1、作者简介：曾国飞，男，江西广丰人，硕士研究生，研究方向：心肺血管疾病影像学诊断。通讯作者 方 正，电话：(023)63693238，E-mail：对比研究 320 排动态容积 CT 与 3.0T MRI、超声心动图评价左心室功能的临床价值曾国飞，方正，郭大静，张波莉，陈婷（重庆医科大学附属第二医院放射科，重庆 400010）摘 要：目的 与 3.0T MRI 对比，研究 320 排动态容积 CT 及超声心动图（2DE）评价左心室功能的准确性。方法 选取临床怀疑左心功能异常的患者 64 例，在一周内完成 320 排动态容积 CT、3.0T MRI 及 2DE 三种影像学检查，对比分析不同检查方法
2、所获得的左心室功能参数：包括射血分数（EF） 、舒张末期容积(EDV)、收缩末期容积(ESV)及每搏输出量(SV)。结果 三种影像学检查方法获得的SV 值差异无显著性（ F=0.861， P=0.424） ；而 EF、EDV 及 ESV 值差异均有显著性（分别为 F=3.406， P=0.035； F=4.647， P=0.011； F=5.235， P=0.006） 。进一步两两对比三种检查方法间的 EF、EDV 及 ESV 值：320 排 CT 与 3.0T MRI 间的差异均无显著性（分别为 P=0.829， P=0.804， P=0.665） ；320 排 CT 与 2DE 间的差异均
3、有显著性（分别为 P=0.019， P=0.006， P=0.003） ；2DE 与 3.0T MRI 间的差异亦均有显著性（分别为 P=0.033， P=0.013， P=0.011） 。结论 320 排动态容积 CT可以准确描述左心室功能，并能较超声心动图更准确的反映左心室功能参数，具有更高的临床应用价值。关键词：心脏；心室功能；体层摄影术，X 线计算机；磁共振成像中 图 分 类 号 ： R445.3；R540.4+5；R814.42 文献标识码：AClinical Applications of 320-row Volume CT in the evaluation of Left Ve
4、ntricular Function: comparison with 3.0T MRI and EchocardiographyZeng Guofei, Fang Zheng, Guo Dajing,Zhang Boli,Chen Ting (Department of Radiology,The Second Affiliated Hospital,Chongqing Medical University ,Chongqing 400010,China)Abstract: Objective To explore the accuracy of 320-row dynamic volume
5、 computed tomography (CT) and 2-dimension echcardiography (2DE) in evaluating the left ventricular function comparison with 3.0T magnetic resonance imaging (MRI). Methods Subjects were recruited from the second Affiliated Hospital of Chongqing Medical University. Total 64 patients under suspicion ab
6、out left heart insufficiency were eligible. Conventional Echocardiography, MRI and 320-row dynamic volume CT were performed in all subjects within one week. The parameter of left ventricular function including ejection fraction(EF), enddiastolic volume(EDV), endsystolic volume(ESV) and stroke volume
7、(SV) were analysed respectively. Results There were no significant differences in SV value (F=0.861，P =0.424) among different groups. In contrast,significant differences were found for the value of EF,EDV and ESV(F=3.406，P=0.035；F=4.647，P =0.011；F=5.235，P=0.006,respectively). Least significant diffe
8、rence t(LSD-t) test were used for statistics. There were no significant differences in EF,EDV and ESV between the 320-row dynamic volume CT and 3.0T MRI(P=0.829，P=0.804 ，P=0.665,respectively). There were significant differences in EF,EDV and ESV between the 320-row dynamic volume CT and the 2DE Echo
