程廣金 仲建全 唐光才

先天性心臟病(congenital heart disease,CHD)是小兒最常見的心臟病,嚴(yán)重地威脅著兒童的身心健康。國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道其發(fā)病率為4‰～6‰[1];國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道其發(fā)病率約占1‰,我國(guó)每年新出生CHD患兒約20萬(wàn),其中復(fù)雜先天性心臟病(com plex congenital heart disease,CCHD)約占50%[2,3]。目前先天性心臟病的診斷以侵入性X線心血管造影 (invasive cardiac angiography,ICA)為金標(biāo)準(zhǔn)。雖然ICA安全性比較高,院內(nèi)死亡率＜1%,但是仍有潛在的危險(xiǎn)性,包括碘造影劑使用和導(dǎo)管介入本身。在先天性心臟病的診斷過(guò)程中,可以有意識(shí)地引入非侵入性檢查,能得到正確診斷的同時(shí)降低侵入性心血管造影率,減少其危險(xiǎn)性。非侵入性檢查大致有以下幾種:positron emission tomography(PET),electron beam computed tomography(EBCT),multi-slice computed tomography(MSCT)and cardiac magnetic resonance imaging(MRI),心臟超聲(echocardiography,ECHO)等。其中以MSCT應(yīng)用較為普遍,而MSCT對(duì)CHD的診斷主要依賴于其獨(dú)特的后處理技術(shù)。

MSCT特點(diǎn)

MSCT具有以下主要技術(shù)特點(diǎn):①采用滑環(huán)技術(shù)、錐形X線束、多排探測(cè)器,使X線球管可連續(xù)旋轉(zhuǎn)曝光,完成360°掃描最快僅需 0.33～0.35s,數(shù)秒內(nèi)即可進(jìn)行人體大范圍的掃描,減少了運(yùn)動(dòng)偽影。②照射劑量減少,X線球管的耗損降低。采用先進(jìn)的智能濾過(guò)技術(shù)、自動(dòng)毫安調(diào)制與設(shè)置技術(shù)等,大大降低了掃描時(shí)X線劑量。③快速容積掃描技術(shù):球管曝光的同時(shí)檢查床同步前進(jìn),探測(cè)器獲得容積數(shù)據(jù)。使增強(qiáng)檢查可進(jìn)行多期相掃描,能觀察到造影劑在動(dòng)、靜脈內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化。④工作站強(qiáng)大的后處理功能:M SCT具有多平面重建(MPR)、容積顯示(VR)及表面陰影成像(SSD)、曲面重建(CPR)及仿真內(nèi)鏡(CTVE)等先進(jìn)的后處理功能,具有較高的時(shí)間和空間分辨率。采用內(nèi)插算法減輕了部分容積效應(yīng)與噪聲的影響,可獲任意層面的二維圖像,應(yīng)用三維重建技術(shù)可立體、旋轉(zhuǎn)觀察病灶,并可同時(shí)顯示病灶周圍組織與臟器的變化,為外科選擇手術(shù)方案提供了詳盡信息[4,5]。

