64层CT不同重建方法定量评估左心室泵血功能的价值

曾仲刚，李雪霞，梁俊生，陈真平，陶　娟，李扬彬

（1.东莞东华医院放射科，广东 东莞　523110；2.广州医科大学附属第二医院放射科，广东 广州　510000）

◁心脏、血管影像学▷

64层CT不同重建方法定量评估左心室泵血功能的价值

曾仲刚1，李雪霞1，梁俊生1，陈真平1，陶娟1，李扬彬2

（1.东莞东华医院放射科，广东 东莞523110；2.广州医科大学附属第二医院放射科，广东 广州510000）

目的：探讨64层CT不同重建方法定量评估左心室泵血功能的影响。方法：收集100例冠状动脉CTA患者的影像资料，分别行冠状动脉CTA检查及左心室功能两种不同的重建方法（积分法及分割法）。比较CT两种不同重建方法在评价左心室功能（收缩末期容量、舒张末期容量、每搏输出量、射血分数）方面的相关性，并比较CT两种不同重建方法的平均重建时间的差别。结果：多层螺旋CT两种不同重建法所测定的左心室舒张末期容积、收缩末期容积、每搏输出量、射血分数各数值高度相关（r＞0.900，P＜0.01），并且两种方法的各项测量值相近，无统计学意义。分割法所使用的重建时间（3min45 s±23 s）明显短于积分法所示的时间（9min58 s±47 s）。结论：本研究表明两种不同的CT重建方法在分析左心室功能方面具有较好的相关性，其中分割法在临床应用时可大大降低时间成本，提高工作效率，而且尽可能减少操作者主观因素的影响。

心室功能，左；冠状血管；体层摄影术，螺旋计算机

近年来，心脏方面的研究热点包括对心功能的评价、新技术的开发应用及辐射剂量的减低。评价局部心脏功能在临床上有很多应用价值，尤其左心室功能指标对于判断各种心血管疾病的进展程度、治疗方案、疗效判定、预后评估以及早期干预等具有十分重要的临床意义[1-2]。多层螺旋CT一站式检查[3-4]已经开始应用于临床，本文旨在比较运用64层CT机（64-MSCT）评估左心室功能时不同重建方法是否对左心室功能指标的结果产生影响。

1　资料与方法

1.1临床资料

选择2011年6月—2014年12月期间行“一站式检查”的50例健康志愿者以及50例各种心功能异常的患者，同期分别行冠状动脉CTA检查、超声心动图检查。男67例，女33例，健康组年龄25～43岁，平均（34.3±4.2）岁；病变组年龄56～73岁，平均（62.1±2.6）岁。所有患者均签署知情同意书后进行64层冠状动脉CTA检查。50例健康志愿者影像诊断、超声心动图及心电图检查阴性、无心脏疾病病史及家族史；50例心功能异常组纳入标准：①临床症状、心电图指标提示心功能异常改变；②冠状动脉CTA提示冠状动脉狭窄；③超声心动图提示心脏器质性或功能性病变。

1.2检查方法

1.2.164-MSCT扫描方法

利用 Toshiba aquilion 64层螺旋 CT，采用MSCT冠状动脉造影扫描方案，应用回顾性心电门控技术，心率控制在60～70次/min，对比剂跟踪技术触发增强扫描，跟踪平面定在主动脉根部水平，兴趣区设在主动脉根部，触发阈值设定为180HU，延迟5 s扫描。扫描参数：管电压120 kV，管电流250mA；探测器范围40mm；有效层厚0.625mm，重建层距0.625mm。剂量80～100mL（根据患者的体质量调整），注射速率4mL/s，碘对比剂浓度为370mgI/mL。扫描范围：气管分叉部至心底部下1.0 cm；在吸气末屏气一次扫描完成。

1.2.264-MSCT后处理

使用Advantage wordstation，AW 4.3软件，在0%～90%的R-R间期间隔10%重建图像，共10组，重建层厚0.5mm，重建间隔0.3mm，矩阵512×512。利用Card IQ Function软件，将上述10组图像数据输入心功能分析软件内，以确定收缩末期以及舒张末期 （图1）。分别采用积分 （Simpson）法及分割（Segmentation）法计算出左心室各项功能指标：左心室舒张末期容积 （LVEDV）、左心室收缩末期容积（LVESV）、每搏输出量（LVSV）和射血分数（LVEF）。

图1　0%～90%R-R间隔，以10%间隔重建10组图像，所得出左心室在各时期的容积，取最小值为收缩末期容积，最大值为舒张末期容积。Figure 1.　0%～90%R-R interval,10 groups of images were reconstructed at 10%intervals.The left ventricular volume in each period was obtained,and the minimum value was the end of cardiac systolic volume,the maximum value was the end of cardiac systolic volume.

