曾仲剛，李雪霞，梁俊生，陳真平，陶　娟，李揚(yáng)彬

（1.東莞東華醫(yī)院放射科，廣東 東莞　523110；2.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科，廣東 廣州　510000）

?心臟、血管影像學(xué)?

64層CT不同重建方法定量評估左心室泵血功能的價(jià)值

曾仲剛1，李雪霞1，梁俊生1，陳真平1，陶娟1，李揚(yáng)彬2

（1.東莞東華醫(yī)院放射科，廣東 東莞523110；2.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科，廣東 廣州510000）

目的：探討64層CT不同重建方法定量評估左心室泵血功能的影響。方法：收集100例冠狀動(dòng)脈CTA患者的影像資料，分別行冠狀動(dòng)脈CTA檢查及左心室功能兩種不同的重建方法（積分法及分割法）。比較CT兩種不同重建方法在評價(jià)左心室功能（收縮末期容量、舒張末期容量、每搏輸出量、射血分?jǐn)?shù)）方面的相關(guān)性，并比較CT兩種不同重建方法的平均重建時(shí)間的差別。結(jié)果：多層螺旋CT兩種不同重建法所測定的左心室舒張末期容積、收縮末期容積、每搏輸出量、射血分?jǐn)?shù)各數(shù)值高度相關(guān)（r＞0.900，P＜0.01），并且兩種方法的各項(xiàng)測量值相近，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分割法所使用的重建時(shí)間（3min45 s±23 s）明顯短于積分法所示的時(shí)間（9min58 s±47 s）。結(jié)論：本研究表明兩種不同的CT重建方法在分析左心室功能方面具有較好的相關(guān)性，其中分割法在臨床應(yīng)用時(shí)可大大降低時(shí)間成本，提高工作效率，而且盡可能減少操作者主觀因素的影響。

心室功能，左；冠狀血管；體層攝影術(shù)，螺旋計(jì)算機(jī)

近年來，心臟方面的研究熱點(diǎn)包括對心功能的評價(jià)、新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用及輻射劑量的減低。評價(jià)局部心臟功能在臨床上有很多應(yīng)用價(jià)值，尤其左心室功能指標(biāo)對于判斷各種心血管疾病的進(jìn)展程度、治療方案、療效判定、預(yù)后評估以及早期干預(yù)等具有十分重要的臨床意義[1-2]。多層螺旋CT一站式檢查[3-4]已經(jīng)開始應(yīng)用于臨床，本文旨在比較運(yùn)用64層CT機(jī)（64-MSCT）評估左心室功能時(shí)不同重建方法是否對左心室功能指標(biāo)的結(jié)果產(chǎn)生影響。

1　資料與方法

1.1臨床資料

選擇2011年6月—2014年12月期間行“一站式檢查”的50例健康志愿者以及50例各種心功能異常的患者，同期分別行冠狀動(dòng)脈CTA檢查、超聲心動(dòng)圖檢查。男67例，女33例，健康組年齡25～43歲，平均（34.3±4.2）歲；病變組年齡56～73歲，平均（62.1±2.6）歲。所有患者均簽署知情同意書后進(jìn)行64層冠狀動(dòng)脈CTA檢查。50例健康志愿者影像診斷、超聲心動(dòng)圖及心電圖檢查陰性、無心臟疾病病史及家族史；50例心功能異常組納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床癥狀、心電圖指標(biāo)提示心功能異常改變；②冠狀動(dòng)脈CTA提示冠狀動(dòng)脈狹窄；③超聲心動(dòng)圖提示心臟器質(zhì)性或功能性病變。

1.2檢查方法

1.2.164-MSCT掃描方法

利用 Toshiba aquilion 64層螺旋 CT，采用MSCT冠狀動(dòng)脈造影掃描方案，應(yīng)用回顧性心電門控技術(shù)，心率控制在60～70次/min，對比劑跟蹤技術(shù)觸發(fā)增強(qiáng)掃描，跟蹤平面定在主動(dòng)脈根部水平，興趣區(qū)設(shè)在主動(dòng)脈根部，觸發(fā)閾值設(shè)定為180HU，延遲5 s掃描。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流250mA；探測器范圍40mm；有效層厚0.625mm，重建層距0.625mm。劑量80～100mL（根據(jù)患者的體質(zhì)量調(diào)整），注射速率4mL/s，碘對比劑濃度為370mgI/mL。掃描范圍：氣管分叉部至心底部下1.0 cm；在吸氣末屏氣一次掃描完成。

1.2.264-MSCT后處理

使用Advantage wordstation，AW 4.3軟件，在0%～90%的R-R間期間隔10%重建圖像，共10組，重建層厚0.5mm，重建間隔0.3mm，矩陣512×512。利用Card IQ Function軟件，將上述10組圖像數(shù)據(jù)輸入心功能分析軟件內(nèi)，以確定收縮末期以及舒張末期 （圖1）。分別采用積分 （Simpson）法及分割（Segmentation）法計(jì)算出左心室各項(xiàng)功能指標(biāo)：左心室舒張末期容積 （LVEDV）、左心室收縮末期容積（LVESV）、每搏輸出量（LVSV）和射血分?jǐn)?shù)（LVEF）。

圖1　0%～90%R-R間隔，以10%間隔重建10組圖像，所得出左心室在各時(shí)期的容積，取最小值為收縮末期容積，最大值為舒張末期容積。Figure 1.　0%～90%R-R interval,10 groups of images were reconstructed at 10%intervals.The left ventricular volume in each period was obtained,and the minimum value was the end of cardiac systolic volume,the maximum value was the end of cardiac systolic volume.