MSCT在CCHD診斷中的應(yīng)用

1.掃描技術(shù)的探討

有研究[6]表明,回顧性門控掃描有利于對(duì)先天性心臟病伴有左向右或右向左分流病人的診斷。因此目前大多數(shù)文獻(xiàn)提出:對(duì)于能夠配合檢查的患者,可采用回顧性心電門控技術(shù),在吸氣后一次屏氣完成掃描。掃描范圍包括心臟及胸部大血管 (胸主動(dòng)脈及其主要分支),一般單次掃描時(shí)間約20～30s。對(duì)于不能配合檢查的患者,檢查前口服10%水合氯醛鎮(zhèn)靜(0.5ml/kg),待患者睡著后掃描。采用普通螺旋掃描方式。掃描范圍從胸廓入口至膈平面,一般掃描時(shí)間不超過(guò)10s。由于大部分復(fù)雜先天性心臟病的患者血流動(dòng)力學(xué)復(fù)雜,心率較快,一般檢查時(shí)心率都在80次/m in以上,發(fā)育欠佳而體重較輕,年齡小,多數(shù)為兒童或青少年,對(duì)X線的敏感性遠(yuǎn)高于成人,因此碘造影劑的用量不宜過(guò)大,不應(yīng)采用小劑量造影劑預(yù)試驗(yàn)(test bolus)確定掃描時(shí)間。掃描延遲時(shí)間可以依據(jù)經(jīng)驗(yàn):1歲以內(nèi),延遲時(shí)間約8～10s;1～2歲,延遲時(shí)間約11～14s;2歲以上,延遲時(shí)間約15～18s;如果經(jīng)足背靜脈注入造影劑,則根據(jù)患者大小在上述基礎(chǔ)上再延遲2～4s。也采用造影劑示蹤方法(bolus tracking),當(dāng)感興趣區(qū)域值達(dá)120～150Hu時(shí)自動(dòng)觸發(fā)掃描?？傊湓瓌t是在掃描時(shí)心腔、大血管內(nèi)造影劑濃度處于較高的水平。觸發(fā)點(diǎn)的選擇目前尚不統(tǒng)一。大部分文獻(xiàn)報(bào)道選擇升主動(dòng)脈根部,江一峰等[7]認(rèn)為觸發(fā)點(diǎn)的選擇應(yīng)根據(jù)先天性心臟病的分型來(lái)確定。紫紺型先天性心臟病由于有右向左分流,造影劑不需經(jīng)過(guò)肺循環(huán)即可到達(dá)主動(dòng)脈,因此如果選擇主動(dòng)脈根部則觸發(fā)偏早,而應(yīng)選擇降主動(dòng)脈氣管隆突層面。對(duì)于非紫紺型先天性心臟病患者,造影劑需經(jīng)過(guò)肺循環(huán)才能到達(dá)主動(dòng)脈,此時(shí)右房、右室及肺動(dòng)脈造影劑濃度已經(jīng)開始降低,因此如果選擇主動(dòng)脈根部則觸發(fā)偏晚,而應(yīng)選擇肺動(dòng)脈主干。為降低上腔靜脈內(nèi)高濃度造影劑的影響,可以采用加大生理鹽水用量、改變掃描方向的方法,經(jīng)頭皮靜脈或肘前靜脈注射者掃描方向可以為足頭位,經(jīng)足背靜脈注射者可以為頭足位。對(duì)于懷疑有房間隔缺損,尤其是較小的缺損等病變的患者,也可采用兩相注射法。江一峰等[7]采用第二相延遲時(shí)間為一期掃描結(jié)束后 5s。李向民等[8]、王俊等[9]采用第一相注射總量的2/3,第二相延遲至掃描結(jié)束,兩相流率比為2:1。黃美萍等[10]采用的二相掃描延遲時(shí)間為35～45s,此期心腔造影劑濃度趨于平衡,有利于觀察房間隔病變。

2.各種后處理技術(shù)在CCHD診斷中的應(yīng)用

軸位圖像雖然已經(jīng)包括了病變的全部信息,但顯示心外血管不直觀;三維后處理重組圖像則有助于顯示心內(nèi)畸形、心臟大血管連接、冠狀動(dòng)脈的起源、大血管形態(tài)及空間位置的復(fù)雜解剖關(guān)系,還可同時(shí)發(fā)現(xiàn)并發(fā)的內(nèi)臟病變,對(duì)CCHD的節(jié)段分析有重要價(jià)值。最常用的重組方法有MPR、M IP和VR。同時(shí)結(jié)合多種后處理技術(shù)更有利于顯示病變的病理解剖關(guān)系。

2.1.多平面重組 (multip le planar reform ation,MPR):在橫斷位圖像的基礎(chǔ)上,用任意平面截取的三維體積數(shù)據(jù)獲得冠狀、矢狀或任意角度斜面的重建圖像方法即為多平面重組法。MPR是一種簡(jiǎn)便可靠的重組方法,包括橫斷位、冠狀位、矢狀位、斜位及心臟短軸位、長(zhǎng)軸位和四腔心位,是CCHD診斷中最常應(yīng)用的后處理方法。MPR可以根據(jù)心臟大血管解剖結(jié)構(gòu)及病變顯示的需要,以常規(guī)橫軸位為基礎(chǔ),選擇冠狀面、矢狀面及任意平面的重組。以在同一層面盡可能多的顯示病變,而又避免重疊為原則[11]。MPR可顯示心血管腔內(nèi)外結(jié)構(gòu)和畸形的空間位置關(guān)系,如四腔位能夠顯示房間隔及室間隔的病變及心房-心室連接;短軸位則有助于顯示心室-大血管的連接;長(zhǎng)軸位可以有助于顯示心房-心室連接。MPR不足之處為不能將特定結(jié)構(gòu)完整地顯示在一張圖像上面。

