医学影像学杂志２０１５年第２５卷第５期 Ｊ Ｍｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｖｏ１．２５ Ｎｏ．５ ２０１５ 多排ＣＴ、实时三维超声心动图和ＭＲＩ对左心房功能评估的对比研究 毕 涛 ，赵 映。，刘家旆 温兆赢 ，张兆琪 ，范占明 ，（首都医科大学附属北京安贞医院 １．放射科；２．超声科北京１０００２９） 【摘要】 目的 以核磁共振（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ，ＭＲＩ）为参照，探讨多排ＣＴ（ｍｕｌｔｉ－ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏ— ｇｒａｐｈｙ，ＭＤＣＴ）与实时三维超声心动图（ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ３－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｅｃｈｏｃａｒｄｉ０ｇｒａｐｈｙ，ＲＴ一３ＤＥ）对左心房容积和功能评估 的准确性，以期为临床寻找更可靠、便捷的左心房功能评价方法。方法 ４２例患者，三天内完成ＭＤＣＴ、ＲＴ一３ＤＥ和 ＭＲＩ检查，然后对原始数据进行后处理及分析。得到左心房最大容积（ｍａｘｉｍａｌ ｌｅｆｔ ａｔｒｉａｌ ｖｏｌｕｍｅ，ＬＡＶｍａｘ）、左心房最 小容积（ｍｉｎｉｍａｌ ｌｅｆｔ ａｔｒｉａｌ ｖｏｌｕｍｅ，ＬＡＶｍｉｎ），并计算左心房射血分数（１ｅｆｔ ａｔｒｉａｌ ｅｊｅｃｔｉｏｎ ｆｒａｃｔｉｏｎ，ＬＡＥＦ）。通过Ｂｌａｎｄ— Ａｌｔｍａｎ分析法和配对ｔ检验分析ＭＤＣＴ和ＭＲＩ、ＲＴ一３ＤＥ和ＭＲＩ两种检查方法间的一致性。通过Ｂｌａｎｄ—Ａｈｍａｎ分析法 评估ＭＤＣＴ、ＲＴ－３ＤＥ和ＭＲＩ操作者测量值的一致性。结果 通过ＭＤＣＴ和ＭＲＩ、ＲＴ－３ＤＥ和ＭＲＩ的两两对比，对左心 房容积和功能进行测量，所得的测量指标之间差异无显著性（Ｐ＞０．０５）。ＭＤＣＴ和ＭＲＩ、ＲＴ－３ＤＥ和ＭＲ１对左心房容 积和功能测量值的一致性较好。对左心房容积和功能指标的测量结果，操作者间的一致性ＭＤＣＴ优于ＭＲＩ，ＭＲＩ优于 ＲＴ－３ＤＥ。结论 与ＭＲＩ相比，ＭＤＣＴ及ＲＴ一３ＤＥ在左心房容积和功能测量方面准确性均较高，相比起来ＭＤＣＴ更有优 势，可“一站式”检查同时评估冠状动脉并且较准确的测量左心房容积及功能。 【关键词】体层摄影术，Ｘ线计算机；超声心动图；磁共振成像；左心房容积；左心房功能 中图分类号：Ｒ５４１；Ｒ４４５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—９０１１（２０１５）０５－０７９２—０５ Ｃｏｍｐａｒｉｓｃｎ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｌｅｆｔ ａｔｒｉａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ＭＤＣＴ，ＲＴ－３ＤＥ ａｎｄ ＭＲＩ ＢＩ Ｔａｏ ，ＺＨＡＯ Ｙｉｎｇ ，ＬＩＵＪｉａ—ｙｉ ，ＷＥＮ Ｚｈａｏ—ｙｉｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｚｈａｏ—ｑｉ ，ＦＡＮ Ｚｈａｎ—ｒｕｉｎｇ １．Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ａｎｚｈｅｎ Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｃａｐｉｔａｌ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２９，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ２．Ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ａｎｚｈｅｎ Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｃａｐｉｔａｌ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２９，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｃｏｍｐａｒｅ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｍｕｌｔｉ—ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ （ＭＤＣＴ）ａｎｄ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ３－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｅｃｈｏｃａｒｄｉ０ｇｒａｐｈｙ（ＲＴ一３ＤＥ）ｆｏｒ ｌｅｆｔ ａｔｒｉａｌ（ＬＡ）ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ（ＭＲＩ）．Ｍｅｔｈｏｄｓ Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ４２ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒｗｅｎｔ ＭＤＣＴ，ＭＲＩ ａｎｄ ＲＴ一３ＤＥ ｅｘａｍｉｎａ— ｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈｉｎ ３ ｄａｙｓ．ＬＡＶｍａｘ，ＬＡＶｍｉｎ，ａｎｄ ＬＡＥＦ ｄａｔａ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｉｎｔｅｒｍｏｔａｌｉｔｙ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｂｌａｎｄ—Ａｌｔｍａｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｐａｉｒｅｄ ｔ ｔｅｓｔ．Ｉｎｔｅｒｏｂｓｅｒｖｅｒ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ Ｂｌａｎｄ－Ａｌｔｍａｎ ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｆｏｒ ＬＡＶｍａｘ，ＬＡＶｍｉｎ，ａｎｄ ＬＡＥＦ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｙ ＭＤＣＴ ａｎｄ ＲＴ一３ＤＥ ｉｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｔｈ ＭＲＩ（Ｐ＞Ｏ．０５）．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ＭＤＣＴ ａｎｄ ＲＴ一３ＤＥ ｓｈｏｗｅｄ ｇｏｏｄ ｉｎｔｅｒｍｏｔａｌｉｔｙ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ＭＲＩ ｆｏｒ ＬＡ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ＬＡＥＦ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｏｂｓｅｒｖｅｒ ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ，ＭＤＣＴ ｗａｓ ｂｅｓｔ，ｔｈｅｎ ＭＲＩ，ｆｏｌｌｏｗｅｄ ＲＴ一３ＤＥ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ＭＤＣＴ ａｎｄ ＲＴ一３ＤＥ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｈｉｇｈｌｙ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ＬＡ ｖｏｌｕｍｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ＭＤＣＴ ｃａｎ ｅｘ— ａｍｉｎｅ ｃｏｒｏｎａｒｙ ａｒｔｅｒｙ ａｎｄ ｃａｒｄｉａｃ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ ＭＤＣＴ；ＲＴ一３ＤＥ；ＭＲＩ；Ｌｅｆｔ ａｔｒｉａｌ ｖｏｌｕｍｅ；Ｌｅｆｔ ａｔｒｉａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ 在生理状态下，左心房起着调节左心室充盈量 层及指导治疗方面均有重要意义［６’ 。ＭＤＣＴ是一 种无创性“一站式”心脏成像检查技术。在完成冠状 动脉成像的同时，可以对心脏在心动周期的任意一 和维持正常心搏量的功能，左心房大小及功能的改 变与房颤、中风及猝死等心血管事件密切相关 。 精确测量左心房容积及功能对于临床诊断、危险分 基金项目：北京市自然科学基金（７１４２０４７）；国家自然科学基金 （８１４Ｏ１３７５，８１４Ｏ１３８５，８１２００１６６） 点进行重建，从而获得心功能信息。 对左心房功能评估的方法有很多种，本文旨在 以ＭＲＩ为参照，比较ＭＤＣＴ与ＲＴ一３ＤＥ对左心房 容量及功能的评估，探讨ＭＤＣＴ及ＲＴ－３ＤＥ对左心 房容积及功能测量的准确性，以期在冠状动脉ＣＴＡ 作者简介：毕涛（１９７７一），女，北京人，硕士研究生，主治医师，主 要从事心血管疾病影像诊断及脑灌注研究工作 通信作者：温兆赢 副主任医师 Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｅｎｚｈａｏｙｉｎｇｌ１＠ １６３．ｃｏｍ 检查的同时为临床提供更多的信息。 ７９２ 医学影像学杂志２０１５年第２５卷第５期 Ｊ Ｍｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｖｏ１．２５ Ｎｏ．５ ２０１５ ｌ资料与方法 １．１研究对象 选取我院２００８年６月～２０１０年１月我院进行 冠状动脉ＣＴＡ检查的４２例患者，其中男２５例，女 １７例，平均年龄（５３±ｌ３．６）岁。所有患者均为窦性 心律，除外原发性心脏瓣膜病、先天性心脏病等心脏 疾病及装有起搏器的患者。４２例患者中，８例伴有 冠心病；７例为正常病例，２７例为冠状动脉粥样硬 化。 １．２仪器与方法 １．２．１ ＭＤＣＴ成像及图像分析采用西门子双源 ＣＴ（Ｓｏｍａｔｏｍ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ，Ｓｉｍｅｎｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｏｌｕ— ｔｉｏｎｓ，Ｆｏｒｃｈｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）进行图像采集。准 备：在肘前静脉埋置１８Ｇ套管针备用，应用双筒高 压注射器注入对比剂，患者取仰卧位，连接心电图。 对比剂注射方案：对比剂使用非离子对比剂碘普罗 胺（优维显３７０ｍｇＩ／ｍ１），总量５Ｏ～７５ｍｌ，流速４～ ５ｍｌ／ｓ，然后以相同速度注入２０ｍｌ生鲤盐水。成像 序列：采用回顾性心电门控冠状动脉ＣＴＡ成像序 列，应用管电流调制技术来降低辐射剂量。应用造 影剂示踪技术，选择主动脉根部层面进行感兴趣区 ＣＴ值监测，当感兴趣区内ＣＴ值超过１００ＨＵ时， 延迟４ｓ自动触发扫描。