嬰幼兒圓錐動脈干畸形并冠狀動脈異位起源MSCT診斷與手術(shù)復(fù)雜程度相關(guān)性分析

張秉權(quán)，劉永熙，鄧宇，曾慶思

先天性心臟病是小兒心臟疾病中最常見的一種類型，以超聲行先天性心臟病的篩查及用于診斷和手術(shù)指導(dǎo)。心臟超聲檢查對于常見的室間隔缺損、房間隔缺損等先天性心臟病診斷效能良好，但對復(fù)雜先心病伴隨的心臟周圍血管畸形顯示不佳。近年來心電門控磁共振成像在嬰幼兒先心病的研究增多，由于時間分辨率及空間分辨率低于MSCT，冠狀動脈成像一直無法廣泛推廣，尤其是心率高于成人的嬰幼兒患者。

隨著CT探測器性能的不斷提升，層出不窮的低劑量掃描序列大量涌現(xiàn)，心臟MSCT掃描的輻射劑量極大降低，輻射劑量已不再是限制兒童心臟CT檢查的缺點，使其在兒童心臟血管中的應(yīng)用具有很大的優(yōu)勢，對于復(fù)雜先心病周圍血管畸形的顯示優(yōu)于超聲，尤其是冠狀動脈的顯示。

圓錐動脈干畸形是與圓錐動脈干異常發(fā)育相關(guān)的發(fā)紺型先天性心臟病，常見類型包括法洛四聯(lián)癥、完全型大動脈轉(zhuǎn)位、右室雙出口、肺動脈閉鎖、永存動脈干。現(xiàn)代胚胎學(xué)研究證實大動脈相關(guān)的先天性心臟畸形主要與胚胎早期的圓錐動脈干發(fā)育異常密切相關(guān)。冠狀動脈異位起源主要是胚胎發(fā)育過程中冠狀動脈向主動脈竇融合過程中誤差所致冠狀動脈起源于主動脈竇中的異常位置。圓錐動脈干畸形常合并冠狀動脈異位起源，術(shù)前詳細(xì)了解冠狀動脈冠起源及其走行是一個很重要的項目，詳細(xì)的影像學(xué)資料能為手術(shù)的選擇提供幫助[1]。張秉權(quán)等[2]對276例圓錐動脈干畸形的MSCT回顧性分析發(fā)現(xiàn)合并冠狀動脈異位起源的發(fā)生率達(dá)17%，冠狀動脈異位起源的類型以單支冠脈類型最多，高達(dá)48.94%。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)單支冠脈在主動脈與肺動脈間走行(Ⅱb型)最多，占51%[3]。本研究在之前的基礎(chǔ)上通過增加樣本量，得到各種類型圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源的構(gòu)成比組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，結(jié)果與臨床更接近。此類型先心病大部分需要早期手術(shù)矯治，本研究對不同類型圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源進(jìn)行統(tǒng)計，探討術(shù)前心臟MSCT分類對手術(shù)復(fù)雜程度的預(yù)測能力。

材料與方法

1.病例資料

本研究通過了醫(yī)院倫理委員會的審查。回顧性分析2014年10月-2019年10月在廣東省婦幼保健院經(jīng)手術(shù)證實圓錐動脈干畸形患兒520例，其中法洛四聯(lián)癥(TOF)173例，完全性大動脈轉(zhuǎn)位(TGA)96例，肺動脈閉鎖(PA)134例，右室雙出口(DORV)95例，永存動脈干(PTA)23例。男335例，女185例，平均年齡13.5月，男女比約1.8：1，男稍多于女，可能與患兒家長是否選擇手術(shù)有關(guān)。所有患兒均于心臟MSCT成像后3d至2個月內(nèi)行手術(shù)治療。

本組研究病例的納入標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前行128層螺旋CT心臟成像和經(jīng)胸壁超聲心動圖(TTE)檢查診斷為圓錐動脈干畸形；所有患兒均經(jīng)手術(shù)證實。

