雙源CT 心臟成像對(duì)正常成年人肺靜脈和左心房的雙時(shí)相評(píng)估價(jià)值

何艷琴 趙士海 余蕓菲 周 潔 吳 東 金 航△

（1上海市影像醫(yī)學(xué)研究所 上海 200032；2復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射科 上海 200032；3四川大學(xué)華西醫(yī)院超聲科 成都 610041）

近年來(lái)房顫發(fā)病率逐年升高，作為潛在致死性心律失常疾患之一，嚴(yán)重威脅著人類健康［1］。冷凍或射頻等消融術(shù)能有效安全地治療房顫［2-4］，而這些治療方法有賴于對(duì)肺靜脈與左心房的精確認(rèn)識(shí)［5-7］，因此，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了較多對(duì)房顫患者肺靜脈與左心房相關(guān)研究的報(bào)道［8-11］。然而，正常個(gè)體肺靜脈和左心房結(jié)構(gòu)的研究尚較缺乏，且活體狀態(tài)下肺靜脈和左心房的形態(tài)在不同心動(dòng)周期有所不同，相關(guān)的研究報(bào)道更少，加之肺靜脈變異也非少見(jiàn)［11］，而肺靜脈的解剖變異對(duì)外科肺段切除方式的制定有重要意義［12］。本研究擬利用雙源CT 心臟圖像，研究正常成年人肺靜脈和左心房雙時(shí)相的影像結(jié)構(gòu)，力圖探討肺靜脈變異情況及其在左心房開口（肺靜脈孔徑）的尺寸，以期為評(píng)估臨床患者尤其是房顫患者的肺靜脈和左心房提供參考資料，并對(duì)大體標(biāo)本解剖作補(bǔ)充。

資料和方法

研究對(duì)象收集來(lái)自2009 年1 月至2017 年12月于復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射科自愿參加健康體檢心臟CT 成像冠脈評(píng)估的個(gè)體，采用回顧性收集的方法。納入標(biāo)準(zhǔn)：體檢個(gè)體于雙源CT 完成心臟成像冠狀動(dòng)脈重建檢查；年齡＞18 歲；冠狀動(dòng)脈、左心房及肺靜脈均顯示良好。排除標(biāo)準(zhǔn)：心律不齊；冠脈狹窄≥50%；先天性心臟或風(fēng)濕性瓣膜病變，導(dǎo)致心室心房異常擴(kuò)大，或者有心臟手術(shù)史；肺靜脈異位引流；重建圖像肺靜脈或左心房顯示不全。本研究最終納入符合要求的成人218 例，年齡26～76 歲，平均（48.42±9.67）歲，其中男性147 例，女性71 例。所有研究對(duì)象于檢查前均簽署增強(qiáng)掃描知情同意書，本研究圖像數(shù)據(jù)的使用獲得復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

心臟CT 成像方法本研究采用SIEMENS 公司的雙源CT 掃描機(jī)（SOMATOM Definition）。被檢者掃描前至少禁食4 h，掃描前1～2 h 酌情服用倍他樂(lè)克（25～50 mg）：心率60 次/分以下或心電圖提示傳導(dǎo)阻滯，不服用倍他樂(lè)克；心率在60～70 次/分服用倍他樂(lè)克半顆；心率在70 次/分以上服用一顆倍他樂(lè)克，并訓(xùn)練患者屏氣以配合檢查。選擇心臟掃描冠狀動(dòng)脈成像序列，放置心電導(dǎo)聯(lián)，先完成定位像，采用高壓注射器（MEORAO Stellant），通過(guò)肘前靜脈團(tuán)注非離子型碘對(duì)比劑（碘帕醇注射液）1.1 mL/kg，對(duì)女性被檢者注射速率為4 mL/s，男性被檢者注射速率為5 mL/s，注射后以生理鹽水沖刷（約4 mL/s，25 mL）。在受檢者屏氣的情況下，注射對(duì)比劑前在主動(dòng)脈上設(shè)置觀察點(diǎn)，注射對(duì)比劑后當(dāng)觀察點(diǎn)的CT 值因?yàn)閷?duì)比劑充盈升至120 HU 時(shí)，人工智能軟件將自動(dòng)觸發(fā)機(jī)器掃描，并在掃描過(guò)程中采用心電門控技術(shù)。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流203 mA，準(zhǔn)直器（32 個(gè)）寬度0.6 mm，層厚（64排）0.6 mm，有效層厚0.75 mm，螺距0.2～0.4，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.33 s，掃描時(shí)間約10 s。

