320 排CT 低剂量冠状动脉成像评价左心功能

刘红艳 王勤 杨栋梁 曾庆千 彭明明

冠心病因起病急、进展快、病死率高等特点严重威胁人类的健康，近年来其发病率呈逐年递增趋势［1］。多排螺旋CT冠状动脉成像 （computer tomography coronary angiography，CTCA） 因其扫描速度快、时间和空间分辨率高、无创伤性等优点已广泛应用于临床，并成为冠心病筛查的首选方法［2］。CTCA 对冠心病狭窄程度分级诊断与冠状动脉造影具有良好的一致性［3］，且能更好地检出非粥样斑块所致的冠状动脉病变［4］，而 CTCA 一站式左心功能评估因考虑受检者辐射剂量问题，在临床应用较少。心脏MRI 成像空间分辨力、软组织对比度高，且无辐射，被认为是临床评价左心功能的金标准［5］，但因检查时间较长、心率要求高、禁忌证较多等原因，在临床中较难开展。经胸二维超声心动图（two-dimensional transthoracic echocardiography，2D-TTE）由于便捷、廉价及无创等优势成为评价左心功能的常用方法。本文通过CTCA 与2DTTE 的对照分析，初步探讨个性化低剂量CTCA 一站式左心功能检查在临床中的应用价值。

资料与方法

1．临床资料

连续收集本院 2012 年 4～10 月、2017 年 1～6月临床怀疑冠心病行320 排CTCA 左心功能检查各 50 例，其中男 57 例，女 43 例，平均 59．30±12．29 岁。同时收集本院 2012 年 4 月～2018 年 3月一周内同时行 CTCA 与 2D-TTE 检查 94 例，其中男 46 例，女 48 例，平均 61．14±12．71 岁。排除标准：严重心肾功能不全、严重心率不齐者，碘对比剂过敏或难以配合检查者，甲状腺功能亢进及冠状动脉支架置入、心脏起搏器置入等患者。增强扫描均签署知情同意书。

2．CTCA 左心功能检查及后处理分析

使用 Canon 320 排 CT Aquilion ONE，采用回顾性心电门控技术进行全心动周期CTCA 成像。扫描参数：320×0．5 mm，0．35 s/r，FOV-M，常规组：当体质量指数（body mass index，BMI）≤25 kg/m2时选择 100 kV，BMI＞25 kg/m2时选择 120 kV，250～500 mA，扫描范围从气管隆突至心脏膈面16 cm采集。低剂量组：使用迭代重组技术，选择个性化扫描参数［6,7］，即当 BMI≤20 kg/m2、20～30 kg/m2、≥30 kg/m2时分别采用 80、100、120 kV，适应性mA 调节，扫描范围从气管隆突至心脏膈面12～16 cm 采集。根据患者不同心率自动或手动选择1～3 个全心动周期。使用双筒型高压注射器，经肘静脉以5 ml/s 的流率注入非离子型对比剂（碘帕醇，370 mg I/ml）约 40～80 ml，再以相同流率注入30 ml 生理盐水。当心率＞75 次/min 时，对无房室传导阻滞、 低血压等禁忌证患者可舌下含服倍他洛克 12．5～25 mg。

图像质量评分： 以CTCA 冠状动脉图像质量作为左室功能图像质量评分。采用美国心脏协会标准，将冠状动脉分为15 段，基于每个个体整体冠状动脉图像质量评分采用 5 分法［8,9］：5 分，图像质量好，没有运动伪影；4 分，图像质量良好，有少许运动伪像，不影响诊断；3 分，图像质量中等，有运动伪影，血管边缘较模糊，能用于诊断；2 分，图像质量较差，有较多运动伪影，严重限制了诊断；1 分，图像质量差，无法诊断。由两位至少工作10 年的主治以上医师对冠状动脉图像质量进行双盲评价，意见不一致时协商解决。

左心功能测量： 将全心动周期CTCA 原始数据以10%R-R 间隔重组出容积数据，传至VitreaⅡFX 工作站，使用心功能分析软件，分别选定收缩末期和舒张末期，将定位线放与二尖瓣环中央与心尖处，软件将自动勾画出左心室腔内膜面与外膜面，乳头肌包含于血池内（图1a，1b），经人工手动修正后，即可获得左心室舒张末期容积（end diastolic volume，EDV）、收缩末期容积（end systolic volume，ESV）、射血分数（ejection fraction，EF）、每搏输出量（stroke volume，SV）和每分输出量（cardiac output，CO）（图 1c）。