本研究旨在通过两种不同的CT重建方法研究是否对最终结果产生影响。Simpson法是一项基本的数学原则，可以通过将对象切割为多个薄层来确定对象容积，先测量各层的容积，然后再计算所有层的容积之和（图2）。首先确定左心室长轴、心尖及心底部，然后垂直于长轴将左心室腔平均分为9个层面，分别在每一层面手动勾画心内外膜面，线条完成后计算机会根据每一层面的容积通过微积分得出容积之和。此种方法理论上测得的左心室容积更加接近左心室的真实容积。确定的左心室长轴、每个层面的线条勾画均依赖于手工操作，不同操作者对结果有一定的影响。Segmentation法通过被分割的绝对组织容积计算容积（图3）。设定左心室心腔内阈值为300～350 HU，计算机根据所设定的CT值阈值直接算出左心室腔各期的绝对容积。

1.3统计学方法

使用SPSS 19.0统计软件，对所获得的两种CT重建方法的各项数据进行统计学处理，配对样本t检验比较数据之间是否有统计学差异，P＜0.05无统计学意义。不同 CT重建方法 LVEDV、LVESV、LVSV、LVEF之间采用Pearson相关分析 （r≤0.4为低度相关，r＞0.4且r≤0.7为中度相关，r＞0.7为高度相关）。

2　结果

64-MSCT不同重建方法的左心室功能指标数据及比较见表1。两种重建方法所测得LVESV、LVEDV、LVSV、LVEF的数值接近，差异无统计学意义；而且各数值间均呈显著的相关性 （r＞0.900，P＜0.01）。Segmentation法所使用的重建时间（3min45 s± 23 s）明显短于Simpson法所示的时间 （9min58 s± 47 s），两者差异有统计学意义（t＞0.01，P＜0.01）。

表1　64-MSCT不同重建方法的左心室功能指标数据及比较

3　讨论

目前定量评估左心功能的方法包括超声心动图、MRI、核素显像、左心室造影等。其中超声心动图应用最广，但准确性较低[5]；MRI被认为是“金标准”[6]，但使用限制多，心率不齐、心脏支架等均不能接受检查。X线心血管造影是一种有创性检查方法，需应用碘化对比剂，且患者要直接暴露于电离辐射。

64层螺旋CT扫描速度快，空间和时间分辨率高，对患者屏气要求降低，一般患者均能一次扫描即可完成整个心脏的多种参数的观察和测量[2]。应用回顾性心电门控技术可获得整个心动周期不同时相的三维容积数据，在后处理时可以进行R-R间期任意时间间隔和任意层厚、层间距的图像重建，这使得冠状动脉CT血管造影所得容积数据可同时用于计算各种心脏功能参数，而不必增加额外的扫描和对比剂的摄入[7]。

近年来，64-MSCT广泛用于冠状动脉病变的诊断的同时，通过后处理软件可用于对心功能的评估。而目前国内64-MSCT对左心功能的研究侧重于不同的时间间隔和层厚、层间距[8]，不同重建方法鲜有报道。

图2a，2b　Simpson法示意图。图2a：先设定左心室长轴，下缘为心尖，上缘为二尖瓣1/2处。图2b：沿左心室长轴分割成9层，分别在每一层面手动勾画心内外膜面，红线代表心内膜面，绿线代表心外膜面。Figure 2a,2b.　Sketch map of Simpson method.Figure 2a:First to set the left ventricular long axis,the lower margin was the apex, the upper margin was at the 1/2 of　the mitral valve.Figure 2b:The left ventricle is divided into 9 layer,then to draw the endocardial and epicardial surface in each layer respectively,red line represents the endocardial surface,green line represents the epicardium.

图3　Segmentation法示意图，各心腔体积伪彩图。设定不同的CT阈值（左心室阈值＞300 HU），各心腔及左心室壁伪彩图，其中乳头肌划分在心腔内。左心室腔为粉红色，左室壁为橙色。Figure 3.　Sketch map of Segmentation method.The pseudo color map of the heart cavity volume.We set different CT threshold (left ventricular thresholds＞300 HU),the chambers of the heart and left ventricular wall pseudo color pictures,the papillary muscle division in the heart cavity.Left ventricular chamber is pink,left ventricular wall is orange.