2.2最大密度投影 (maxim um intensity pro jection,M IP):對(duì)投影平面上的容積數(shù)據(jù)中的最大密度進(jìn)行編碼和圖像重組稱為最大密度投影法。M IP重建是將充盈造影劑的高密度心臟、大血管結(jié)構(gòu)重建成像,顯示在一個(gè)平面上,可獲得類似DSA的效果。缺點(diǎn)是骨骼和鈣化等高密度結(jié)構(gòu)遮蓋心血管圖像。一般采用薄層M IP,以盡量避免可能產(chǎn)生的前后結(jié)構(gòu)重疊和遮蓋。根據(jù)需要顯示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)選擇層厚,以盡可能多地顯示病變,而又避免重疊;為避免誤診,M IP發(fā)現(xiàn)的病變應(yīng)重新在橫斷位圖像上得到證實(shí)。此外,M IP圖像由于突出了高密度影像,對(duì)于瓣膜的顯示不如MPR清楚,如果需要觀察瓣膜的病變應(yīng)該選擇MRP重組[12]。

2.3表面陰影遮蓋法 (surface shadow disp lay,SSD)和容積顯示(volume rendering,VR):先設(shè)定某CT值為閾值,再將該閾值以外的像素舍棄,應(yīng)用計(jì)算機(jī)根據(jù)深度和亮度對(duì)剩余像素進(jìn)行表面遮蓋,這種方法為表面遮蓋法。多數(shù)早期文獻(xiàn)還采用SSD方法。但VR顯示心血管立體形態(tài)與SSD法相似,顯示更為平滑且以彩色顯示更為逼真,因此VR已基本取代SSD法。VR技術(shù)是使用Opacity(不透過(guò)度)概念來(lái)同時(shí)顯示三維目標(biāo)內(nèi)組織的多層結(jié)構(gòu)。不透過(guò)度為0,則光線全部穿透,此時(shí)的組織不顯影。不透過(guò)度為100%,則光線全部反射,形成影像。不透過(guò)度為0～100%之間,此時(shí)的圖像為半透過(guò)。其程度依物體不透過(guò)度值及物體所接受光線不同而不同。核心就是設(shè)定一段閾值,將此閾值內(nèi)的全部像素總和以不同灰階的形式顯示,對(duì)不同結(jié)構(gòu)的CT值使用不同的透亮度,而將閾值以外的像素設(shè)定為透明。VR技術(shù)能自動(dòng)將密度與色彩相結(jié)合,不但能在解剖上區(qū)分病變,還可以更好地顯示病變與正常組織的密度差異以及病變本身的密度差別。VR的偽彩色三維立體圖像,簡(jiǎn)單直觀,具有術(shù)中直視效果,特別有利于顯示內(nèi)臟-心房連接、心室-大血管的起止排列關(guān)系、大血管的空間構(gòu)型以及側(cè)支循環(huán)情況,在顯示肺動(dòng)脈發(fā)育、肺靜脈異位引流、腔靜脈變異和主動(dòng)脈側(cè)支、冠狀動(dòng)脈起源異常、心肌橋、冠狀動(dòng)脈鈣化及狹窄、術(shù)后血管外形觀察等優(yōu)于心血管造影。任意方位動(dòng)態(tài)切割更有助于理解這些解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜空間位置關(guān)系。

2.4.曲面重組 (curved planar reformaechod,CPR):采用曲面來(lái)截取容積數(shù)據(jù),將此曲面展開顯示截得的體素值的重組方法稱為曲面重組法。CPR可以將迂曲的血管全程展示清晰,是血管分析的主要方法。對(duì)于迂曲狹窄的主、肺動(dòng)脈,CPR可以清晰顯示狹窄部位直徑、截面積、狹窄段前后的改變以及有無(wú)鈣化或軟斑塊等,為臨床手術(shù)前準(zhǔn)確估計(jì)病情提供數(shù)據(jù)。但CPR圖像一定程度的變形、空間構(gòu)象部分失真和對(duì)垂直于曲面的較小病灶容易漏診是其缺點(diǎn),因此CPR診斷應(yīng)密切結(jié)合斷層圖像。

2.5仿真內(nèi)鏡(virtual endoscope,VE):MSCT的仿真內(nèi)鏡(CTVE)技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)Navigator軟件功能,對(duì)MSCT容積掃描所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理,調(diào)節(jié)閾值及透明度,用人工偽色彩功能調(diào)節(jié)色彩使其重建出類似腔鏡所見的腔內(nèi)三維圖像,可順行或逆行觀察腔道內(nèi)部結(jié)構(gòu)及腔壁。為獲得理想的容積數(shù)據(jù),必須應(yīng)用盡可能薄的層厚,在一次屏氣內(nèi)完成較大范圍的掃描。CTVE還可用于觀察心腔內(nèi)異常通道、病變血管狹窄和阻塞,顯示動(dòng)脈內(nèi)壁粥樣硬化斑塊和血栓,主動(dòng)脈夾層的內(nèi)膜瓣和破口以及冠狀動(dòng)脈起源等[4]。目前此種方法局限性較大,不作為常規(guī)診斷方法。