本研究旨在通過兩種不同的CT重建方法研究是否對最終結(jié)果產(chǎn)生影響。Simpson法是一項(xiàng)基本的數(shù)學(xué)原則，可以通過將對象切割為多個(gè)薄層來確定對象容積，先測量各層的容積，然后再計(jì)算所有層的容積之和（圖2）。首先確定左心室長軸、心尖及心底部，然后垂直于長軸將左心室腔平均分為9個(gè)層面，分別在每一層面手動(dòng)勾畫心內(nèi)外膜面，線條完成后計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)每一層面的容積通過微積分得出容積之和。此種方法理論上測得的左心室容積更加接近左心室的真實(shí)容積。確定的左心室長軸、每個(gè)層面的線條勾畫均依賴于手工操作，不同操作者對結(jié)果有一定的影響。Segmentation法通過被分割的絕對組織容積計(jì)算容積（圖3）。設(shè)定左心室心腔內(nèi)閾值為300～350 HU，計(jì)算機(jī)根據(jù)所設(shè)定的CT值閾值直接算出左心室腔各期的絕對容積。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件，對所獲得的兩種CT重建方法的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，配對樣本t檢驗(yàn)比較數(shù)據(jù)之間是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P＜0.05無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。不同 CT重建方法 LVEDV、LVESV、LVSV、LVEF之間采用Pearson相關(guān)分析 （r≤0.4為低度相關(guān)，r＞0.4且r≤0.7為中度相關(guān)，r＞0.7為高度相關(guān)）。

2　結(jié)果

64-MSCT不同重建方法的左心室功能指標(biāo)數(shù)據(jù)及比較見表1。兩種重建方法所測得LVESV、LVEDV、LVSV、LVEF的數(shù)值接近，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而且各數(shù)值間均呈顯著的相關(guān)性 （r＞0.900，P＜0.01）。Segmentation法所使用的重建時(shí)間（3min45 s± 23 s）明顯短于Simpson法所示的時(shí)間 （9min58 s± 47 s），兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＞0.01，P＜0.01）。

表1　64-MSCT不同重建方法的左心室功能指標(biāo)數(shù)據(jù)及比較

3　討論

目前定量評估左心功能的方法包括超聲心動(dòng)圖、MRI、核素顯像、左心室造影等。其中超聲心動(dòng)圖應(yīng)用最廣，但準(zhǔn)確性較低[5]；MRI被認(rèn)為是“金標(biāo)準(zhǔn)”[6]，但使用限制多，心率不齊、心臟支架等均不能接受檢查。X線心血管造影是一種有創(chuàng)性檢查方法，需應(yīng)用碘化對比劑，且患者要直接暴露于電離輻射。

64層螺旋CT掃描速度快，空間和時(shí)間分辨率高，對患者屏氣要求降低，一般患者均能一次掃描即可完成整個(gè)心臟的多種參數(shù)的觀察和測量[2]。應(yīng)用回顧性心電門控技術(shù)可獲得整個(gè)心動(dòng)周期不同時(shí)相的三維容積數(shù)據(jù)，在后處理時(shí)可以進(jìn)行R-R間期任意時(shí)間間隔和任意層厚、層間距的圖像重建，這使得冠狀動(dòng)脈CT血管造影所得容積數(shù)據(jù)可同時(shí)用于計(jì)算各種心臟功能參數(shù)，而不必增加額外的掃描和對比劑的攝入[7]。

近年來，64-MSCT廣泛用于冠狀動(dòng)脈病變的診斷的同時(shí)，通過后處理軟件可用于對心功能的評估。而目前國內(nèi)64-MSCT對左心功能的研究側(cè)重于不同的時(shí)間間隔和層厚、層間距[8]，不同重建方法鮮有報(bào)道。

圖2a，2b　Simpson法示意圖。圖2a：先設(shè)定左心室長軸，下緣為心尖，上緣為二尖瓣1/2處。圖2b：沿左心室長軸分割成9層，分別在每一層面手動(dòng)勾畫心內(nèi)外膜面，紅線代表心內(nèi)膜面，綠線代表心外膜面。Figure 2a,2b.　Sketch map of Simpson method.Figure 2a:First to set the left ventricular long axis,the lower margin was the apex, the upper margin was at the 1/2 of　the mitral valve.Figure 2b:The left ventricle is divided into 9 layer,then to draw the endocardial and epicardial surface in each layer respectively,red line represents the endocardial surface,green line represents the epicardium.