圖像后處理CT 掃描后常規(guī)重建獲得冠狀動(dòng)脈圖像，并完成評(píng)估。根據(jù)納入排除標(biāo)準(zhǔn)，于院內(nèi)PACS 系統(tǒng)篩選出符合標(biāo)準(zhǔn)的受檢者，將其CT 心臟最佳收縮期和舒張期的雙期相薄層原始圖像，傳輸至后處理工作站（ADW 4.3），重建肺靜脈和左心房的雙期圖像，對(duì)圖像的后處理包括最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、多平面重建（multiplanar reconstruction，MPR）和容積再現(xiàn)（volume representation，VR）技術(shù)。由于心室的收縮及舒張引起形態(tài)變化的幅度較大，容易通過(guò)觀察圖像識(shí)別，在臨床工作中涉及心臟的收縮期及舒張期時(shí)相的概念，通常指左心室的收縮期及舒張期，因此本研究沿用臨床工作的習(xí)慣，用左心室的收縮期及舒張期作為兩個(gè)對(duì)照研究的時(shí)相。三維VR 圖像重組時(shí)，選取左心房中心作為起點(diǎn)，肺靜脈的總支端某點(diǎn)為終點(diǎn)，由后處理工作站軟件進(jìn)行左心房及肺靜脈全貌的重組，以顯示左心房和所有肺靜脈以及它們之間的連接關(guān)系。

觀察記錄肺靜脈分型、發(fā)育變異情況根據(jù)肺靜脈的MPR 橫斷位、冠狀位、矢狀位圖像，結(jié)合肺靜脈的VR 圖像，對(duì)肺靜脈進(jìn)行分型，并觀察發(fā)育變異情況。根據(jù)臨床工作經(jīng)驗(yàn)及既往文獻(xiàn)［11］，擬作如下分型統(tǒng)計(jì)：常規(guī)類型，該型在左心房左右各有兩支總肺靜脈匯入左心房；左中類型，除常規(guī)類型的四支肺靜脈外，在左上肺靜脈（left superior pulmonary vein，LSPV）與左下肺靜脈（left inferior pulmonary vein，LIPV）之間多出一條額外左中肺靜脈；右中類型，除常規(guī)類型的四支肺靜脈外，在右上肺靜脈（right inferior pulmonary vein，RIPV）與右下肺靜脈（right superior pulmonary vein，RSPV）之間多出一條額外右中肺靜脈；左共類型，該型左側(cè)上下肺靜脈共同開口于左心房，即右側(cè)上下肺靜脈在左心房起始處共干；右共類型，該型右側(cè)上下肺靜脈共同開口于左心房，即右側(cè)上下肺靜脈在左心房起始處共干；其他類型，除以上類型以外的其他類型。

肺靜脈及左心房的相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量選取左心房中心點(diǎn)為起點(diǎn)，依次選擇肺靜脈總分支上的某點(diǎn)作為終點(diǎn)，再由軟件后處理重建圖像（圖1～3），獲得沿肺靜脈走行伸展方向的曲面重組平鋪拉直圖像。

在重組圖像上選取肺靜脈與左心房連接處（圖2A），平面圖以直徑急劇減小到基本不變?yōu)橛^察點(diǎn)，即視為由左心房變?yōu)榉戊o脈的標(biāo)志，確定肺靜脈開口。記錄軟件自動(dòng)測(cè)出的肺靜脈孔最小徑及最大徑（圖2B），并計(jì)算平均值與指數(shù)。偶然情況下，機(jī)器不能識(shí)別肺靜脈開口邊緣，肺靜脈直徑測(cè)量明顯偏差時(shí)，可人工手動(dòng)干預(yù)測(cè)量。

肺靜脈開口的最小徑和最大徑的平均值作為肺靜脈開口的平均值，最小徑與最大徑的比值作為肺靜脈開口的指數(shù)，當(dāng)指數(shù)越接近1 時(shí)代表肺靜脈開口形狀越圓，當(dāng)指數(shù)越遠(yuǎn)離1 代表肺靜脈開口形狀越接近卵圓型。

圖1 肺靜脈前后徑與上下徑的測(cè)量Fig 1 Measurement of anteroposterior/superoinferior diameter of pulmonary veins

圖2 肺靜脈最小徑與最大徑的測(cè)量Fig 2 Measurement of minimum/maximum diameter of pulmonary veins

