多种快速评估右心室收缩功能方法比较：心脏磁共振多中心研究.docx

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心脏磁共振多中心研究
 
 
罗琳NgMing-Yen何健龙陈燕马玉佩贾亦真沈新
【Summary】目的比较磁共振评估右心室收缩功能几种主观及客观半定量快速方法的诊断准确性。方法回顾性分析多中心心脏磁共振(CMR)扫描161例不同疾病及正常志愿者的影像资料,使用右心室射血分数(RVEF)、目测评估、三尖瓣环收缩位移、右心室缩短率、右心室面积变化率(RVFAC)、右心室心肌纵向应变/应变率、右心室心肌径向应变/应变率分别测量评估右心室收缩功能,统计分析各快速评估方法与传统方法RVEF的相关性。结果各快速评估方法在RVEF≥45%者(99例)与RVEF<45%者(62例)的差异均有统计学意义(P均<)。ROC曲线结果显示各快速评估方法对RVEF<45%均具有较高的诊断准确性,且均具有较高的灵敏度,其中RVFAC的灵敏度、特异度最均衡。结论CMR快速评估右心室收缩功能的主观及客观半定量方法均具有较高的
诊断准确性,受过训练的有经验医师可以使用目测评估,经验欠缺的医师可以选择任一种快速半定量方法评估右心室收缩功能,尤以RVFAC为佳。
【Key】心脏磁共振;快速评估;目测评估;右心室收缩功能;心肌应变;心肌病
【Abstract】ObjectiveTocomparethediagnosticaccuracyofseveralsubjectiveandobjectivesemi-quantitativeMRImethodsforrapidevaluationoftherightventricularsystolicfunction. MethodsThecardiacmagneticresonance(CMR)(RVEF)(TAPSE),rightventricularfractionalshortening(RVFS),rightventricularfractionalareachange(RVFAC),rightventricularlongitudinalstrain(RVLS)/strainrate(RVLSSR)andrightventricularradialstrain(RVRS)/strainrate(RVRSSR),RVFS,RVFAC,RVLS,RVLSSR,RVRSandRVRSSRsignificantlydifferedbetweenRVEF≥45%(n=99)andRVEF<45%(n=62)inpatientswithdifferentdiseasesandhealthyvolunteers(P<).EachrapidmeasurementmethodevaluatedbyROCcurvehadrelativelyhigh
diagnosticaccuracyandsensitivitywhenRVEF<45%.--quantitativerapidmethodtoquicklyevaluatetherightventricularsystolicfunction,preferablytheRVFAC.
【Keywords】Cardiacmagneticresonance;Rapidassessment;Visualevaluation;Rightventricularsystolicfunction;Myocardialstrain;Cardiomyopathy
在多種心脏疾病中,右心室收缩功能是心血管疾病发病率和病死率的独立预测指标[1]。心脏磁共振(CMR)已经成为评价右心室收缩功能的金标准。通常在无瓣膜反流情况下根据左、右心室每搏输出量相等原则先行评估左心室功能以使右心室收缩功能更准确,而由于右心室底部解剖结构的特殊性及复杂性、右心室心肌较薄,勾画困难,耗时较长,需要规范、专业培训才能准确评估右心室收缩功能,对于临床工作是个很大的负担[2]。尽管人工智能的应用已能逐步减轻医师的工作量,但大部分人工智能仍在研究中未广泛应用于临床。因此,寻求简便、快速且准确评估右心室收缩功能的方法仍然非常必要。本中心既往已对原发性心肌病的右心收缩功能进行过快速评估研究,初步取得较好的结果[3]。本研究在原有的研究基础上进行多中心、多机型、不同场强磁共振对多种不同的疾病及正常志愿者进行研究,使用原有的快速评估右心室收缩功能方
法,同时结合近年来热门的心肌应变(strain)技术评估右心室收缩功能,以探寻广泛适用于评估右心室收缩功能的快速方法。
对象与方法
一、研究对象
回顾性分析了2015年3月至2019年6月在香港大学深圳医院及香港大学李嘉诚医学院2个中心3部不同机型及场强行CMR检查的250例各种不同疾病的CMR图像,排除标准为:图像质量不佳(呼吸运动、心律失常)、瓣膜严重返流或其他原因所致右心室游离壁显示不清的病例,共入组161例病例[包含148例不同疾病患者及13名正常志愿者,其中男5名、女8名,年龄(35±15)岁],男110例、女51例,年龄(50±16)岁。所有病例在CMR检查前均签署了知情同意书。本研究经香港大学深圳医院医学伦理委员会批准。
根据文献标准及指南,右心室收缩功能的金标准为磁共振右心室射血分数(RVEF),右心收缩功能下降定义为RVEF<45%。将入组患者分成RVEF<45%组(62例)和RVEF≥45%组(99例)。患者一般资料见表1。
二、检查设备与方法