9、cardiography(P=0.019，P=0.006，P=0.003,respectively) and between the 2DE Echocardiography and 3.0T MRI (P=0.033， P=0.013，P=0.011,respectively). Conclusion 320-row dynamic CT can precisely evaluate the function of left ventricular and measure the parameter of left ventricular function as compared with
10、the echocardiography.As a noninvasive imaging technique,320-row dynamic CT should be the method of choice for the evaluation left ventricular function replacing the Echocardiography.Key words: Heart; Ventricular function;tomography,X-ray computed; MR imagingCorresponding author: Fang Zheng,Tel(023)6
11、3693238，E-mail：目前全球心脏疾病的发病率及患病率总体呈明显上升趋势，如婴幼儿的先心病、中老年人的冠心病及心肌病等 1，其治疗方案的选择及预后的评价，均需要参考相对准确的心功能参数。左心功能是反映心脏功能的一项客观指标，因此，评价左心功能是对心脏疾病诊断、治疗及随访的重要基础。目前，心脏MRI成像是公认的最准确的心功能检查方法，但因其禁忌症多、步骤繁琐等难以普及 2。超声心动图（2DE）虽然应用广泛，但是其敏感性和特异性不高（分别为68%和77%）3。近年来，随着多排螺旋CT(MDCT)硬件及软件的发展，使得MDCT在心脏检查方面的应用越来越广泛 4。320排动态容积CT具有超宽的
12、探测器（Z轴达160mm，可完全覆盖心脏） ，0.5mm的高空间分辨率及175ms的高时间分辨率，较其他MDCT更适合心脏检查 5。本研究以 3.0T MRI 为对比，分析 320 排动态容积 CT 与 2DE 评价左心功能各参数间的差异，探讨 320 排动态容积 CT 评价左心室功能的可行性及准确性，为临床工作提供更加准确的心功能参考。1 材料与方法1.1 一般资料选择 2011 年 6 月-2011 年 12 月临床怀疑左心功能异常的患者 64 例，所有患者均签署知情同意书，并在一周内接受 320 排 CT、3.0T MRI 及超声心动图左心功能检查，期间未服用影响心功能药物。其中男性 2
13、2 例，女性 42 例，年龄 37-81 岁，平均年龄（61.829.45）岁，平均身高（165.898.81）cm，平均体重（68.257.36）Kg，平均心率（72.8810.39）次/分，64 例患者的基础疾病为：冠心病 42 例，风心病 9 例，心功能不全 8 例，心肌病 2 例，其他 3 例。病例纳入标准：临床怀疑左心功能可能存在异常的患者，心率100 次/分，心律齐；病例排除标准：对碘造影剂过敏者，心脏起搏器植入术后或体内植入有金属物而不能进行磁共振检查者，严重心衰、心功能-级者，严重肝、肾功能不全及其他不能配合完成检查者。1.2 扫描方法1.2.1 320 排 CT 成像系统（A
14、quilion ONE，Toshiba）心脏功能扫描模式（cardiac function angiography，CFA）：管电压 120kV、管电流 400mA，采用容积扫描模式（Z 轴宽度 160 mm）及 CFA 专用可变剂量前瞻性心电门控，应用延迟 12 S 屏气，触发实时监测扫描，ROI 设定在降主动脉，阈值 220HU，自动触发。采用双筒高压注射器以 5ml/S 的流率经肘静脉团注 60ml 非离子型碘对比剂（优维显，350mg I/ml）后，以相同速率续注入 60 ml 生理盐水。按照 R-R 间期的 0-90，以 10为间隔，重建出心脏 10 个时相的容积数据并传至 VITR
15、EA CORE 后处理服务器，经 Cardio-Function 软件进行处理，自动识别舒张末期、收缩末期，见图 1，输入身高体重后自动计算出左室射血分数(left ventricular ejection fraction , LVEF)、左室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic-volume , LVEDV)、左室收缩末期容积(left ventricular end-systolic-volume , LVESV)及每搏输出量(left ventricular stroke volume , LVSV)，见图 2。A：左室长轴二腔心平面，B：左室长轴
16、四腔心平面，C：心脏 VR 图，D：心界勾画窗口图 1 320 排 CT Cardio-Function 分析软件工作界面（患者陈某，女，64 岁，临床诊断冠心病）E：左心功能检查各参数值列表（图示 EF=81%） ，F：“牛眼图” ，即区域心功能伪彩图，以不同数值和颜色代表局部左心室功能，数值越大，局部室壁运动功能越强，G：左心室容积变化曲线图，通过曲线可获得舒张末期及收缩末期所在的时相。图 2 320 排 CT Cardio-Function 分析软件结果显示界面（患者陈某，女，64 岁，临床诊断冠心病，心功能显示正常）1.2.2 3.0T 磁共振成像系统（Achieva 3.0T TX，