圖3 左心房直徑的測(cè)量Fig 3 Measurement of left atrial diameter

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析本研究計(jì)量資料以表示，分類資料以百分比表示。對(duì)常規(guī)類型組肺靜脈開口的前后徑、上下徑、最小徑、最大徑、平均直徑和指數(shù)的收縮期和舒張期數(shù)據(jù)，采用配對(duì)t檢驗(yàn)；對(duì)所有研究對(duì)象左心房的前后徑、縱徑、橫徑的收縮期和舒張期數(shù)據(jù)，采用配對(duì)t檢驗(yàn)；隨機(jī)選取常規(guī)四支肺靜脈類型中的30 例個(gè)體，進(jìn)行2 名研究者測(cè)量數(shù)據(jù)的組內(nèi)一致性分析，計(jì)算相關(guān)系數(shù)（ICC）；P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

肺靜脈變異情況本研究共納入218 例。其中常規(guī)類型158 例（構(gòu)成比72.48%），左中類型2 例（0.92%），右中類型18 例（8.26%），左共類型29 例（13.3%），右共類型2 例（0.92%）。在其他類型中，右側(cè)兩支中靜脈類型4 例（1.83%），左共肺靜脈伴隨右中肺靜脈類型3 例（1.38%），左共肺靜脈伴右最下肺靜脈類型1 例（0.46%），右側(cè)最上肺靜脈1 例（0.46%）（圖4）。

肺靜脈的測(cè)量結(jié)果常規(guī)類型組肺靜脈孔平均直徑顯示：肺靜脈孔徑由大到小依次為RSPV、RIPV、LSPV、LIPV，上肺靜脈孔徑普遍大于下肺靜脈孔徑，右肺靜脈孔徑較左肺靜脈孔徑大，其中RSPV 孔徑最大［收縮期（19.03±2.66）mm，舒張期（17.59±2.50）mm］，LIPV 孔徑最小［收縮期（13.50±1.55）mm，舒張期（12.66±1.45）mm］；從肺靜脈指數(shù)來(lái)看，右側(cè)肺靜脈孔徑較左側(cè)肺靜脈孔徑更圓，其中RSPV 孔徑最圓（收縮期0.81±0.07，舒張期0.75±0.09），LIPV 孔徑最卵圓（收縮期0.61±0.12，舒張期0.58±0.11）。除RSPV 上下徑與RIPV指數(shù)收縮期同舒張期差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，其他常規(guī)類型肺靜脈開口各徑線的測(cè)量及指數(shù)收縮期同舒張期的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表1）。

圖4 肺靜脈變異展示Fig 4 The display of pulmonary vein variations

表1 常規(guī)類型肺靜脈孔徑測(cè)量及計(jì)算結(jié)果Tab 1 The measurement and calculation results of pulmonary vein ostium in routine types（n=158，）

在肺靜脈的變異類型組中，LMPV（2 例）平均直徑：收縮期（9.10±0.35）mm，舒張期（8.85±0.92）mm；RMPV（18 例）平均直徑：收縮期（9.28±1.16）mm，舒張期（9.09±1.12）mm。LCPV（29 例）平均直徑：收縮期（23.33±3.01）mm，舒張期（21.88±3.48）mm；RCPV（2 例）平均直徑：收縮期（25.25±4.67）mm，舒張期（25.13±4.77）mm。LCPV 指數(shù)：收縮期0.49±0.11，舒張期0.46±0.12。

左心房的測(cè)量結(jié)果左心房三徑線測(cè)量結(jié)果顯示其橫徑最大、縱徑次之、前后徑最小，且收縮期各徑線均大于舒張期，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

組內(nèi)相關(guān)系數(shù)分析組內(nèi)相關(guān)系數(shù)分析顯示，肺靜脈及左心房直徑測(cè)量的可重復(fù)性較好（表3、4）。

表2 左心房直徑的測(cè)量結(jié)果Tab 2 The measurement results of left atrial diameter（n=218）

表3 30 例隨機(jī)個(gè)體肺靜脈數(shù)據(jù)測(cè)量組內(nèi)相關(guān)系數(shù)Tab 3 Correlation coefficient in group of PV from 30 random individuals（ICC/P）

表4 30 例隨機(jī)個(gè)體左心房數(shù)據(jù)測(cè)量組內(nèi)相關(guān)系數(shù)Tab 4 Correlation coefficient in group of LA from 30 random individuals（ICC/P）

討論

雙源CT 可獲得高質(zhì)量的心臟解剖圖像，空間分辨率可達(dá)亞毫米級(jí)別，且可獲得心臟搏動(dòng)周期中不同時(shí)相的圖像。本研究利用雙源CT 最佳圖像質(zhì)量的收縮期和舒張期雙時(shí)相數(shù)據(jù)，開展正常成年人肺靜脈和左心房的在體動(dòng)態(tài)影像研究，以期對(duì)大體標(biāo)本解剖作補(bǔ)充，并測(cè)量成年人肺靜脈在左心房開口孔徑尺寸的范圍，為評(píng)估臨床患者尤其是房顫患者的肺靜脈孔徑及變異情況提供參考。

