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多层螺旋CT心功能评估技术的研究进展*
作者:李旭文 陆良其# 卞丽 
单位:上海市松江区泗泾医院放射科 上海 201600 
关键词: 
分类号:R 445.3
出版年,卷(期):页码:2022,39(2):137-138
摘要:

 心力衰竭(HF)为处于失代偿阶段的心功能不全,是指由于心脏结构和/或功能异常,导致心脏供给机体的血流量减少,不能满足组织器官代谢需要的一组临床综合征。CT心功能评估已成为心脏疾病临床诊治中具有重要意义的检查方法。为提高对CT心功能评估技术的认识,现就其近年来的研究进展综述如下。

1 MSCT心功能评估常用指标  
1.1 容积指标 (1)左、右心室功能评估常用的容积指标。心室的主要作用是将血液输送到肺部与全身,评估心室功能于2个时相进行,常用容积指标包括收缩末期容积(ESV)、舒张末期容积(EDV)、射血分数(EF)、高峰充盈率(RFP)、高峰收缩率。多层螺旋CT(MSCT)测定的左室各功能指标和超声、MRI所测结果之间的相关性较高[1],有研究表明MSCT的测定结果较超声更为准确。EF是评价心脏泵功能的重要参数,反映心室容积由舒张末期变为收缩末期的相对改变,EF=(EDV-ESV)/EDV×100%。MSCT所测的EF值准确性较高,有Meta分析显示,CT血管成像技术(CCTA)、心血管磁共振成像(CMRI)、超声3种方法评估EF结果无明显差异。最大充盈率(PFR)和最大射血速率是指心脏舒张、收缩阶段容积变化的最大速率,通过对心室-容积曲线做微分计算获得,其表示方式为EDV/s、ESV/s。PFR是心肌缺血最敏感的指标之一,反映了心脏的舒张功能,在冠心病患者中PFR的降低可早于EF。(2)左心房功能评估常用的容积指标。左心房参与左心室充盈状态、心搏量调节过程,主要具有回心血液储存(心缩期)、血流通道(心舒期早期)以及主动收缩(心舒期晚期)3方面的功能,左心房评估时需要考虑心缩期、心舒期早期、心舒期晚期3个时相。评估左心房的容积指标主要包括左心房最大容积(LAVmax,即二尖瓣打开前)、左心房最小容积(LAVmin,即二尖瓣刚刚关闭时)、左心房主动收缩前容积(LAVac,即心电图中P波顶点对应时相)。在上述3个基本容积指标基础上通过计算可以获得下述心房容积评估指标,分别为左心房总排空容积(LAVt,LAVt=LAVmax-LAVmin)、左心房总排空分数(LAVtEF,LAVtEF=LAVt/LAVmax)、左心房被动排空容积(LAVp,LAVp=LAVmax-LAVac)、左心房被动排空分数(LAVpEF,LAVpEF=LAVp/LAVmax)、左心房主动排空容积(LAVa,LAVa=LAVac-LAVmin)、左心房主动排空分数(LAVacEF,LAVacEF=LAVa/LAVac)、管道容积(CV,CV=左心室搏出量-LAVt)、左心房主动排空分数与被动排空分数比值(contractile/passive=LAVaEF/LAVpEF)、左心房主动排空分数与总排空分数比值(contractile/total=LAVaEF/LAVtEF)[2]。在上述左心房功能参数中,LAVt用以评价左心房储存功能,LAVa及LAVacEF用以评价左心房主动收缩功能,LAVp及LAVpEF用以评价左心房血流通道功能。分别基于MSCT、实时三维超声心动图(RT-3DE)、MRI所获得的左心房容积和其他功能测量值之间无显著性差异,观察者间及观察者内具有高度重现性,MSCT在数据的准确性及操作者间一致性方面更有优势[3]。(3)左心耳功能评估常用的容积指标。左心耳为左心房右前方向前下延伸的狭长、弯曲的盲端结构,相对于左心房来说左心耳心壁具有更大的顺应性,在左心房压力和/或容量过载时左心耳可以发挥明显的缓冲、调节作用。评估左心耳功能的参数主要有4个,分别是左心耳最大容积(LAAVmax)、左心耳最小容积(LAAVmin)、左心耳射血量(LAAEV)、左心耳射血分数 (LAAEF)。有研究结果表明,MSCT左心耳定量测量指标有较高的可重复性,同CMRI所测得左心耳容积和功能测量值间具有良好的相关性,LAAVmax、LAAVmin、LAAEF(%)相关系数分别为0.85、0.86、0.76,在房颤射频消融、左心耳封堵术前评估及房颤患者左心房、心耳结构功能重构评估方面,具有重要的应用价值。
1.2 心肌质量(MM) MM是反映心室肥厚、重构的重要指标,心肌质量增加的患者,其心血管病的危险性、致死率上升。MM由心室肌的容积决定,可依靠室间隔厚度初略估算,亦可根据心肌容积准确计算。后者在临床工作中应用较多,是通过对心室腔内膜与外膜的勾画得到心室腔容积及整个心室容积,两者相减的差即为心肌容积,即MM=心肌容积×心肌密度,心肌密度为1.05 g/cm3。MSCT定量评估心肌质量准确性已得到证实,可用来判定早期的心室肌肥厚[4],目前对于左心室MM的研究较为普遍,对于右心室MM的研究结果较少。由于64层及以上的MSCT与CMRI的时间分辨力及容积计算方法相似,因而两者评估MM结果明显相关。有研究结果表明,CCTA评估左心室MM与CMRI的相关度达到0.97;有研究证明右心室MM与CMRI的相关度为0.82。 
1.3 室壁运动 心脏射血功能的完成依赖于室壁(主要是左心室壁)心肌组织的舒缩运动,缺血及被瘢痕组织代替的室壁表现为收缩期增厚率、节段性室壁运动异常,室壁收缩期增厚率、运动形式的异常可较敏感、特异的反映心肌缺血状况。目前MSCT对于室壁厚度测量、室壁运动评估的研究均集中于左心室,通过测量室间隔和左室后壁厚度可估算左心室舒张末期厚度(EDWT)、收缩末期厚度(ESWT),利用两者相减的结果可以计算室壁增厚率、评估室壁运动状况。有研究结果表明,利用双源CT测得的室壁厚度结果与利用超声测得的室壁厚度结果相比具有较高的相关性。MSCT采用美国心脏学会(AHA)推荐的左心室壁17段分段法及牛眼图,综合考虑心内膜偏移程度、心肌收缩程度后评估左心室运动方式,通过定性、定量、半定量方法评价左心室壁运动,具体如下:(1)定性分析。通过在心脏短轴位上动态观察心室壁在收缩末期至舒张末期之间的运动实现,心壁被分为运动正常、运动减退、运动消失、反常运动、室壁瘤形成5种情况。(2)定量分析。测量各节段舒张期-收缩期室壁增厚率,综合考量内膜偏移程度后对室壁运动进行量化。(3)半定量分析。按照运动正常(1分)、运动减退(2分)、运动消失(3分)、反常运动(3分)、室壁瘤形成(3分)标准,将定性分析中的5种室壁运动状态进行评分;MSCT与MRI、超声心动图室壁运动评估相关性研究结果,证实了MSCT评价室壁运动具有较高的可重复性与准确性[5]。
2 MSCT心功能分析所存在的不足之处
2.1 心率限制 服用β-受体阻滞剂会增加心缩末期容积,降低心室射血分数、每搏输出量、心输出量,因而不建议心功能分析患者检查前口服β-受体阻滞剂。在此种条件限制下,当应用探测器排数较低的MSCT进行心功能分析时,较低的时间分辨率会导致运动伪影而影响分析结果。另外在时间分辨率较低的前提下,很难获取仅维持80~200 ms的心室收缩末期图像,导致对LVESV的高估及对LVEF的低估。随着MSCT的发展,目前后64排超高端CT门架旋转速度大多数可以达到0.33 s,时间分辨率明显提高,心率限制所带来的消极因素正在减少。
2.2 辐射剂量与对比剂 心功能分析时无法采用前瞻性门控扫描,因而患者要接受更多的X射线辐射暴露,导致潜在患癌风险的增加。为将MSCT心脏扫描的不良作用降至最低,目前采用管电流调控技术、低管电压、迭代重建等多种方法减低辐射剂量,应用低剂量扫描方案的冠状动脉、心功能分析一站式心脏检查,其平均辐射剂量可以低至(3.99±1.85)mSv[6]。心肌、心血池在CT平扫图像中缺乏良好对比,必须在注射含碘造影剂后才能进行心功能分析操作,碘剂过敏及对比剂导致的肾功能损害是应该考虑的不良因素。 
2.3 左心室壁运动功能评估不足 相对于其他房室,MSCT对心肌缺血性病变导致的左心室功能下降研究较多。有研究结果表明,常用的EF值等左心室容积指标并不能全部反映左心室缺血性病变导致的左室收缩功能异常,虽然17节段牛眼图可以评估左心室运动,但是其对于心底部运动的评估价值有限。
3 小结
  综上所述,随着MSCT时间、空间分辨率的提高及辐射剂量的减低,CT心脏扫描已成为评价心血管疾病重要方法之一。虽然不推荐将MSCT心功能分析独立在临床中大规模应用,但是在冠状动脉血管成像基础上一站式进行心功能分析还是合理、可行的,相信随着CT设备硬件及后处理水平的提高,MSCT在心功能评价方面的应用会越来越广泛。
基金项目:
基金项目:上海市松江区科学技术攻关项目(19SJKJGG44)
作者简介:
参考文献:

