冠状动脉CTA在测量左心室功能的应用研究

姚庆东，张呈兵，张东友

武汉市第一医院 放射科，湖北 武汉430022

冠状动脉CTA在测量左心室功能的应用研究

姚庆东，张呈兵，张东友

武汉市第一医院 放射科，湖北 武汉430022

目的与超声心动图对比，探讨冠状动脉CT血管造影（Computed Tomographic Angiography，CTA）测量左心室功能的应用价值。方法搜集我院43例行冠状动脉CTA及超声心动图（Echocardiography，EC）患者资料，其中男16例，女27例，年龄44～87岁，平均（62.2±8.7）岁，EC在CTA检查后48 h内进行。应用心血管后处理软件测算射血分数（Ejection Fraction，EF）、左心室收缩率（Fractional Shortening，FS）等参数，比较冠状动脉CTA与EC所得EF、FS有无差异，计算CTA与EC结果的相关性及一致性。结果冠状动脉CTA与EC所得EF、FS结果分别为（64.05±5.74）%，（60.81±4.6）%；（26.42±3.68）%，（31.16±3.66）%；两者比较均有统计学差异（t=6.94，P=0.000；t=-16.5，P=0.000）。两种方法测量所得EF、ES均有较好的相关性及一致性（r=0.85，P=0.000，偏倚3.05%；r=0.87，P=0.000，偏倚1.89%）。结论应用冠状动脉CTA可以方便快捷地测量左心室功能，且与EC测量结果具有较好的相关性及一致性。

左心室功能；射血分数；左心室收缩率；冠状动脉CTA；体层摄影术；X线计算机；超声心动图

引言

冠心病患者的心脏结构和功能分析可为临床诊治提供重要参考，其中冠状动脉结构和左心室功能是评价心脏疾病的重要参考指标。目前有多种检查方法可对前述指标予以评价，包括超声心动图（Echocardiography，EC）、心脏造影、MRI、多层螺旋CT（Multi-Slice Computed Tomography，MSCT）等；EC因其方便、快捷、无创等优势在左心室及心功能评价方面普遍应用，MSCT则因无创、禁忌症少、准确率高而在冠状动脉结构评价方面广泛应用。本研究应用冠状动脉血管造影（Computed Tomographic Angiography，CTA）对左心室功能分析，测量左心室射血分数（Ejection Fraction，EF），并与EC进行对比研究。

1 资料与方法

1.1 临床资料

搜集我院2015年9月～2015年10月行冠状动脉CTA患者资料共43例，其中男16例，女27例，年龄44～87岁，平均（62.2±8.7）岁，43例临床均证实为冠心病或可疑为冠心病患者。EC在CTA检查后48 h内行。接受冠状动脉CTA前排除以下情况：① 碘过敏试验阳性患者及孕妇；② 严重心、肾功能不全；③ 不能屏气或屏气时间＜15 s；④ 严重心脏瓣膜疾病和心肌病。检查前对患者进行碘过敏试验、心率准备及呼吸准备。心率准备要求：① 心率＜75 次/min；② 对于心率＞75 次/min者，于检查前45 min口服倍他洛克25～50 mg。呼吸准备要求能配合闭气20 s以上。所有患者检查前由管床医生告知，并签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

MSCT采用德国Siemens Somatom Def i nition AS+ 64排128层螺旋CT，采用回顾性心电门控技术。扫描参数：准直0.6 mm，螺距0.2，旋转时间0.33 ms，管电压100～120 kV，管电流630 mAs；扫描范围为气管隆突下方至膈顶下方约1 cm（范围12～14 cm，靶视野150～200 mm）。检查前禁食禁水4～8 h，肘静脉留置导管针，检查5 min前舌下含硝酸甘油0.5 mg，仰卧位检查，标准体位放置心电导联线。对比剂采用碘海醇（350 mgI/mL），高压注射器为Ulrich REF 2060（德国），速率5 mL/s，随后以同样速率注射生理盐水50 mL。应用人工智能触发扫描系统，当感兴趣区（肺动脉干水平主动脉根部）CT值达到预设值（100 HU）时，延时6 s后自动开始扫描，嘱病人屏气扫描。