本組研究病例的排除標(biāo)準(zhǔn)：未能配合完成MSCT心臟成像;心律不齊或心率>180次/分。

2.檢查方法

所有患兒均使用德國Siemens Definition AS+128層CT行心血管成像。為安撫嬰幼兒，常規(guī)使用口服水合氯醛(50 mg/kg)并據(jù)需要另外靜脈注射咪達(dá)唑侖(0.1 mg/kg)。常規(guī)使用鉛皮護(hù)罩對患兒的晶狀體和性腺進(jìn)行保護(hù)。取仰臥位掃描。均采用機(jī)器預(yù)設(shè)兒童心臟掃描模式(Cardiac childernheart ECG)，掃描范圍自胸廓入口至左膈下2 cm[4-7]。使用非離子型對比劑歐乃派克(300 mg I/mL)，劑量為1.0～2.0 mL/kg，用雙筒高壓注射器，注射流率0.5～2.0 mL/s，流率=對比劑總量/(掃描時間+8)，然后以相同流率追加1.0～2.0 mL/kg體重的生理鹽水。對比劑盡量從下肢注入，次選上肢注入。使用自動跟蹤手動觸發(fā)技術(shù)，將ROI放置在掃描野之外的空氣中，注射對比劑后5 s開始跟蹤監(jiān)測，當(dāng)心臟一側(cè)較濃顯影而另一側(cè)淺顯影時，手動觸發(fā)切入掃描，觸發(fā)后7 s開始正式掃描。掃描參數(shù)參考羅海營等[5,6,8-11]，采用低劑量前瞻性心電門控掃描技術(shù)，管電壓80～100 kV，結(jié)合西門子CareDose 4D綜合管電流調(diào)節(jié)技術(shù)，準(zhǔn)直128×0.625 mm，轉(zhuǎn)速為0.3 s/r，層厚0.6 mm。因患兒心率高達(dá)每分鐘120～160次搏動，故采用收縮末期ECG同步掃描；相反，心率達(dá)到每分鐘100次搏動的患兒選擇舒張末期ECG同步掃描。收縮末期前瞻性心電門控采集時間窗為40% R-R間期，利用寬容度重建40%和50%時相，舒張末期采集時間窗為R-R間隔的80%[12,13]。

3.有效劑量(ED)換算及圖像質(zhì)量

有效劑量(ED)換算使用容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)和劑量長度乘積(DLP)，根據(jù)ED=DLP×k公式計算ED(mSv)。k為兒童胸部檢查特定的轉(zhuǎn)換因子，<1歲為0.039 mSv/(mGy·cm)，1～2歲為0.026 mSv/(mGy·cm)[14,15]。范麗娟等[7]、Thomas等[14]的研究表明，在明顯降低輻射劑量(降低約74%)的同時獲得滿足診斷需要的圖像質(zhì)量。

4.評價標(biāo)準(zhǔn)

冠狀動脈異位起源的MSCT分類參考蔡軍等[16]，包括單冠狀動脈(SCA)、對側(cè)冠狀動脈或無冠竇起源(OO)、冠狀動脈多發(fā)起源(MO)、冠狀動脈肺動脈起源(PO)、冠狀動脈高位起源(HO)5種類型。據(jù)圓錐動脈干畸形類型及是否合并冠狀動脈異位起源可使用多種術(shù)式進(jìn)行治療如法洛四聯(lián)癥根治術(shù)、Rastelli手術(shù)、動脈調(diào)轉(zhuǎn)術(shù)(Switch手術(shù))等；動脈調(diào)轉(zhuǎn)術(shù)普遍適用于大動脈轉(zhuǎn)位及右心室雙出口畸形，術(shù)中涉及冠狀動脈移植，移植成功與否決定手術(shù)成敗并影響患兒預(yù)后。冠狀動脈異位起源的單支冠脈類型在冠脈移植后容易出現(xiàn)狹窄導(dǎo)致心肌低灌注。所以把手術(shù)復(fù)雜程度按照是否涉及動脈調(diào)轉(zhuǎn)術(shù)以及是否伴有冠狀動脈異位起源尤其是單支冠脈類型，劃分為6個等級(表1)。

表1 手術(shù)復(fù)雜程度分級標(biāo)準(zhǔn)

5.圖像后處理

所有圖像重建層厚0.75 mm，層間隔0.5 mm，卷積核B26f，掃描后均將數(shù)據(jù)發(fā)送到SyngoMMWP工作站行分析后處理，圖像后處理包括多平面重組(MPR)、最大密度投影(MIP)和容積再現(xiàn)(VR)等方法重組。

