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实时心肌声学造影定量与半定量图像分析方法检测存活心肌价值的对比研究

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.8O. 中华医学超声杂志(电子版)2011年6月第8卷第6期Chin J Med U|trasound(Electronic Edition),June 2011,Vol 8,No.6 .临床研究. 实时心肌声学造影定量与半定量图像分析方法检测 存活心肌价值的对比研究 郝骥祁春梅武维恒 李东野冯建启 蔡文标 【摘要】 目的评价并比较实时心肌声学造影(RT—MCE)半定量、定量不同图像分析方法检测 存活心肌的临床价值。方法对27例经彩色超声检查存在左心室壁节段运动障碍的冠心病患者,进 行RT—MCE、冠状动脉造影及介入治疗,所有狭窄病变行完全血运重建。RT—MCE图像按美国超声心 动图学会l6节段划分法获得各运动异常节段显影。图像分析半定量为目测半定量;定量分析法采用 QLab软件得出各节段的p值及A×p值,其中B值反映心肌血流速度,A×B值反应心肌血流量。术 后1、3、6个月时复查心脏超声,以冠状动脉血运重建后室壁节段运动功能改善为判断存活心肌的金 标准。采用图像分析半定量与定量方法对存活心肌进行对比研究。结果在本研究条件下,目测半 定量法检测存活心肌的灵敏度、特异度及准确度分别是70.8%、75.3%、72.5%;定量分析法中各节段 A值以3.83、B值以0.39和A×B值以1.41为截断点,诊断存活心肌的灵敏度、特异度及准确度分别 是81.3%、76.6%、78.2%和84.8%、78.7%、80.7%及76.6%、86.5%、80.3%,RT—MCE A值定量法 检测存活心肌的灵敏度、p值定量法检测存活心肌的灵敏度和A× 值定量法检测存活心肌的特异 度比目测半定量法均有明显提高(81.3%和70.8%;84.8%和70.8%;86.5%和75.3%,P均<0.05)。 结论实时心肌声学造影半定量分析法及定量分析法检测存活心肌有较高的临床价值,定量分析法 价值更大。 【关键词】冠状动脉疾病;超声心动描记术;造影剂;存活心肌 Comparison of semi-quantitative real・time myocardial contrast echocardi0graphy to quantitative real- time myocardial contrast echocardiography in dectecting viable myocardium HAO Ji ,QI Chun—mei, WU Wei—heng,LI Dong—ye,FENG Jiaa—qi,CAI Wen—biao. Department of Cardiology,the Second Afifliated Hospital fo Xuzhou Medical College,Xuzhou 221002,China 【Abstract】 Objective To compare the value of semi—quantitative real—time myocardial contrast ech— ocardiography to quantitative RT—MCE in detecting viable myocardium.Methods Twenty—seven hospitalized patients with regional wall motion abnormalities(RWMA)according to routine echocardiography underwent RT—MCE,coronary angiography and percutaneous coronary intervention.Every segment image were acquired and evaluated according 16 segment models of American Society of Echocardiography.Observe the motion of every segment by echocardiography after 1,3,6 months.The images of RT—MCE were analyzed semi—quanti— tatively