扫描所得图像经自动选择最佳时相（最小收缩期、最大舒张期）重建心脏轴位后传输至图像后处理工作站MMWP，重建参数：层厚1.5 mm，间隔0.6 mm，卷积核函数值B26f。左心室功能分析软件为syngo Circulation syngo CT 2008A版本，采用自动描绘结合修正微调方法得出左心室收缩期及舒张期轮廓，软件自动计算得出EF、左心室收缩率（Fractional Shortening，FS）、收缩期容量（End-Systolic volume，ESV）、舒张期容量（End-Diastolic Volume，EDV）、每搏出量（Stroke Volume，SV）、心肌质量（Myocardial Mass，MM）及心输出量（Cardiac Output，CO）。

超声为Siemens Acuson S2000彩色超声诊断仪，心脏探头频率3.5～5.5 MHz，常规探查包括左室长轴、水平短轴、大动脉短轴、心尖四腔及二腔等切面，综合应用二维、M型脉冲及连续多普勒彩色血流现象（Color Doppler Flow Imaging，CDFI）技术，观察心脏结构、血流及运动情况，测算左心室功能指标。操作者为工作10年以上的超声科医师。

将MSCT和EC所测得左心室功能指标LVEF采用Spearman相关性分析，列出相关性回归方程，相关性系数r取值范围：-1≤r＜1，相关系数＜0为负相关，＞0为正相关；等于0为零相关，相关系数绝对值越大，表示两变量间相关程度越密切。采用Bland-Altman分析比较两者测量一致性。统计学软件为IBM SPSS 19.0，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 MSCT及EC测量左心室功能结果

两者EF比较采用配对t检验，t=6.94，P=0.000，差异有统计学意义；95%CI：2.29～4.17。两者FS比较采用配对t检验，t=-16.5，P=0.000，差异有统计学意义；95%CI：-5.33～-4.16。结果对比见表1，图1。

表1 MSCT及EC左心室功能测量结果

图1 MSCT组、EC组EF与FS柱状图

2.2 MSCT及EC测量左心室射血分数

相关分析得出回归方程为y=17.31+0.68x，两种方法所测得的EF值呈高度相关r=0.85，P=0.000，见图2。MSCT及EC测量左心室射血分数结果的Bland-Altman分析，见图3。平均差值3.23%，偏倚3.05%，即95%一致性区间为（-2.75%，9.22%）；所有观察点均位于（-1.96SD，+1.96SD）之间。

图2 MSCT-EF与EC-EF相关分析图

图3 MSCT-EF与EC-EF Bland-Altman分析图

2.3 MSCT及EC测量左心室收缩率

相关分析得出回归方程为y=-0.72+0.87x，两者方法所测得的FS值呈高度相关r=0.87，P=0.000，见图4。MSCT及EC测量左心室收缩率结果的Bland-Altman分析，见图5。平均差值-4.74，偏倚1.89%，即95%一致性区间为（-8.45%，-1.04%）；所有观察点均位于（-1.96SD，+1.96SD）之间。

图4 MSCT-FS与EC-FS相关分析图

图5 MSCT-FS与EC-FS Bland-Altman分析图

3 讨论

随着生活水平提高和生活节奏加快，冠心病的发病率和死亡率逐渐提高，且呈现年轻化趋势，对人类健康构成了极大威胁。左心室功能是冠心病等多种心脏疾病治疗疗效、预后及随访的重要评价指标[1-3]。准确测量左心室功能在临床工作中极为普遍且重要。

测量左心功能有多种方法包括EC、MR、MSCT、心脏核素显像以及左心室造影等，MR因组织分辨率高、一致性及可重复性好被认为是测量左心室功能的“金标准”[4-5]，但其耗时长、费用昂贵、禁忌症多等原因，尚未广泛应用于临床[4,6]。EC检查为评价心脏功能的最常用的重要方法[3,7]，但对于肥胖、慢性阻塞性肺疾病、心胸手术患者，因透声窗差应用受到限制。目前辅助检查是诊断冠心病的重要手段，其中冠脉CTA已经成为分析冠脉结构的重要方法，随着CT技术发展，扫描速度更快、成像质量更好、剂量更优，其丰富的后处理技术为心脏疾病的诊治提供了可靠的技术支撑，不仅可以分析冠脉结构，还可以测量心脏的局部和整体功能（如左心室功能、心室壁运动情况等）。

