刘冰，范丽娟，张计旺，徐冬生，李旭

先天性心脏病(congenital heart disease，CHD)常合并冠状动脉发育的异常。冠状动脉异常通常分为两种[1,2]，一种是冠状动脉起源、走行及终止异常，此种情况会直接影响手术操作，另一种是有血流动力学意义的冠状动脉异常(包括左冠状动脉闭锁、冠状动脉起源于肺动脉、冠状动脉瘘等)，此种情况可能会导致患儿心脏不良事件，如心肌缺血、心肌梗死或心脏猝死。冠状动脉异常对先天性心脏病的手术治疗有重要意义，例如冠状动脉横跨右室流出道走行决定了法洛四联症手术方式的选择，同时由于表面组织的遮盖或者心肌桥的存在易造成手术中对冠状动脉的探查受限。因此手术前详细而准确的了解冠状动脉解剖信息对于制定外科治疗计划至关重要。儿童冠状动脉管径小、检查时心率快、合作有限，在冠状动脉成像技术上存在挑战性[3]。Goo等[4]研究显示64层CT心电门控扫描可以提高自由呼吸的CHD患儿冠状动脉的可视度。Yu等[5]研究表明利用双源CT成像能够有效地评估CHD患儿的冠状动脉发育情况。而另一文献报道[6]利用第二代双源CT前门控大螺距扫描技术对CHD患儿成像虽辐射剂量较低，但对冠状动脉的显示效果不佳。目前基于新一代宽体探测器CT对CHD患儿心脏CT造影中冠状动脉各节段显示情况的研究报道很少。本研究利用宽体探测器CT轴扫技术研究CHD患儿冠状动脉各节段的可视性及图像质量，旨在初步评价其在临床应用中的价值。

材料与方法

1.研究对象

连续选取2016年8月-2019年6月在本院经超声心动图确诊为先天性心脏病并进一步行CT心脏成像明确心血管解剖结构的177例患儿纳入该项研究。排除标准：①碘对比剂过敏；②肾功能不全；③先天性心脏病术后复查。排除1例有碘对比剂过敏史的患儿及4例先天性心脏病术后复查的患儿，最终纳入该研究的对象共172例，其中男88例，女84例，平均年龄(32.09±39.89)月(19天～16岁)，平均体重(12.08±8.74)kg(2.80～61 kg)，平均身高(85.40±24.48)cm(51.00～170.00 cm)，平均心率(115.32±22.33)次/分(58～182次/分)。按年龄不同分为4组，组1：年龄≤1岁，97例；组2：1岁<年龄≤5岁，48例；组3：5岁<年龄≤10岁，18例；组4：年龄>10岁，9例。本研究经医院伦理委员会批准，所有患儿家长或监护人均签署了知情同意书。

2.扫描方法

患儿取仰卧位，双手上举，心电监护监测心率，利用新一代高时间分辨率宽体探测器CT(Revolution CT，美国GE公司)扫描仪，采用前瞻性低剂量心电门控轴扫技术在一个心动周期内完成全心数据采集，扫描范围自胸骨上切迹至膈下2 cm。对于配合不佳的患儿检查前给予水合氯醛口服或灌肠，镇静满意后再行CT检查。应用双筒高压注射器(Ulrich missouri)经足背静脉或左上肢静脉先以0.8～2.5 mL/s的流率注射非离子型对比剂碘海醇(350 mg I/mL)或碘佛醇(350 mg I/mL)。对比剂总量为1.5 mL/kg体重，注射完毕后以相同流率注射生理盐水5.0～10.0 mL。扫描参数：管电压80 kV，管电流由智能毫安功能自动决定，预设噪声指数为18 HU。扫描野选用心脏最小模式，层厚0.625 mm。机架旋转速度0.28秒/转。预设采集时相窗35%～55% R-R间期。新型自适应统计迭代重建(ASIR-V)权重为50%。扫描过程中使用对比剂自动追踪技术，感兴趣区置于右心室腔，触发阈值设置为100 HU。

3.图像后处理及图像质量评估

图像后处理：所有图像传至后处理工作站(Advantage Workstation 4.6，美国GE公司)进行分析，包括多平面重组(multiplanar reformation，MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)以及容积再现(volume rendering，VR)。将原始数据以5%R-R间期作为间隔，使用标准算法进行多期相重建，然后选择最佳期相使用冠状动脉追踪冻结技术(snapshot freeze，SSF)以最佳期相为中心前后各85ms重建3个期相，重建的3个期相SSF数据传至工作站进行校准重建，得到最终的最佳期相的运动冻结图像。使用最终的SSF图像在工作站上进行图像后处理及分析。

