置，显示E点与G点距离较近，F点与H点距离较远

本研究亦显示，与3D-CTAS相比，2D-TTE测量值更小，偏倚更显著，且小于2D-CTA测量值。无论是横径还是上下径，2D-TTE测量值均明显小于2D-CTA，分组对比结果显示，无论是在A组还是在B组，2D-TTE测量值均小于2D-CTA测量值，且差异有统计学意义；究其原因，考虑与CT成像的部分容积效应有关。部分容积效应是指在不同组织交界区CT测量值与实际值出现偏差的现象，容积效应使得ASD的软边融入CT值较高的对比剂中，使ASD的薄边或软边被消融掉，与金标准测量封堵器腰部将缺损软边挤向周边原理一样，CT测量的ASD直径亦与参考标准相近；而测量差值在两组比较，差异无统计学意义，则更支持与部分容积效应有关。在B组缺损上下径测量方面，2D-TTE与3D-CTAS相比，差异更显著，考虑除了部分容积效应之外，还与上述造成2D-CTA与3D-CTAS测量差值的原因有关。既往研究表明，CT观察较大ASD后下缘优于2D-TTE及TEE，本研究进一步深化了这一结论［7］。

应注意的是，3D-CTAS测量方法能准确地判定缺损的边缘点，不仅决定了其在测量缺损大小方面优于其他方法［8］，还提供了鉴别下腔静脉窦型ASD与后下缘短缺的继发孔型ASD的新手段［9］。尽管二者的鉴别诊断方法及前者是否适合介入封堵仍存争议［10］，但能否准确测量缺损大小无疑是手术能否成功的重要因素。此外，应充分利用CT观察解剖结构的优势，排除冠心病、肺静脉异位引流及其他可能合并的心脏畸形和肺部病变［11］，实现CT一站式评估ASD的价值［12］。需要特别强调的是，由于3D-CTAS与2D-TTE的测量差异是系统性的偏倚，因而依据其选择封堵器亦应参考球囊测量选择封堵器方法，而非沿袭2D-TTE的选择封堵器经验。

本研究存在一定局限性。首先，观察病例总数相对有限，特别是A组入选病例较少。其次，由于检查结果的操作者依赖性，患者在术前多次2D-TTE检查均有一定差别，本研究采用的缺损大小为术中封堵前最后一次的2D-TTE测量结果。再次，巨大ASD所带来的一系列显著的病理改变，包括右心房室增大、瓣膜反流及肺窗改变，也可能影响2D-TTE对ASD的评估。此外，本研究群体为中老年患者，儿童患者通常声窗较好，单纯针对ASD的CTA检查较少，本研究仅供参考。

总之，3D-CTAS测量ASD大小与参考标准没有明显差异，其优于2D-TTE及2D-CTA的关键是能准确测量ASD上下径并消除其薄弱边缘。