双源CT大螺距扫描在双侧双向Glenn术后评估中的应用

纪晓鹏，刘　洋，王锡明，杨世锋，李　霞，冯　娟

（1.山东大学附属省立医院医学影像科，超声诊疗科，山东济南250021；2.泰山医学院研究生院，山东泰安271000；3.山东省医学影像学研究所CT室，山东济南250021）



双源CT大螺距扫描在双侧双向Glenn术后评估中的应用

纪晓鹏1a，刘洋2，王锡明3，杨世锋1a，李霞1b，冯娟1b

［摘要］目的：探讨128层双源CT低剂量大螺距扫描在双侧双向Glenn术后形态学评估中的临床应用价值。方法：收集双侧双向Glenn术后患儿20例，均行低剂量大螺距扫描和DSA检査。大螺距扫描管电压为80 kV，管电流根据患儿体质量调节，螺距3.4。由2名医师采用5分法对图像质量进行主观评价。测量升主动脉根部、胸背部肌肉、双侧上腔静脉及肺动脉的CT值和噪声。记录剂量长度乘积以计算有效辐射剂量（effective dose，ED）。采用Kappa检验比较2名医师对图像质量主观评分的一致性。观察患儿术后形态学改变情况，并以DSA结果作为标准，评价CT的准确性。结果：所有患儿均成功完成低剂量大螺距扫描，图像均未出现运动伪影。升主动脉根部、双侧上腔静脉及肺动脉的CT值均超过250 HU，图像强化良好。图像质量主观评价平均得分（4.15±0.67）分，2名医师的一致性好（K=0.65，P＜0.05）。CT发现上腔静脉扩张7处，肺动脉狭窄4处，体-肺循环侧支血管19支，以DSA结果作为标准，CT诊断准确率均为100%。患儿平均CTDIvol为（0.59±0.15）mGy，平均DLP为（14.6±6.0）mGy·cm，平均ED为（0.33±0.11）mSv。结论：128层双源CT低剂量大螺距扫描在双侧双向Glenn术后形态学评估中可获取满足诊断的图像，且患儿无需屏气，具有较好的应用价值。

［关键词］心转流术，右；体层摄影术，X线计算机；辐射剂量

双向Glenn术是将上腔静脉横断后与右肺动脉行端-侧吻合的术式，近年来多作为功能性单心室的复杂性先天性心脏病患儿的过渡性手术，可有效促进患儿的肺动脉发育，为下一步行改良Fontan术提供有利条件［1-3］。对部分伴永存左上腔静脉的患儿，将其双侧上腔静脉分别与同侧肺动脉行端-侧吻合即为双侧双向Glenn术。与单侧双向Glenn术相比，双侧双向Glenn术死亡率更高，形成血栓的风险更大，最终完成根治术的概率更低［4-5］，故对双侧双向Glenn术后患儿密切随访具有重要意义。

影像学在双侧双向Glenn术后随访中发挥着十分重要的作用，其中DSA是常规检查项目，但其操作复杂、费用高、有并发症且辐射剂量较高［6-7］。近年来，CTA在先天性心脏病患儿的术后评估中应用日益广泛，其简便易行，准确率高，但CT伴随的辐射一直是人们关注的重点。128层双源CT前瞻性心电门控大螺距扫描（简称大螺距扫描）可清晰地显示心脏大血管的畸形且辐射剂量极低（多低于0.5 mSv）［8-9］，已用于先天性心脏病患儿的术前评价。该技术能否用于双侧双向Glenn术后评估，国内目前尚无文献报道。本研究以DSA结果作为标准，探讨128层双源CT低剂量大螺距扫描在双侧双向Glenn术后患儿中进行形态学评估的可行性及准确性。

1　资料与方法

1.1一般资料收集2014年8月至2015年10月来山东省立医院随访的双侧双向Glenn术后患儿20例，年龄1～10岁，平均（5.6±3.1）岁；男9例，女11例；体质量10～31 kg，平均（20.2±6.8）kg。所有患儿于低剂量大螺距扫描后1周内行DSA检查。本研究已通过山东省立医院伦理委员会的批准。行低剂量大螺距扫描和DSA检查之前，告知患儿家属含碘对比剂的不良反应和接受X线辐射的风险，并由家属签署知情同意书。

