飛利浦工作站和西門子工作站測(cè)定門控心肌灌注顯像心功能參數(shù)的比較研究*

蔣志新，王道宇，何作祥

門控心肌灌注顯像既能了解心肌血流灌注情況，又能獲得心功能參數(shù)，如左心室射血分?jǐn)?shù)、舒張末期容積、收縮末期容積。與其它心功能檢測(cè)方法(心導(dǎo)管檢查［1，2］、心血池顯像［3］、心臟磁共振成像［4］)相比，結(jié)果之間有較好的相關(guān)性。目前，門控心肌灌注顯像在歐美國家已經(jīng)成為測(cè)定心功能的常規(guī)檢查手段，并被用于評(píng)價(jià)負(fù)荷試驗(yàn)后心肌頓抑，提高了冠心病診斷的靈敏性與特異性。不同工作站作為圖像重建與定量分析的平臺(tái)，可能會(huì)影響門控心肌灌注顯像的心功能參數(shù)，國外已有少量相關(guān)報(bào)道［5］，本研究就此比較飛利浦工作站與西門子工作站使用定量門控SPECT軟件(QGS)測(cè)定的門控心肌灌注顯像心功能參數(shù)。

1 資料與方法

患者資料:從2008-02至2009-05期間于我院同一中心行門控心肌灌注顯像的患者中，連續(xù)選取疑似或確診為冠心病的51例患者，其中男性36例(71%)，女性15例(29%)，平均年齡(57.4±8.2)歲。根據(jù)門控心肌灌注顯像所得收縮末期容積大?。?，7］，將患者分為兩組:小心臟組，收縮末期容積＜30ml，15例，男性4例(27%)，女性11例(73%);非小心臟組，收縮末期容積≥30ml，36例，男性32例(89%)，女性4例(11%)。

門控圖像采集:圖像采集用西門子e.cam單探頭單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像儀(SPECT)，配以平行孔低能高分辨準(zhǔn)直器，能峰140 kev，窗寬20%。以心電圖R波觸發(fā)門電路同步采集，R-R窗寬100%，每個(gè)心動(dòng)周期分為8幀圖像。探頭繞心臟旋轉(zhuǎn)180°(自右前斜45°至左后斜45°)，共64個(gè)投影，每個(gè)投影采集15 s。矩陣64×64，放大倍數(shù)1.45。

圖像處理:①將原始圖像分別傳送到飛利浦工作站(Extended Brilliance Workspace，EBW-NM 1.1.1A)與西門子工作站(SyngoMI Applications 2007A)，分別進(jìn)行圖像重建。②圖像重建條件相同:濾波反投影法(Butter-Worth濾波，截止頻率0.45，陡度因子5)，放大倍數(shù)1.0。飛利浦工作站圖像重建使用AutoSPECT Pro，西門子工作站使用Autocardiac 6.5.9.8。③經(jīng)飛利浦工作站重建后的圖像，再經(jīng)飛利浦工作站與西門子工作站的QGS軟件對(duì)其進(jìn)行定量分析，計(jì)算左心室射血分?jǐn)?shù)、舒張末期容積與收縮末期容積;經(jīng)西門子工作站重建后的圖像，同樣再經(jīng)飛利浦工作站與西門子工作站的QGS軟件對(duì)其進(jìn)行定量分析。飛利浦工作站QGS軟件集合于AutoQuant 7.0，西門子工作站QGS軟件集合于Cedars Cardiac Quantification(CCQ)6.5.9.1。

心功能參數(shù)的比較:①兩種工作站重建的比較:經(jīng)飛利浦工作站圖像重建，再通過飛利浦工作站QGS軟件計(jì)算出的心功能參數(shù)(即飛-飛參數(shù))與經(jīng)西門子工作站圖像重建，再通過西門子工作站QGS軟件計(jì)算出的心功能參數(shù)(即西-西參數(shù))之間的比較。②同種工作站重建的比較:飛-飛參數(shù)，與經(jīng)飛利浦工作站圖像重建，再通過西門子工作站QGS軟件計(jì)算出的心功能參數(shù)(即飛-西參數(shù))之間的比較;經(jīng)西門子工作站圖像重建，再通過飛利浦工作站QGS軟件計(jì)算出的心功能參數(shù)(即西-飛參數(shù))，與西-西參數(shù)之間的比較。③兩組患者心功能參數(shù)的分別比較。

統(tǒng)計(jì)分析:采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，計(jì)數(shù)資料結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)差表示。一致性評(píng)價(jià)采用Bland-Altman分析，相關(guān)性研究采用Spearman相關(guān)分析，并通過雙側(cè)配對(duì)t檢驗(yàn)檢測(cè)均數(shù)差異，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩種工作站重建時(shí)心功能參數(shù)的比較

