探讨使用CT对比剂在肺循环动静脉中峰值时间差值评价慢性心衰的可行性

杨洪兵，陈新月，石明国

第四军医大学西京医院 放射科，陕西 西安 710032

探讨使用CT对比剂在肺循环动静脉中峰值时间差值评价慢性心衰的可行性

杨洪兵，陈新月，石明国

第四军医大学西京医院 放射科，陕西 西安 710032

目的研究用CT TestBolus技术获取CT对比剂在肺动、静脉达峰时间的差值（△Tp），作为慢性心力衰竭客观量化评价参数的可行性。方法回顾性搜集60例病人，分为正常组和实验组。所有患者行TestBolus扫描，获取的图像在DynEva软件中分析，得出CT对比剂强化值-时间曲线，测到每组△Tp值，并初步认定△Tp值≥7 s为异常。与超声左室射血分数（LVEF）进行配对t检验统计学分析，评价各组差异，△Tp值和LVEF值的关系。结果实验组的△Tp值、LVEF值比正常组显著改变，两组△Tp值、LVEF值具有统计学意义（P＜0.05）。在正常组中，△Tp值与LVEF值之间的差异无统计学意义（P＞0.05）。结论CT对比剂在肺循环中的峰值时间△Tp是评价慢性心力衰竭病人心血管系统循环状态的良好指标，可用于评价慢性心力衰竭病情的严重程度。

CT对比剂；肺循环；TestBolus；循环时间；慢性心力衰竭

引言

心力衰竭是由于心肌梗死、心肌病、血流动力学负荷过重、炎症等各种原因引起的心肌损伤、心肌重塑，最后导致心室泵血或充盈功能低下的综合症。临床主要表现为呼吸困难、乏力和体液潴留。慢性心力衰竭（Chronic Heart Failure，CHF）是指持续存在的心力衰竭状态，可以稳定、恶化或失代偿[1]。心力衰竭的严重程度常以纽约心脏协会NYHA分级表示：Ⅰ级为日常活动无心衰症状，Ⅱ级为日常活动出现心衰症状（乏力、呼吸困难），Ⅲ级为低于日常活动出现心衰症状，Ⅳ级为在休息时出现心衰症状[2]。

常规的检查方法有：① 心电图：可发现既往心肌梗死、左室肥厚、广泛心肌损害及心律失常信息；② 胸部X片：见心脏增大、肺淤血原有肺部疾病信息；③ 超声心动图：定量或定性房室内径、心脏几何形状、室壁厚度、室壁运动以及心包、瓣膜和血管结构；定量瓣膜狭窄、关闭不全程度，测量左室射血分数（LVEF）、左室舒张末期和收缩末期容量（LVEDV，LVESV）；④ 心衰标志物：B型利钠肽（BNP）及N末端B型利钠肽原（NT-proBNP）是心力衰竭患者的血液标志物[3]。

在上述常规的检查方法中，很少有研究通过CT的检查方式对心力衰竭病人的心血管系统循环状况进行报道[4]。本文将探讨利用CT对比剂在肺动脉与肺静脉达峰值的时间差△Tp值，作为评价慢性心衰客观量化评价参数的可行性。

1 资料与方法

1.1 研究对象

在2016年3月～2017年2月期间从我院行CT对比剂检查的病人中，回顾性地搜集60例参与者，在行CT对比剂检查前后均进行心脏超声检查。慢性心力衰竭的实验组利用心胸比率，即心影最大横径与胸廓最大横径作为分组条件[5]。具体如下：心胸比率＜0.55无心衰病史为正常组，≥0.55包含Ⅱ级或Ⅲ级慢性心衰病人为实验组（图1）。且两组中均无影响肺循环的疾病，如肺动静脉瘘、肺栓塞等病史。无心血管疾病的正常组30人，慢性心力衰竭实验组30人。病例组成如下：① 正常组30例中，男性18人，女性12人，年龄34～65岁，平均年龄50岁；② 实验组30例中，男性20人，女性10人，年龄32～62岁，平均年龄52岁。询问实验组病人及家属近日活动情况，按照纽约心脏协会NYHA分级标准，Ⅱ级12人，Ⅲ级18人。

图1 胸部定位图像的心胸比

1.2 CT扫描方案及参数

采用SIEMENS SOMATOM Definition机器扫描，德国欧立奇高压注射器注射对比剂。

（1）CT对比剂。使用高浓度350 mg/mL的碘含量，注入剂量为20 mL，注射流率为4 mL/s，注射完对比剂后，紧接着追加注射20 mL生理盐水。统一使用18号留置针，从右肘静脉注入。

（2）用仪器及软件。使用SIEMENS SOMATOM Definition机器中TestBolus扫描模式，在Syngo工作站中添加DynEva软件，得出相对应的ROI（Region of Interest）区域的CT对比剂CT值—时间曲线[6]。