6.統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 21及MedCalc 19.0.7軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，計數(shù)資料以個數(shù)及百分比%表示。對圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源的發(fā)生率、構(gòu)成比采用行×列Pearson卡方檢驗進(jìn)行比較。檢驗水準(zhǔn)為P<0.05，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。利用Logistic回歸建立預(yù)測模型，分析潛在指標(biāo)預(yù)測手術(shù)復(fù)雜程度的價值。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.不同類型圓錐動脈干畸形并冠狀動脈異位起源發(fā)生率的比較

嬰幼兒圓錐動脈干畸形共520例，合并冠狀動脈異位起源者91例，占比為17.5%，其中肺動脈閉鎖(PA)23例，大動脈轉(zhuǎn)位(TGA)27例，法洛四聯(lián)癥(TOF)11例，永存動脈干(PTA)9例，右室雙出口(DORV)21例，行Pearson卡方檢驗，卡方值31.057，相伴概率0.000，說明圓錐動脈干畸形類型與冠狀動脈異位起源發(fā)生率有關(guān)聯(lián)性。冠狀動脈異位起源發(fā)生率由高到低依次為PTA(39.13%)>TGA(28.12%)>DORV(22.10%)>PA(17.16%)>TOF(6.39%)(表2)。

表2 不同類型圓錐動脈干畸形合并冠脈異位起源發(fā)生率

2.不同類型冠狀動脈異位起源構(gòu)成比的比較

本組圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源的類型中以單冠狀動脈(SCA)最多，占61.53%(圖1～3)，其次為對側(cè)冠狀動脈或無冠竇起源(OO)，占23.07%，冠狀動脈多發(fā)起源(MO)占9.89%，冠狀動脈高位起源(HO)為4.39%，冠狀動脈肺動脈起源(PO)最少，占1.09%。對不同類型圓錐動脈干畸形并冠狀動脈異位起源的構(gòu)成比行R×C Pearson卡方檢驗，卡方值27.817，P=0.033，說明不同類型圓錐動脈干畸形的冠脈異位起源構(gòu)成比不全相同即不同類型圓錐動脈干畸形與冠脈異位起源有關(guān)聯(lián)性(表3)。

表3 不同類型圓錐動脈干畸形合并冠脈異位起源構(gòu)成比

圖1 男，9個月。大動脈轉(zhuǎn)位并單支冠狀動脈異位起源，單支冠脈走行于主動脈與肺動脈之間。a)橫斷面(箭)；b)冠狀面(箭)；c)下一層面冠狀面(箭)；d)矢狀面(箭)；e)斜矢狀面(箭)；f)VR(箭)。

3.回歸分析

潛在因素篩選:據(jù)前面發(fā)生率及構(gòu)成比的數(shù)據(jù)分析，把圓錐動脈干畸形的完全型大動脈轉(zhuǎn)位、右心室雙出口以及冠狀動脈異位起源的單冠狀動脈(SCA)、對側(cè)冠狀動脈或無冠竇起源(OO)分別作為獨立變量引入回歸方程，使用逐步法進(jìn)行Logistic回歸分析。

因素賦值:如前所述，圓錐動脈干畸形手術(shù)復(fù)雜程度與是否涉及動脈調(diào)轉(zhuǎn)術(shù)密切相關(guān)，故對手術(shù)復(fù)雜程度1～3等級進(jìn)行賦值0，對手術(shù)復(fù)雜程度4-6等級進(jìn)行賦值1。

Logistic回歸分析:以手術(shù)復(fù)雜程度為因變量，單因素Logistic回歸提示右心室雙出口、大動脈轉(zhuǎn)位、單冠狀動脈可能是手術(shù)復(fù)雜程度影響因素。多因素Logistic回歸進(jìn)一步證實右心室雙出口、大動脈轉(zhuǎn)位是獨立影響因素。右心室雙出口、大動脈轉(zhuǎn)位、對側(cè)冠狀動脈或無冠竇起源聯(lián)合，對于手術(shù)復(fù)雜程度預(yù)測正確率95.38%，ROC曲線下面積(AUC)0.942，標(biāo)準(zhǔn)誤差0.012，95%的置信區(qū)間0.918～0.960，說明其聯(lián)合的預(yù)測效能良好(表4)。