飛-飛參數(shù)與西-西參數(shù)之間左心室射血分?jǐn)?shù)差值的均值明顯低于0，而舒張末期容積以及收縮末期容積差值的均值明顯高于0(圖1)，95%一致性界限分別為－0.036～0.026、－3.10～8.36和－2.53～5.90。飛-飛參數(shù)與西-西參數(shù)之間左心室射血分?jǐn)?shù)、舒張末期容積以及收縮末期容積均有很好的相關(guān)性，r值分別為0.992、0.998和0.998，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P 均 ＜0.05)，見表1。

小心臟組，飛-飛參數(shù)與西-西參數(shù)之間左心室射血分?jǐn)?shù)、舒張末期容積以及收縮末期容積差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＜0.05)，見表2;95%一致性界限分別為－0.050～0.021、－0.29～5.22和 －2.16～5.22。非小心臟組，飛-飛參數(shù)與西-西參數(shù)之間左心室射血分?jǐn)?shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.61)，舒張末期容積與收縮末期容積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＜0.05)，見表2;95%一致性界限分別為－0.027～0.024;－3.93～9.32;－2.71～6.21。

圖1 心功能參數(shù)的Bland-Altman散點(diǎn)圖 a，b，c為飛-飛參數(shù)與西-西參數(shù)的比較，差值:飛-飛參數(shù) － 西-西參數(shù);d，e，f為飛-飛參數(shù)與飛-西參數(shù)的比較，差值:飛-飛參數(shù) －飛-西參數(shù)。---:差值的均值;—:95%一致性界限的上下限

表1 兩種工作站應(yīng)用不同QGS軟件測(cè)定門控心肌灌注顯像心功能參數(shù)的比較(，n=51)

表1 兩種工作站應(yīng)用不同QGS軟件測(cè)定門控心肌灌注顯像心功能參數(shù)的比較(，n=51)

注:*:飛利浦工作站、西門子工作站重建應(yīng)用各自QGS軟件分析△:飛利浦工作站重建應(yīng)用飛利浦工作站與西門子工作站QGS軟件分析▲:西門子工作站重建應(yīng)用西門子工作站與飛利浦工作站QGS軟件分析。－:無

差值(飛利浦－西門子)r值 t值 P值飛-飛參數(shù)與西-西參數(shù)*0.00±0.00 － － －左心室射血分?jǐn)?shù) －0.01±0.02 0.992 －2.31 0.03舒張末期容積(ml) 2.63±2.93 0.998 6.41 0.00收縮末期容積(ml) 1.69±2.15 0.998 5.60 0.00同種工作站重建飛-飛參數(shù)與飛-西參數(shù)△左心室射血分?jǐn)?shù) 0.00±0.01 0.999 0.00 1.00舒張末期容積(ml) －0.14±0.85 1.000 －1.16 0.25收縮末期容積(ml) 0.18±0.68 1.000 1.84 0.07西-西參數(shù)與西-飛參數(shù)▲左心室射血分?jǐn)?shù) 0.00±0.00 － － －舒張末期容積(ml) －0.02±0.14 1.000 －1.00 0.32收縮末期容積(ml)

2.2 同種工作站重建時(shí)心功能參數(shù)的比較

飛-飛參數(shù)與飛-西參數(shù)的比較:a.飛-飛參數(shù)與飛-西參數(shù)之間左心室射血分?jǐn)?shù)、舒張末期容積以及收縮末期容積差值的均值接近0(圖1)，95%一致性界限分別為－0.010～0.010、－1.80～1.52和－1.16～1.52。飛-飛參數(shù)與飛-西參數(shù)之間左心室射血分?jǐn)?shù)、舒張末期容積以及收縮末期容積也有很好的相關(guān)性，r值分別為0.999、1.000和1.000，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＞0.05)，表1。b.小心臟組，飛-飛參數(shù)與飛-西參數(shù)之間左心室射血分?jǐn)?shù)、舒張末期容積以及收縮末期容積差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＞0.05)。左心室射血分?jǐn)?shù)95%一致性界限為－0.008～0.010。非小心臟組，飛-飛參數(shù)與飛-西參數(shù)之間左心室射血分?jǐn)?shù)、舒張末期容積以及收縮末期容積差異也均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＞0.05)，左心室射血分?jǐn)?shù)95%一致性界限為－0.011～0.011。

表2 兩組在兩種工作站重建應(yīng)用各自QGS軟件測(cè)定門控心肌灌注顯像心功能參數(shù)的比較()

表2 兩組在兩種工作站重建應(yīng)用各自QGS軟件測(cè)定門控心肌灌注顯像心功能參數(shù)的比較()

