多层螺旋CT定量评价左心室局部功能的可行性研究

仲建全 唐光才 陈国平 汤万鑫

在临床实践中，急性冠状动脉病变可引起相应冠脉供血区域的心肌出现节段性室壁活动异常，导致局部收缩功能的减低；而准确定量评价左心室局部心功能对于判断病情、决策治疗方案和估测预后具有重要意义[1]。随着多层螺旋CT（multi-slice spiral computed tomography, MSCT）回顾性心电门控技术的引入，可利用MSCT冠状动脉造影所得的数据来计算心功能各参数[2-4]。本研究，通过与实时三维超声心动图（three-dimensional echocardiography,3-DE）对照，探讨MSCT冠状动脉造影所得数据用于左心局部功能评价的可行性和准确性及其临床意义。

方 法

1. 临床资料

选取2009年9月～2010年1月临床拟诊或可疑冠心病患者20例（排除有心脏手术或冠状动脉支架置入病史者；伴有甲亢，严重的心律不齐，心律控制不好，对含碘对比剂过敏，严重肝肾功能不全，心跳伪影干扰大和图像质量不好等不能参加分析者），其中男性12例、女性8例，年龄45～78岁，平均年龄58.5岁。20例患者1周内同时接受64-SCT冠状动脉造影和3-DE检查，在两次检查期间患者的基本情况保持稳定，治疗方案无明显变化，且均知情同意。

2. 64层螺旋CT扫描及图像后处理

利用64层螺旋CT扫描仪（GE light speed VCT；GE，American），采用MSCT冠状动脉造影扫描方案，应用回顾性心电门控技术。扫描参数包括，即扫描类型：Cardiac Helical；准直器宽度：64×0.625mm；螺距：0.2：1；探测器范围：40mm；有效层厚：0.625mm；重建间隔：0.625mm；电压：120kV；管电流：可根据患者的情况设定，通常为550～730mA；旋转时间：0.35s/360°；SFOV∶Cardiac Large；DFOV∶25。扫描过程：先确定扫描范围，包括整个心脏，即从主支气管分叉部至心底部下1.0cm；扫描方向为头足方向。再应用20ml对比剂进行预扫描，依据小剂量对比剂示踪技术确定延迟扫描时间（其方法：20ml对比剂，注射速度4.0～5.0ml/s，对比剂注入10s后于主动脉根部平面行同层动态扫描，扫描时间0.5s/层，间隔1s，直到该层强化减低，获得主动脉的时间-密度曲线，扫描延迟时间较主动脉强化的峰值时间适当延迟2～6s（我们采用4s）。最后，在吸气末屏气，根据确定扫描参数和扫描时间，采用自动高压双筒注射器（Ulrich CT injector），经肘前静脉注入非离子型碘对比剂（碘帕醇），设定速度为4.0～5.0 ml/s，每毫升含碘370mg的对比剂总量80～100ml；完成一次性扫描。

扫描完成后，先常规编辑心电图，纠正心律不齐；再利用扫描所得原始数据，在5%～95% 的R-R间期（间隔10%）重建图像，重建层厚0.625mm，重建间隔0.625mm，矩阵512×512，SFOV∶Cardiac Large；DFOV∶25；再利用后处理工作站（Advantage workstation，AW 4.3）对重建的原始数据进行多期相重组，选择左心室长轴位，行短轴位MPR，层厚2.0mm，层间距2.0mm，FOV 15.0mm；最后，利用CardIQ Function软件，将从5%～95% R-R间期（间隔10%重建）的10组图像数据均输入心功能分析软件内，并在35%（收缩期）和75%（舒张期）期相测量心室壁厚度（前壁、侧壁、后壁和室间隔）（图1，2），并根据测量值计算其室壁增厚率：心肌增厚率（%）=（EST－EDT）/EDT（EST为收缩末期厚度，EDT为舒张末期厚度）。

3. 3-DE图像采集及后处理

采用实时三维超声成像系统（IE 33, Philips,Netherlands）取患者平卧或左侧卧位，胸部连接心电图，探头置于心尖部，取心尖四腔观，将左心室置于采样区图像的中心部位；选择图像条件最佳时，启动Full Volume显像方式，采集图像信息。将全容积三维图像在Q-lab超声工作站上进行脱机分析，并于舒张期末期和收缩期末期分别测量心室壁（前壁、侧壁、后壁和室间隔）（图3，4），并计算各室壁增厚率。

4. 资料处理

64-SCT图像和3-DE图像均由有经验的主治医师测量各指标。应用SPSS 16.0统计软件包进行数据的统计学处理，所有数据均以±s形式表示，应用配对样本t检验及相关分析检验，若P值＜0.05，则认为差异有显著统计学意义。

结 果

20例受检者的64-SCT及3-DE两种方法测量乳头肌处左室前壁、侧壁、后壁及室间隔的EST、EDT值，并计算其室壁增厚率，其室壁增厚率值分别为47.56±30.61、46.15±24.29、42.66±27.45、35.38±29.1，以及51.00±23.50、45.65±20.59、41.51±23.78、36.98±22.11，进行配对t检验示左室前壁、侧壁、后壁及室间隔增厚率无显著差异性（P＞0.05）（表1）。其各值均有较好的相关性（r分别为0.906，0.976，0.981，0.939）（表2）；散点图显示呈线