 参考文献

[1] 宋兰,张竹花,王怡宁,等. 64层螺旋CT在陈旧性心肌梗死患者左心室整体功能评价中的应用价值[J]. 中国医学科学院学报,2009,31(2):221-226.
[2] 高茜.左心房容积及功能的双源CT评价初步研究[D]. 南方医科大学,2014.
[3] 赵国芳,赵会军,湛东伟,等.心房颤动患者左心房功能多排CT与超声心动对照研究[J]. 心肺血管病杂志,2019,38(5):529-532,549.
[4] Budoff MJ,Ahmadi N,Sarraf G,et al. Determination of left ventricular
mass on cardiac computed tomographic angiography[J]. Acad Radiol,
2009,16(6):726-732.
[5] Nasis A,Moir S,Seneviratne SK,et al. Assessment of left ventricular
volumes,ejection fraction and regional wall motion with retrospective
electrocardiogram triggered 320-detector computed tomography:a
comparison with 2D-echocardiography[J]. Int J Cardiovasc Imaging,
2012,28(4):955-963.
[6] Lim SJ,Choo KS,Park YH,et al. Assessment of left  ventricular function
and volume in patients undergoing 128-slice coronary CT angiography
with ECG-based maximum tube current modulation:a comparison with
echocardiography[J]. Korean J Radiol,2011,12(2):156-162.
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