and quantitatively from microbubble replenishment curves for myocardial perfusion by using the QLab software.The gold standard is that the motion of ventricular segment get better after PCI.Results The sen— sitivity,speciifcity and accuracy of semi—quantitive RT—MCE in detecting viable myocardium were 70.8%. 75.3%,72.5%.The sensitivity、specificity and accuracy of quantitive RT—MCE in detecting viable myocar— dium were 81.3%,76.6%,78.2%and 84.8%,78.7%,80.7%and 76.6%,86.5%,80.3%respectively when A was 3.83 andB was 0.39 and A×B was 1.4l as a cut off point.Compared with semi.quantitive RT—MCE the sensitivity of A、B and the speciifcity of A×B quantitative RT-MCE raised(81.3%vs 70.8%; 84.8%vs 70.8%;86.5%vs 75.3%,all P<0.05)in detecting viable myocardium.Conclusion Semi— quantitative and quantitative RT—MCE can be used as valuable measures to detect viable myocardium,quanti— tative RT—MCE have more value in detecting viable myocardium than semi・quantitative RT-MCE. 【Key words】 Coronayr disease;Echocardiography;Contrast media;Viable myocardium DOI:10.3877/cma.j.issn.1672-6448.201 1.06.028 作者单位:221000徐州矿务集团总医院(徐医二附医院)心内科(郝骥、祁春梅、武维恒、冯建启、蔡文标);徐 州医学院心血管病研究所(李东野) Ql1年6月第8卷第6期Chin J Med Ultrasound(Electronic Edition).June 2011.Vol 8.No.6 新近出现的脉冲反向、能量调制超声成像技术 配合以第二代超声造影剂,能够以低能量超声探头 获取实时的心肌造影图像。实时心肌声学造影(re— al—time myocardial contrast echocardiography,RT— 有充分的造影剂充填后,触发高能量脉冲(10帧,机 械指数为1.7)发放以破坏心肌内的造影微泡,随即 仪器自动转换为低能量实时造影状态,取心尖两腔、 四腔和长轴切面记录心肌内造影微泡的再充盈过程 (图1)。采集自高能脉冲发放后的15个心动周期 的连续图像进入电影回放,存人光盘以供脱机分析。 3.心肌声学造影目测半定量法分析:通过观测 不同区域的造影增强程度而评分分级,其评分标准 如下:O分为无造影增强;1分为轻度增强;2分为中 度造影增强;3分为强造影增强。存活心肌的检测 MCE)技术是采取瞬间高能量的脉冲破坏心肌内的 造影剂微泡,然后转为低能量脉冲发射方式,可以实 时地显示心肌内造影剂微泡的再充盈过程,并可通 过分析时间.强度关系来评价心肌血流量¨l2 J。RT. MCE检测存活心肌的图像分析方法包括目测半定 量法和定量分析法,目测半定量法通过观测不同区 域造影增强程度而评分分级;定量分析法是分别于 造影剂充分显影的正常心肌节段、正常与病变的临 界节段(有造影剂充填但是肉眼观察充填不良)及 病变节段勾画感兴趣区,经仪器配套QLAB软件得 出该节段心肌自显影直至消失的时间.强度曲线及 相关定量指标值。本研究将对RT—MCE目测半定量 和定量两种不同图像分析方法检测存活心肌的价值 逐一探讨并进行比较,同时对定量分析法定量检测 存活心肌指标的具体数值进行探讨。 