图像质量评估：主观评价采用4分制原则[7]，1分：图像质量差，无法辨认冠状动脉。2分：图像质量一般，冠状动脉边缘模糊，中度伪影。3分：图像质量良好，冠状动脉边缘稍模糊，轻度伪影。4分：图像质量优秀，冠状动脉边缘清晰锐利，无伪影。1分图像无法判读，2分以上图像认为可以判读，有诊断意义(图1)。将冠状动脉分为11个节段[4]进行评价：左冠状动脉开口(left coronary origin,LO)，右冠状动脉开口(right coronary origin,RO)，左主干(left main artery,LM)，左前降支(left anterior descending artery,LAD)平均分成3段：近段(LAD1)、中段(LAD2)、远段(LAD3)，回旋支(left circumflex artery,LCX)平均分成2段：近段(LCX1)、远段(LCX2)，右冠状动脉(right coronary artery,RCA)平均分成3段：近段(RCA1)、中段(RCA2)、远段(RCA3)(图2)。由于回旋支长度通常短于左前降支及右冠状动脉，故平均分为2段。对CHD患儿冠状动脉的分段评估由两名具有5年以上先天性心脏病诊断经验的放射科副主任医师共同讨论完成，二者意见不一致时请第3位上级医师协助取得一致意见。

图1 心脏CT成像示冠状动脉评分等级及图像质量客观评价。箭指为前降支近段。a)1分，无法辨认冠状动脉；b)2分，冠状动脉边缘模糊，中度伪影；c)3分，冠状动脉边缘稍模糊，轻度伪影；d)4分，冠状动脉边缘清晰，无伪影; e)1为升主动脉根部CT值，2为同水平背部肌肉CT值；ROI均为10mm2。

表1 不同年龄组患者的一般资料比较

注：*组3与组4之间心率差异无统计学意义P=0.316

第3位高年资主治医师对CT图像质量进行客观评价，测量升主动脉根部CT值、噪声及同水平背部肌肉CT值，计算得出图像的信噪比(signal to noise，SNR)及对比噪声比(contrast to noise ratio，CNR)。ROI(10mm2)设定于血管中央，注意避开邻近结构，以避免部分容积效应。图像噪声值为升主动脉根部CT值的标准差，SNR=升主动脉根部CT值/噪声，CNR=(升主动脉根部CT值-同水平背部肌肉的CT值)/噪声(图1)。

4.统计学处理

结 果

1.一般资料

172例患儿均1次性完成心脏CT成像检查，按年龄不同分为4组，组1：年龄≤1岁，97例；组2：1岁<年龄≤5岁，48例；组3：5岁<年龄≤10岁，18例；组4：年龄>10岁，9例。四组患儿身高、体重及心率均符合正态分布，四组间比较患儿的身高和体重随着年龄的增长显著升高(P值均为0.000)，心率在5～10岁和10岁以上组间差异无统计学意义(P=0.316)，10岁以下心率随着年龄的增长而显著减慢(表1)。

2.冠状动脉异常

172例患者中共发现21例冠状动脉异常，冠状动脉异常发生率12.2%，包括左侧单支冠状动脉2例，右侧单支冠状动脉4例，前降支起自右冠状动脉1例，回旋支起自右冠状动脉1例，右冠状动脉起自主动脉左窦3例，右冠状动脉高位开口1例，左前降支-右室瘘1例，右冠状动脉-右室瘘3例，回旋支-右房瘘1例，左冠状动脉起自肺动脉3例，冠状动脉狭窄及闭塞1例(图3～5)。

图2 冠状动脉11个节段。a)左冠状动脉开口、左主干及前降支分段；b)回旋支分段；c)右冠状动脉开口及右冠状动脉分段。

表2 172例先心病冠状动脉11段评分及判读率比较

注：LO：left coronary origin，左冠状动脉开口；RO：right coronary origin，右冠状动脉开口；LM：left main artery，左主干；LAD：left anterior descending artery，左前降支(LAD1：左前降支近段 LAD2：左前降支中段 LAD3：左前降支远段)；LCX：left circumflex artery，回旋支(LCX1：回旋支近段 LCX2：回旋支远段)；RCA：right coronary artery，右冠状动脉(RCA1：右冠状动脉近段 RCA2：右冠状动脉中段 RCA3；右冠状动脉远段)