辐射剂量评估：CTCA 检查完后随机产生辐射剂量表： 平均容积CT 剂量指数和剂量长度乘积（dose length product，DLP）。通过下列公式换算为有效剂量（effective dose，ED）。

ED =DLP×C，C=0．017［1］。

3．2D-TTE 测量左心功能

采用PHILIPS-iE 33 型彩色多普勒超声心动图仪器，探头 S5-1，频率 1．7～3．4 MHz。采用 M 型超声心动图测量左室收缩功能： 取胸骨旁标准左室长轴切面，将M 型取样线置于腱索水平，使取样线垂直于左室长轴，在舒张末期及收缩末期分别测量左室舒张末内径及收缩末内径，系统自动得出 EF、SV、EDV、ESV，短轴缩短率（图 1d），根据心率计算CO。由两名工作7 年以上的超声科主治医师分别独立获取测量值，取其平均值作为患者左心功能相应的指标。

4．统计学方法

使用 SPSS 22．0 统计软件。连续型变量以均数±标准差（±s）表示。首先使用 K-S 正态性检验对变量的正态分布情况进行检验。常规组与低剂量组的比较，对正态分布的连续型变量采用独立样本t 检验，对非正态分布的连续型变量采用Mann-Whitney U 检验，对计数型变量采用卡方检验。CTCA 与2D-TTE 测量左室功能指标差异性比较，对正态分布的变量采用配对样本t 检验，非正态分布的变量采用Wilcoxon 配对样本符号秩检验，并进行 Pearson 相关性分析。P＜0．05 认为有统计学差异。

结 果

1．常规组与低剂量组辐射剂量

CTCA 左心功能一站式检查均获得较好的图像质量，平均大于4 分。个性化低剂量组与常规组在年龄、BMI、性别方面无显著性差异，低剂量组图像质量主观评分较常规组更高（P=0．023）（图1e），DLP 和 ED 较常规组更低（P=0．000），ED 较常规组（图 2）降低约 36．09%（表 1）。

2．左心功能相关指标

本组资料中只有SV 和CO 符合正态分布，对两个变量采用配对样本t 检验，其余变量采用Wilcoxon 配对样本符号秩检验。94 例患者中CTCA 左心功能测量值除了 ESV、CO 外均较 2DTTE 测量值略高，两种检查方法所测量的EDV、ESV 无统计学差异（P＞0．05），EF、SV、CO 差异具有统计学意义（P=0．027，0．011，0．000） 。除 CO 外，其他指标均具有中等程度相关性（表2）。

讨 论

CTCA 作为评价左心功能的新方法，可一站式完成冠状动脉成像的同时完成左心功能评估［10］，因检查时需采用回顾性心电门控全时相扫描，较常规前瞻性CTCA 检查所受辐射剂量相对增加，也是临床应用受限的原因之一。但CTCA 能一次获得冠脉斑块及狭窄程度情况、 心脏内部结构及左心功能等较多信息，减少检查次数的同时，更有利于临床诊断。本组资料显示个性化低剂量组CTCA 与常规组相比，在年龄、BMI、性别无显著性差异情况下，CTCA 图像质量主观评分更高，ED 平均 4．94±2．24 mSv，较常规组明显降低约 36．09%（P＜0．05）。一般来说，影响 CTCA 辐射剂量的因素主要是 kV 及心率［11］，个性化低剂量组在 BMI≤20 kg/m2、20～30 kg/m2时分别选择 80、100 kV，不同于常规组 100、120 kV，减少了CTCA 一站式左心功能检查的辐射剂量。其次，低剂量组采用了迭代重组算法，不仅降低了辐射剂量，还降低图像噪声、提高图像质量［12,13］。另外，心率的影响亦较大，低心率仅采用1 个心动周期即可完成CTCA，而较快心率时需要2～3 个心动周期才能完成，相应的整体辐射剂量就会增加［11］。因此降低心率更有利于减少CTCA 一站式左心功能检查所致的辐射剂量。