3.CCHD診斷中的心臟節(jié)段分析法的應(yīng)用

病理學(xué)家Van Praagh和Anderson于1964年提出心臟節(jié)段分析法 (segmental analysis or approach)的概念。早年應(yīng)用于先天性心臟病的病理解剖學(xué)診斷,隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展,逐漸應(yīng)用于心血管造影及其他影像學(xué)檢查。

心臟節(jié)段分析法將心臟按照靜脈、動(dòng)脈的順序分為3個(gè)節(jié)段和兩個(gè)連接,3個(gè)節(jié)段即心房、心室和動(dòng)脈圓錐即大動(dòng)脈,兩個(gè)連接即房室連接和心室-大動(dòng)脈連接,順序分析上述關(guān)系和異常。心臟節(jié)段分析法包括三方面的內(nèi)容:①區(qū)分左右心房,確定心房位置:心房位置可分為心房正位、反位和心房不定位三種類型。心房位置可通過(guò)左右心耳形態(tài)、內(nèi)臟位置、主支氣管、肺動(dòng)脈形態(tài)與支氣管的關(guān)系、下腔靜脈與心房連接、下腔靜脈與腹主動(dòng)脈之間的關(guān)系來(lái)確定,其中內(nèi)臟位置判定較為簡(jiǎn)便,下腔靜脈與右房連接關(guān)系較為可靠。②區(qū)分左右心室,分析房室連接類型和方式:左右心室的區(qū)別主要依賴于心室形狀、房室瓣、腱索、乳頭肌、肌小梁等幾個(gè)方面。其中房室瓣的判定最為重要,確定了房室瓣的位置,也就基本確定了心室位置。③觀察大動(dòng)脈的形態(tài),分析心室與動(dòng)脈連接和排列關(guān)系:動(dòng)脈圓錐連接心室與大動(dòng)脈是具有診斷意義的肌性連接節(jié)段,其分為正位型(肺動(dòng)脈瓣下)圓錐、主動(dòng)脈瓣下圓錐、雙側(cè)圓錐和圓錐缺如4種類型。判斷大動(dòng)脈關(guān)系正常的先決條件是正位型動(dòng)脈圓錐,即圓錐組織位于肺動(dòng)脈瓣下、心臟的左前方。最常見的大動(dòng)脈關(guān)系異常是大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位。在確定大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位是否存在及其類型時(shí),應(yīng)分析大動(dòng)脈與心室的起始關(guān)系,確認(rèn)主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈及兩者位置關(guān)系。辨認(rèn)冠狀動(dòng)脈的起源有助于大動(dòng)脈的確認(rèn)。

應(yīng)用MSCT診斷CCHD應(yīng)包括心臟節(jié)段分析、心臟異位及并發(fā)畸形三個(gè)方面。復(fù)雜先天性心臟病常同時(shí)伴發(fā)節(jié)段分析的異常。完整的節(jié)段分析診斷,不僅對(duì)復(fù)雜先天性心臟病的診斷是必要的,也應(yīng)該作為所有先天性心臟病診斷的基礎(chǔ)。

4.MSCT在CCHD診斷中的具體應(yīng)用

CHD是胎兒時(shí)期心臟血管發(fā)育異?；虺錾髴?yīng)自動(dòng)關(guān)閉的通道未能閉合而致的畸形。CHD根據(jù)心臟解剖關(guān)系將病變分為房間隔發(fā)育異常、室間隔發(fā)育異常、主動(dòng)脈發(fā)育異常、肺動(dòng)脈發(fā)育異常、肺靜脈發(fā)育異常、三尖瓣發(fā)育異常、腔靜脈發(fā)育異常、二尖瓣發(fā)育異常、心室發(fā)育異常、冠狀動(dòng)脈發(fā)育異常、復(fù)雜性心血管畸形等。CCHD的判斷標(biāo)準(zhǔn)為:患者存在一個(gè)以上的病理生理改變或幾種心血管畸形同時(shí)存在[13]。CCHD的MSCT診斷建議采用心臟節(jié)段分析法,同時(shí)由于MSCT不能提供相關(guān)瓣膜病變、功能及血流狀態(tài)的改變,必要時(shí)需結(jié)合ECHO,以避免誤診和漏診。