资料与方法 一、研究对象 2009年1月至2010年1月我科收治的冠心病 患者27例,经彩色多普勒超声心动图检查存在左心 室室壁节段运动障碍。其中男l5例,女12例;平均 年龄(58.0±12.5)岁。人选标准:临床诊断冠心 病;超声心动图示左心室室壁运动节段性运动障碍; 冠状动脉病变行完全血运重建(其中狭窄程度 70%~90%的冠状动脉血管为8个,狭窄程度 90%~99%的冠状动脉血管为15个,狭窄程度 100%的冠状动脉血管为4个)。为排除非冠状动 脉病变因素对心肌微血管灌注的影响并从临床安全 等方面考虑,排除以下疾病:严重的心律失常;风湿 性心脏瓣膜病;扩张型心肌病;心包积液;心功能3、 4级;严重的阻塞性肺病;超声透声条件太差不能获 取满意图像者。 二、仪器和方法 1.采用HP 7500型彩色多普勒诊断仪,s3超声 探头频率为1—3 MHz。选择MCE实时造影模式, “ANGLO”能量显示方式,机械指数调整0.1,闪烁帧 频为14 s,调整彩色增益至50%,余设置按照仪 器默认值。本设置在整个试验过程中保持不变。 2.实时心肌声学造影:注射用六氟化硫微泡 (SonoVue)第二代超声造影剂,59 mg/支,以5 m1生 理盐水稀释,每次取2.5 ml静脉推注,推注速度根 据每个患者的图像清晰度适当进行调整。待心肌内 标准为:室壁运动异常但MCE评分≥2分的节段。 4.心肌造影图像定量法分析:将采集的动态图 像回放导入计算机,采用QLab定量分析软件进行 脱机分析。将受呼吸运动、心脏跳动、声影和衰减影 响严重不能分析的节段剔除。采用美国心脏超声学 会提供的左心室16段划分法,对采集的图像进行分 析。将感兴趣区(5 mm×5 mm)置于每一节段的中 央,分析高能脉冲发放后15个心动周期内的心肌造 影微泡的再充盈过程,手动跟踪调节感兴趣区以确 保其始终位于每一节段的。计算机逐帧计算每 帧图像感兴趣区内的像素强度,根据指数曲线拟合 公式:Y(t)=A・(1一exp—Bt)+c自动计算出 A值和13值(图2)。A代表微血管横截面积或血容 量(dB),B代表血流速度(s ),A×p代表血流量 (dB/s)。 5.冠状动脉造影及介入治疗:冠状动脉造影由 经验丰富的心内科医师在RT—MCE检查后1—5 d (平均2.7 d)于导管室进行,进行多角度透视显像, 冠状动脉造影结果由计算机进行分析,按照冠状动 脉粥样硬化指南对冠状动脉狭窄程度75%以上的 病变进行支架置入治疗,可进行完全血运重建者人 选试验。 6.室壁运动评价标准:应用美国超声心动图协 会推荐的16节段法观察左心室壁运动,采用目i贝0半 定量评分:运动正常1分,运动减弱2分,无运动3 分,矛盾运动4分。 7.判断存活心肌的金标准 J:术后1、3、6个月 时复查心脏超声,了解各室壁节段运动情况,与术前 左心室室壁运动做比较,3次检查中只要有一次室 壁运动较术前改善≥1分即判定为有改善,以室壁 运动较术前改善作为判断存活心肌的金标准。 三、统计学处理 应用SPSS 13.0软件,得出各指标的最佳灵敏 度及特异度;率的差异比较采用)( 检验;以P< 0.05为差异有统计学意义。 中华医学超声杂志(电子版 2ol1年6月第8卷第6期Chin j Med Ul ̄asound(Electronic Edition),June 2oll,V0l 8,No.6 结 果 1.27例患者经静脉注射造影剂后无1例出现 过敏、休克或其他不适。 2.冠状动脉造影结果示单支病变19例,双支 病变8例,狭窄程度70%~90%的冠状动脉血管8 个,狭窄程度90%~99%的冠状动脉血管15个,狭 窄程度100%的冠状动脉血管4个。所有患者均行 完全血运重建及术后第1、3、6个月心脏超声随访。 27例患者左心室节段432个,行完全血运重建的病 变血管支配的心肌节段排除显影不良者后共获得 182个。根据判断存活心肌的金标准,该182个节 段中有1I7个节段为存活心肌,65个节段为非存活 心肌。 3.RT.MCE目测半定量法分析中,金标准判断 117个节段为存活心肌,普通RT—MCE目测半定量 法检测出88个节段,29个节段未检测出;金标准判 断65个节段为非存活心肌,普通RT.MCE目测半定 量法检测出53个节段,12个节段未检测出。诊断 存活心肌的灵敏度、特异度、准确度分别是70.8%、 75.3%、72.5%。 