本组研究结果表明MSCT及EC测量的EF、FS具有高度相关性（r=0.85，0.87），且两种测量方法的一致性好（偏倚分别为3.05%，1.89%），但两种方法测量左心室EF及FS均有统计学差异（P=0.000），这与国内外相关文献报道基本相符，这主要可能与两者测量的原理及方法差异所致，MSCT主要是采用3D容积阈值法，而EC多采用面积-长度法或改进的Simpson累计法[8]，EC法原理存在几何假设前提，而MSCT法通过像素直接计算得出，因此两者原理不同；此外两者方法对不同个体因素的敏感性不一致，故测量结果可能存在差异，国外部分研究结果亦表明MSCT法测量的EF略高于或低于EC法[1,9-10]。尽管EC法时间分辨率高、采集时间短，但是回声窗窄、受操作者经验干扰等因素限制了其准确性。MSCT通过冠脉CT以横断位为基础的3D阈值重建法得出的左心室射血分数、心肌质量等测量值，相比EC受操作者影响更小，且不会增加额外的X线辐射剂量[8,10-11]，各期扫描剂量可低至2～3.3 mSv[12-13]。本研究采用软件自动选择最佳时相及自动计算加手动微调方法，此方法快捷、简便、省时，这与其他学研究者观点基本相同[14-15]，更加适用于临床实践。本组结果显示MSCT-EF较EC-EF要高，两者有统计学差异（P=0.000），这可能与MSCT空间、时间分辨率相对不足，或者自动选择的时相并非最大舒张期或最小收缩期有关，但是两者结果对比分析表明具有较好的相关性及一致性。Schlosser等[6]研究表明自动法与手动法测量并无差异，且自动法操作方便，过程容易被操作者接受。

本研究存在不足之处，首先本研究患者数量有限，研究对象的选择可能存在某些偏倚，如患者所患疾病如心律失常对心功能测量的影响等，且检查前服用的硝酸甘油或倍他洛克对心功能影响尚不明确，有待进一步确认；碘对比剂的肾毒性也不能忽视，其次随着技术进步前瞻性心电门控已经成为冠脉CTA的常选方案[14]。因此冠脉CTA所得的心功能参数目前对临床诊治仅可能是一种额外参考信息。随着CT技术发展，双源CT时间分辨率更高，辐射剂量更低，禁忌症较少，心功能测量更加精确[4,16-17]，临床应用前景好。

4 结论

利用MSCT冠脉CTA可以得出相关性及一致性较好的EF、FS等相关参数，随着技术的不断改进和提高，将来可用于临床参考。

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本文编辑 聂孝楠

Study on the Application of Coronary Artery CTA in the Measurement of Left Ventricular Function

YAO Qing-dong, ZHANG Cheng-bing, ZHANG Dong-you
Department of Radiology, Wuhan No.1 Hospital, Wuhan Hubei 430022, China

ObjectiveThis paper compared the results between cardiac MSCT and echocardiography, to evaluate the left ventricular function using coronary CT angiography (CTA).Methods43 patients [16 men, 27 women, range from 44～87, mean age (62.2±8.7)] were collected in this study. All patients underwent cardiac MSCT, echocardiography (EC) was taken within 48 h. The data were transferred to the postprocessor workstation, and left ventricular ejection fraction (EF) and left ventricular fractional shortening (FS) were given automatically by cardiovascular software. The difference of EF and FS measured by the two methods were compared. The correlation and concordance of results between MSCT and echocardiography were also assessed.ResultsThe results of EF and FS for CTA and EC were (64.05±5.74)%, (60.81±4.6)% and (26.42±3.68)%, (31.16±3.66)%, respectively. There was a signif i cant statistically difference in the EF and FS between the two methods (t=6.94, P=0.000; t=-16.5, P=0.000). However, the EF and FS measured by CTA have better correlation and consistency with those measured by EC (r=0.85, P=0.000, bias 3.05% and r=0.87, P=0.000, bias 1.89%).ConclusionApplication of coronary CTA is quick and convenient to measure the left ventricular function, and the measurement results with EC has better correlation and consistency.

left ventricular function; ejection fraction; left ventricular fractional shortening; coronary CT angiography; tomography; X-ray computed; echocardiography

R445.4

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.04.016

1674-1633(2017)04-0058-04

2016-07-28

2016-09-05

作者邮箱：yaoqingdong123@qq.com