320 排CT 低剂量冠状动脉成像评价左心功能

2020-01-19 02:31刘红艳王勤杨栋梁曾庆千彭明明
影像诊断与介入放射学 2019年6期
关键词:正态分布低剂量心率

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。

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