心脏二尖瓣病变的多层螺旋CT诊断

吴丽娜1,鹿强2

1.保定市第四医院 妇科,河北 保定071051;2.河北大学附属医院 放射科,河北 保定 071000

[摘 要]本文从心脏二尖瓣多层螺旋CT研究方法、正常解剖的螺旋CT表现、二尖瓣血流动力特征及心肌改变、二尖瓣膜病螺旋CT表现四个方面分析了心脏二尖瓣病变螺旋CT的诊断价值,并简要介绍了MDCT/EBCT、MRI与US技术在心脏二尖瓣病变诊断方面的优缺点及展望。

[关键词]心脏二尖瓣病变;多层螺旋CT;人工瓣膜;MDCT

心脏二尖瓣病变是指二尖瓣瓣膜受到后天损伤或先天发育异常导致的二尖瓣结构及功能改变,指二尖瓣口狭窄或关闭不全。以往二尖瓣的影像学研究主要关注二尖瓣病的心功能异常,较少关注二尖瓣形态和功能[1]。CT具有扫描速度快、二尖瓣扫描成功率高等优点,且已从解剖成像向功能成像及对物质定性、定量检查的阶段发展[2],在二尖瓣病变方面的研究取得许多成果。本文综述心脏二尖瓣膜多层螺旋CT检查方法及临床价值如下。

1 心脏二尖瓣膜定性、定量的检查方法

1.1 CT

多层螺旋CT指多排螺旋CT(Multi-detector CT,MDCT)和电子束计算机X射线断层摄影术(Electron Beam Computed Tomography,EBCT)。MDCT、EBCT平扫可以完整显示二尖瓣复合体及血管壁钙化,并计算钙化积分,进一步评估瓣膜病变程度。为了减少照射剂量,开发X线滤线栅技术、自动毫安技术,采用智能管电压扫描技术及前门控轴扫描技术[3],同时应用呼吸门控抑制呼吸运动及心脏搏动所产生的伪影。

1.2 增强MDCT、BECT

增强MDCT、BECT通常指电影cine CT和容积相位2种显影模式,采集的数据可用2D、3D、4D软件进行分析处理,还能应用最大密度投影(Maximal Intensity Projection,MIP)、多平面重组(Multiplanar Reconstruction,MPR)及容积再现(Volume Rendering,VR)等后处理重建技术。增强CT上,流动的血液呈白色高密度,瓣膜软组织呈黑灰色稍低密度。相位容积模式图上,2D轴位结合3DMPR、VR、MIP重建斜矢或斜冠长、短轴二腔、四腔新层面图像可以精准地定位瓣膜,完整显示二尖瓣叶的数量、厚度、开放与闭合程度以及瓣叶瓣环血管壁的钙化、心腔大血管径的大小、房室壁厚度及赘生物,还可半定量测量心动周期不同时相的血流动力学参数,进一步评估关闭不全或狭窄不同程度及心功能异常。

cine-EBCT/MDCT可更准确地显示瓣膜的形态和运动,血液的流动、心腔大小、心肌薄厚以及左心室的活动;能监测人工瓣膜的功能,进一步显示诸如血栓、瓣周漏、狭窄、赘生物及钙化等并发症。

1.3 反转灰阶4D MDCT技术

反转灰阶4D MDCT技术是利用4D数据分析软件及10%为间期在0%~90%上重建,在重建图像上,增强的血流呈黑色,较好显示二尖瓣复合体结构、心肌、血管壁解剖形态、运动及钙化,有助于提高计算二尖瓣膜面积、二尖瓣狭窄瓣口径线及准确评估返流的程度。

2 二尖瓣正常解剖的多层螺旋CT表现

二尖瓣由前叶和后叶其基底附于纤维环,左室乳头肌功能与二尖瓣返流的发生相关,左室乳头肌正常的牵拉是二尖瓣叶开放的保证[4]

二尖瓣置换为二尖瓣病变治疗的经典术式[5],而人工瓣膜依据瓣叶材料分为生物瓣和机械瓣2类,包括金属合金支架和人工瓣叶2部分,生物瓣叶来源于半月瓣、硬脑膜等,机械瓣叶由钛合金、不锈钢及高分子材料等制造而成,机械瓣形状主要为侧倾碟及双叶碟瓣,后者应用广泛。