表4 潛在因素Logistic回歸分析

4.統(tǒng)計學(xué)綜合分析

綜合發(fā)生率、構(gòu)成比及Logistic回歸分析結(jié)果，本研究顯示當(dāng)心臟MSCT診斷大動脈轉(zhuǎn)位或右心室雙出口畸形同時伴發(fā)單冠狀動脈或?qū)?cè)冠狀動脈異位起源，提示手術(shù)復(fù)雜程度將增加。

5.術(shù)前圓錐動脈畸形MSCT診斷與手術(shù)結(jié)果對比

本組91例經(jīng)手術(shù)證實的圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源患兒，術(shù)前心臟MSCT均顯示了冠脈異位起源的類型，與手術(shù)結(jié)果相符，冠狀動脈異位起源的顯示率為100%。其中6例單冠脈畸形病例清晰顯示了開口，發(fā)出的左右冠脈分支顯示不清，包括2例右冠脈、3例左冠脈回旋支、1例左冠脈前降支，術(shù)前未能準(zhǔn)確描述中遠(yuǎn)段走行情況，原因是心率過快，6例患兒心率均在每分鐘160次搏動以上，最高達(dá)到了180次/分，左右冠脈或單支冠脈主要分支的顯示率為93.4%。

圖2 女，1d。右心室雙出口并單支冠狀動脈異位起源。a)橫斷面(箭)；b)MIP(箭)。 圖3 男，7d。右心室雙出口并單支冠狀動脈異位起源，單支冠脈分出左冠脈主干肺動脈后成襻走行。a)橫斷面(箭)；b)VR(箭)。AO-主動脈，PA-肺動脈

討 論

隨著CT掃描速度及探測器性能的不斷提高，與心電圖(ECG)同步數(shù)據(jù)采集融合的低劑量掃描序列廣泛應(yīng)用，以及各廠家優(yōu)化的低劑量綜合掃描方案不斷涌現(xiàn)，先心病患兒的低劑量MSCT心臟成像除了顯示房室缺損、大血管連接異常外，冠狀動脈解剖也得以清晰顯示，成為術(shù)前評估的重要手段之一，但是圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源的MSCT分類對于手術(shù)復(fù)雜程度預(yù)測分析鮮有報道。

圓錐動脈干畸形患兒絕大多數(shù)需要早期進(jìn)行外科手術(shù)矯治，大動脈轉(zhuǎn)位術(shù)(Switch手術(shù))是首選術(shù)式，尤其右心室雙出口、大動脈轉(zhuǎn)位。大動脈做調(diào)轉(zhuǎn)術(shù)雖效果較理想，但是術(shù)中冠狀動脈移植是手術(shù)成功的關(guān)鍵,不同類型的冠狀動脈畸形是術(shù)后早期和晚期死亡的危險因素之一，當(dāng)冠狀動脈起源于單個冠竇或起源于對側(cè)冠竇，或者冠狀動脈走行于主動脈壁內(nèi)的或僅有單根冠狀動脈時,手術(shù)風(fēng)險明顯增加[17-19]。已有文獻(xiàn)報道單支冠脈或起源單個動脈竇的冠狀動脈是動脈轉(zhuǎn)換手術(shù)后早期死亡和晚期發(fā)病的獨立危險因素[20]。明確冠狀動脈解剖異常是否存在對于動脈轉(zhuǎn)位手術(shù)風(fēng)險評估是必不可少的，因為冠狀動脈的完整移植而不發(fā)生扭結(jié)、扭轉(zhuǎn)和伸展是手術(shù)成功的先決條件[21,22]，雖目前冠狀動脈移植改良技術(shù)已有多種選擇，主要是針對高危變異，但是冠狀動脈異位起源仍被分類為高危模式，仍是冠狀動脈移植術(shù)中的棘手問題[23]。冠狀動脈移植時的損傷、扭曲、移植后受壓、移植后張力過大、畸形冠狀動脈等因素依然為遠(yuǎn)期再手術(shù)和心肌缺血死亡的重要原因[24,25]。冠狀動脈異常分類方法有很多種，目前臨床上常用的有Yacoub標(biāo)準(zhǔn)及Leiden標(biāo)準(zhǔn)，Leiden標(biāo)準(zhǔn)[26]是目前臨床最常用的分類方法，重點對冠狀動脈的起源進(jìn)行描述，便于大動脈轉(zhuǎn)位術(shù)的手術(shù)計劃制定。Nakamura等[27]分析大動脈轉(zhuǎn)位術(shù)后患兒死亡原因，發(fā)現(xiàn)引起患兒死亡的冠狀動脈解剖類型中以壁內(nèi)冠狀動脈相關(guān)性最高，其次是單冠狀動脈，尤其是單支冠脈走行于大血管之間。張秉權(quán)等[3]回顧分析421例嬰幼兒圓錐動脈干畸形，發(fā)現(xiàn)主動脈與肺動脈間走行(Ⅱb)最多,占51%。單支冠脈是一種具有潛在性危險的冠狀動脈畸形，當(dāng)異常血管走行于主動脈與肺動脈之間時，由于大血管的搏動導(dǎo)致異常血管出現(xiàn)擠牛奶效應(yīng)，心肌的灌注會受到極大的影響。