MSCT的橫斷面與后處理技術(shù)M IP、MPR、SSD、VR相結(jié)合,能從任意角度顯示心血管內(nèi)外結(jié)構(gòu)及畸形的空間位置關(guān)系,能較好地顯示病變的走行及心外大血管的立體形態(tài)與空間關(guān)系。橫斷面成像避免了影像的重疊,能很好地顯示解剖學(xué)房室的位置、形態(tài)、房室連接、房室與大血管連接的關(guān)系,三維重建可直觀地顯示心臟大血管連接、大血管形態(tài)及空間位置關(guān)系,還可同時(shí)發(fā)現(xiàn)并發(fā)的內(nèi)臟改變,對(duì)內(nèi)臟轉(zhuǎn)位復(fù)雜心血管畸形的節(jié)段分析,有重要價(jià)值,是復(fù)雜先天性心臟病檢查的一種無(wú)創(chuàng)、有效的診斷手段。M SCT對(duì)復(fù)雜先天性心臟病畸形的診斷敏感度、特異度、準(zhǔn)確度高,尤其對(duì)主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈發(fā)育、主-肺動(dòng)脈間隔缺損、永存動(dòng)脈干、主動(dòng)脈縮窄、主動(dòng)脈弓離斷及肺靜脈畸形引流等極具診斷價(jià)值。

5.MSCT在CCHD診斷中的應(yīng)用價(jià)值

MSCT作為非創(chuàng)傷性影像診斷手段,操作簡(jiǎn)便易行、檢查時(shí)間短、檢查范圍大。配備的工作站后處理能力強(qiáng)大,能采用多種后處理方法,有助于明確診斷,特別表現(xiàn)在能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)心外大血管解剖形態(tài)、排列關(guān)系、冠狀動(dòng)脈的解剖變異及心外側(cè)支循環(huán);同時(shí)復(fù)雜先天性心臟病常伴有心外大血管異?；蚬跔顒?dòng)脈異常,以及相應(yīng)起代償作用的側(cè)支循環(huán)。手術(shù)一般多為探查性質(zhì),依術(shù)中情況決定具體術(shù)式,風(fēng)險(xiǎn)較大。三維重建圖像能在術(shù)前準(zhǔn)確提供心臟大血管的起源與解剖形態(tài),異常側(cè)支循環(huán)的分布情況,以及一些常見并發(fā)癥,有助于術(shù)前手術(shù)方案的制定和完善。結(jié)合三維容積重建,還可以根據(jù)手術(shù)入路,實(shí)時(shí)、逐層、多方位顯示,對(duì)于術(shù)前制定詳細(xì)的手術(shù)方案有著重要意義,盡可能地降低術(shù)中的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于手術(shù)后的復(fù)雜先天性心臟病,MSCT檢查可觀察手術(shù)后的吻合口通暢情況,人造血管的位置與通暢性,以及跨瓣補(bǔ)片術(shù)后外周肺動(dòng)脈的情況等。能夠方便的對(duì)術(shù)后患者進(jìn)行追蹤復(fù)查及療效評(píng)價(jià),并有助于術(shù)后追蹤與隨訪,能夠?yàn)檫M(jìn)一步治療提供有效信息[11]。相對(duì)于冠脈系統(tǒng),MSCT主要不足在于不能充分顯示有意義的支架節(jié)段內(nèi)狹窄,稍大直徑支架和略低密度支撐物能更準(zhǔn)確地顯示支架內(nèi)的在狹窄情況,利用HRCT或特殊的重建程序也能提高支架內(nèi)在狹窄的診斷準(zhǔn)確率[14]。黃美萍[10]報(bào)道,MSCT對(duì)先心病畸形的診斷敏感性96.99%、特異性99.57%、準(zhǔn)確率95.71%。

6.MSCT在CCHD診斷中的優(yōu)勢(shì)與缺陷

MSCT作為非創(chuàng)傷性影像診斷手段,不但提供了安全、快速的診斷方法,并從橫斷面觀察心臟結(jié)構(gòu)及與大血管的解剖關(guān)系,提供了新的診斷視角及信息,三維圖像重建對(duì)大血管畸形、主動(dòng)脈弓發(fā)育異常及部分先天性冠狀動(dòng)脈畸形顯示良好,對(duì)心肌、心包病變及大血管連接異常的顯示有獨(dú)特的優(yōu)越性。對(duì)于大血管畸形的診斷正確率較高,檢查速度較快,心腔結(jié)構(gòu)的顯示較導(dǎo)管造影直觀且可多層面多角度觀察,顯示肺動(dòng)、靜脈較直觀,便于鑒別肺血管畸形,正確指導(dǎo)手術(shù)。

