房間隔缺損等效圓轉(zhuǎn)換在封堵器選擇中的初步應(yīng)用

宋會軍 蔣世良 徐仲英 趙世華 張戈軍 呂濱 凌堅(jiān) 鄭宏 金敬琳 李世國吳文輝 胡海波

人們很早就注意到大部分房間隔缺損并非標(biāo)準(zhǔn)的圓形，而是離心率不等的橢圓形或不規(guī)則形［1］。由于房間隔缺損介入治療早期通常采用球囊測量房間隔缺損的大小，故缺損形狀對封堵器選擇的影響并不明顯。其后，隨著人們運(yùn)用經(jīng)胸超聲(TTE)及經(jīng)食管超聲心動圖(TEE)等影像技術(shù)評估房間隔缺損(ASD)的技術(shù)日趨成熟，臨床醫(yī)師更多利用ASD長徑選擇封堵器型號［2］，術(shù)中常出現(xiàn)更換封堵器的情況，甚至?xí)霈F(xiàn)封堵器脫落這一嚴(yán)重并發(fā)癥;成功封堵病例中亦存在個別封堵器型號小于ASD 長徑的矛盾情況。近年來，隨著三維TTE、TEE 及CT 血管造影術(shù)(CTA)等影像工具的應(yīng)用逐漸普及，人們對房間隔缺損的觀察更加全面與直觀，房間隔缺損的形狀對封堵器選擇的影響亦越來越受到關(guān)注［3-4］。Zanchetta 于2003 年即提出了等效圓轉(zhuǎn)換思想，并推導(dǎo)出與橢圓面積及周長相近的等效圓轉(zhuǎn)換公式，然而并未引起重視，部分原因可能與當(dāng)時主要采用球囊測量有關(guān)，此外，該研究是基于心內(nèi)超聲(ICE)進(jìn)行的，轉(zhuǎn)換公式亦相對復(fù)雜，從而限制了其臨床應(yīng)用。本研究利用CTA 三維測量技術(shù)測定房間隔缺損的長徑及短徑，進(jìn)一步比較ASD 長徑及三種常見的等效圓轉(zhuǎn)換直徑理論值與參考標(biāo)準(zhǔn)間的差異及相關(guān)性，初步探索能解決房間隔缺損形狀影響封堵器選擇問題的較理想方案。

對象與方法

1. 研究對象:前瞻性研究自2011 年10 月至2012 年10 月在北京阜外心血管病醫(yī)院連續(xù)性登記的Ⅱ孔型房間隔缺損患者，研究對象符合如下入選標(biāo)準(zhǔn):患者年齡≥50 歲;每位患者均經(jīng)臨床、心電圖、X 線平片、TTE 檢查，初步診斷為Ⅱ孔型房間隔缺損，擬行房間隔缺損封堵術(shù);為進(jìn)一步除外冠狀動脈病變及部分型肺靜脈異位引流(aPVC)等，行心臟CTA 檢查，且CTA 檢查證實(shí)為單發(fā)Ⅱ孔型房間隔缺損;房間隔封堵術(shù)成功，1 個月后復(fù)查無嚴(yán)重并發(fā)癥。共96 例患者入選本研究，其中男27 例，女69例，年齡50 ～73 歲(平均57.53 歲)。

2. 心臟經(jīng)胸超聲檢查方法:彩色多普勒超聲診斷儀(美國惠普公司生產(chǎn)HP Sonos 5500 型)，TTE所用探頭頻率2.5 MHz 及2 ～4 MHz，術(shù)前檢查多采用彩色多普勒儀自然組織諧波功能，以便清晰顯示ASD 邊緣情況及ASD 大小。術(shù)前TTE 檢查主要切面包括:(1)大動脈短軸斷面:測量缺損大小，主動脈側(cè)和心房頂部房間隔殘端組織長度及發(fā)育情況。(2)雙室流入道斷面:測量缺損大小和房間隔總長度。(3)四腔心斷面:測量缺損大小，尤其是房室瓣環(huán)部位殘端組織的長度及發(fā)育情況;(4)劍突下雙心房斷面:觀察上、下腔靜脈端房間隔殘端的長度及發(fā)育情況。

