谢玮慧，郭 辰，姚小芬，胡立伟，孙爱敏，王 谦，邱海嵊，钟玉敏

(上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心影像诊断中心，上海 200127)

先天性心脏病(congenital heart disease, CHD)占新生儿主要出生缺陷的近1/3。全球CHD发生率由20世纪40年代的0.6‰上升到了20世纪末的9.1‰，我国活产儿CHD发病率约8‰[1]。目前手术是治疗CHD的主要手段，术后往往会出现一系列并发症。超声心动图、心脏MRI和心脏CT是无创心脏成像的主要方式[2-3]。超声评估心功能、尤其右心功能有其局限性，且部分患儿受声窗的限制[4]。MRI是评估心功能的金标准[3]，但检查及预约时间长、患儿配合度欠佳、家属拒绝使用镇静或麻醉以及体内有金属植入物(起搏器、支架和弹簧圈)等因素均可限制其应用[5]。CT已广泛用于儿童心脏成像[6]。本研究探讨320排宽探测器CT用于评估CHD术后心功能的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2018年8月—2020年4月于上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心接受心脏CT和MR检查的CHD患儿。纳入标准：①CHD术后患儿，定期随访；②因临床需要先接受CT检查，再接受MR检查；③无相关检查禁忌，家属均知情并签署同意书；④CT和MR检查间隔期间未接受心内导管介入或外科手术；⑤两次检查间超声心动图随访未见心室功能恶化。排除标准：①图像质量差；②CT和MRI心功能自动分析软件不能识别。最终入组25例，男15例，女10例；CT检查时 1.38～15.13岁,MR检查时 1.63～15.15岁；其中法洛四联症(tetralogy of Fallot, TOF)术后6例，肺动脉闭锁/室间隔缺损术后6例，室间隔缺损术后4例，完全性大动脉转位术后3例，右心室双出口术后2例，主动脉狭窄术后2例，永存动脉干术后2例；CT与MR检查时间间隔(2.27±1.10)个月。

1.2 仪器与方法 检查前对不能配合者予10%水合氯醛0.4 ml/kg体质量口服或苯巴比妥5 mg/kg体质量肌内注射。

1.2.1 CT检查 采用Canon 320排宽探测器CT机(Aquilion PURE VISION)行回顾性ECG触发扫描模式扫描。参数：准直320×0.5 mm，FOV 25 cm，旋转时间0.275 s；管电压80～100 kV，管电流17～52 mAs，层间隔0.25 mm。采用自适应迭代重建技术，自胸廓入口水平扫描至膈肌水平，均未使用β受体阻滞剂。以心动周期10%增量自心脏收缩早期(10%R-R间期)到心脏舒张末期(90%R-R间期)重建9个期相的系列图像。之后以双筒高压注射器经外周静脉以流率1.3～1.7 ml/s注射非离子对比剂碘帕醇1.0～1.5 ml/kg体质量(370 mgI/ml)。

1.2.2 MR检查 采用GE MR750 3.0T MR仪，以2D平衡稳态自由进动(balanced steady-state free precession, bSSFP)电影序列行左心室二腔、四腔、左右心室短轴、左心室三腔、右心室流出道、右心室三腔和二腔面扫描。2D b-SSFP成像参数：TR 3.1 ms，TE 1.5 ms，采集矩阵288～320 mm×288～320 mm，FA 60°，层间隙0，层厚5～7 mm，每个心动周期重建20～30个相位。

1.3 图像分析

1.3.1 CT图像 在工作站重建 CT图像后导入Vitrea心功能分析软件，自动识别收缩末期与舒张末期图像，并勾画心内外膜边界，描绘欠佳时手动调整，直至心内外膜边界与视觉评估相匹配，见图1。软件自动分析计算体表面积化功能指标，包括左右心室射血分数(ejection fraction, EF)、舒张末期容积指数(end diastolic volume index, EDVI)、收缩末期容积指数(end systolic volume index, ESVI)、每搏输出量指数(stroke volume index, SVI)和心指数(cardiac index, CI)。由同一测量者间隔1周对数据进行重复测量。