復(fù)雜先心病MSCT造影應(yīng)用的局限性:①無(wú)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)血流動(dòng)力學(xué)征象(多相位重建部分彌補(bǔ))。②心率和心律對(duì)影像干擾較大,易致檢查影像質(zhì)量下降而影響診斷正確性。③影像后處理費(fèi)時(shí),心內(nèi)小缺損等畸形的顯示不如DSA理想。④放射劑量需有效控制。

MSCT檢查中掃描劑量問(wèn)題的探討

目前MSCT掃描的放射劑量問(wèn)題越來(lái)越受到重視,尤其是對(duì)兒童患者。有研究[15]表明:嬰兒接受X射線后惡性腫瘤的發(fā)生率可以是成人的10倍。Shuman等[16]對(duì)100例病人進(jìn)行放射雙盲法的圖像與放射劑量的研究,表明在圖像質(zhì)量一致的情況下,前門控掃描比后門控掃描大約減少77%的劑量,前門控為4.2 mSv,后門控為 18.1m Sv(P＜0.01)。64層CT的有效放射劑量大約是6.5～15mSv,這相當(dāng)于診斷性冠狀動(dòng)脈造影術(shù)病人劑量的兩到三倍[17,18]。如何在不降低圖像質(zhì)量的前提下降低放射劑量,是心臟MSCT檢查中重要的研究領(lǐng)域。目前研究降低掃描劑量的主要技術(shù)手段有:①智能濾過(guò)技術(shù):采用智能方式自動(dòng)設(shè)置X線濾過(guò),在不降低圖像銳度的情況下可使X線劑量降低50%,且圖像噪聲也下降;②自動(dòng)毫安調(diào)節(jié):根據(jù)開始掃描后的檢測(cè)器反饋信息,自動(dòng)調(diào)節(jié)毫安輸出,可降低15%左右的掃描劑量;③自動(dòng)毫安設(shè)置:采用側(cè)位定位像來(lái)決定身體不同部位的掃描毫安值,包括設(shè)法降低敏感器官的劑量,可降低25%左右的掃描劑量;④可變速掃描和期相選擇性曝光技術(shù):可變速掃描技術(shù)根據(jù)患者的心動(dòng)周期,特別是心律不齊者,調(diào)節(jié)掃描速度的方式。期相選擇性曝光則可在心電門控下僅選擇舒張期曝光、收縮期不曝光的節(jié)省劑量的掃描方式,CT射線劑量大小主要取決于CT機(jī)系統(tǒng)技術(shù)特性和掃描參數(shù)的設(shè)置。由于CT射線劑量與管電壓、管電流、掃描時(shí)間和掃描容積成正比,與掃描層厚、螺距成反比,因此可以采用的降低掃描劑量方法有以下幾種:①應(yīng)用前置濾線器:其作用是通過(guò)對(duì)X線的過(guò)濾,精確限定檢測(cè)層面,減少探測(cè)器的散射輻射,從而減少輻射劑量[19]。②降低管電壓:降低管電壓雖可使輻射劑量下降,但也降低了射線的穿透力,增加了射線吸收劑量,因此該方法通常不被采用;在兒科病人采用體重基準(zhǔn)的低劑量程序,在不降低圖像質(zhì)量的情況下在兒科病人推薦使用低至80kV的管電壓以進(jìn)一步減少放射劑量[20]。③降低管電流:因?yàn)榉派鋭┝颗c管電流成線性關(guān)系,因此劑量也相應(yīng)下降。目前國(guó)內(nèi)外降低CT輻射劑量主要采用此方法。④提高螺距:當(dāng)螺距＜1時(shí),體素曝光＞360°,從而增加了輻射劑量,而當(dāng)螺距＞1時(shí),體素曝光 ＜360°,床進(jìn)過(guò)大容易遺漏較小病灶,而且螺距的增大會(huì)使層面敏感曲線增寬,導(dǎo)致Z軸空間分辨率下降。⑤盡量少用大范圍的薄層掃描。大范圍的薄層掃描輻射劑量比厚層掃描增加30%～50%。