扫描范围自气管分叉下方 １０ｍｍ至心脏膈面，单次呼气末屏气扫描，屏气时间 约１Ｏ～１５ｓ。扫描参数：管电流３５０～４２０ｍＡｓ，管 电压８Ｏ～１３５ｋＶ，螺距０．２～０．５，准直２×３２× ０．６ｒａｍ，矩阵５１２×５１２。重建参数：采用单扇区重 建，时间分辨率达８３ｍｓ；重建函数（Ｋｅｒｎａｌ值） Ｂ２５ｆ。在副台工作站将增强扫描图像重建成２Ｏ个 时相，（Ｏ～９５ ，间隔５ ），重建层厚０．７５ｍｍ，间隔 ０・４ｍｍ。 图像后处理：确定左心房容积最大（二尖瓣开放 前）、最小（二尖瓣关闭时）的时相，进入Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ 心功能分析软件，确定二尖瓣环水平线，半自动勾勒 左心房心内膜，必要时在ＭＰＲ上３６０。旋转修改心 内膜描记曲线，得到左心房三维容积图像（图１）。 左心耳和肺静脉未包括在左心房容积计算之内。 １．２．２ ＲＴ一３ＤＥ成像及图像分析 采用配有Ｑ＿ ＬＡＢ软件的Ｐｈｉｌｉｐｓ ＩＥ３３彩色多普勒超声诊断仪， ￥５－１探头（频率为１．７～３．４ＭＨｚ）及Ｘ３—１探头（频 率为１．４～２．８ＭＨｚ）。所有患者取平卧位或左侧卧 位，行常规超声检查；三维超声采用Ｘ３—１探头，连接 心电图，选定心尖四腔心切面最佳位置，采用全容积 显像方式，嘱患者屏住呼吸，采集左心房三维数据， 并存储用于脱机分析。 ＲＴ一３ＤＥ对左心房容积的分析：进入Ｑ—ＬＡＢ三 维分析系统测量左心房容积，测量时以心尖四腔心 切面与二腔心切面为基础，半自动结合手动分别勾 画出左心房内膜轮廓，得出左心房容积图像（图２）。 １．２．３ ＭＲＩ成像及图像分析 应用３．０Ｔ（ＧＥ Ｓｉｇｎａ Ｅｘｃｉｔｅ ＨＤ）超导型ＭＲ扫描仪，患者取仰卧 位，扫描前对受检者反复进行呼吸练习，采用呼气末 屏气扫描，使用８通道心脏专用相控线圈，应用回顾 性心电门控及呼吸门控，采用快速稳态平衡进动序 列（ｆａｓｔ ｉｍａｇｉｎｇ ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ ｓｔｅａｄｙ—ｓｔａｔｅ ａｃｑｕｉｓｉ— ｔｉｏｎ，ＦＩＥｓＴＡ），心电触发分段Ｋ空间成像，获取屏 气电影ＭＲ图像。成像参数：ＴＲ３．７ｍｓ，ＴＥ１．６ｍｓ， 翻转角４５。，ＦＯＶ ３５０×３５０ｍｍ，ｐＦＯＶ１．０，矩阵２００ ×２２４，带宽１２５Ｈｚ／像素，ｖｐｓ １６，ＥＴＬ １，ＮＥＸ １．００。 获得冠状位定位相后，采用Ｒｅａｌｔｉｍｅ序列，获 得单层垂直长轴、水平长轴及短轴位电影并由此定 位、获得覆盖左心房的垂直长轴ＦＩＥＳＴＡ ＭＲ图像 和短轴ＦＩＥＳＴＡ ＭＲ图像。层厚５．０ｍｍ，无层间 隔，每层２Ｏ个时相。 扫描完成后将整个心动周期的左心房垂直长轴 位ＦＩＥＳＴＡ ＭＲ图像传至配备心功能软件包的工 作站，采用ＲｅｐｏｒｔＣａｒｄ ２．０心功能软件分析左心房 功能（图３）。根据Ｓｉｍｐｓｏｎ公式，软件自动累加计 算出ＬＡＶｍａｘ、ＬＡＶｍｉｎ、ＬＡＥＦ。 ＭＲＩ图像后处理及心功能分析由２名熟练的 放射科医师在不知道其他检查结果的情况下进 行，２名医师均具有５年以上的ＭＲＩ扫描及图像后 处理的经验。 １．２．４ 计算公式 左心房功能计算公式 ］：ＬＡＥＦ ＝（ＬＡＶｍａｘ—ＬＡＶｍｉｎ）／ＬＡＶｍａｘＸ １００ １．３统计学处理 采用ＳＰＳＳ １３．０软件进行统计学分析，计量资 料以均值±标准差表示。ＭＤＣＴ和ＭＲＩ、ＲＴ一３ＤＥ 和ＭＲＩ对左心房容积和功能测量值的一致性采用 Ｂｌａｎｄ—Ａｌｔｍａｎ法分析＿ｇ］，对ＭＤＣＴ和ＭＲＩ、ＲＴ３Ｄ 和ＭＲＩ对左心房容积和功能测量值分别进行配对ｔ 检验。ＭＤＣＴ、ＲＴ一３ＤＥ和ＭＲＩ操作者间的一致性 采用Ｂｌａｎｄ—Ａｌｔｍａｎ法分析 ］，Ｐ＜０．０５为有显著 性差异。 ２ 结果 ４２例患者的ＭＤＣＴ、ＲＴ一３ＤＥ和ＭＲＩ左心房 ７９３ 医学影像学杂志２０１５年第２５卷第５期 Ｊ Ｍｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｖｏ１．