圖1 顯示對同一例患者CTA 檢查后的冠狀動脈成像、房間隔缺損CTA 成像及參考標(biāo)準(zhǔn)POS 測量方法

3. 心臟CTA 檢查:本組病例均采用西門子雙源CT(Somatom Definition dual-source CT scanner)掃描，掃描時要求心率為80 次/min(bpm)以下，超過者給予25 ～50 mg 美托洛爾(倍他洛克)于操作前1h口服。對比劑注射采用雙管高壓注射器(Stellant Medrad Pittsburgh，PA)，以20G 針頭于肘正中靜脈給藥。主要CT 掃描參數(shù):0.33 s/r，時間分辨力為83 ms，螺距0.2 ～0.44。雙球管的管電壓均為120 kV，管電流500 eff. mAs。每旋轉(zhuǎn)1 周生成64 層，層厚為0.6 mm 的圖像。以團(tuán)注少量對比劑測量升主動脈CT 值確定循環(huán)時間和掃描延遲時間，掃描于測量循環(huán)時間2 s 后開始。

對比劑注射采用房間隔缺損患者行冠狀動脈CTA 檢查的個性化雙期相方案［5］，注射對比劑V +40 ml 鹽水沖洗，對比劑用碘海醇350 (350 mgI/ml)，基礎(chǔ)用量(V)按1 ml/kg 計(jì)算，對比劑注射速度為5.0 ml/s。

掃描后圖像處理及3D 重建應(yīng)用北京阜外心血管病醫(yī)院PACS 系統(tǒng)所裝配的GE 公司工作站(Adw 4.3)完成。術(shù)前主要3D 重建內(nèi)容為冠狀動脈的3D 重建，重建方式包括:容積再現(xiàn)(VR)，多層面重組(MPR)，最大密度投影(MIP)以及曲面重組(CPR)(圖1A ～C)。

分別通過上述轉(zhuǎn)換公式推算出各自等效圓直徑理論值，其中a 為CT 測量的ASD 長徑，b 為CT 測量的ASD 短徑。

5. 封堵術(shù)后封堵器腰部直徑(postoperative occluder-waist size，POS)的測定:成功封堵術(shù)后，患者均于術(shù)后第2 天常規(guī)行胸部平片復(fù)查，測量側(cè)位平片中封堵器的腰部直徑。由于封堵器腰部形成原理及大小與金標(biāo)準(zhǔn)下球囊測量房間隔缺損時球囊腰部形成及大小一致，故將POS 作為本研究的金標(biāo)準(zhǔn)(圖1D)。

6. 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析:首先將各等效圓直徑及ASDa分別與ASO 型號相比較，篩查差值＞0 的例數(shù)，并進(jìn)行卡方檢驗(yàn);其次比較研究ECDz、ASDa以及其他等效圓轉(zhuǎn)換直徑理論值與參考標(biāo)準(zhǔn)POS 之間的差異及相關(guān)性，研究前者與成功介入治療所選封堵器型號的相關(guān)性;并擬合出其與POS 及ASO 之間的回歸方程。

連續(xù)性變量以 珋x ±s 表示，房間隔缺損CTA 測量值長徑a、ECDz 及其他房間隔缺損等效圓轉(zhuǎn)換直徑理論值與參考標(biāo)準(zhǔn)POS 之間差異比較采用配對t檢驗(yàn);應(yīng)用Pearson 積差相關(guān)系數(shù)分析CTAS 容積測量方法測得的ASD 長徑a 及各等效圓直徑理論值與金標(biāo)準(zhǔn)之間的相關(guān)性，及其與ASD 封堵器型號之間的相關(guān)性，并通過線性回歸分析擬合出各自的回歸方程。數(shù)據(jù)分析采用SPSS 13.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件。