17、Philips）：利用平衡场回波B-FFE 序列扫描获得屏气心脏电影 MR 图像，扫描参数选择：TR 3.4ms，TE 1.7ms，层厚 8mm，应用垂直于室间隔的短轴位及平行室间隔的长轴位进行扫描，总扫描时间平均约 10min。扫描完成后的图像传至后处理工作站（ViewFo-rum.Philips Medical Systems） ，应用 MR 专用的心功能分析软件，在短轴位上，将左心室面积最大的层面定为舒张末期面积最小的层面定为收缩末期，描记心内膜及心外膜的轮廓，计算出左心功能各参数(EF、EDV、ESV 、SV ).1.2.3 2DE 成像方法：超声心动图仪为 Philips iE 33
18、，高频线阵探头，频率为12MHZ，探头 FR 为 50HZ。由经验丰富的超声技师检查，采用 M 型 2DE 评价左心室功能，取标准左心室长轴体位，心内膜以腱索为界，获得左室前后壁运动曲线，在曲线上选择舒张末及收缩末内径，系统自动获得 EF 值，EDV 与 ESV 计算方法：LV=8A2/3L，SV=EDV-ESV（其中 L 表示二尖瓣到心尖的长度， A 为短轴位左心室的面积） 。1.3 统计方法本研究对比分析三种影像学检查方法评价左室功能各参数间的差异，计量资料用 xs 表示，采用 SPSS17.0 统计软件作单因素方差分析（ F 检验） ；如参数间差异有显著性，则进一步用 LSD 检验对三种
19、检查方法作两两比较。 P0.05 有统计学意义。2 结果320 排动态容积 CT、3.0T MRI 及 2DE 三种检查方法所获得的左室功能参数（EF、EDV、ESV 和 SV）见表 1。三种影像学检查方法所获得的 SV 值差异无显著性（ F=0.861， P=0.4240.05） ，而 EF、EDV 及 ESV 值差异均有显著性（分别为F=3.406， P=0.035； F=4.647， P=0.011； F=5.235， P=0.006） ；在此基础上进一步两两对比三种影像学检查方法所获得的 EF、EDV 及 ESV 值，结果显示：320 排CT 与 3.0T MRI 比较，EF、EDV
20、及 ESV 值差异均无显著性（分别为P=0.829， P=0.804， P=0.665） ；320 排 CT 与 2DE 比较，EF、EDV 及 ESV 值差异均有显著性（分别为 P=0.019， P=0.006， P=0.003） ；2DE 与 3.0T MRI 比较，EF、EDV 及 ESV 值差异亦均有显著性（分别为 P=0.033， P=0.013， P=0.011） ，见表 1.以上结果证明，对于左心室功能各参数的评价，320 排 CT 与 3.0T MRI 的准确性无显著差异；除了 SV 值外，2DE 的准确性低于 320 排 CT 和 3.0T MRI。表 1：320 排动态容积
21、 CT、3.0T MRI 及 2DE 检查所获得的左室功能参数值EF（%） EDV（ml） ESV（ml） SV（ml）320 排 CT 65.618.47 108.7820.50 38.3115.41 70.4212.173.0T MRI 65.928.62 107.9119.73 37.2514.28 70.6913.112DE 69.237.86 99.0619.61 30.9611.68 68.0013.02F 3.406 4.647 5.235 0.861P 0.035 0.011 0.006 0.424P1 0.829 0.804 0.665 P2P30.0190.0330.006
22、0.0130.0030.011注释： P1 表示 320 排 CT 与 3.0T MRI LSD 检验参数间差异的显著性。 P2 表示 320 排 CT 与2DE LSD 检验参数间差异的显著性。 P3 表示 2DE 与 3.0T MRI LSD 检验参数间差异的显著性。3 讨论在各种心脏疾病诊治中，左心室功能是评价其预后的重要指标之一，也是临床对冠心病等心血管疾病诊断、评估的重要指标之一，并且明显影响到临床治疗方案的选择。因此，临床上对准确的左心室功能测量要求越来越高。目前，左心功能检查方法有常规造影、放射性核素血管造影、核灌注显像、MRI、MDCT、超声心动图（2DE）和正电子发射断层扫描
23、（PET）等 6，以MRI、MDCT及2DE临床应用最广泛。其中MRI心功能检查因其分辨率高，可重复性好，成为目前公认的准确的心功能检测方法 7，已被大量研究用作评价左心室功能的参考标准与其他检查方法作对照。2DE具有经济、方便、无辐射等特点，临床应用最为广泛。320排CT因具有覆盖范围广，时间及空间分辨率高，扫描速度快，以及可明显降低辐射剂量的CFA扫描方案等优势，应用于临床评价左心室功能。本研究结果显示：（1）320 排 CT 与 3.0T MRI 获得的左心功能各参数间差异均无显著性，证明 320 排 CT 能够准确检查左心室功能。笔者认为由于 320 排动态容积 CT 具有超大的扫描范
24、围（0.5mm320 排探测器，扫描范围达 160mm）及极快的扫描速度（175ms） ，因此可实现一次扫描冻结心脏(ONE beat，whole heart)，即一个心动周期内完成心脏检查，从根本上避免了因扫描范围窄（64排 CT 为 32mm，双源 CT 为 24mm）而通过多次扫描再组合图像造成的失真，从而显著提高了心脏检查能力，也减少了辐射剂量。同时 320 排 CT 检查前要求控制心率，检查时避开偶发早搏等异常心率再触发扫描，有助于消除搏动伪影，获得更清晰的图像，使得心腔边界描绘更准确，从而提高计算心功能参数的准确性。 (2)320排CT与2DE，2DE与3.0T MRI比较，除SV
25、值差异不显著外，其余各参数值差异均有显著性，证明除SV值外，2DE检查左心室功能的准确性低于320排CT和3.0T MRI。因为对于心腔容积的计算，2DE采用的是面积-长度法，其结果与真实左室心腔的不规则形态相差较大；而3.0T MRI采用的是Simpsons法；320排CT的计算原理是以心内膜与血池之间的密度对比为基础，按体素累积算法直接计算心室容积 8。所以笔者认为，从计算心腔容积的数学模型而言，320排CT优于3.0T MRI，更优于2DE。另外，320排CT与3.0T MRI都是后处理软件自动识别并描绘心腔边界（个别病例因内膜不规则或乳头肌粗大需要手动修正） ，自动计算左心室功能各参数