（3）心胸比率的测量。选取的病例都将进行胸部定位相扫描，选择测量软件的距离功能，分别测出心影最大横径与胸廓最大横径，两者之比，即为心胸比率。

（4）监测层面的选取。监测层面需要明确地显示肺动脉和肺静脉层面，在扫描的过程中，需要病人屏住呼吸进行配合，尽量保证不受呼吸运动伪影的影响。

（5）扫描参数。管电压120 kV，有效管电流20 mAs，矩阵为512×512，层厚Slice为10 mm（Acq.1×10.0 mm），扫描时间为Quick 0.24 s，扫描间隔为0.66 s，循环监测次数为20次，重建函数Kernel为B31f medium smooth，Window为Mediastinum，启动扫描的Delay Time均为4 s （正常组和实验组）[7]。

1.3 图像后处理及数据测量

在SIEMENS工作站Syngo Work中，使用DynEva软件，对TestBolus所得的图像进行分析，选择合适的ROI：①每个层面所显示的ROI必须在目标血管范围内；② ROI的直径范围不小于目标血管管径的30%；③ 由于肺静脉直接汇入左心房，肺静脉和左心房的强化峰值几乎在同一时间，在ROI测量肺静脉时，为了方便就直接设置在左心房层面；④ ROI区域内避免因为湍流而导致对比剂混合不均，若目标血管出现较大面积混合不均，可将ROI直径降低至目标血管管径的30%（图2）。根据不同目标血管的ROI，生成相应的对比剂强化值—时间曲线，在最大强化值所对应的时间，即为峰值时间。肺静脉的峰值时间标记为Tpv（Time of Pulmonary Vein），肺动脉峰值时间标记为Tpa （Time of Pulmonary Artery）分别测量正常组A组和实验组B组的△Tp，△Tp=Tpv-Tpa，初步认定△Tp≥7 s时为异常，然后算出两组的平均值（图3）。

图2 TestBolus 层面的选择

图3 △Tp值的测算

1.4 左室射血分数检查

在选择病例时，通过PACS系统查阅可获取病人的检查信息，其中就有心脏超声所测得的左室射血分数（Left Ventricular Ejection Fraction，LVEF），时间以接近CT检查为准。若没有心脏超声检查，将不纳入病例。在超声诊断中，当LVEF＜50%，认为有异常[8]。

1.5 统计学分析

2 结果

2.1 两组LVEF值的比较

正常组男性（18例）△Tp的平均值为（3.5±0.8）s，LVEF平均值为57%±3%，肺动脉和肺静脉的CT峰值平 均 为（210.4±21.3）HU和（185.6±22.4）HU。 正 常组女性（12例）△Tp的平均值为（3.9±0.6）s，LVEF平均值为55%±3%，肺动脉和肺静脉CT峰值平均为（200.4±28.4）HU和（177.3±28.2）HU。 实 验 组 男 性（20例）△Tp的平均值为（9.2±2.1）s，LVEF平均值为44%±7%，肺动脉和肺静脉CT峰值平均为（160.8±31.2）HU和（142.1±30.4）HU。实验组女性（10例）△Tp的平均值为（8.8±2.1）s，LVEF平均值为45%±6%，肺动脉和肺静脉CT峰值平均为（142.1±18.5）HU和（122.3±28.6）HU。

2.2 两组△Tp值的比较

正常组，男性和女性的△Tp值、LVEF值，t检验结果分别为1.524和1.124，P＞0.05，无显著性差异。实验组的△Tp值、LVEF值比正常组显著改变，两组△Tp值、LVEF值具有统计学意义（P＜0.05）。

2.3 △Tp值与LVEF值对CHF心血管系统的循环状态

△Tp值与LVEF值对CHF心血管系统的循环状态的评价比价，按照△Tp≥7 s、LVEF＜50%为异常。在60例病人中，有3例△Tp值显示异常，而LVEF值显示正常；有2例△Tp值显示正常，而LVEF值显示异常（表1）。△Tp值对CHF循环状况的评价的敏感性为93.33%（28/30），特异性为90.00%（27/30），异常预测值为90.32%（28/31），正常预测值为93.10%（27/29）。两种检测方法无显著差异（P＞0.05）。

表1 △Tp值与LVEF值对CHF病人心血管系统的循环状态的评价比较（例）

3 讨论

3.1 肺循环的特点

心血管系统分为肺循环和体循环，血液在这两个循环体系中都是等量输入和输出[9]。肺部血管越靠近肺门，管径越大，向外周逐渐变小，因此肺循环的路径短，循环时间快，通过测量肺静脉和肺动脉的循环时间差值△Tp值，能直接客观地反映整个心血管系统的循环状态。

3.2 △Tp的定义及影响因素

在SIEMENS工作站Syngo Work中，使用DynEva软件，对TestBolus所得的图像进行分析，根据不同目标血管的ROI，生成相应的对比剂强化值—时间曲线，在最大强化值所对应的时间，即为峰值时间[10-11]。TestBolus扫描，使用少量对比剂，间隔相同时间的多次同层扫描，观察对比剂在设置层面的血管充盈过程，间接反应循环状态[12]。本研究总结经验如下：