結(jié) 果

1. 入選病例特點(diǎn)及臨床資料:本組96 例，年齡50 ～73 歲，平均年齡(57.53 ±5.39)歲。男27 例，女性69 例。在本組患者中，以胸悶不適就診者占69%(66/96)，其余30 例于“感冒”后體檢發(fā)現(xiàn)。心電圖表現(xiàn):不完全右束支阻滯合并ST-T 改變和(或)右室肥厚者占64% (61/96)，并發(fā)心房顫動1 例。心功能Ⅱ級［紐約心臟病學(xué)會(NYHA)］及以上者占42%(40/96)，其余為心功能Ⅰ級。

2. CTA 冠狀動脈表現(xiàn):11 例患者CTA 示前降支近中段局限性狹窄≥50%，其中7 例于房間隔封堵術(shù)前行冠狀動脈造影檢查并證實(shí)。7 例中3 例前降支近段局限性狹窄＞75%，同時行冠狀動脈成形及支架置入術(shù);3 例前降支局限性狹窄約50%;1 例右冠狀動脈第一轉(zhuǎn)折處局限性狹窄約50%。2 例患者冠狀動脈造影未見明顯狹窄，考慮為心律不齊造成的運(yùn)動偽影。另外2 例前降支中段輕度狹窄＜50%。

3. 數(shù)據(jù)測量及統(tǒng)計(jì)結(jié)果:(1)ASDa與ASO 之差大于0 mm 者共8 例，其中ECDz 與ASO 之差大于0 mm 者1 例，F(xiàn)isher'Exact Test 示P =0.007，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;ECDs 及ECDc 與ASO 之差均＞0 mm，見表1。(2)房間隔缺損長徑、短徑及三種等效圓直徑理論值計(jì)算結(jié)果、術(shù)后側(cè)位胸片封堵器直徑測量值，見表2。(3)房間隔缺損長徑a 及各等效圓直徑理論值與金標(biāo)準(zhǔn)之間的相關(guān)性及其與ASD 封堵器型號之間的相關(guān)性，其主要運(yùn)算結(jié)果如下:ASDa、ECDz、ECDs、ECDc 及ECDcs 與POS 相比，ECDz 標(biāo)準(zhǔn)差最大，為2.29 mm;ECDc 標(biāo)準(zhǔn)差最小，為2.05 mm;ASDa與POS 相關(guān)性最小，為0.94，ECDc 與POS 相關(guān)性最強(qiáng)，為0.95(P ＜0.05);ASDa、ECDz、ECDs、ECDc 及ECDcs 與POS 及ASO的相關(guān)性及回歸方程(表3 及圖2)。

表1 房間隔缺損長徑大于成功封堵后所選封堵器型號病例(mm)

表2 ASD 長、短徑值、各等效圓直徑理論值、參考標(biāo)準(zhǔn)等統(tǒng)計(jì)(mm)

表3 房間隔缺損長徑、各等效圓直徑理論值等與參照標(biāo)準(zhǔn)POS 之間的相關(guān)性

圖2 CTAS 測得ASD 長徑及各種等效圓直徑與POS 大小相關(guān)性分析及線性回歸方程

討 論

選擇封堵器是房間隔缺損介入治療中的重要環(huán)節(jié)之一，直接影響手術(shù)的進(jìn)行與成敗。目前，對于橢圓型或形態(tài)不規(guī)則的房間隔缺損，人們通常參考房間隔缺損長徑選擇封堵器型號［10］。然而，在臨床實(shí)踐中，我們卻發(fā)現(xiàn)在成功實(shí)施封堵治療的病例中，存在所選封堵器型號小于TTE 或CTA 測量的長徑的情況;反之，臨床上亦可能存在因長徑測量值較大而錯失介入治療的病例。在很多臨床研究得出的封堵器的型號與參考標(biāo)準(zhǔn)的回歸方程中，斜率小于1，亦間接提示該方法高估了缺損的大小且高估的程度與房間隔缺損的形狀有關(guān)［11］。為了克服本方法的局限性，張玉順等［4］提出參考形狀選擇封堵，但卻沒有具體的量化工具。Seo 等［3］結(jié)合長徑與短徑之比(circular index，CI)擬合出相關(guān)的封堵器選擇公式，但過于繁瑣，不利于臨床推廣應(yīng)用?？傊藗冊谂R床工作中逐漸認(rèn)識到房間隔缺損的形狀對封堵器選擇的影響，并不斷探索能有機(jī)整合房間隔缺損大小及形狀的封堵器選擇方法。