26、；但2DE心功能检查依靠人为测量，其准确度直接与操作者的经验密切相关 9，这也成为影响2DE评价左心室功能准确性的重要因素。320 排动态容积具有扫描速度快、覆盖范围广、时间分辨率高等优点，配合可变剂量前瞻性心电门控及心功能分析软件，不仅可以获得准确的左心功能评价参数及区域心功能评价参数，还可同时完成冠状动脉成像和冠状动脉钙化积分，实现一次检查同时观察心脏射血生理功能学和冠状动脉血管的形态学两样指标 10。临床工作中，可以在获得冠状动脉数据的同时，获得心功能的基础数据 11。虽然无可避免的电离辐射和注射造影剂带来的过敏风险，是 320 排 CT 心功能检查的不足之处，但是在不增加辐射剂量和造影
27、剂用量的前提下，完成心脏一站式检查，使得 320 排 CT 具有巨大的临床价值。总之，320 排动态容积 CT 可以准确描述左心室功能，并能较超声心动图更准确的反映左心室功能参数。同时可获得冠状动脉影像和心脏瓣膜运动功能情况 12，为临床提供无创、快捷、准确的心脏影像学检查。参考文献：1 Secchi F, Giardino A, Nardella VG, et al. MRI and CT in the evaluation of congenital heart diseasesJ. Pediatr Med Chir, 2010, 32(6):260-269.2 Clements IP,
28、Akerem Khan SK, Chen HH, et al. Measurement of left and right ventricular volumes with tomographic equilibrium radionuclide angiocardiography and cardiac MRIJ. Nucl Med Commun, 2012，33(5):481-485.3 Groothuis JG, Beek AM, Meijerink MR, et al. Towards a noninvasive anatomical and functional diagnostic
29、 work-up of patients with suspected coronary artery diseaseJ. Neth Heart. 2010, 18(5):270-273.4 Gerber B. Comprehensive cardiac imaging using multidetector CT and magnetic resonance imagingJ. Bull Mem Acad R Med Belg, 2009, 164(3-4):103-107.5 张玉平，李屏，梁金峰，等. 320 排动态容积 CT 冠状动脉成像与冠脉造影对冠心病诊断的对比分析J.第三军医大学
30、学报, 2012,34(06):570-572.6 Nakahara T, Jinzaki M, Fukuda N, et al. Estimation of the left ventricular diastolic function with cardiac MDCT: Correlation of the slope of the time-enhancement-curve with the mitral annulus diastolic velocityJ. Eur J Radiol . 2012, 81(2):234-238.7 Giancarlo S, Peter Z, Ch
31、ristopher H, et al. CT of Cardiac FunctionJ. Thorac Imaging Volume , 2007, 22(1)：86-100.8 Veselova TN, Shitov VN, Vlodzianovski VV, et al. Comparison of multislice spiral computed tomography and stress echocardiography in the evaluation of myocardial viability in patients with acute myocardial infar
32、ctionJ. Vestn Rentgenol Radiol. 2011,5(4):24-30. 9 Sermesant M, Moireau P, Camara O, et al.Cardiac function estimation from MRI using a heart model and data assimilation: advances and difficultiesJ. Med Image Anal. 2006 ,10(4):642-656.10Weininger M, Renker M, Rowe GW, et al. Integrative computed tomographic imaging of coronary artery diseaseJ. Expert Rev Cardiovasc Ther, 2011, 9(1):27-43.11张兆琪. 心血管疾病 64 排 CT 诊断学 M. 北京: 人民卫生出版社, 2008： 102-109.12Deepa M, Andreas K, Vasiliki G, et al. Value of cardiac CT in patients with heart failureJ. Curr Cardiovasc Imaging Rep, 2009, 2(6):410-417.