本组结果显示：正常组与病变组配对t检验显示所测得LVESV、LVEDV、LVSV、LVEF的数值接近；而且各数值间均呈显著的相关性 （r＞0.900，P＜0.01）。Segmentation法平均使用时间约3min45 s，Simpson法平均使用时间约9min58 s，两者有统计学差异。通过对比，可以发现两种不同的重建方法对于左心功能的结果高度一致，没有影响到临床诊断结果，而且Segmentation法能明显缩短重建时间，明显降低了时间成本。另外，Segmentation法当设置好CT阈值以后，全部由计算机自动完成，不需设定左心室长轴、心尖及心底部，避免了操作者主观因素的干扰，使得结果更加准确、可靠。

本研究尚具有局限性，样本量小，所选取的图像都经过筛选，清晰度较好，而且仅限于左心室水平无缺损的病例，免去了心内膜勾画不准的影响，所在准确性有待进一步提高。笔者曾经做过64-MSCT与超声心动图在左心室功能的研究对比[3]，因此本研究只在CT的不同重建方法当中进行对比，也没有使用其它方法（左心室造影、MRI、核素等）的数据作为对照。

总之，心脏CT“一站式”检查应用越来越广泛，除了可以进行左心室功能测量以外，通过掌握各心腔不同的收缩时间，还可以进行右心室、右心房以及左心房的测量，有待以后在临床工作中不断的探索。

[1]Haider AW,Larson MG,Benjiamin EJ,et al.Increased left ventricular mass and hypertrophy are associated with increased risk for sudden death[J].J Am Coll Cardiol,1998,32(5):1454-1459.

[2]原珍团，余建群，杨志刚.多层螺旋CT在左心功能评价中应用[J].生物医学工程杂志，2007，24（6）：1432-1436.

[3]曾仲刚，李雪霞，谭琦瑄，等.64层螺旋CT冠状动脉造影与左心室功能评估一站式检查 [J].中国CT和MRI杂志，2015，13（2）：27-29.

[4]黄小勇，晏子旭，张兆琪，等.320层CT心电门控双期心脏功能扫描一站式检查的初步研究[J].中华放射学杂志，2011，45（1）：22-25.

[5]Takuma S,Cabreriza SE,Sciacca R,et al.Determination of left ventricular mass by real-time three-dimensional echocardiography: in vitro validation[J].Echocardiography,2000,17(7):665-674.

[6]Rathi VK,Biedermann RW.Imaging of ventricular function ty cardiovascular magnetic resonance[J].Curr Cardiol Rep,2004,6 (1):55-61.

[7]高波，郭启勇，岳勇，等.64层螺旋CT与磁共振成像评价左心功能的比较研究[J].中国医学影像技术，2007，23（1）：66-69.

[8]宋璟璟，李绍军，程瑞新，等.64排螺旋CT不同重建法对左心室功能测量的影响[J].临床医学工程，2012，19（2）：168-170.

The value of different reconstruction method of 64-slice CT for quantitative assessment of left ventricular function

ZENG Zhong-gang1,LI Xue-xia1,LIANG Jun-sheng1,CHEN Zhen-ping1,TAO Juan1,LI Yang-bin2
(1.Department of Radiology,Donghua Hospital,Dongguan Guangdong 523110,China; 2.Department of Radiology,the Second Hospital Affiliated to Guangzhou Medical University,Guangzhou 510000,China)

Objective:To discuss the influence of different reconstruction methods of 64-slice CT quantitative assessment of left ventricular pump function.Methods:We collected 100 cases of patients with coronary artery CTA images data.All the patients respectively underwent coronary CTA examination and the reconstruction of the left ventricular function by two different methods(Segmentation and Simpson).Correlation of the two different reconstruction methods in evaluating left ventricular function(LVESV,LVEDV,LVSV,LVEF)was analyzed.Then the average reconstruction time of the two different CT reconstruction methods was compared.Results:The two different reconstruction method for the measurement of LVESV,LVEDV, LVSV,LVEF were highly correlated(r＞0.900,P＜0.01),and the values of them measured by two different methods were similar with no statistical differences.The reconstruction time of the Segmentation method(3min45 s±23 s)was significantly shorter than the Simpson method(9min58 s±47 s).Conclusion:The study shows that two kinds of different CT reconstruction methods in analysis of left ventricular function had high correlation.The Segmentation method in clinical application can greatly reduce the time,improve work efficiency,and minimize the influence of the operator’s subjective factors.

Ventricular function,left;Coronary vessels;Tomography,spiral computed

R331.31；R814.42

A

1008－1062（2016）02－0098－03

2015－02－27

曾仲刚（1981-），男，广东东莞人，主治医师。E-mail：joker722@163.com

曾仲刚，东莞东华医院放射科，523110。E-mail：joker722@163.com

广东省东莞市科技计划项目（201310515000155）。