MSCT與其他影像學(xué)方法在診斷CCHD中的比較

目前,DSA仍是診斷CHD的“金標(biāo)準(zhǔn)”,它能準(zhǔn)確顯示心內(nèi)畸形,并能獲得心腔、大血管壓力和血流動(dòng)力學(xué)等心功能資料,但是缺點(diǎn)明顯:有創(chuàng)檢查,有潛在危險(xiǎn)性,造影劑用量大,檢查時(shí)間長(zhǎng),X線劑量大,易受體位影響,可能因位置重疊而導(dǎo)致漏診,難以使體肺動(dòng)脈循環(huán)系統(tǒng)同時(shí)成像,檢查過(guò)程、時(shí)間與結(jié)果和檢查者經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān),不適于作為常規(guī)檢查手段。對(duì)嬰幼兒和心功能不全患者應(yīng)用受限,不能顯示三維立體結(jié)構(gòu)。ECHO因價(jià)格低廉、檢查方便、無(wú)輻射、對(duì)心內(nèi)畸形分辨率高,診斷準(zhǔn)確并能評(píng)價(jià)心功能等優(yōu)點(diǎn),是目前應(yīng)用比較普遍的檢查,同時(shí)ECHO對(duì)心臟瓣膜形態(tài)、功能、血流動(dòng)力學(xué)的變化及心內(nèi)小缺損的診斷較其他檢查好。其缺點(diǎn)為:對(duì)心外大血管畸形分辨率不高,不能很好觀察體肺側(cè)支血管開口及冠狀動(dòng)脈異位開口以及畸形血管走行方向,不能提供直觀立體圖像。MRI對(duì)心臟大血管成像手段多、提供信息全面、影像視野開闊、空間及組織分辨率高、檢查安全、無(wú)創(chuàng),可以從不同的方向與角度對(duì)心血管掃描,進(jìn)而從不同角度與方向觀察,結(jié)合電影系列能較清楚顯示心臟內(nèi)的結(jié)構(gòu)與血管的解剖結(jié)構(gòu),較易發(fā)現(xiàn)心臟與血管的位置、大小、形態(tài)、連接等異常改變。Francois等[21]對(duì)肺靜脈進(jìn)行非增強(qiáng)MR三維平衡穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)MR血管造影,研究20病人,表明自由呼吸穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)MR血管造影技術(shù)在質(zhì)量上可以媲美造影劑增強(qiáng)M RA,可對(duì)造影有禁忌的病人或全部病人實(shí)施。近年來(lái)由于技術(shù)發(fā)展,MRI可以評(píng)估心肌活力的能力,作為指導(dǎo)外科手術(shù)修補(bǔ)的預(yù)測(cè)因素[22]。DCE-M RA通過(guò)使用容積采集技術(shù),原始圖像用M IP和M PR進(jìn)行重建,獲取三維血管造影圖像和任意切面剖面血管圖像。重建圖像中血管與周圍組織信號(hào)對(duì)比鮮明,且不受血管內(nèi)血流方向影響,圖像空間分辨率高,能多角度立體顯示靶血管和較小病變。其缺陷為檢查昂貴且時(shí)間較長(zhǎng),檢查噪聲大、時(shí)間分辨率低,不適用于重癥病人及小兒,而先天性心臟病以兒童居多。EBCT對(duì)觀察心腔內(nèi)結(jié)構(gòu)、大血管起止排列關(guān)系、大血管與心臟輸入輸出關(guān)系以及肺動(dòng)脈發(fā)育情況等方面有較大幫助,尤其對(duì)主動(dòng)脈畸形和肺靜脈異位引流等畸形的觀察方面明顯直觀,如配合三維重建圖像,可基本代替血管造影。采用EBCT電影序列及血流序列掃描可對(duì)心臟作動(dòng)態(tài)觀察,提供心功能的各項(xiàng)指標(biāo)及血流方向,并發(fā)現(xiàn)異常血流,能更好地顯示較小的房缺與室缺。缺陷為儀器較昂貴,目前國(guó)內(nèi)裝機(jī)不多。

MSCT適用范圍廣,能在術(shù)前準(zhǔn)確提供一些常見并發(fā)癥,有助于治療方案的選擇。對(duì)于重癥不能耐受心導(dǎo)管檢查的患者也可應(yīng)用。對(duì)于術(shù)后的CCHD,MSCT可觀察手術(shù)后的吻合口通暢情況,人造血管的位置及通暢性,以及跨瓣補(bǔ)片術(shù)后外周肺動(dòng)脈的情況等。MSCT目前對(duì)CHD的診斷已從解剖形體向功能方面拓展。有文獻(xiàn)[23,24]報(bào)道,在心電門控下掃描還能對(duì)CCHD的心臟功能作定量分析,如測(cè)量右室容積、射血分?jǐn)?shù)等,與MRI比較無(wú)明顯差異性。而且,64排CT能獲得關(guān)于心室壁[25]或心臟瓣膜運(yùn)動(dòng)[26]的功能數(shù)據(jù),這對(duì)于先天性心臟病人的術(shù)后評(píng)估將有特別重要的作用。最近的比較影像學(xué)顯示MSCT的左心室功能測(cè)定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與心臟超聲相當(dāng)[27,28]。