4.RT-MCE定量分析法中,经随机配套QLab定 量分析软件得出相应各个节段的A值[(3.91± 1.26)dB]、p值[(0.45±0.17)s ]和A×p值 [(1.55±0.33)dB/s]:各节段A值以3.83为截断 点,即当A值>3.83判定为存活心肌,否则为非存 活心肌。诊断存活心肌的灵敏度、特异度及准确度 分别是81.3%、76.6%、78.2%,此时的灵敏度 (0.81)与特异度(0.77)之和为最大(1.58),误诊率 与漏诊率之和为最小(0.42);各节段B值以0.39 为截断点,即当B值>0.39判为存活心肌,否则为 非存活心肌,诊断存活心肌的灵敏度、特异度及准确 度分别是84.8%、78.7%、80.7%,此时的灵敏度 (0.85)与特异度(0.79)之和为最大(1.64),误诊率 与漏诊率之和为最小(0.36);各节段A X B值以1. 4l为截断点,即当A×B值>1.41判为存活心肌, 否则为非存活心肌,诊断存活心肌的灵敏度、特异度 及准确度分别是76.6%、86.5%、80.3%。此时的 灵敏度(O.77)与特异度(0.87)之和为最大(1.64), 误诊率与漏诊率之和为最小(0.36)。 5.RT-MCE A值定量法检测存活心肌的灵敏 度、p值定量法检测存活心肌的灵敏度和A×p值 定量法检测存活心肌的特异度较半定量法均有明显 提高(81.3%,70.8%;84.8%,70.8%;86.5%, 75.3%,P均<0.05,表1~3)。 表1 RT-MCE半定量法与A值定量法检测 存活心肌灵敏度比较 注:与R1一MCE半定量法比较, P<O.05 表2 RT-MCE半定量法与B值定量法检测 存活心肌灵敏度比较 注:与RT-MCE半定量法比较, P<0.05 表3 RT—MCE半定量法与A×B值定量法 检测存活心肌灵敏度比较 注:与RT—MCE半定量法比较, P<O.05 讨 论 RT-MCE技术是近年来临床开展的一项评估心 肌微循环灌注功能的无创超声心动图新技术,可通 过心肌微循环灌注的充盈情况检测存活心肌。与核 医学成像技术相比具有简单、无放射性、价廉可靠的 优点。研究证明,通过上述方法评价的心肌灌注结 果与单光束发射计算机断层摄影术(single photone. mission—computed tomography,SPECT)和放射性微球 得到心肌血流量具有很好的一致性 引。过去心肌 声学造影多通过目测半定量法来评价心肌灌注,但 是半定量方法存在着一定的主观性和很强的经验依 赖性,可重复性较差 j。近年来,定量实时心肌声 学造影技术使连续观察心肌内造影微泡的充盈过程 成为可能,目前已开发应用多个配套的定量分析软 件使图像分析变得更精确、更客观。本研究使用 QLab软件对27例患者的RT—MCE图像进行定量分 析,并与目测半定量法分析结果进行了比较,提出了 A值以3.83、B值以0.39和A×B值以1.41为截 断点,诊断存活心肌的灵敏度、特异度及准确度分别 为81.3%、76.6%、78.2%和84.8%、78.7%、 201i年6月第8卷第6期Chin J Med Ultrasound(Electronic Edition).June 2011.v0I 8.N0.6 80.7%及76.6%、86.5%、80.3%,对定量指标的具 (本文图1,2见光盘) 体数值进行了探讨。其中,A值代表血容量、B值代 表血流速度、A X B值代表血流量。与既往研究中 参考文献 把A×p值小于0.23作为判断坏死心肌及A X B l Tomlinson DR,Becher H,Selvanayagam JB.Assessment of myocardi- 值>1.5作为判断存活心肌的结果有一定差别 I7一, al viability:comparison of echocardiography versus cardiac magnetic 原因主要与人选患者冠状动脉狭窄程度、声学造影 resonance imaging in the current era.Heart Lung Circ,2008,17 剂注射方式等因素有关。与目测半定量法检测存活 (3):173—185. 心肌的灵敏度、特异度及准确度分别为70.8%、 2 Muellerleile K,Barmeyer A,Groth M,et a1.Assessment of myocardi— al viability in ischemie heart disease by cardiac magnetic resonance 75.3%、72.5%相比,定量分析法诊断价值更高。 