表5 不同年龄组客观图像质量比较

注：SNR：signal to noise，信噪比；CNR：contrast to noise rati，对比噪声比

3.冠状动脉各节段可判读率及评分

172例患者冠状动脉11节段2分以上共1534段，总可判读率81.7%(1534/1877)。可判读率由高到低依次为：LO、LM、RO、LAD1、LAD2、RCA1、LCX1、RCA3、LAD3、RCA2、LCX2。可判读率最高的为LO，98.8%；此外在90.0%以上的依次为LM、RO、LAD1、LAD2；可判读率最低的两个节段为RCA2(61.6%)和LCX2(44.2%，表2)。

按开口(LO、RO)、近段(LM、LAD1、LCX1、RCA1)、中段(LAD2、RCA2)、远段(LAD3、LCX2、RCA3)分析结果显示：从开口至远段可判读率依次下降，分别为97.1%(331/341)、90.5%(617/682)、76.6%(262/342)及63.3%(324/512，表3)。冠状动脉11节段评分由高到低依次为LO、LM、RO、LAD1、RCA1、LAD2、RCA3、LCX1、LAD3、RCA2、LCX2。

不同年龄组(组1～组4)冠状动脉可判读率依次为77.9%(831/1067)、85.4%(444/520)、87.4%(167/191)、92.9%(92/99，表4)。

表3 172例先心病冠状动脉开口及近、中、远段可否判读比较

表4 不同年龄组冠状动脉可判读率比较

4.不同年龄组宽体探测器CT客观图像质量

不同年龄组宽体探测器低剂量CT图像的CT值、噪声、SNR及CNR均符合正态分布，4组之间比较结果显示4个图像质量客观指标间差别均无统计学意义(F=0.827，0.383，0.725，0.935；P=0.481，0.766，0.539，0.425)，图像质量与年龄无关(表5)。

讨 论

儿童人群中冠状动脉异常的发生率约0.9%[8]，而在CHD患儿中冠状动脉的异常更为常见，约占11%～14%[9-10]。本组患儿冠状动脉异常发生率为12.2%，与文献报道相一致。冠状动脉开口、走行及终止异常可能会在外科手术中造成误伤，因此术前应该详细掌握冠状动脉的解剖以避免手术中对冠状动脉造成不必要的损伤。另一方面具有血流动力学意义的冠状动脉异常，例如冠状动脉瘘，治疗前需要了解其血管结构及与周围大血管的空间结构关系，这对于优化治疗方案十分关键[11-12]。

图3 男，3岁，共同动脉干(Ⅰ型)合并左单冠状动脉畸形。a)MIP示单支冠状动脉起自左冠状动脉窦(箭)；b)VR示单冠状动脉主干发出左右冠状动脉(箭)。 图4 男，4岁，左前降支-右室瘘合并左单冠状动脉畸形。a)MIP示左前降支-右室瘘口(箭)；b)单支冠状动脉起自左冠状动脉窦(箭)。 图5 男，2岁，Fallot四联症。a)MIP示右冠状动脉发出粗大圆锥支横跨右室流出道前方(箭)；b)VR图像。

冠状动脉造影是评价冠状动脉的金标准，该技术为有创操作，易发生并发症，图像缺乏冠状动脉与相邻心血管之间的三维空间关系，同时较大的辐射剂量大大限制了冠状动脉造影在儿童中的应用。超声心动图简便、无创，但与操作者的手法密切相关，由于声学窗及空间分辨率差的原因对冠状动脉容易造成误诊[13]。冠状动脉磁共振血管成像不存在电离辐射，但是检查时间长，受检者配合度要求高，空间分辨率较低，在婴幼儿患者中的应用受限[14]。近年来心脏CT成像迅速发展，高时间和空间分辨率以及强大的图像后处理功能为CHD患儿术前形态学评估提供了无创检查的新方法。