在香港大学深圳医院,,联合6通道表面相控阵线圈和相对应的2~3个脊柱相控阵线圈进行了常规心脏的定位、扫描。电影序列(包括二腔心电影、三腔心电影、四腔心电影、包含左心室及右心室从心底部至心腔部层面的短轴电影)采用回顾性心电门控平衡式稳态自由进动梯度回波(SSFP)序列扫描。共采集25个期相,短轴
电影根据心脏大小采集8~13个层面不等,其他电影序列各一层。扫描参数为:短轴电影层厚8mm,层间距0mm,矩阵192×100,时间分辨率40ms,×,,,翻转角77°。
在香港大学李嘉诚医学院,,。均行左心室二腔心、三腔心、四腔心、右心室二腔心、三腔心及包含左右心室的短轴电影序列扫描。电影序列采用回顾性心电门控平衡式稳态自由进动梯度回波(SSFP)序列,在呼气末采集图像。层厚8mm,层间距0mm,时间分辨率平均27~30ms,×,,,翻转角77°。共采集25个期相,根据心脏大小采集8~13个层面不等。

所有图像均导入CVI42后处理软件(CircleCardiovascularImaging,Calgary,Canada),在各个电影序列上观察左、右心室的运动,确定左室舒张末期、收缩末期、右心室舒张末期、收缩末期,然后分别进行各种方法的测量。

分别在左心室舒张末期、收缩末期勾画左室心内膜(不包括乳头肌)、心外膜,以舒張末期、收缩末期心肌质量指数相等为标准的条件下计算LVEF和左心室每搏输出量(LVSV);分别在右心室舒张末期、收缩末期勾画右心室心内膜(不包括乳头肌),根据四腔心电影序列检查定位线确定心底部层面,并参照右心室二腔心、三腔心电影确定右心室与右心房的分界、右心室流出道及肺动
脉瓣的位置以确定勾画右心室腔的轮廓,以LVSV与右心室每搏输出量(RVSV)相等的标准(允许5%的误差)计算准确的RVEF[4]。

观察四腔心电影,分别测量舒张末期右心室心尖至三尖瓣环侧面距离(LengthED)和收缩末期右心室心尖至三尖瓣环侧面距离(LengthES),以LengthED-LengthES计算三尖瓣环收缩位移(TAPSE)及右心室缩短率(RVFS),RVFS=TAPSE/LengthED。

观察四腔心电影,分别测量右心室舒张末期面积(RVareaED)和右心室收缩末期面积(RVareaES),计算右心室面积变化率(RVFAC),RVFAC=(RVareaED-RVareaES)/RVareaED。

在四腔心电影舒张末期勾画右心室心内膜及游离壁的心外膜,Tissuetracking自动追踪分析右心室游离壁的应变,获得右心室纵向应变(RVLS)、右心室纵向收缩应变率(RVLSSR)、右心室径向应变(RVRS)、右心室径向应变率(RVRSSR),测量值均取绝对值(图1)。

由2名有4年以上专门从事心脏磁共振诊断工作并取得国际心血管磁共振协会(SCMR)二级(LevelⅡ)认证的放射科医师分别在不知道患者资料的情况下观察所有能提供相关右心室信息的图像(包括四腔心电影、短轴电影),对各
个病例的右心室收缩功能进行目测评估,目测评估RVEF<45%记为“1”,RVEF≥45%记为“0”。
三、统计学处理
使用STATA14(StataCorp,CollegeStation,TX,USA)对所有数据进行统计学分析。符合正态分布的连续变量以表示,组间比较采用独立样本t检验。计数资料用例(%)表示,组间比较用χ2检验或者Fisher确切概率法。采用Pearson或Spearman秩相关分析变量间的相关性。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析各评估方法的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及各半定量方法的阈值,并用Kappa分析诊断一致性。P<。
结果
一、RVEF≥45%组和RVEF<45%组一般资料比较
RVEF≥45%组和RVEF<45%组比较,性别、身高、体表面积、缺血性心肌病比例、非缺血性扩张性心肌病比例、肥厚性心肌病比例比较差异均有统计学意义(P均<),其他资料比较差异均无统计学意义(P均>),具有可比性。
二、各种测量右心室收缩功能参数比较
161例患者分成RVEF≥45%组和RVEF<45%组,各种测量右心室收缩功能参数见表2。
三、ROC曲线评估结果
各快速测量方法诊断RVEF<45%的曲线下面积(AUC)、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及RVEF<45%时相应阈值、诊断一致性分析见表3。
各种快速评估右心室收缩功能方法除RVLSSR(AUC=)外,。其中RVFS、RVFAC及医师1的诊断准确性最高(、、),与其他参数的AUC比较差异均有统计学意义(P<),三者之间比较差异无统计学意义(P>)。
右心室心肌应变各参数与RVEF具有中等程度的一致性(~),其余快速评估右心室收缩功能参数均与RVEF具有中等-高度的一致性(Kappa值均>)。医师1具有最均衡的灵敏度(88%)和特异度(94%),与RVEF的诊断一致性最高(Kappa值=)。
四、各快速评估右心室收缩功能参数与RVEF相关性
TAPSE、RVFS、RVFAC、RVLS、RVLSSR、RVRS、RVRSSR各参数经检验均符合正态分布,Pearson相关分析显示TAPSE、RVFS、RVFAC、RVLS、RVLSSR、RVRS、RVRSSR与RVEF均呈正相关(、、、、、、,P均<);目测分析为分类变量,不符合正态分布,使用Spearman秩相关分析医师1、医师2与RVEF的相关性,、,P均<。
讨论
快速右心室收缩功能评估方法包括主观目测评估及各种客观定量/半定量方法。本研究分析了161例病例(包括148例不同疾病患者及13名正常志愿者)在多