本研究將等效圓轉(zhuǎn)換思想與中老年房間隔缺損CTA 評估相結(jié)合，進(jìn)一步對比研究各種具體轉(zhuǎn)換公式及其臨床效能，探索更為準(zhǔn)確簡便地選擇封堵器型號的方法。房間隔缺損的面積決定其血流動力學(xué)意義，通常所指的缺損大小本質(zhì)上即缺損面積的大小。由于任何形狀的房間隔缺損在封堵器置入后都成為近似標(biāo)準(zhǔn)的圓形，該圓與房間隔缺損具有相等或近似的周長與面積，因而稱為房間隔缺損的等效圓，等效圓的直徑在理論上即是選擇封堵器的理想型號。理論上房間隔缺損的等效圓轉(zhuǎn)換有三種方法，即等面積轉(zhuǎn)換、等周長轉(zhuǎn)換及兼考慮周長與面積的Zanchetta 轉(zhuǎn)換。本研究顯示，三種等效圓轉(zhuǎn)換方法的理論值與參考標(biāo)準(zhǔn)間的相關(guān)性高于房間隔缺損長徑與后者的相關(guān)性，因而在評估房間隔缺損大小及封堵器選擇方面均優(yōu)于目前常用的參考房間隔缺損長徑選擇封堵器型號的方法。

本研究證實(shí)，Zanchetta 轉(zhuǎn)換是指導(dǎo)封堵器選擇的有效工具之一，能成功指導(dǎo)封堵器的選擇。本研究中，經(jīng)其轉(zhuǎn)換的等效圓直徑與參考標(biāo)準(zhǔn)間有良好的相關(guān)性(r=0.94)。因?yàn)殡S著房間隔缺損大小的增加，測量值與參考值之間的差異亦增大，故臨床選用封堵器的型號與測量值之間的差值并不固定，通常隨缺損的增大而相應(yīng)增大。本研究所得回歸方程中斜率大于1，間接證明了該方案能克服房間隔缺損大小對封堵器選擇的影響。但是，與等周長轉(zhuǎn)換及等面積轉(zhuǎn)換方法相比，Zanchetta 轉(zhuǎn)換下的等效圓直徑與參考標(biāo)準(zhǔn)間的相關(guān)性相對較低，其轉(zhuǎn)換公式及計(jì)算過程也過于復(fù)雜，若沒有相應(yīng)軟件輔助，難以較快取得計(jì)算結(jié)果，不利于臨床應(yīng)用。

本研究表明，等面積轉(zhuǎn)換也是簡便可靠的轉(zhuǎn)化方法之一，特別是對于形狀復(fù)雜的房間隔缺損，轉(zhuǎn)換相對簡便準(zhǔn)確。在三種等效圓轉(zhuǎn)化方法中，等面積轉(zhuǎn)換直徑與參考標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)性高于Zanchetta 轉(zhuǎn)換，二者差值的標(biāo)準(zhǔn)差則小于Zanchetta 轉(zhuǎn)換，且其轉(zhuǎn)化公式亦簡潔明了。其次，由于是等面積轉(zhuǎn)換，因而在理論上與該等效圓直徑相等型號的封堵器能完全阻斷過隔血流，且由于面積相等的所有圖形中，圓的周長最小，故其與周邊組織之間的張力亦最小，易于恢復(fù)封堵器的自然形態(tài)，更有利于封堵器的內(nèi)皮化并減少血栓形成［12］。此外，在不斷推出的三維影像工具中，很多軟件能直接測定病變結(jié)構(gòu)的面積，因而對于形狀復(fù)雜的房間隔缺損，此方法能更準(zhǔn)確、快捷地計(jì)算出等效圓的直徑，臨床實(shí)用性增強(qiáng)。