表1 常规与低剂量 CTCA 辐射剂量比较（±s）

表1 常规与低剂量 CTCA 辐射剂量比较（±s）

注：*：性别数据以计数 （组内占比） 形式呈现，采用卡方检验分析差异性；正态分布数据采用独立样本t 检验，非正态分布数据采用Mann-Whitney U 检验

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表2 CTCA 和2D-TTE 测量左心功能各项指标比较（n=94）（±s）

表2 CTCA 和2D-TTE 测量左心功能各项指标比较（n=94）（±s）

注：* 相关系数具有显著性差异； 正态分布数据采用配对样本t检验，非正态分布数据采用Wilcoxon 符号秩检验

EDV ESV EF SV CO CTCA 123．30±72．63 43．07±20．36 63．24±9．64 72．80±16．99 4．72±1．24 2D-TTE 115．02±30．17 46．19±21．21 60．88±8．84 68．59±14．99 17．44±14．14 P 0．209 0．175 0．027 0．011 0．000 r 0．420*0．732*0．581*0．516*0．075

320 排CTCA 所计算的左心功能测量值EDV、EF、SV 均较 2D-TTE 测量值略高，与文献［14,15］研究结果基本一致。两种检查方法所测量的EF、SV、CO 差异具有统计学意义，而EDV、ESV 无统计学差异（P＞0．05）。结合文献分析可能的原因是：（1）测量方法不同，2D-TTE 把左心室容积假想成椭圆体，利用面积-长度法原理，操作者仅需取标准左室长轴位即可进行测量，由于左心室腔内结构的复杂性，不同操作者的差异性，左心功能容积测量值往往不够准确［16］。320 排 CTCA 采用高分辨率的三维重组技术，利用心功能分析软件可自动勾画每个期相的心外膜、心内膜，对勾画有误的部分可手动修改，每个期相的面积逐层叠加即可获得左心室容积值。因这种计算方法不受左心室形态、不同操作者的影响，较2D-TTE 测量值准确性、重复性更好。（2）2D-TTE 在进行标准左心室长轴二腔图像采集时，可能会因透视缩短而导致左心容积测量值缩小［17］。（3）CTCA 检查时需进行高浓度对比剂快速注入，也可能将增加心脏每搏输出量和射血分数。（4）部分患者CTCA 检查时因舌下含服倍他乐克以减慢心率，CO 值明显较2D-TTE 测量值低。

本组资料显示320 排CTCA 测量的左心功能指标除 CO 外，EDV、ESV、EF、SV 与 2D-TTE 测量值均具有中等程度相关性。EF 是评价左心室功能中最常用且最准确的客观指标。本组数据显示两种方法测量的EF 值虽然有统计学差异（P=0．027），但中等程度相关（r=0．581），基本同文献报道［18,19］。两种检查方法测量的CO 值比较无显著性相关（r=0．075），可能原因：SV 和心率的变化影响左心功能CO 值。一般来说为了获得较好的CTCA图像质量，检查前常尽可能控制患者心率在较低水平，特别当心率大于75 次/min 时，往往会嘱咐患者舌下含服倍他洛克以减慢心率。其次，两种检查在不同时间完成，心率受较多因素影响可能不同。另外，CTCA 检查时由于对比剂在短期内快速流入也可能导致 SV 值的变化。Kara 等［20］研究发现，与MRI 左心功能测量值金标准相比，CTCA 更接近MRI 测量值，也就是CTCA 左心功能测量值可能较2D-TTE 更准确。因此，在临床工作中若采用个性化低剂量CTCA 左心功能一站式检查，尤其对老人或心率较快者，可在完成一次检查获得多种诊断信息，值得推广应用［21］。

本组不足之处在于只评价了CTCA 左心功能的价值，未涉及冠状动脉狭窄情况的评估。采用个性化低剂量CTCA 左心功能检查，虽然患者所受辐射剂量明显较常规组低，可能还有下降的空间。因本文主要涉及个性化kV 值的变化，并未涉及心率及采集心跳周期次数的影响，另外使用低对比剂碘量还可以降低kV 值，从而进一步减低辐射剂量。

综上所述，采用个性化低剂量CTCA 扫描，在获得满足临床诊断需求的图像质量下，可明显减少患者辐射剂量。CTCA 一站式检查在获得冠状动脉斑块、狭窄等信息，也能对左心功能进行一定程度的评价，与2D-TTE 具有良好的相关性。