２５ Ｎｏ．５ ２０１５ 容积及功能测值结果及ｔ检验结果，见表１。对左心 房容积和功能的测量值，ＭＤＣＴ和ＭＲＩ、ＲＴ一３ＤＥ 和ＭＲＩ之间差异无显著性（Ｐ＞０．０５），ＭＤＣＴ与 ＲＴ～３ＤＥ对左心房最小容积的测量有显著性差异 （Ｐ一０．０３），两种方法对左心房最大容积和射血分 ＞０．０５）。ＭＤＣＴ和ＭＲＩ、ＲＴ３ＤＥ和ＭＲＩ对左心 房容积及功能测值的Ｂｌａｎｄ—Ａｌｔｍａｎ法分析结果（图 ４～６）。对于左心房容积和功能测量的操作者间的 重复性ＭＤＣＴ最高，优于ＭＲＩ，而ＲＴ一３ＤＥ最低， 见表２。 数所得测量值与ＭＲＩ测量值之间无显著性差异（Ｐ 表１ ４２例患者ＭＤＣＴ、ＲＴ一３ＤＥ和ＭＲＩ测量的左心房容积及功能结果 Ｐ１：ＭＤＣＴ ＶＳ．ＭＲＩ，Ｐ２：ＲＴ一３ＤＥ ＶＳ．ＭＲＩ，Ｐ３：ＭＤＣＴ ＶＳ．ＲＴ ３ＤＥ 表２ ＭＤＣＴ、ＲＴ一３ＤＥ和ＭＲＩ对左心房容积和 功能测量的操作者间的一致性分析 量左心房容积和评估左心房功能需要较高的时间分 辨率。ＲＴ一３ＤＥ的时间分辨率是４２～６２ｍｓｌｌ ， ＭＤＣＴ的时间分辨率是８３ｍｓ，ＭＲＩ的时间分辨率 是３２ｍｓ。因此，与ＲＴ一３ＤＥ相比，ＭＤＣＴ的时间分 辨率相对较低，将整个心动周期重建２０个期相进行 心功能分析，对于左心房的容积容易过高估计。而 ＲＴ一３ＤＥ、ＭＲＩ的时间分辨率相对较高，对于左心房 ３讨论 在心动周期中各时相的“捕捉”相对更准确。第二， 在许多心血管疾病的发生、发展过程中，左心房 在ＭＤＣＴ冠状动脉扫描方案中应用自动管电流调 的结构及功能会发生一系列相应的重构与改 制技术，在收缩期扫描时降低管电流，图像的噪音会 变ｌ１。。”］。因此，全面评估左心房的功能非常重要，左 相应增加。可在不明显降低图像质量的前提下最大 心房的大小是重要的临床危险分层指标，对于指导 限度地减少辐射剂量，基本不影响收缩期左心房心 临床治疗和评估预后有重要意义ｌ１引。ＭＤＣＴ在各 内膜的界定和描记。 种心血管疾病的临床应用中已经发挥了举足轻重的 表２显示，ＭＤＣＴ对左心房容积和功能指标测 作用，但是ＭＤＣＴ对左心房功能评价的研究较少。 量的操作者之间的差异性最小，优于ＭＲＩ和ＲＴ一 到目前为止，尚无关于ＭＤＣＴ、ＲＴ一３ＤＥ和ＭＲＩ对 ３ＤＥ操作者之间测量值的差异性，表明ＭＤＣＴ对左 左心房容积和功能测量对比研究的报道。 心房容积和功能指标测量结果的重复性最高，优于 目前关于三维超声心动图评估左心房容积和功 ＭＲＩ，更优于ＲＴ一３ＤＥ。其原因可能是ＭＤＣＴ的空 能的文献报道相对多一些，一致认为三维超声心动 问分辨率和组织对比度比ＲＴ一３ＤＥ高，对左心房边 图对左心房容积和功能的测量较为可行和准 界的识别和描绘较ＲＴ一３ＤＥ更为准确，人为影响因 确ｌ１。 。我们的研究初步显示，ＭＤＣＴ评估左心房 素相对小。此外，ＲＴ一３ＤＥ的左心房三维成像模式 的容积和功能是可行的，而且重复性较好。表１示 仍需借助相互垂直的两个二维平面来实现，所得的 与ＭＲＩ测量结果相比较，ＭＤＣＴ和ＲＴ一３ＤＥ对 三维容积图像虽平滑规则，但与左心房的不规则实 ＬＡＶｍａｘ和ＬＡＥＦ的测量值无统计学差异，但是对 际图像仍有差别，而且ＭＤＣＴ的后处理采用的是三 左心房容积的测量结果ＭＤＣＴ较ＭＲＩ测量结果偏 维左心房容积成像，没有任何的几何假设。ＭＤＣＴ 高，ＲＴ一３ＤＥ较ＭＲＩ测量的结果偏低，而ＭＤＣＴ对 的空间分辨率比ＭＲＩ高，而且ＭＤＣＴ的后处理采 左心房的射血分数却略偏低。此外，对于ＬＡＶｍｉｎ 用的是三维左心房容积成像，没有任何的几何假设。的测量值，ＭＤＣＴ和ＲＴ一３ＤＥ的结果相比有显著性 而ＭＲＩ的左心房图像采集层厚是５ｍｍ，后处理采用 差异。其原因可能在于：第一，使运动的一ｔ２，脏成像， Ｓｉｍｐｓｏｎ法，对于左心房心内膜描绘的微小误差对 需要较高的时间分辨率来去除运动伪影ｌ１引。准确测 于最后计算出来的容积值影响相对较大。７９４