1.3.2 MR图像 采用CVI 42图像后处理软件，识别心内外膜边界与计算参数过程同上。

1.4 辐射剂量评估 以容积CT剂量指数(volume CT dose index, CTDIvol)、剂量长度乘积(dose-length product, DLP)和有效剂量(effective dose, ED)评估辐射剂量。扫描结束后记录CTDIvol及DLP，根据公式ED=k×DLP(k为转换系数[7])计算ED。

1.5 统计学分析 采用SPSS 24.0统计分析软件。先行正态性检验，以±s表示计量资料，对呈正态分布的测值采用配对t检验，非正态分布者采用秩和检验(Wilcoxon)。对呈正态分布的心功能参数行Pearson相关分析，非正态分布者行Spearman相关分析；│r│≥0.8为高度相关, 0.5≤│r│<0.8中度相关，0.3≤│r│<0.5低度相关，0<│r│<0.3弱相关。采用组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)分析CT测量值的可重复性，ICC<0.40为一致性较差，0.40～0.75一致性一般，>0.75一致性良好。P<0.05为差异有统计学意义。

图1 女性患儿，10岁，室间隔缺损纠治术后10年 A、B.CT心功能软件自动识别和人工调整相结合得到的心室舒张末期图(A)及心室收缩末期图(B)； C、D.MRI心功能软件自动识别和人工调整相结合得到的心室舒张末期图(C)、心室收缩末期图(D) (A、B中的红色容积表示左心室；蓝色容积代表右心室。C、D中的红色轮廓表示左心室心内膜；绿色轮廓代表左心室心外膜；黄色轮廓代表右心室心内膜)

表1 CT检查与MR检查时患儿基本情况比较(±s)

表1 CT检查与MR检查时患儿基本情况比较(±s)

方法年龄(岁)身高(cm)体质量(kg)BSA(m2)MRI8.8±4.5131.96±30.3833.22±20.931.08±0.45CT8.6±4.5127.88±36.8233.03±20.621.09±0.45t值1.010.950.54-0.89P值0.220.350.590.39

2 结果

2.1 一般资料 CT检查时与MR检查时患儿年龄、身高、体质量、体表面积(body surface area, BSA)差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

2.2 CT与MR比较 CT与MR所测11项心功能指标差异均无统计学意义(P均>0.05)；所有心功能指标CT测值均高于MR。所有心功能指标CT与MR测值均呈高度相关(r=0.62～0.97，P均<0.05)，见表2。

2.3 可重复性检验 CT测量所有心功能指标的可重复性好(ICC=0.85～0.98，P均<0.05)，其中左心室容量指标(EDVI、ESVI、SVI、CI)的重复性优于右心室，见表3。

2.4 辐射剂量 CTDI 2.1～17.6 mGy，平均(8.14±4.93)mGy；DLP 25.70～281.60 mGy·cm，平均(142.50±72.11)mGy·cm；ED 0.89～4.63 mSv，平均(2.38±1.04)mSv。

3 讨论

CHD术后会出现一系列心血管功能障碍甚至死亡，随访中准确评估心功能对再次治疗和改善预后具有重要作用。目前影像学检查是评估心功能的首选方法，可无创监测心功能改变，尽早识别有不良后果风险者，提示临床早期进行干预，对于提高CHD患者术后生活质量和远期生存率非常重要[8]。对超声随访存在疑问、无法配合及无法耐受长时间MR检查的CHD术后患儿而言，CT无疑是较好的补充。CT能提供清晰的解剖结构信息和心功能信息，随着低剂量扫描技术的发展，在儿科领域的应用研究逐渐增多。有研究[9]比较多排螺旋CT对双心室的容积测量与心导管测量结果，发现二者具有很好的相关性，充分肯定了CT用于测量儿童左右心室容积的可行性和可靠性。GOO等[10]与MRI相比，观察CT在TOF术后患者心室容积测量中的应用，发现在评估TOF术后评估心室功能改变时，2种成像方式均可考虑。