本研究發(fā)現(xiàn)，肺靜脈變異較為常見(jiàn)，在肺靜脈變異中，額外肺中靜脈更易發(fā)生于右側(cè)，而共干肺靜脈則更易發(fā)生于左側(cè)，此結(jié)果與既往研究發(fā)現(xiàn)相同［11］。在不同的肺靜脈變異類型中，左共類型最常見(jiàn)，右中類型次之，其他混合類型少見(jiàn)，此結(jié)果與部分研究［13-14］相同，但也與部分研究結(jié)果不同［15-16］。我們推測(cè)造成不同類型變異肺靜脈發(fā)生概率不同的可能原因?yàn)椋海?）樣本組成本身不同。本研究根據(jù)納入排除標(biāo)準(zhǔn)，盡可能選擇正常成人入組，而其他研究多針對(duì)房顫患者進(jìn)行成像測(cè)量。（2）在不同的研究中某些肺靜脈變異的定義略有差異。比如，本研究定義共干為上下肺靜脈有共行部分，即上下肺靜脈交匯點(diǎn)距左心房邊緣距離＞0，若選擇距離比此分類定義大，共干肺靜脈發(fā)現(xiàn)率便會(huì)偏低，而有部分學(xué)者定義上下肺靜脈間距離小于0.5 cm 即視為共干［17］，可能會(huì)造成共干發(fā)生率更高，本研究將上下肺靜脈有共同的走形段視為共干，這樣更符合臨床診療工作的需要。

肺靜脈開口的直徑可以在肺靜脈開口切面上經(jīng)過(guò)圓心360°角的任意一個(gè)方向上測(cè)量，通常在前后徑較上下徑要短，但此二者并不能代表所有直徑的范圍，所以在計(jì)算肺靜脈開口平均直徑和指數(shù)時(shí)采用了最小徑和最大徑，以利于統(tǒng)計(jì)分析。

在肺靜脈測(cè)量中，肺靜脈前后徑普遍小于上下徑，肺靜脈孔徑由大到小依次為RSPV、RIPV、LSPV、LIPV。從測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)初步來(lái)看，上肺靜脈孔徑大于下肺靜脈，右肺靜脈孔徑較左肺靜脈大，右側(cè)肺靜脈孔徑普遍較左肺靜脈孔徑圓，其中RSPV 直徑最大最圓，LIPV 直徑最小最卵圓，額外肺靜脈較常規(guī)肺靜脈孔徑小，共干肺靜脈較常規(guī)肺靜脈孔徑更大，LCPV 更卵圓，此結(jié)果與既往研究［18］相同。我們分析左右肺靜脈形態(tài)的差異，除了先天發(fā)育的因素外，還可能在心臟CT 成像受檢者處于仰臥位時(shí)，與正常人的心臟偏左側(cè)胸腔分布有關(guān)。我們推測(cè)心臟對(duì)左側(cè)肺靜脈的壓迫較右側(cè)肺靜脈明顯，造成左側(cè)肺靜脈形態(tài)更趨扁平，左肺靜脈孔指數(shù)小于右側(cè)肺靜脈，若采用俯臥位成像，左右肺靜脈孔指數(shù)的差異是否會(huì)縮小，有待于進(jìn)一步探討。本研究中，由于其他類型樣本過(guò)小，只列出了具體數(shù)值，不適合進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較分析。在心臟收縮期和舒張期雙時(shí)相的比較分析中，我們發(fā)現(xiàn)除RSPV 上下徑與RIPV 指數(shù)雙期差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，在常規(guī)肺靜脈的測(cè)量中，總體上肺靜脈孔徑于心室收縮期較舒張期大而圓，可提示由于在心室收縮時(shí)，左心房血液因房室瓣的關(guān)閉增加，進(jìn)入左心房的血流減緩，繼而導(dǎo)致肺靜脈血量增加，最終使肺靜脈孔徑增大變圓。因此，在臨床診療過(guò)程中，進(jìn)行肺靜脈CT 成像時(shí)需采用心電門控，以控制心臟搏動(dòng)偽影，且分析測(cè)量肺靜脈時(shí)，尚需注意心臟所處的心動(dòng)周期。本研究?jī)H選擇心臟CT 成像圖像質(zhì)量最佳的舒張期和收縮期兩個(gè)時(shí)相，尚不能全面展示肺靜脈形態(tài)于心動(dòng)周期中的變化規(guī)律，但在一定程度上或許能解釋RSPV 上下徑與RIPV 指數(shù)雙期差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的現(xiàn)象。在未來(lái)的研究中，如果采用無(wú)電離輻射的心臟磁共振成像方法，有可能獲得更全面的關(guān)于肺靜脈孔隨心動(dòng)周期變化的全過(guò)程，可更加準(zhǔn)確地測(cè)量肺靜脈孔于整個(gè)心動(dòng)周期中的峰值。

