320排CT心脏四维容积动态成像在老年房间隔缺损患者介入治疗中的应用价值

高海超 李舒承 孔凡强 王青松 李东阳 王喜冰 王珠秀

(承德医学院附属医院 1心脏内科，河北 承德 067000；2放射科；3急诊科)

房间隔缺损(ASD)是一种成人中常见的先天性心脏病，可导致心房左右侧血流交通，从而出现劳力性呼吸困难、房性心律失常等症状〔1〕。由于经导管封堵术具有微创、成功率高、并发症发生率低和住院时间短等特点，目前已成为手术治疗继发孔型ASD的最佳替代方案〔2〕。而经导管封堵术成功的关键在于选择合适的封堵器，如果封堵器尺寸过大或过小，都可导致一系列并发症，如心律失常或远端栓塞等〔3〕。因此准确测量和详细描述ASD的结构至关重要。

目前临床常用的评估ASD的方法为经食道超声心动图(TEE)或二维经胸超声心动图(2D-TTE)，尽管超声已被视为一种相对可靠的术前评估方法，但其仍存在一定局限性，如检查有一定侵入性，评估需依赖食管或操作的位置，无法全面评估ASD，诊断依赖操作者的主观性〔4〕。而心脏计算机断层扫描(CT)因其扫描时间短，空间及时间分辨率卓越，可检测解剖异常而越来越多应用于诊断先天性心脏病〔5〕。随着时间空间分辨率的进一步提高及三维重建技术的进一步发展，多层螺旋(MD)CT被越来越多的应用于诊断及术前评估ASD〔6〕。多层螺旋CT成像既能客观准确描述ASD的大小和相应边缘情况，也能发现伴随的心脏血管畸形情况及冠状动脉系统病变〔6〕。而目前临床上应用的最新一代MDCT为320排螺旋CT，探测器宽深为160 mm，周转速用时0.35 ms，只需单次心跳时间CT探测器即可旋转一周，从而重建高质量的全心脏三维图像〔7〕。除此之外，320排螺旋CT可使用CT血管造影(CTA)容积扫描模式从而建立特有的心脏四维容积动态成像(4D-CCTA)模式〔8〕。此模式成像可在一个心动周期中动态描述ASD的生理状态及解剖结构，联合三维重建并处理，可准确描述ASD大小和性质及周围解剖结构〔8〕。

既往CT对ASD的描述和诊断，多集中于二维平面图像的处理和测量。本研究利用实际被植入的封堵器腰部直径长度作为参照标准，从而对比分析心脏4D-CCTA与2D-TTE评估诊断ASD的效果。

1 资料和方法

1.1一般资料 回顾性分析承德医学院附属医院2017年7月至2020年6月行ASD介入封堵术的老年患者资料。入选标准：年龄60～85岁，入院后均行常规体格检查、心电图、胸部CT、TTE及320排CT心脏4D-CCTA，最终确诊为继发孔型ASD，经临床医师评估可进行治疗者，患者均排除冠状动脉系统病变、肝肾功能病变等不适宜手术者。最终共纳入46例，其中男26例，女20例，年龄61～72岁，平均(65.4±7.9)岁，体重指数(BMI)14.5～28.9 kg/cm2，平均(23.4±4.8)kg/cm2，心率51～87次/min，平均(62.4±7.8)次/min。心电图上存在不完全右束支阻滞合并ST-T段改变或右心室肥厚表现29例。按纽约心功能分级评级Ⅱ级以上者21例，其余为Ⅰ级。

1.2心脏2D-TTE 超声检查机器为PHILLIPS iE33型超声多普勒诊断仪，选取 S5-1探头，探头频率设置2～4 MHz，选择彩色多普勒仪自然组织波普功能，以便清晰观察ASD和VSD边缘情况及大小。采用标准的TTE评估方案，通过剑突下、左右胸骨旁及心尖4个切面进行观察。术前 TTE 检查主要评估 ASD大小、位置、边缘情况及左右水平分流情况。比较各切面ASD测量值大小，将所获得的最大和最小测量值定为ASD长径和短径。