基于以上研究，當(dāng)矯治手術(shù)方案包含大動脈轉(zhuǎn)位術(shù)、圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源、冠狀動脈異位起源類型為單冠狀動脈等因素時，矯治手術(shù)復(fù)雜程度將增加。本研究對520例經(jīng)手術(shù)矯治的嬰幼兒圓錐動脈干畸形心臟MSCT進(jìn)行回顧性分析，發(fā)現(xiàn)圓錐動脈干畸形類型與冠狀動脈異位起源發(fā)生率有關(guān)聯(lián)性。91例合并冠狀動脈異位起源病例發(fā)生率由高到低依次為PTA(39.13%)>TGA(28.12%)>DORV(22.10%)>PA(17.16%)>TOF(6.39%)；不同類型圓錐動脈干畸形的冠脈異位起源構(gòu)成比不全相同，說明不同類型圓錐動脈干畸形與冠脈異位起源有關(guān)聯(lián)性，以單冠狀動脈SCA類型最多，占61.53%；影響手術(shù)復(fù)雜程度的潛在因素包括右心室雙出口、大動脈轉(zhuǎn)位、單冠狀動脈SCA、對側(cè)冠狀動脈或無冠竇起源；右心室雙出口、大動脈轉(zhuǎn)位、對側(cè)冠狀動脈或無冠竇起源作為獨立因素影響手術(shù)復(fù)雜程度，其聯(lián)合的準(zhǔn)確性高達(dá)95.38%，ROC曲線下面積(AUC)0.942。綜合統(tǒng)計學(xué)分析顯示右心室雙出口、大動脈轉(zhuǎn)位、單冠狀動脈、對側(cè)冠狀動脈異位起源是影響手術(shù)復(fù)雜程度的主要獨立因素，當(dāng)右心室雙出口或大動脈轉(zhuǎn)位伴發(fā)單冠狀動脈或?qū)?cè)冠狀動脈異位起源可有效預(yù)測手術(shù)復(fù)雜程度增加。

綜上所述，圓錐動脈干畸形合并冠狀動脈異位起源的MSCT診斷可有效預(yù)測手術(shù)復(fù)雜程度；當(dāng)心臟MSCT診斷大動脈轉(zhuǎn)位或者右心室雙出口時，因涉及動脈調(diào)轉(zhuǎn)術(shù)而致手術(shù)復(fù)雜程度增加，如果合并單冠狀動脈或?qū)?cè)冠狀動脈異位起源，近端冠狀動脈的游離、松解難度增大致動脈調(diào)轉(zhuǎn)術(shù)中冠狀動脈移植失敗的風(fēng)險增加，影響預(yù)后；術(shù)前必須明確圓錐動脈干畸形類型及伴發(fā)冠狀動脈異位起源的類型，詳細(xì)了解冠狀動脈起源及其近段走行狀態(tài)，降低冠狀動脈移植風(fēng)險及改善預(yù)后。