1.2 CT检查

1.2.1所有检查使用Siemens第2代双源CT机（Somatom Definition Flash，Siemens Healthcare，Forchheim，Germany）完成。扫描参数：球管旋转时间0.28 s/r，探测器准直2×64×0.6 mm，借助Z轴飞焦点技术，层面采集厚度为2×128×0.6 mm，螺距3.4，管电压80 kV，管电流根据患儿体质量调节：体质量超过6 kg，超出部分在60 mAs基础上每1 kg增加5 mAs。扫描范围从胸廓入口至心底，扫描方向由头侧向足侧。所有患儿均未服用β受体阻滞剂控制心率。大螺距扫描数据采集起始时相设置在心动周期的10%［8］。记录CT机显示的大螺距扫描的扫描长度及扫描时间。

在患儿单侧手背静脉或肘部静脉建立静脉通道，扫描前行对比剂（碘海醇，350mgI/mL）过敏试验。试验阴性后，体质量不超过15 kg的患儿口服10%水合氯醛（剂量0.5 mg/kg体质量）进行镇静［10］；体质量超过15 kg的患儿嘱其平静呼吸，不必进行屏气训练。所有患儿均未进行麻醉。

对比剂注射方案：对比剂（碘海醇，350 mgI/mL）剂量为2.0 mL/kg体质量，注射时间20 s，以相同的注射流率追加生理盐水（剂量1.0 mL/kg体质量）。于对比剂开始注射50 s后开始大螺距扫描。

1.2.2图像后处理将采集的数据以层厚0.75 mm、层距0.5 mm重建薄层图像，卷积核为B26f。所有薄层图像传输至工作站（Multiple Modality Workplace，Siemens Healthcare，Forchheim，Germany）进行后处理。

1.2.3图像评估及分析观察图像是否出现由呼吸运动引起的错层伪影。分别测量升主动脉根部、胸背部肌肉、双侧上腔静脉及肺动脉的CT值和噪声。CT值采用1.0cm2的圆形ROI测量，将CT值的标准差定义为噪声。计算升主动脉根部、双侧上腔静脉及肺动脉的SNR和对比噪声比（contrast noise ratio，CNR）。以升主动脉为例，SNR=升主动脉CT值/图像噪声，CNR=（升主动脉CT值-胸背部肌肉CT值）/图像噪声。

由2名具有5年以上心血管影像诊断经验的放射科医师独立对心外大血管的图像质量进行主观评价。采用5分法：5分，大血管显示清晰，无搏动伪影；4分，大血管显示较清，无搏动伪影；3分，大血管显示较清，有轻微搏动伪影；2分，大血管显示不清，有明显搏动伪影；1分，大血管显示不清，搏动伪影严重［11］。3分及以上的图像质量满足诊断需要。对评价得分不一致的图像，经讨论给出最终评分。

1.2.4 CT形态学评价指标观察上腔静脉扩张及肺动脉狭窄情况：在MPR图像上取上腔静脉管腔最宽处及肺动脉管腔最窄处的截面，测量相应管径并与上腔静脉远心端、肺动脉近心端管径比较，以管径增宽或狭窄超过20%［12］作为判断局部扩张或狭窄的标准。此外，重点观察患儿是否存在血栓形成、体-肺循环侧支血管（数量、起源）及肺动静脉畸形等并发症。

1.2.5辐射剂量评估记录CT机显示的CT容积剂量指数（volume CT dose index，CTDIvol）和剂量长度乘积（dose length product，DLP），将DLP乘以2.3得到校正后的DLP’［7］，将DLP’乘以转换系数k即得到有效辐射剂量（effective dose，ED）［其中1～6岁，k=0.018 mSv/（mGy·cm）；6岁以上，k=0.014 mSv/ （mGy·cm）［13］］。

1.3 DSA检查使用Philips X线造影机（Allura CV20，Phillips Medical Systems，The Netherlands）完成。采用咪唑安定（剂量0.1 mg/kg体质量）和氯胺酮（剂量1～2 mg/kg体质量）对患儿进行全身麻醉，运用Seldinger法穿刺股动脉、股静脉和颈内静脉，建立动脉和静脉通道。在操作开始时给予肝素（剂量80 U/ kg体质量）。对比剂为碘海醇（350 mgI/mL），最大剂量为5 mL/kg体质量。形态学评价同CTA。