1.3320排螺旋CT心脏4D-CCTA 采用日本东芝公司Aquilion系列320排螺旋CT进行心脏4D-CCTA扫描。扫描参数采用CT根据患者年龄、身高、体重而自适应调整参数，具体参数设置区间如下：管电压为90～120 kV，管电流为300～500 mA，测量旋转时间为0.35 s，准直宽度为320×0.5 mm，层厚0.5 mm，重建间距0.5 mm。CT扫描模式选择CTA/CFA容积扫描模式，成像选择回顾性心电门控心脏全周期成像。扫描范围上至气管隆突，下至膈下2 cm。在升主动脉设置感兴趣区(ROI)，阈值设置为100 Hu来触发自动扫描。造影剂采用非离子型对比剂(碘海醇350 mg/ml)，注射器选择双管高压注射器，于肘部正中静脉注射给药，注射时间超过10 s，注射总剂量为45～55 ml，注射流速为0.07 ml/(kg·s)，对比剂注射完成后，随后在5 s内注入生理盐水40 ml。患者扫描前均已签署知情同意书，并经过4 h以上禁食，且得到过屏气训练。若患者心率高于80次/min，则予以适量美托洛尔保持其心率小于70次/min。

1.4成像后CT图像处理重建 首张基准自动重建图像为75%R-R间期的心脏间隔容积图像，随后以层厚1 mm，层间距1 mm自动重建0%～99%R-R间期的心脏间隔容积图像，并以10%间距分为10组重建图像，随后传送至机器自带工作站中进行图像后处理。重建图像包括冠状动脉三维重建、ASD大小测量及ASD边缘测量。冠状动脉三维重建基准原始图像为75%R-R间期的心脏间隔容积图像，并使用多平面重建、容积重建及最大密度投影的方式重建图像。通过动态观察10组重建图像电影模式播放后的ASD状态，发现ASD的形态、大小和周径在整个心动周期中不断变化，经比对测量，通常在收缩末期ASD最大，在舒张末期最小。取收缩末期不同角度的重建图像，而斜矢状位、斜冠状位和心尖四心腔切面，测量各方向径长，取其中最大、最小值作为本研究ASD测量最大径和最小径。取10组重建图像作为测量原始图像并在收缩末期图像中测量ASD的5个边缘，即后上缘、矢状位平面上ASD上缘与上腔静脉入口之间距离；后下缘：矢状位平面上ASD下缘与下腔静脉入口之间距离；后缘：冠状位平面上ASD后缘与右房后壁之间距离；前上缘：冠状位平面上ASD前缘与主动脉后壁间最短距离；前下缘：心尖四心腔切平面上ASD前下端与二尖瓣平面最短距离。

1.6ASD介入封堵方法 介入手术适应证和禁忌证符合《常见先天性心脏病介入治疗中国专家共识 一、房间隔缺损介入治疗》〔10〕。依据心脏TTE检查所获得的ASD最大径长选择匹配的封堵器，植入、释放过程中全程TTE实时监测，并行实时术后评价。

1.7封堵术后封堵器腰部直径(POS)测量 封堵术后第2天所有患者常规行胸部X线平片复查，并在侧位片上测量封堵器的POS。而金标准下使用球囊扩张测量ASD球囊POS原理和大小与本研究中测量方案一致，故本研究以平片测量POS直径作为金标准且作为基准对照。

1.8统计学方法 采用SPSS19.0软件进行t检验、Pearson相关分析。

2 结 果

2.1术前不同检查方案评估差异 46例患者最终43例成功进行了介入封堵术，3例后改行外科手术治疗。这3例在行4D-CCTA术前检查时均发现了介入手术禁忌证，而2D-TTE检查均未提示禁忌证。3例中有2例出现了上腔静脉窦型ASD伴肺静脉异位引流，1例为右中上肺静脉型，1例为右下肺静脉型。外科手术中所见解剖类型与术前4D-CCTA检查结果一致，然而术前2D-TTE检查均只提示为上腔型ASD，而肺静脉异位引流均缺乏提示。另1例术前TTE显示下腔缘显示不清无法判断ASD类型，患者随后进行的4D-CCTA检查清晰显示了下腔缘，最终判定为下腔型ASD并在外科手术中得到解剖证实。

2.2不同检查方法ASD测量值及差异比较 等效圆直径POS 12.10～39.80 mm，平均(26.28±6.27)mm。不同方法测量所得的长径、短径和等效圆直径之间及等效圆直径与POS标准值比较无统计学差异(P>0.05)，见表1。