在左心房徑線測(cè)量中，橫徑最大，次為縱徑，最小者為前后徑，且左心房各徑線收縮期均大于舒張期，提示心臟處于不同心動(dòng)周期中，左心房的大小會(huì)有所不同，心臟收縮期時(shí)，左心房血液停止進(jìn)入左心室，而肺靜脈血液繼續(xù)仍充盈左心房，致使左心房較心臟舒張期增大。因此，在臨床工作中需注意CT 掃描所處的心動(dòng)周期，可以更準(zhǔn)確的評(píng)估左心房的形態(tài)及大小。房顫患者中左室的泵血功能會(huì)受不整齊心律的影響。從理論上推測(cè)，左心房的血液滯留及充盈應(yīng)該高于正常個(gè)體，如結(jié)合心動(dòng)周期評(píng)估左心房的大小，更具有可比性。

由于本研究樣本量不是很大，不適合在年齡和性別上進(jìn)一步分亞組，研究肺靜脈和左心房的大小在不同年齡、性別上是否有差異。有研究認(rèn)為左心房直徑隨年齡增長(zhǎng)而增大［19］，但這方面的文獻(xiàn)較少，有待于擴(kuò)大樣本量開展亞組研究。

肺靜脈CT 可提示肺靜脈的變異情況。當(dāng)肺靜脈有多支時(shí)，肺靜脈CT 可防止消融術(shù)中遺漏可誘發(fā)房顫的多余肺靜脈，從而達(dá)到有效治療房顫。本研究對(duì)肺靜脈在雙期尺寸差異特點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)給予臨床消融術(shù)導(dǎo)管放置以及消融觸發(fā)伴隨心動(dòng)周期的時(shí)間選擇以提示，以更加安全地治療房顫。左心房CT 成像亦可發(fā)現(xiàn)左心房血栓，此為臨床消融術(shù)的禁忌證，具有重要提示作用。本研究發(fā)現(xiàn)，正常個(gè)體中肺靜脈變異的情況不算少見(jiàn)，其變異的情況、解剖分布、孔徑的大小，對(duì)臨床房顫患者治療具有重要意義。臨床房顫患者的變異發(fā)生率是否更常見(jiàn)，以及變異后肺靜脈的孔徑是否有差異，我們擬開展進(jìn)一步研究。由于房顫患者的心律屬于無(wú)規(guī)律性的絕對(duì)不齊，CT 掃描時(shí)，很難獲得雙期相的高質(zhì)量圖像，如要分析房顫患者變異肺靜脈的孔徑是否有別于健康人的變異肺靜脈，我們認(rèn)為有必要和相應(yīng)時(shí)相的健康人數(shù)據(jù)作對(duì)照。本研究獲得的雙期數(shù)據(jù)可為房顫患者的CT 研究提供基礎(chǔ)的研究對(duì)照資料，也可為傳統(tǒng)解剖學(xué)測(cè)量作一定的補(bǔ)充。

本研究的不足在于：肺靜脈的分類較為復(fù)雜，本研究采用的肺靜脈分類方法主要考慮肺靜脈支數(shù)，在某些少見(jiàn)的特定情況下，例如常規(guī)類型中引流右中葉靜脈血的RMPV 可匯入RSPV，亦可匯入RIPV，有報(bào)道顯示右上葉后段肺靜脈亦可匯入RIPV［12］，此情況在肺段切除時(shí)應(yīng)特別說(shuō)明，但左右肺靜脈主干仍為四支常規(guī)類型，由于此種情況見(jiàn)于少數(shù)，本研究采用的分類方法仍適用于大部分案例。健康人的心臟CT 影像較難獲得，本研究只能嚴(yán)格按照納入排除標(biāo)準(zhǔn)篩選個(gè)體，盡量排除可能影響到左心房與肺靜脈的病變，將符合要求的研究對(duì)象作為相對(duì)健康的個(gè)體開展研究工作。

總之，雙源CT 心臟成像可良好的顯示及評(píng)估肺靜脈，肺靜脈變異較為常見(jiàn)，肺靜脈和左心房大小、形態(tài)在心動(dòng)周期中的舒張期和收縮期存有差異，臨床診療工作中，需注意肺靜脈和左心房處于心動(dòng)周期中的時(shí)相。