正常国人左心室功能的640层容积CT增强测量

许兵强 刘慧通△ 刘 军

（1 陕西省人民医院，西安 710068；2 西安交通大学第一附属医院，西安 710061）

心血管系统疾病已经成为威胁人类生命健康的主要疾病之一[1]，而左心室解剖结构与收缩功能异常改变是引起心整体功能异常进而导致疾病的主要原因之一。因此，获得左心室正常解剖参数作为参考十分必要。目前应用于心脏器质性和功能性检查主要有容积计算机断层扫描（computed tomography，CT）、磁共振（magnetic resonance，MR）及超声（ultrasound，US）等。心超声检查与检查者手法及工作经验有很大关系[2-3]。心磁共振检查时间比较长，费用比较高，难以广泛应用[4]。多层CT 心检查优势更加突出，快速高效，操作方便。带有心电门控技术的多层螺旋CT（multi-slice spiral computed tomography，MSCT）常规应用于冠状动脉评估及心功能检查[11]。心640 层容积CT为薄层容积扫描，扫描速度快，图像空间分辨率高，获得的参数十分准确，目前在心肌灌注等功能成像方面也取得了很大进步[5-7]。本研究回顾性分析80例正常人心640 层容积CT 增强扫描的影像学资料，应用标准的心肌17 节段分法[8]，探讨其在正常人左心室功能临床应用的价值。

1 材料和方法

1.1 一般资料

选择2019年9月～2020年3月在本院就诊CT检查的患者80 例，男40 例，女40 例，20～60 岁，平均年龄（40.0±11.0）岁；均无心脏疾病相关病史。所有患者均在本科同一机型CT 相同条件下进行检查。本研究经院伦理委员会审核批准，并均经患者知情同意。

1.2 仪器与方法

采用东芝2代640层容积CT扫描仪（Aquilion ONE，Toshiba Medical Systems）及SYNGO.VIA后处理工作站。扫描方法及参数：采用前瞻性心电门控技术采集图像，双筒高压注射器ULRICH以4.5～5.5 mL/s流率经右肘静脉注入60 mL非离子型对比剂碘普罗胺（优维显370 mgI/mL）及30 mL生理盐水。扫描参数：管电压80～100 kV；管电流150～200 mA，扫描视野FOV-M，准直640层×0.5 mm，球管转速每秒0.275圈，1个心动周期内完成整个心的扫描。

1.2.1 心肌节段 按国际通用的定义，从心肌基底段至心尖部将左心室分为3 个部分，分别称为基底段、中间段和心尖段（图1，见封三）。在左心室短轴位上，基底段由6 个心肌节段组成，分别称为“1～6 段” （图2A，见封三）；“中间段”也有6 个心肌节段组成，分别称为“7～12 段”（图2B，见封三）；“心尖段”由4 个心肌节段组成，分别称为“13～16 段”（图2C，见封三）；再加上1 个心尖部心肌1 个心肌节段，称为“17 段”（图2D，见封三）（即1.前壁基底段；2.前间隔基底段；3.下间隔基底段；4.下壁基底段；5.下侧壁基底段；6.前侧壁基底段；7.前壁中间段；8.前间隔中间段；9.下间隔中间段；10.下壁中间段；11.下侧壁中间段；12.前侧壁中间段；13.前壁心尖段；14.室间隔心尖段；15.下壁心尖段；16.侧壁心尖段；17.心尖）；因此，心肌节段共有17 个心肌节段，分别代表3支冠状动脉及其分支的供血区域。