表2 320排宽探测器CT与MR检查测量心功能指标比较(±s)

表2 320排宽探测器CT与MR检查测量心功能指标比较(±s)

心功能指标测值MRICT检验值t/Z值P值相关性r值P值左心室 EF(%)53.32±11.9457.76±10.58-1.230.240.62<0.001 EDVI(ml/m2)86.82±24.5389.96±23.95-1.100.280.97<0.001 ESVI*(ml/m2)43.13±31.5342.40±33.81-0.900.370.76<0.001 SVI*(ml/m2)43.98±23.0649.48±24.35-1.870.060.690.012 CI[L/(min·m2)]3.64±1.064.13±1.14-1.630.090.90<0.001右心室 EF(%)44.29±14.3447.40±14.28-1.340.190.67<0.001 EDVI(ml/m2)121.72±51.53124.52±52.29-0.800.430.96<0.001 ESVI*(ml/m2)72.97±54.1474.76±62.88-0.440.660.79<0.001 SVI*(ml/m2)48.45±24.0555.28±26.91-1.820.070.62<0.001 CI[L/(min·m2)]4.08±1.164.53±1.18-1.810.080.84<0.001

注：*：数据成非正态分布

表3 320排宽探测器CT测量心功能指标的可重复性分析

本研究分析CT和MR所测CHD术后患儿心功能指标，发现差异无统计学意义，且具有良好相关性；CT各指标测值均高于MRI，原因可能在于CT扫描分辨率高，显示解剖结构更为清晰，可清晰识别小梁和乳头肌等结构，显示心室内外膜边界更为精确，有助于半自动分析软检测心内膜和心外膜边界和计算心室测量值。心脏MRI空间分辨率相对较低，且无法针对儿童采用屏气等方法来克服呼吸运动伪影，部分图像不能清楚显示小梁和乳头肌结构，导致各心功能指标均小于CT测值[11]。

RAMAN等[12]等对26例冠状动脉疾病患者进行CT和MRI检查，发现CT双心室功能测量结果(EF、EDV和ESV)均与MRI结果具有良好相关性(r=0.86～0.97)，但CT划定右心室轮廓时，由于右心室的对比剂显示不充分，导致右心室对比度不足，右心室功能定量分析不及左心室。本研究中CT对各指标的可重复性良好(ICC=0.85～0.98)，左心室容量指标的重复性均优于右心室，可能是周围静脉注射对比剂和扫描方式有利于最大程度提高左心室中对比剂含量，而右心室血池对比度不及左心室；且右心室解剖较复杂，肌小梁结构粗糙，室隔面有腱束附着，使得右心室对比剂显影较左心室为差，导致CT心功能分析软件对右心室容积识别欠佳，重复性较左心室差。

目前CT的主要问题是存在电离辐射，特别是对处于生长发育阶段的儿童而言[13]。相较于成人，儿童对电离辐射更加敏感，文献[14]报道儿童对电离辐射的敏感性约为成人的10倍，故低剂量扫描在儿童检查中至关重要。随着低剂量扫描方案的不断改进，辐射剂量已大幅减少，对患儿的隐性伤害也越来越少。本研究采用回顾性心电门控模式全期相CT扫描，在满足诊断要求的同时，将辐射剂量限制在较低水平，CTDIvol、DLP及ED值均低于此前报道[11,15]。

本研究的主要不足：仅分析了25例患儿，样本量较小,有待增加样本量；CT与MR检查有一定时间间隔，虽然超声心动图未发现心功能恶化必须，但仍可能影响结果；CT时间分辨率较MRI低，可能对结果产生一定影响。

综上所述，利用320排宽探测器CT可评估CHD术后患儿心功能，对无法接受MR检查者具有重要价值。