imaging.Minerva Cardioangiol,2008,56(2):237-249. 既往多以正电子发射计算机断层成像(positron 3 Van Camp G,Ay T,Pasquet A,et a1.Quantification of myocardial emission tomography,PET)作为判断存活心肌的金标 blood flow and assessment of its transmural distribution with real— 准,近年来有研究以完全血运重建后室壁节段运动 time power modulation myocardial contrast echoeardiograph.J Am 功能改善作为判断存活心肌的金标准 J,血运重建 Soc Eehoeardiography,2003,16(5):263-270. 的目的是恢复正常血液供应可促进室壁运动恢复, 4郭士遵,舒先红,潘翠珍,等.心肌声学造影结合多巴酚丁胺负荷 试验探讨冠心病心肌灌注与心肌收缩功能的关系.中华超声影 从而改善心功能,所以用完全血运重建后室壁节段 像学杂志,2005,14(7):485-489. 收缩功能改善作为判断存活心肌金标准更具有临床 5 Tsutsui JM,Xi;F,O’Leary EL,et a1.Diagnostic accuracy and prog— 意义。以完全血运重建后室壁节段运动功能改善作 nostic value of dobutamine stress myocardila contrast echoeardio— 为判断存活心肌金标准的研究中,观察完全血运重 graphy in patients with suspected acute coronary syndromes.Echo- cardiography,2005;22(6):487-495. 建后室壁节段收缩功能改善情况多根据术后2至5 6 Shimoni S,Frangogiannis NG t Aggeli CJ,et a1.Identification of hi— 个月时1次心脏彩色超声检查结果,本研究观察术 bemation myocardium with quantitative intravenous myocardial con— 后1、3、6个月时3次心脏彩色超声了解室壁运动情 trast echoeardiography,comparison with dobutamine eehocardio— 况,只要有1次室壁运动改善即认为有改善,判断为 rgaphy and Thallium-201 scintigraphy.Circulation,2003,1 07(4): 存活心肌。这样一方面可以检测出功能恢复较慢的 538-544. 7张稳住,查道刚,余梦菊,等.心肌声学造影定量心肌血流判断 那部分存活心肌,另外还可以减少新发心肌梗死及 存活心肌的试验研究.中华心血管病杂志,2003,21(3): 支架内再狭窄对本次完全血运重建后室壁运动功能 215-219. 恢复的影响本研究中,与RT—MCE半定量分析法相 8杨跃进,杨伟宪,史蓉芳,等.药物负荷超声心动图与双核索心肌 比,定量分析法在评价心肌灌注的客观性、可操作性 显像对比检测存活心肌.中华心血管病杂志,2005,33(4):323- 和精确性方面更具优势。定量实时心肌声学造影是 327. (收稿日期:2010-02-09) 一项安全、准确的检测存活心肌的方法,简便易行, (本文编辑:杨咏莉) 无放射性损伤,可在床边进行,临床应用价值更大。 郝骥,祁春梅,武维恒,等.实时心肌声学造影定量与半定量图像分析方法检测存活心肌价值的对比研究[J/CD].中华医 学超声杂志:电子版,2011,8(6):1325—1331. 读者.作者.编者 本刊“临床病例荟萃"及“图像浏览"栏目征稿 为充分发挥电子版杂志超大容量的优势并使所设栏目更加贴近临床超声诊断工作,本刊征集疑难病例、罕少见病例或有 经验教训及误诊风险的病例。来稿要求:所提供疑难病例的临床资料应齐全,包括病例摘要、实验室检查、超声表现(超声静 态及动态图像)、超声诊断或超声提示、CT、MRI等影像检查结果及图像、手术所见、病理诊断结果及图片、最后诊断及确诊依 据、分析讨论、鉴别诊断及文献复习。可参照本期“临床病例荟萃”及“图像浏览”栏目所刊登的文章进行撰写。 

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