1.4统计学分析运用SPSS 19.0软件进行统计分析。数值变量采用x±s表示，分类变量采用百分数表示。2名医师对图像质量主观评分的一致性采用Kappa检验（K＞0.81，一致性强；0.61≤K≤0.80，一致性好）。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

20例均顺利完成大螺距扫描，扫描长度（156.1± 29.3）mm，扫描时间（0.34±0.07）s。

2.1 CT图像质量所有图像均未出现运动伪影。图像质量客观评价指标见表1，升主动脉、双侧上腔静脉及肺动脉的CT值均达到250 HU以上，血管强化程度满足图像诊断要求［14］。图像质量主观评价5分6例，4分11例，3分3例，均满足诊断要求，平均得分（4.15±0.67）分，2名医师主观评价的一致性好（K= 0.65，P＜0.05）。

表1图像质量客观评价情况（x±s）

2.2术后形态学评价CT发现扩张的上腔静脉7支，其中右侧4支，左侧3支（图1a～1c）；肺动脉狭窄4处，其中肺动脉起始部至吻合口的近心端发现局部狭窄3处，肺动脉远段狭窄1处。10例发现体-肺循环侧支血管19支，其中起自降主动脉9支、肋间后动脉5支、右胸廓内动脉2支、主动脉弓1支、左胸廓内动脉1支、右锁骨下动脉1支（图1d）。所有患儿均未发现血栓形成与肺动静脉畸形。以上结果均经DSA检查证实，准确率为100%。

2.3辐射剂量CTDIvol为0.38～0.83 mGy，平均（0.59±0.15）mGy；DLP为6.5～27.1 mGy·cm，平均（14.6±6.0）mGy·cm；ED为0.16～0.52 mSv，平均（0.33±0.11）mSv。

3　讨论

3.1大螺距扫描概述大螺距扫描得益于双源CT具备2套球管与探测器系统，第2套探测器所获得的数据能够填补第1套探测器大螺距扫描时的间隙。其最大螺距达3.4，进床速度达46 cm/s，特别适合屏气配合欠佳甚至无法配合屏气的患者，可明显降低因呼吸导致图像错层的概率。本研究中大螺距扫描的平均时间在0.4 s以内，在非镇静患儿平静呼吸的状态下，所有图像均未出现呼吸运动伪影，图像质量明显提高。

大螺距扫描最初应用于成人冠状动脉CTA，能够在1个心动周期内完成心脏的数据采集，辐射剂量可降低至1 mSv以下［15-17］，且不会出现因需要多个心动周期重建而产生的阶梯状伪影。现该模式也已应用于先天性心脏病的检查，可准确地评价心脏大血管的畸形，辐射剂量也显著降低［8-9］，且与前瞻性心电门控序列扫描相比，在相同管电压、管电流条件下，大螺距扫描的ED更低［8］。焦北鱼等［18］在双侧双向Glenn术后评估中采用双源CT前瞻性心电门控序列扫描，其平均ED为（0.43±0.21）mSv，本研究平均ED较其降低约23.3%。

3.2CT检查在术后形态学方面的评估价值由于上腔静脉出现扩张往往提示上腔静脉内血流受阻或血流动力学情况不理想，且上腔静脉扩张至一定程度可形成静脉瘤，本研究7支上腔静脉出现扩张，左、右侧上腔静脉出现扩张的例数相近。术后肺动脉的局部狭窄同样是心外科医师关注的重点。本研究中，3处狭窄位于肺动脉起始部至吻合口近心端，该狭窄可使来自主肺动脉或对侧上腔静脉的血液减少，不利于同侧肺动脉的发育；1处狭窄位于肺动脉远段，提示该肺动脉发育不良。

体-肺循环侧支在Glenn和Fontan术后很常见，Triedman等［19］报道36.2%（71/196）的患儿术后DSA检查时发现体-肺循环侧支。体-肺循环侧支血管大多起自主动脉及其主要分支，其血液供应肺组织后回流入左心，继而进入主动脉，这一血液循环过程在氧合方面基本可视为无效循环。体-肺侧支血管带来的额外血流也可能是术后早期出现渗出较多或乳糜胸的原因之一［20］。本研究中，10例出现侧支血管，略高于Triedman等［19］的报道，可能与患儿例数较少有关，但也提示在双侧双向Glenn术后患儿出现体-肺循环侧支十分常见；在侧支的起源中，以起自降主动脉和肋间后动脉较为常见，占73.7%（14/19）。