MSCT在CCHD診斷應(yīng)用中的發(fā)展展望

多層螺旋CT的應(yīng)用,CT血管造影、三維圖像重建等技術(shù)的開展,使多層螺旋CT在心血管疾病影像診斷中成為簡(jiǎn)便、有效的手段。多種后處理技術(shù)的綜合應(yīng)用并且程序化,更加豐富了影像學(xué)的信息。例如心臟“一站式”檢查后處理技術(shù)只需要一個(gè)程序就可以對(duì)冠狀動(dòng)脈、心肌、瓣膜進(jìn)行多種重組和分析,從而對(duì)心臟進(jìn)行全面的形態(tài)學(xué)和功能診斷。借助于容積重組加速引擎,在掃描的同時(shí)就能直接獲得二維多平面影像和直接三維圖像,突破了傳統(tǒng)的從橫斷面重建原始數(shù)據(jù)再生成各種重組影像的模式。此外,在高級(jí)后處理軟件上整體融合了計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)(com puted assisted detection,CAD)智能診斷軟件,實(shí)現(xiàn)了定性和定量診斷,突破了以往只能提供單一定性診斷和經(jīng)驗(yàn)診斷的模式。

盡管與DSA相比,CT的空間分辨率和時(shí)間分辨率相對(duì)較低,對(duì)心內(nèi)畸形的顯示仍不如DSA所具有的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)直觀,但因其無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)便,多角度多層面顯示心內(nèi)畸形,能顯示心包疾病和心肌壁,特別在大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位、血管畸形的診斷中,有整體顯著的優(yōu)越性。對(duì)心血管疾病的檢查將更方便,整體觀更強(qiáng),影像質(zhì)量更高,是診斷心血管疾病的有效手段,是傳統(tǒng)造影影像診斷方法的有力補(bǔ)充,其應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。

MSCT螺旋掃描的旋轉(zhuǎn)速度、覆蓋范圍(探測(cè)器寬度)和圖像的分辨率(空間分辨率、時(shí)間分辨率和密度分辨率)是評(píng)估當(dāng)今CT的主要指標(biāo),更寬的覆蓋范圍和更高的圖像三維分辨率無(wú)疑是CT發(fā)展的一個(gè)主要方向。雙源CT(DSCT)的出現(xiàn)就是一種很好的探索。2006年推出的一種單層多能量探測(cè)系統(tǒng),可利用單一探測(cè)器,實(shí)現(xiàn)多能量的分離,并且具有同源、同時(shí)、同空間的特點(diǎn),能夠從本質(zhì)上解決運(yùn)動(dòng)器官的能量成像,有可能成為未來(lái)能量CT技術(shù)的發(fā)展方向。還有利用正在發(fā)展的包括MSCT與PET或SPET系統(tǒng)的混合式掃描儀來(lái)評(píng)估心功能和冠狀動(dòng)脈的方案正在完善中,他將允許同時(shí)采集冠狀動(dòng)脈樹、心臟灌注、心臟代謝和心臟功能圖像[29]。

新出現(xiàn)的320排CT檢查時(shí)掃描時(shí)間大大縮短,受心律變化及呼吸的影響極小,根除錯(cuò)層偽影,掃描成功率大大提高,同時(shí)掃描劑量大幅降低。心臟成像的時(shí)間分辯率、同步化、錯(cuò)層問(wèn)題不需要再擔(dān)心。去除了螺旋掃描的重疊和內(nèi)插重建算法所需要的冗余數(shù)據(jù),心肌灌注、小兒先天性心臟病的CT檢查都能夠常規(guī)進(jìn)行。320排CT的4D成像,16cm的寬度對(duì)于兒童來(lái)說(shuō)能夠覆蓋全心和大血管,通過(guò)容積動(dòng)態(tài)掃描,造影劑隨血流依次通過(guò)不同器官的過(guò)程能夠完全記錄,因此能夠了解各種血液的異常分流,如動(dòng)脈導(dǎo)管未閉、房室間隔缺損、動(dòng)靜脈瘺、法樂(lè)四聯(lián)癥等,在兒童心臟檢查上有無(wú)可替代的優(yōu)越性。它使得MSCT在CHD診斷中的前景更加廣闊。