本研究顯示，在等效圓轉(zhuǎn)換的三類方法中，等周長轉(zhuǎn)換是最佳轉(zhuǎn)換方法。事實(shí)上，當(dāng)今尚無標(biāo)準(zhǔn)的橢圓周長計(jì)算公式，現(xiàn)代科學(xué)中所使用的橢圓周長都是近似值，公式L =2πb +4(a－b)只是其中之一。但在本研究中，在三種轉(zhuǎn)化方法中，等周長轉(zhuǎn)換直徑與參考標(biāo)準(zhǔn)之間的相關(guān)性最高(0.95)，且二者之差標(biāo)準(zhǔn)差最小(0.24 mm)，故可準(zhǔn)確指導(dǎo)封堵器型號選擇。其次，等周長轉(zhuǎn)換公式形式簡單，運(yùn)算快捷，在臨床工作中使用方便，進(jìn)一步研究表明，該公式的簡化形式D =b +2(a－b)/3 所得值與原公式差別極小，且相關(guān)性相同，因而更有利于臨床的推廣應(yīng)用。此外，在周長相等的所有圖形中，圓的面積最大，因而在房間隔缺損植入封堵器轉(zhuǎn)化為等效圓后，其周長通常不會有明顯變化，而等效圓面積則大于自然狀態(tài)下房間隔缺損的面積，因而可更好地閉合缺損，避免殘余分流的存在，這是該轉(zhuǎn)換公式選擇封堵器可靠性的理論基礎(chǔ)。

以下幾方面尚需注意。首先，盡管本研究是以CT 為測量工具進(jìn)行的，其實(shí)對于任何影像工具測量出的房間隔缺損長徑與短徑，都可以采用上述方法推算等效圓直徑，指導(dǎo)封堵器的選擇。但本研究亦顯示，TTE 與金標(biāo)準(zhǔn)間的相關(guān)性低于CTA 測量與金標(biāo)準(zhǔn)間的相關(guān)性，且其測量值與金標(biāo)準(zhǔn)間的回歸系數(shù)和CTA 測量值與金標(biāo)準(zhǔn)間的回歸系數(shù)之間亦有差別，故不同影像工具測量值的等效圓直徑與封堵器型號間的回歸公式不盡相同，需具體研究對待。其次，本研究假定房間隔缺損的周長不能被封堵器拉伸，事實(shí)上，對于邊緣薄弱的房間隔缺損，存在被封堵器拉伸甚至撕裂的可能，但由于本研究入選人群均為成功封堵后的患者，因而不會使術(shù)前CT 測量值與封堵后封堵器腰部直徑之間的相關(guān)性產(chǎn)生明顯偏倚。此外，受ASD 大小及心臟大小的影響，封堵器在側(cè)位上并不能總是呈切線位，但由于封堵器腰部呈圓型，無論是否呈切線位，并不影響其腰部直徑的判定及測量。

本研究存在如下不足:(1)本研究以CT 為測量工具，CTA 檢查對于中老年房間隔缺損患者有重要臨床價值，但由于其射線劑量較大，費(fèi)用相對較高，對于其他人群需慎用。(2)作為初步研究，僅是前瞻性研究了Zanchetta 等效圓轉(zhuǎn)換直徑理論值選擇封堵器的情況，并未同時對其他轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行前瞻性研究。(3)盡管球囊測量存在諸多不足，且在臨床上已較少使用，但目前仍被認(rèn)為是評估房間隔缺損大小的參考標(biāo)準(zhǔn)［13］。本研究以成功封堵后封堵器的腰部直徑作為缺損測量的金標(biāo)準(zhǔn)，其基本原理與球囊測量相似，易于理解，但目前尚未得到廣泛認(rèn)可。

總之，參考房間隔缺損等效圓直徑選擇封堵器型號能減小形狀造成的影響，優(yōu)于參考房間隔缺損長徑選擇法，其中等周長轉(zhuǎn)換及其簡化公式是最為理想的工具。

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