CT平扫难以区分正常瓣膜与心肌组织,而增强CT、cine-CT均可显示瓣叶的数量、形态、密度或信号及开闭状况,瓣膜及其纤维环、腱索、乳头肌与周围心肌等密度,增强CT显示血液呈高密度、二尖瓣膜结构呈等密度,而倒转增强CT成像血液则为低密度、二尖瓣膜为稍高密度,多层CT后处理技术不同位置层面可显示二尖瓣的完整解剖。cine-CT显示二尖瓣膜的运功及经过二尖瓣膜的血流呈高密度血流。

由于人工瓣膜的瓣架和瓣叶材料多为合金,人工瓣膜的金属材料会造成伪影,瓣膜引起的伪影并未影响多层螺旋CT图像观察,故可安全、无创、直观地显现机械瓣膜的形态和功能。

3 二尖瓣的血流动力学特征及心肌改变

心内膜下的心肌纤维呈纵向排列和二尖瓣环相连,心肌纤维收缩、旋转决定着二尖瓣环的形态、大小及运动[6]。当二尖瓣口狭窄时,舒张期血液经左心房流入左心室不通畅,导致左心房容量负荷过大,二尖瓣压差增高,失代偿期左心房扩张及室壁变薄,左心室射血分数、左心室容积及左心搏出量下降,左房扩大,导致肺静脉高压。

二尖瓣口关闭不全时,二尖瓣结构或功能的失调,致左室收缩期血液经闭锁不全的二尖瓣口返流入左心房,造成二尖瓣在左心室收缩期的异常开放,形成功能性返流[7],二尖瓣返流严重影响此类患者的预后[8]。左心室整体同步性与返流存在密切关系[9],急性返流左心前向搏出量及心输出量减少;慢性返流,依次出现为左心搏出量、射血分数增加、左心室壁肥厚,左心室扩张。

4 二尖瓣膜病的CT表现

4.1 二尖瓣膜狭窄

MDCT/EBCT平扫显示二尖瓣瓣叶、瓣环及左心房室壁。增强EBCT/MDCT(尤其反转灰阶4D MDCT)可以清晰显示二尖瓣狭窄瓣膜结构及心腔大血管形态。二尖瓣狭窄表现为瓣膜前后叶粘连融合、瓣叶增厚、瓣口缩小、腱索粘连缩短,左心房扩大、肺循环扩张及左心房附壁血栓等征象。

cine-CT还能显示舒张期二尖瓣狭窄口开放幅度减小、瓣膜活动受限、后叶与前叶运动不一致,呈同向运动或二尖瓣叶飘向左室的异常运动。当二尖瓣狭窄瓣膜所致的血流动力学改变时,心功能改变包括射血分数、每搏出量及心室容积等可以通过cine、 CT表现出来。

4.2 二尖瓣闭锁不全

增强EBCT/MDCT(尤其反转灰阶4D MDCT)可观察二尖瓣叶及其附属结构、心腔大血管的形态变化。如二尖瓣叶的增厚钙化,左心房左心室心腔扩张。二尖瓣膜闭锁不全时二尖瓣口不能合拢,cine-CT能准确反映出来。在左心室收缩期高速返流的血液在cine-CT上分别表现高密度、信号缺失及蓝色或黑色逆行血流信号。返流血液在左室收缩期自二尖瓣口逆流入左心房代表二尖瓣返流,如上述表现可通过计算返流面积、返流分数来反映二尖瓣返流量的大小,当心功能失代偿时,相应心室射血分数、搏出量及心输出量下降。

4.3 人工瓣膜

重建图像能较好地显示人工瓣膜的形态、瓣位、瓣膜再狭窄、返流、瓣周漏及血栓形成等,进而评价其功能。MDCT有利于反映心内膜炎及生物瓣膜的钙化。

5 MDCT/EBCT、MRI与US技术比较及展望

超声(US)的优点是价格低廉,操作方便,受心率的影响较小,能较好地显示二尖瓣膜的结构和功能。声窗及技术人员水平、左室变形会影响左室射血分数准确性和重复性[10]