（1）当增加对比剂用量、保持注射流率不变时，目标血管的对比剂强化峰值增大，出现最大强化峰值时间延后，但△Tp值较对比剂参数未改变时并无明显变化；当保持对比剂用量不变、增大注射流率时，目标血管的对比剂强化峰值轻微增加，出现最大强化峰值时间有所提前，但△Tp值较对比剂参数未改变时无明显变化[13]。因此在行TestBolus扫描时，所注射的对比剂用量和流率，对△Tp值无明显的影响，但会影响所获得的图像对比度，选择合适的用量（20 mL）和流率（4 mL/s），能满足测试的要求[14]。

（2）为了减少△Tp值的时间误差，在扫描模式中选择Quick 0.24 s，在循环时间中选择0.66 s，每扫描一次的间隔为0.9 s，将时间误差降至最低。

（3）在所有搜集的病例中，排除了肺栓塞[15]、肺动静脉瘘[16]等影响肺循环的疾病，确保△Tp值测量的准确性。

（4）ROI的范围选择尽量避开因湍流导致对比剂混合不均的区域。

3.3 △Tp值对慢性心力衰竭的评价

正常组中分别对男性、女性病例的△Tp值和LVEF值进行了统计学检验，结果P＞0.05，无统计学意义，认为男性和女性间的△Tp值和LVEF值不存在显著差异。在超声诊断中，当左室射血分数LVEF＜50%，认为有异常，并没有对男性和女性设定不同的阈值[17]。根据所测得实验组的△Tp值，初步设定当△Tp值≥7 s时，认为有异常，并与LVEF值进行检验，结果显示在敏感性、特异性、异常预测值和正常预测值都超过90%，最后的检验结果P＞0.05，认为两种检测方式没有显著的差异。说明△Tp值对CHF心血管系统的循环状态的评价具有一定的参考价值。

3.4 △T的优势和局限性

（1）△Tp值是基于TestBolus的扫描模式，所得图像在DynEva中运用而产生的，而TestBolus测试循环时间的方法在对比剂检查中是一种精准的检查手段，运用十分普遍。在使用对比剂检查时，采用这种扫描模式，都可以获取△Tp值，方便、快捷。对于慢性心力衰竭的病人，心室泵血或充盈功能低下，血液循环变慢，在肺循环的时间相对变长，而△Tp值能直接、客观地反映肺循环的快慢，进而反映整个心血管系统的循环状态。

（2）对于慢性心力衰竭的病人，常规的检查手段有心电图、超声、X线胸片和心衰标志物，有各自不同的评价标准，提供了有用的参考价值。CT对比剂测试肺循环的时间差作为一种评价方式，却鲜有研究，作为一种直接、客观的测量方式，有一定的参考价值和意义[18]。

（3）在心血管系统的循环状况的检查方法中，主要依据超声测量LVEF，左室舒张末期和收缩末期容量[19]。△Tp值依据LVEF值作参考设定，有一定的准确性，而根据△Tp值来判断循环系统有无异常及异常程度，提供一个新的评价方式。对于老年、运动员等影响血液循环变慢的因素不能明确地分辨，但可以提供反映循环状态的参数，为临床工作提供一定参考价值。

4 小结

在影像检查中，超声能直观地评价CHF病人的心血管系统的循环状态，△Tp值在行CT对比剂检查时能直接获取，对CHF检查方法的一种新的尝试，拓展检查范围。CT对比剂在肺循环中的峰值时间△Tp值是评价慢性心力衰竭病人心血管系统循环状态的良好指标，可用于评价慢性心力衰竭病情的严重程度。但对非心衰因素导致心血管系统循环变慢的疾病的诊断价值，仍需进一步探讨。

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Peak-Time Interval of CT Contrast Medium Between Pulmonary Artery and Vein:An Objective and Quantified Indicator for Chronic Heart Failure

YANG Hongbing, CHEN Xinyue, SHI Mingguo
Department of Radiology, Xijing Hospital, The Fourth Military Medical University, Xi’an Shaanxi 710032, China

ObjectiveTo study the feasibility of CT TestBolus in achieving of peak-time interval of CT contrast medium between pulmonary artery and vein as an objective indicator for chronic heart failure.MethodsWe retrospectively collected 60 patients, who need to clndergo CT scan with contrast medium. They were divided into two groups (control group with normal heart and test group with chronic heart failure). CT TestBolus was applied to both groups. Then the acquired attenuation time curve was analyzed by DynEva and the peak-time interval of contrast medium between pulmonary artery and vein (ΔTp) were calculated. The relationship between left ventricular ejection fraction (LVEF) of B ultrasonic and ΔTp was evaluated by using paired t tests.ResultsThe ΔTp and LVEF in the test group were significantly changed, and there were significant differences between the control group and the test group.ConclusionΔTp acquired by CT TestBolus is of great value in evaluation of chronic heart failure, which can be used in assessing of severity for chronic cardiac failure.

CT contrast media; pulmonary circulation; TestBolus; cycling time; chronic heart failure

R445

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.11.002

1674-1633(2017)11-0005-03

2017-02-16

2017-08-28

国家自然科学基金（81000648）。

石明国，教授，主要研究方向为医学影像技术。

通讯作者邮箱：smg2002@163.com

本文编辑 王静