血栓形成是术后严重的并发症之一［21］，CTA能够显示血栓及周围组织的情况，从而为取栓提供更加丰富的信息。对术后出现肺动静脉畸形，目前临床可根据患儿情况进行介入封堵、部分肺叶切除等处理。本组患儿均未发现血栓形成及肺动静脉畸形，但仍需长期随访观察。

CT在形态学评价方面与DSA的评估高度一致，但与DSA的二维图像相比，CT以其直观清晰的三维重组图像可更好地显示术后的形态学改变（图1），使心外科医师对患儿术后心脏大血管形态的认识更加全面深刻。128层双源CT低剂量大螺距扫描在双侧双向Glenn术后形态学评估中可获取满足诊断的图像，且患儿无需屏气，具有较好的应用价值。

本研究不足：①样本数量较少，由于双侧双向Glenn术不仅增加了手术难度，患儿预后也较单侧Glenn术差［4-5］，故接受双侧双向Glenn术进行修复的先天性心脏病患儿较少。可以考虑将低剂量大螺距扫描应用于接受其他术式进行修复的先天性心脏病患者。②虽已将平均辐射剂量降至（0.33±0.11）mSv，但仍有X线辐射，在以后的研究中可以结合超声、MRI等检查手段减少CT的辐射危害。

图1男，10岁，30 kg，双侧双向Glenn术后，大螺距扫描，80 kV，180 mAs，有效辐射剂量为0.47 mSv　图1a VR示左上腔静脉近吻合口管腔局部扩张，右上腔静脉近心段管腔局部扩张　图1b VR示右上腔静脉近心段管腔局部扩张　图1c DSA证实右上腔静脉近心段管腔局部扩张　图1d MIP示体-肺循环侧支血管分别起自右锁骨下动脉（APC1）和降主动脉（APC2）（RSVC：右上腔静脉；LSVC：左上腔静脉；RSA：右锁骨下动脉；DA：降主动脉）

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Low-dose prospectively ECG-gated high pitch spiral dual-source CT angiography in patients with bilateral bidirectional Glenn shunt

JI Xiaopeng，LIU Yang，WANG Ximing，YANG Shifeng，LI Xia，FENG Juan. CT R

CT Room，Shandong Medical Imaging Research Institute，Jinan，250021，China.

［Abstract］Objective：To explore the clinical value of low-dose prospectively ECG-gated high pitch spiral dual-source CT angiography（low-dose HP scanning）in patients with bilateral bidirectional Glenn shunt（bBDG）. Methods：Twenty patients with bBDG were prospectively enrolled. Low-dose HP scanning and DSA were performed within one week. The scanning parameters were 80 kV tube voltage and weight adapted setting for tube current. Two cardiac radiologists interpreted the image quality of great vessels using a 5-grade scoring system. The CT attenuation and the noise in the ascending aorta，chest muscles，bilateral superior vena cava（SVC）and pulmonary artery（PA）were measured. The dose length product was recorded to calculate the effective dose（ED）. Interobserver agreement on grades of subjective image quality was assessed by kappa statistics. Based on the findings of DSA，the accuracy of low-dose HP scanning was calculated. Results：The low-dose HP scanning and DSA were carried out in all the patients. There was no motion artifact due to the breath. The attenuation of the ascending aorta，bilateral SVC and PA was more than 250 HU. Overall interobserver agreement on subjective image quality was good（K=0.65，P＜0.05）. The average subjective image quality score was（4.15±0.67）. The morphological evaluation of HP scanning was quite consistent with that of DSA. The mean ED was（0.33±0.11）mSv. Conclusion：Low-dose HP scanning is a convenient and noninvasive post-operative method of assessment for patients with bBDG，and there is a great clinic prospective with regard to the postoperative evaluation of patients with bBDG.

［Key words］Heart bypass，right；Tomography，X-ray computed；Radiation Dosage

收稿日期（2015-11-29）

［通信作者］王锡明，E-mail：wxming369@163.com。

［基金项目］国家自然科学基金项目（81371547）；泰山学者工程专项经费资助；山东省自然科学基金项目（ZR2012HM006）。

DOI：10.3969/j.issn.1672-0512.2016.03.006