圖3　Segmentation法示意圖，各心腔體積偽彩圖。設(shè)定不同的CT閾值（左心室閾值＞300 HU），各心腔及左心室壁偽彩圖，其中乳頭肌劃分在心腔內(nèi)。左心室腔為粉紅色，左室壁為橙色。Figure 3.　Sketch map of Segmentation method.The pseudo color map of the heart cavity volume.We set different CT threshold (left ventricular thresholds＞300 HU),the chambers of the heart and left ventricular wall pseudo color pictures,the papillary muscle division in the heart cavity.Left ventricular chamber is pink,left ventricular wall is orange.

本組結(jié)果顯示：正常組與病變組配對t檢驗(yàn)顯示所測得LVESV、LVEDV、LVSV、LVEF的數(shù)值接近；而且各數(shù)值間均呈顯著的相關(guān)性 （r＞0.900，P＜0.01）。Segmentation法平均使用時(shí)間約3min45 s，Simpson法平均使用時(shí)間約9min58 s，兩者有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。通過對比，可以發(fā)現(xiàn)兩種不同的重建方法對于左心功能的結(jié)果高度一致，沒有影響到臨床診斷結(jié)果，而且Segmentation法能明顯縮短重建時(shí)間，明顯降低了時(shí)間成本。另外，Segmentation法當(dāng)設(shè)置好CT閾值以后，全部由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，不需設(shè)定左心室長軸、心尖及心底部，避免了操作者主觀因素的干擾，使得結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。

本研究尚具有局限性，樣本量小，所選取的圖像都經(jīng)過篩選，清晰度較好，而且僅限于左心室水平無缺損的病例，免去了心內(nèi)膜勾畫不準(zhǔn)的影響，所在準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步提高。筆者曾經(jīng)做過64-MSCT與超聲心動(dòng)圖在左心室功能的研究對比[3]，因此本研究只在CT的不同重建方法當(dāng)中進(jìn)行對比，也沒有使用其它方法（左心室造影、MRI、核素等）的數(shù)據(jù)作為對照。

總之，心臟CT“一站式”檢查應(yīng)用越來越廣泛，除了可以進(jìn)行左心室功能測量以外，通過掌握各心腔不同的收縮時(shí)間，還可以進(jìn)行右心室、右心房以及左心房的測量，有待以后在臨床工作中不斷的探索。

[1]Haider AW,Larson MG,Benjiamin EJ,et al.Increased left ventricular mass and hypertrophy are associated with increased risk for sudden death[J].J Am Coll Cardiol,1998,32(5):1454-1459.

[2]原珍團(tuán)，余建群，楊志剛.多層螺旋CT在左心功能評價(jià)中應(yīng)用[J].生物醫(yī)學(xué)工程雜志，2007，24（6）：1432-1436.

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The value of different reconstruction method of 64-slice CT for quantitative assessment of left ventricular function

ZENG Zhong-gang1,LI Xue-xia1,LIANG Jun-sheng1,CHEN Zhen-ping1,TAO Juan1,LI Yang-bin2
(1.Department of Radiology,Donghua Hospital,Dongguan Guangdong 523110,China; 2.Department of Radiology,the Second Hospital Affiliated to Guangzhou Medical University,Guangzhou 510000,China)

Objective:To discuss the influence of different reconstruction methods of 64-slice CT quantitative assessment of left ventricular pump function.Methods:We collected 100 cases of patients with coronary artery CTA images data.All the patients respectively underwent coronary CTA examination and the reconstruction of the left ventricular function by two different methods(Segmentation and Simpson).Correlation of the two different reconstruction methods in evaluating left ventricular function(LVESV,LVEDV,LVSV,LVEF)was analyzed.Then the average reconstruction time of the two different CT reconstruction methods was compared.Results:The two different reconstruction method for the measurement of LVESV,LVEDV, LVSV,LVEF were highly correlated(r＞0.900,P＜0.01),and the values of them measured by two different methods were similar with no statistical differences.The reconstruction time of the Segmentation method(3min45 s±23 s)was significantly shorter than the Simpson method(9min58 s±47 s).Conclusion:The study shows that two kinds of different CT reconstruction methods in analysis of left ventricular function had high correlation.The Segmentation method in clinical application can greatly reduce the time,improve work efficiency,and minimize the influence of the operator’s subjective factors.

Ventricular function,left;Coronary vessels;Tomography,spiral computed

R331.31；R814.42

A

1008－1062（2016）02－0098－03

2015－02－27

曾仲剛（1981-），男，廣東東莞人，主治醫(yī)師。E-mail：joker722@163.com

曾仲剛，東莞東華醫(yī)院放射科，523110。E-mail：joker722@163.com

廣東省東莞市科技計(jì)劃項(xiàng)目（201310515000155）。