1.2.2 心肌功能的测量 多排CT 能够采用回顾性心电门控方法采集到心室舒张末期和收缩末期的图像（图3，见封三），并可以间隔5%的R-R 间期重建图像，从而利用后处理工作站软件，得到测量的左心室容积（图4，见封三）。通过计算获得心肌舒张期和收缩期厚度，计算心肌增厚率[（收缩期厚度-舒张期厚度）/舒张期厚度×100%]，反映心肌运动减弱的区域用不同颜色标出（图5，见封三）。CT 图像的空间分辨率高，为薄层容积扫描（0.5 mm 亚毫米扫描），因此计算的心腔容积十分准确。CT 心增强扫描，在左心功能评价方面的应用，具体步骤如下：（1）在心动周期中不同时相的图像中，寻找最佳舒张末期和最佳收缩末期；（2）通过图像分割，划分舒张末期左心室腔和室壁；（3）通过图像分割，划分出收缩末期左心室腔和室壁；（4）计算两时相容积及室壁厚度、位置的变化，从而进一步得出射血分数、每搏输出量和室壁厚度及其变化、室壁运动的牛眼图（图6，见封三）。

1.3 图像分析

由2 位主治以上职称医师独立分析图像，意见不一致时经讨论达成一致。

图像分析 将同一位患者原始数据传入后处理工作站进行心功能评价和参数测量；选择最佳舒张末期与收缩末期四腔心、左心室短轴切面、左心室长轴，记录每搏输出量 （stroke volume，SV）、射血分数（ejection fraction，EF ）、心输出量（cardiac out-put，CO）、舒张末期左心室容积（end-diastolic volume，EDV） 及收缩末期左心室容积（end-systolic volume，ESV），并多次手动测量记录左心室心肌相关数值，取平均值以减少误差。

1.4 统计学处理

计量资料以±s表示。

2 结果

2.1 640 层容积CT 图像质量评估

心640层容积CT扫描速度快，能够大幅度缩短检查时间，所获得心图像清晰度高，辨识度好（图1）。

2.2 左心室功能及心肌参数比较

左心室舒张期容积、收缩期容积、每博输出量等参数在男、女性别之间差异均具有统计学意义（P＜0.05），以舒张末期容积差异最为明显；左心室心肌质量、舒张末期厚度、收缩末期厚度、心肌增厚及增厚率在男女性别之间均表现出差异性，其中以肌块质量差异最为显著（表1）。

表1 640 层容积CT 测量左心室心肌运动功能值（±s）Tab 1 640-slice volume CT measurement of the left ventricle function（±s）

表1 640 层容积CT 测量左心室心肌运动功能值（±s）Tab 1 640-slice volume CT measurement of the left ventricle function（±s）

*P＜0.05 vs males.EF：Ejection fraction；EDV：End-diastolic volume；ESV：End-systolic volume；SV：Stroke volume；LVM：Left ventricle mass；EDLVWT：End-diastolic left ventricular wall thickness；ESLVWT：End-systolic left ventricular wall thickness；MT：Myocardium thickening；WTP：Wall thickening percentage

WTP（%）Male 132.1±28.3 69.2±11.4 43.3±13.5 90.4±19.2 65.5±4.7 98.6±15.8 7.4±1.2 14.0±1.5 6.6±0.7 74.1±15.3 Female 90.2±21.2* 61.5±10.1 31.3±7.4* 63.5±14.1* 64.3±6.4 78.7±11.6* 6.1±1.1 11.8±1.3 5.7±1.0 92.5±21.2 Group EDV（mL）EDV（mL/m2）ESV（mL）SV（mL）EF（%）LVM（g）EDLVWT（mm）ESLVWT（mm）MT（mm）

3 讨论

心血管疾病成为影响生命健康的主要疾病之一，具有患病率高、时间长及不易痊愈等特点。疾病的发展往往经历由功能异常到最终的器质性异常，正常解剖参数对于相关疾病的诊断、治疗、预后转归等都有十分重要的参考价值[9-12]。

近些年随着影像检查技术的飞速发展，左心室功能测量选择方法和手段包括MR、US、CT及核素显像等。MR检查时间比较长，费用比较昂贵，和US对检查者的手法和经验要求比较高[13]，而核素心脏检查尚未广泛应用于临床，640层容积CT是一种无创检查，具有辐射剂量小，检查速度快，图像质量高，测量重复性好，后处理方法操作简便等优势，为研究正常左心室功能提供有力的技术支持。