MRI的优点是能准确显示二尖瓣解剖形态,定量显示二尖瓣膜的病变程度及心功能,准确显示血流的速度、方向及血流模式。不足是成像时间较长,费用高。

MDCT/EBCT具有高的空间分辨率、图像采集快、二尖瓣膜显示好,对钙化较为敏感,能做出精准的功能分析,指导临床医师选择治疗方法、掌握手术时机。缺点为有辐射,需要注射对比剂,半定量评价心功能、后处理繁琐。随着迭代重组技术成为CT设备的标配,兼顾高清和低剂量成像技术造福大众[11],CT技术的发展日异更新,多层螺旋CT技术的发展,从高清成像、动态成像、能量成像、低剂量成像、流程优化成像技术方面,提高了图像质量,为二尖瓣病变诊断和治疗提供了更好方法。

[参考文献]

[1] Liu F,Coursey CA,Grahame-Clarke C,et al.Aortic valve calcification as an incidental finding at CT of the elderly:severity and location as predictors of aortic stenosis[J].AJR Am J Roentgenol,2006,186(2):342-349.

[2] 石明国,宦怡,李剑.多层螺旋CT成像技术的新进展[J].中华放射学杂志,2015,49(4):249-251.

[3] Alibek S,Brand M,Suess C,et al.Dose reduction in pediatric computed tomography with automated exposure control[J].Acad Radiol,2011,18(6):690-693.

[4] Martin G.St John Sutton,Alan R.Maniet.Mitral valve transesophageal echocardiography [M].Oxon:Taylor &.Francies,2006:18-30.

[5] 於文达,范阜东,邵峻.二尖瓣双孔成形术后中长期随访[J].中国胸心血管外科临床杂志,2015,22(1): 9-14.

[6] Lawrence MB.CT of valvuar heart disease[J].Int J Cardiovascular Imaging,2005,21(1):105-113.

[7] Willmann JK,Weishaupt D,Lachat M,et al.Electrocardiographically gated muti-detector row CT for assessment of valvular morphology and calcification in aorticstenosis[J].Radiology, 2002,225(2):120-128.

[8] Lamas GA,Mitchell GF,Flaker GC,et al.Clinical significance of mitral regurgitation after acute mayocardial infarction. Survival and Ventricular Enlargment Investigators[J].Circulation, 1997,96(3):827-833.

[9] Konstantinou DM,Papadopoulou K,Giannakoulas G,et al.Determinants of functional mitral regurgitation severity in patienrs with ischemic cardiomyopathy versus nonischemic dilated cardiomypathy[J].Echocardiography,2014,31(1):21-28.

[10] Luis SA,Yamada A,Khandheria BK,et al.Use of three-dimensional speckle-tracking echocardiography for quantitative assessment of global left ventricular function:a comparative study to threedimensional echocardiography [J].J Am Soc Echocardiogr, 2014,27(3):285-291.

[11] Funama Y,Taguchi K,Utsunomiya D,et al.Image quality assessment of an iterative reconstruction algorithm applied to abdominal CT imaging[J].Phys Med,2014,30(4):527-534.

Multi-slice Spiral Computed Tomography in the Diagnosis of Mitral Valve Diseases

WU Li-na1, LU Qiang2
1.Department of Gynecology, the Fourth Hospital of Baoding City, Baoding Hebei 071051, China; 2.Department of Radiology, Affiliated Hospital of Hebei University, Baoding Hebei 071000, China

Abstract:This paper analyzed the clinical value of the multi-slice computed tomography in the diagnosis of heart mitral valve diseases in four aspects: the research method of multi-slice CT in heart mitral valve diseases, the manifestations of multi-slice CT in the normal anatomy, the characteristics of hemodynamics and myocardial changes in mitral valve diseases, and the manifestations of multi-slice CT in mitral valve diseases. The paper also briefly introduced the pros and cons as well as the development prospect of the application of multi-detector computed tomography/electron-beam computed tomography and magnetic resonance imaging and ultrasonography in the diagnosis of mitral valve diseases.

Key words:mitral valve diseases; multi-slice computed tomography; prosthetic valve; multidetector computed tomography

[中图分类号]R445.4;R542.5

[文献标志码]A

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2016.03.022

[文章编号]1674-1633(2016)03-0090-03

收稿日期:2015-11-19

通讯作者:鹿强,主任医师。