CHD患儿心率快，冠状动脉管径细，需同时观察心腔、大血管及冠状动脉，并且儿童对辐射十分敏感，因此需要严格的控制辐射剂量[4,15]。新型宽体探测器CT具有16 cm Z 轴覆盖范围、3D蜂巢准直器及容积高清Volume HD宽体重建算法等多种新技术，0.28 s/r的转速，结合冠状动脉追踪冻结技术(snapshot freeze，SSF)利用轴扫模式可以实现任何心率或心律不齐的情况下在一个心动周期内完成全心扫描。新型的自适应统计迭代重建技术(adaptive statistical iterative reconstruction Veo，ASIR-V)可降低图像的噪声，减少图像伪影[16]。基于以上技术特点，新型宽体探测器CT在保证图像质量的同时可进一步降低辐射剂量[17]。曾芳等[18]利用新型宽体探测器CT一站式心脏成像在较低剂量下为CHD患儿术前评估、术式选择及预后判断提供了重要价值。范丽娟等[19]对86例先天性心脏病患儿进行的研究显示，新型宽体探测器CT在保证较高图像质量的同时有效辐射剂量较低，是婴幼儿先天性心脏病诊断的有效检查方法之一。本研究使用新一代高时间分辨率宽体探测器CT前瞻性心电门控轴扫技术，管电压使用80kV，根据体重自动调节管电流，个体化降低每一位儿童的辐射剂量。同时为了提高冠状动脉的可视度，本研究患者采用收缩末期进行成像，这是由于儿童心率较快且常伴有心律不齐，而收缩末期相对其他心脏期相对心律不齐及心率变化敏感性更低。

本研究利用新型宽体探测器CT采用前瞻性心电门控轴扫技术完成CHD患儿CT心脏成像，同时对左右冠状动脉开口及各节段进行评估。心电门控同步CT扫描冠状动脉可视度显著高于非心电门控CT扫描结果，冠状动脉所有节段显示率为79%～89%[13]，本研究冠状动脉各节段总可判读率为81.7%，与文献报道相一致。本研究冠状动脉自开口至远段可判读率依次降低，开口97.1%，近段90.5%，中段76.6%，远段63.3%，笔者认为这与冠状动脉自开口至远段管径逐渐变细相关。冠状动脉11个节段中，LO、RO、LM及LAD1可视度最佳，分别为98.8%、95.3%、98.3%、95.3%；LCX2、RCA2可视度最差，分别为44.2%、61.6%，这是因为LCX2管径细且走行迂曲，RCA2垂直走行且紧邻右心房室，受心脏运动影响大。LAD1、LAD2可判读率高于90%，这与其走行接近水平相关，受心脏运动影响小。RCA3可视度高于LAD3、LCX2及RCA2，分析原因一是因为右冠状动脉远段走行平直，可位于同一轴面，二是本组患者右优势型冠状动脉居多。另外本研究者不同年龄组患儿随着年龄的增长，冠状动脉可视度随之升高，这与冠状动脉的发育及患儿的配合度相关。程召平等[20]利用双源CT对312例CHD患者行心血管CT成像，仅有9.6%的患者冠状动脉未达到诊断标准。Cui等[21]利用128层CT前瞻性心电门控扫描对100例<1岁的CHD患儿冠状动脉进行评估，得出总检出率为51.7%，明显低于本研究结果，笔者认为原因其一是本组患者平均年龄为3岁左右，冠状动脉较<1岁的患儿管径粗，二是<1岁患儿心率更快，图像伪影更重，三是本研究运用了SSF技术，得到的图像质量更佳。对318例法洛四联症或法洛型右室双出口患者术前心脏CT成像检查的冠状动脉解剖进行了回顾性分析，并与手术结果进行比较，得出两者一致性为95%的结论，进一步证实了心脏CT成像检查对冠状动脉评估的准确性[22]。

对于图像质量而言，本研究中患儿CT图像的主观评价显示各年龄组患儿均获得了较好的图像质量。客观图像质量参数分析结果显示CT值、图像噪声值、SNR及CNR各年龄组之间差别均无统计学意义(P>0.05)，客观图像质量参数与患儿年龄不相关，这表明各年龄组的冠状动脉评分及可视度评价不因图像质量而存在差异。

本研究尚存在一定的局限性。首先本研究中冠状动脉CT成像结果未与冠状动脉造影或手术结果对照；另外本研究样本量较小，其中10岁以上的患者仅有9例，需进一步扩大样本量。

综上所述，新型宽体探测器CT对CHD患儿行心脏CT扫描成像中对冠状动脉的显示效果满意，可以满足对冠状动脉异常的诊断，为术前了解冠状动脉的具体情况提供了很大的帮助，对外科医生手术方案的制定提供了可靠的依据，具有重要的临床应用价值。