本研究结果表明，左心室舒张期容积、收缩期容积、每博输出量、左心室心肌质量、舒张末期厚度、收缩末期厚度、心肌增厚及增厚率在男女性别之间具有差异，与以往文献相比较所获得参数具有一定差异性。一些国内文献[14-15]虽然也采用CTA作为研究手段，但是没有进行男、女分组测量；另外一些国内文献[16-17]选择了MR 作为检查方法，由于病例数比较有限，将所有数据作为一组进行测量；有研究以国外健康志愿者数据作为研究对象，进行了较大样本男、女分组相关研究，但是女性分组数量偏少[18]。本研究进一步完善了我国正常人群心相关参数，为相关疾病诊断、治疗及预后评估等提供依据。

本研究不足之处在于样本量较小，具有区域局限性，并未将身高、体质量等因素纳入考虑并进一步统计分析，以后工作中需要进一步进行深入测量分析。

图1 心肌节段划分：从左心室基底部至心尖部，将左心室心肌分为基底段、中间段和心尖段3 个部分。LA：左心房；LV：左心室；RA：右心房；RV：右心室.Fig 1 Segment definition of myocardium：left ventricular myocardium was divided into 3 segments，including basal segment，middle segment and apical segment，from basal part to apex.LA：Left atrium；LV：Left ventricule；RA：Right atrium；RV：Right ventricule

图2 左心室短轴位心肌节段划分为基底段（A）、中间段（B）、心尖段（C）和心尖（D）左心室短轴位，左心室心肌共分17 节段。1：前壁基底段；2：前间隔基底段；3：下间隔基底段；4：下壁基底段；5：下侧壁基底段；6：前侧壁基底段；7：前壁中间段；8：前间隔中间段；9：下间隔中间段；10：下壁中间段；11：下侧壁中间段；12：前侧壁中间段；13：前壁心尖段；14：室间隔心尖段；15：下壁心尖段；16：侧壁心尖段；17：心尖.Fig 2 Segment definition of myocardium in minor axis: Left ventricular myocardium was divided into 17 segments in minor axis of basal segment，middle segment，apical segment and apex.1：Anterior wall basal segment ；2：Anterior septum basal segment；3：Inferior septum basal segment；4：Inferior wall basal segment ；5：Inferior lateral wall basal segment；6：Anterior lateral wall basal segment；7：Anterior wall middle segment；8：Anterior septum middle segment；9：Inferior septum middle segment；10：Inferior wall middle segment ；11：Inferior lateral wall middle segment ；12：Anterior lateral wall middle segment ；13：Anterior wall apical segment；14：Ventricular septum apical segment ；15：Inferior wall apical segment；16：Lateral apical segment；17：Apex.

图3 采用回顾性心电门控方法采集到左心室舒张末期（A）和收缩末期（B）图像.Fig 3 EDV （A） and ESV （B） with retrospective ECG-gating technique.

图4 利用后处理工作站软件，测量舒张末期（A）和收缩末期（B）心室腔的容积.Fig 4 Ventricular volumes of EDV （A） and ESV （B） were measured in post-processing software.

图5 心肌运动彩色编码图对应于每一心肌节段均可显示其运动情况，绿色为运动良好，红色为运动较差.Fig 5 Myocardial movement color coded image：the each segment movement of myocardium was manifested，green represent good contraction，red represented poor contraction.

图6 左心室室壁分割（A、B、C），壁运动速度、厚度变化和室壁厚度牛眼图（D、E、F），所获得的具体参数值（G）.Fig 6 Left ventricular wall separation（A，B，C），wall motion，wall thickening and wall thickness（D，E，F），specific parameters（G）.