表1 两种测量方案各自测量ASD结果间及与POS间对比

2.3使用Pearson相关系数分析法分析两种测量方案所得等效圆直径与POS标准值间相关性 4D-CCTA所得测量值与POS标准值呈正相关性(r=0.92，P<0.01)。4D-CCTA所得测量值与ASD所用封堵器大小间呈正相关性(r=0.81，P<0.01)。2D-TTE所得测量值与POS标准值同样呈正相关性，但相关性较低(r=0.45，P<0.01)。2D-TTE所得测量值与ASD所用封堵器大小间无明显相关性(r=0.18，P=0.21)。

3 讨 论

ASD是最常见的老年患者先天性心脏病之一，目前最重要的首选治疗方案是导管介入ASD封堵术〔11〕。而老年患者基础疾病多，心脏功能较差，常伴有心力衰竭，这对手术安全性提出了挑战，而目前提高手术安全性，降低ASD封堵术最有效的方案是详尽的术前检查和评估，其中术前检查最根本也是最重要的是对ASD准确的测量和解剖结构的详尽描述〔11～13〕。

由于超声方便、快捷、易得和成本较低的特点，目前临床术前评估、术中监测及术后复查的最常用也是最主要的工具是TTE〔14〕，但其仍存在很多局限性和缺点。ASD的边界有软边和硬边之分，超声对含水软组织的分辨率较高，因此可以准确测定ASD的软边〔14〕，这对评估患者症状有积极帮助。但介入手术中，封堵器大小参考的直径是指ASD的硬边，软边是被去除的部分，这是超声的局限性，超声难以清晰界定软边和硬边的界限，从而对ASD的范围判断具有主观性，不同的医师常难以得到稳定的结果。本研究结果表明，在指导介入手术ASD大小和封堵器大小选择上，超声具有明显劣势。而笔者医院多年的经验中，超声由于观察角度和医师的主观操作所限，难以准确明确ASD的直径，这与本研究结果相符。而模糊的直径数据也难以准确选择ASD封堵器，常带来术中封堵器直径与介入观察不匹配，从而术中需要更换封堵器的型号，甚至不精确匹配的封堵器，可带来封堵器脱落栓塞及心律失常等风险〔15〕。而且由于观察角度、观察环境、气体影像和医师的主观操作所限，超声易于漏诊心脏大血管畸形和难以判断边缘情况，这对于介入手术风险巨大。如若术前评估未及时发现，可能带来治疗失败甚至恶性心律失常、封堵器脱落栓塞导致脏器梗死的风险。

由于超声的局限性，越来越多的研究评估CT检查在ASD介入手术中的价值，并建议重视CT在先天性心脏病中的诊疗地位和价值〔16,17〕。与超声相比，心脏CT检查评估范围更大，评估结构更复杂，评估时间更快，且对结构的显示更为精确。而320排螺旋CT心脏4D-CCTA，可在患者一个心动周期内完成对整个心脏和大血管系统的检查，避开了心脏收缩对成像的干扰，而时间序贯容积扫描带来了时间相关的空间分辨率和密度分辨率的巨大提升。可在心脏周期中的任一时间对ASD的大小直径面积和容积等多维数据进行测量。目前对320排螺旋CT心脏4D-CCTA在ASD介入手术中的辅助价值研究数量较少。本研究表明，4D-CCTA可直接精确显示ASD的位置和形态，且可同时判断心脏大血管的状态，且其可任意时间和任意角度观察ASD的形态和边缘，这对手术方式和手术过程有直接指导。4D-CCTA能清晰客观显示ASD的硬边，ASD长径和短径的测点明确，且其等效圆直径与标准参考值POS间有强相关性，提示其可能是准确测定ASD最有效的方式之一，也提示其对封堵器选择的有效参考价值。

本研究也有一定局限性。本研究可能存在一定统计学偏倚情况，后期需要设计良好样本量更大的双盲对照实验进一步明确本研究结果。

综上，虽然心脏2D-TTE方法可显示ASD的大小形态和位置，但其局限性，造成了其对介入手术的术前评估效果较差。而320排螺旋CT心脏4D-CCTA能立体精确显示ASD的形态大小和位置，且其测量值与标准对照值间有强相关性，更可作为辅助选择封堵器大小和型号的参考之一，并显示出其在老年ASD患者介入治疗中有很强的应用价值。