图5 室前壁增厚率的64-SCT手动测量计算值和3-DE测量计算值散点图，散点图呈线性趋势。图6 室侧壁增厚率的64-SCT手动测量计算值和3-DE测量计算值散点图，散点图呈线性趋势。

性趋势（图5～8）。3-DE所测值及64-SCT所测值，其乳头肌处各室壁增厚率均大于30%，提示其室壁运动功能未见异常。

图7 室后壁增厚率的64-SCT手动测量计算值和3-DE测量计算值散点图，散点图呈线性趋势。图8 室间隔增厚率的64-SCT手动测量计算值和3-DE测量计算值散点图，散点图呈线性趋势。

表1 64-SCT和3-DE对乳头肌处室壁增厚率配对t检验（n=20）

表2 64-SCT和3-DE对乳头肌处室壁增厚率的相关分析（n=20）

讨 论

1. 心室壁运动分析

心室壁心肌的运动可以反映心肌收缩舒张的情况，室壁运动障碍是临床诊断冠心病的主要依据，其程度与冠心病危险程度的预后密切相关[5]。根据美国心脏学会（the American Heart Association）的推荐[6]，左室壁在短轴位3个层面上共被分为16个节段，外加1个心尖顶部（the apical cap）。这3个层面分别为基底部（6个节段）、中间部（6个节段）及心尖（4个节段）。

心肌节段动态分析方法有定性分析、半定量分析和定量分析。定性分析是通过短轴位电影观察各节段的室壁运动情况，一般分为4级：运动正常；运动减低；运动消失；矛盾运动。半定量分析需结合定性分析，对各节段的运动情况计分，推荐标准如下：运动正常1分；运动减低2分；运动消失3分；矛盾运动4分。定量分析：在收缩末期和舒张末期分别测量各节段的厚度，可以得到各节段的实际厚度，增厚率等具体数值。Rumberger等[7]认为，局部心肌增厚率若＜30%，则表明局部心肌运动功能降低，若为0（无运动）则表明局部心肌梗死，并配合Movie和3D-Viewer分析。本研究采用定量分析的方法对左心室局部心功能进行分析。

2. MSCT评价左心室局部功能的可行性

MSCT通过一次冠状动脉造影扫描所获得的数据，除了进行冠状动脉病变的诊断外，还可以通过重建、重组，选择相关期相（收缩期和舒张期）测量其室壁厚度，进行室壁运动的分析。本研究20例患者，对增厚率进行两种方法（MSCT和3-DE）的比较，经配对t检验示左室前壁、侧壁、后壁及室间隔增厚率无显著差异性（P均＞0.05）；其各值均有较好的相关性（r＞0.906）；散点图显示呈线性趋势。由此可见，64-SCT分析局部运动功能是可行的、准确的。本研究3-DE所测值及多层螺旋CT所测量值，其乳头肌处各室壁增厚率均大于30%，提示其室壁运动功能未见异常[7]。另外，虽64层螺旋CT和3-DE配有相应“牛眼”图和3D视图，可以直观观察心室各壁的运动情况，又由于其相关数据资料统计复杂，本研究未作深入讨论；故本研究中也未完全按照美国心脏学会17段法来分析，而采用前壁、侧壁、后壁及室间隔处来统计分析。

3. 比较影像学在评价左心室局部功能中的价值

随着MRI多参数、多方位等成像技术快速的发展，也成为准确评价局部心功能的重要手段；主要包括MR心肌标记和MR心肌灌注技术[8]。由于MR设备昂贵，时间性长，有金属禁忌等，临床运用较少。

实时三维超声心动图是从心室整体采集数据，可显示左室的立体结构，根据心室实际几何形状采用16平面法测量并计算容量及各项心功能参数，能评价室壁运动，包括室壁运动正常及异常的所有节段[9]。由于实时三维超声心动图在操作上十分简便，仅需把探头置于心尖声窗即可获得心脏的立体图，同时其准确性较高，且能动态观察其各室壁的运动情况；因此，使得三维超声心动图能够在临床上得到广泛的应用[10]。

核素显像现逐渐应用于临床，其门控SPECT显像法，被认为是测定左室局部、整体功能和心肌血流灌注对诊断和预测心脏病均具有较高价值；但门控SPECT显像法测量的精确在很大程度上依赖于心内膜轮廓的恰当描绘，由于核素显像结果受系统固有空间分辨率和心脏运动的影响，其准确性在相对小的心脏患者（妇女和儿童）中数据相对不太可靠，需待进一步研究完善[11]。

心肌灌注是指单位时间内通过单位体积心肌的血流容积，通过心肌密度值的强化程度等可评价有无心肌缺血、心肌缺血程度，有助于早期预警冠心病的发作，为临床提供准确资料[12-13]。但MSCT耗时、费力、辐射量大，且后处理繁琐等，临床上较少使用。

总之，MSCT定量评价左心室局部功能，在冠状动脉成像的基础上，利用其扫描所获的数据进行重建、重组等分析，具有一定的可行性，并得出与3-DE高度相关的结果。在临床中，将是又一种评价心功能的新手段，还有待于进一步发展。