注:見表1

差值(飛利浦－西門子)r值 t值 P值飛-飛參數(shù)與西-西參數(shù)*小心臟組(n=15)左心室射血分?jǐn)?shù) －0.01±0.02 0.974 －3.14 0.01舒張末期容積(ml) 2.47±1.41 0.995 6.79 0.00收縮末期容積(ml) 1.54±1.89 0.974 3.15 0.01非小心臟組(n=36)左心室射血分?jǐn)?shù) 0.00±0.01 0.989 －0.51 0.61舒張末期容積(ml) 2.69±3.38 0.996 4.78 0.00收縮末期容積(ml)1.75±2.27 0.997 4.62 0.00

西-西參數(shù)與西-飛參數(shù)的比較:西-西參數(shù)與西-飛參數(shù)之間每例患者的左心室射血分?jǐn)?shù)、收縮末期容積均完全相等;舒張末期容積也僅有1例小心臟患者表現(xiàn)為不同，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。表1

3 討論

門控心肌灌注顯像是可以同時(shí)了解心肌血流灌注與心功能情況的“一站式”檢查。臨床上，不同心功能檢查方法結(jié)果之間存在差異，例如門控心肌灌注顯像所得左心室射血分?jǐn)?shù)要高于心臟磁共振成像;相同檢查方法，不同儀器也會(huì)造成結(jié)果差異;即使檢查方法、儀器均相同，不同工作站仍有可能導(dǎo)致結(jié)果差異，該方面的問題目前尚未引起足夠重視。隨著門控心肌灌注顯像技術(shù)的不斷推廣與應(yīng)用，相關(guān)領(lǐng)域多中心合作的加強(qiáng)，越來越多種類的工作站被應(yīng)用。Tout等［5］報(bào)道了不同工作站造成門控心肌灌注顯像心功能參數(shù)差異的情況，他們比較了Pegasys工作站與Hermes工作站，發(fā)現(xiàn)兩者左心室射血分?jǐn)?shù)、舒張末期容積以及收縮末期容積均存在差異，這與本研究結(jié)果相似。

許多因素可以影響門控心肌灌注顯像的心功能參數(shù)，主要有三個(gè)方面:①采集條件。包括準(zhǔn)直器的選擇、像素大?。?，8］、每個(gè)心動(dòng)周期采集的幀數(shù)(8 幀或16幀);②重建條件。其中重建方法(濾波反投影法或迭代法)、濾波函數(shù)及相關(guān)參數(shù)［9］的選擇尤為重要;③定量分析方法。包括定量分析軟件的種類與版本。本研究對(duì)同一批原始圖像進(jìn)行分析，采集條件對(duì)結(jié)果不造成影響;因?yàn)橥N工作站重建時(shí)結(jié)果并無差異，所以可排除QGS版本不同的影響;重建條件也相同，因此可以推斷兩種工作站重建過程中使用的不同程序以及內(nèi)在固有屬性造成了兩種工作站結(jié)果的差異。

值得注意的是，非小心臟組的左心室射血分?jǐn)?shù)并未出現(xiàn)差異，這可能與左心室射血分?jǐn)?shù)的計(jì)算方法有關(guān)［左心室射血分?jǐn)?shù)=(舒張末期容積－收縮末期容積)/舒張末期容積］，當(dāng)舒張末期容積與收縮末期容積呈同向偏倚趨勢(shì)時(shí)，工作站對(duì)左心室射血分?jǐn)?shù)的影響會(huì)被削弱［5］。而小心臟組的左心室射血分?jǐn)?shù)出現(xiàn)顯著差異，可能是因?yàn)樾⌒呐K情況下QGS軟件不能準(zhǔn)確勾畫心內(nèi)膜［10，11］，左心室射血分?jǐn)?shù)容易被高估，進(jìn)而放大了工作站間的差異。

兩種方法間左心室射血分?jǐn)?shù)相差5%以內(nèi)，舒張末期容積與收縮末期容積相差10ml以內(nèi)是被臨床接受的［12，13］。所以從臨床角度，兩種工作站的一致性尚可，可以替代使用。盡管如此，當(dāng)同一患者進(jìn)行心功能的隨訪復(fù)查，或行負(fù)荷試驗(yàn)后心功能的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，需要前后對(duì)比，尤其對(duì)于容易出現(xiàn)小心臟問題的女性與兒童，仍以使用同一工作站處理為佳。然而日常工作中，不同工作站的處理?xiàng)l件并不完全相同，在這種情況下，使用不同工作站更加應(yīng)該慎重。

本研究重建過程中當(dāng)自動(dòng)勾畫感興趣區(qū)域失敗時(shí)需要進(jìn)行人工勾畫，這對(duì)結(jié)果可能存在一定影響。然而，Tout等［5］指出重建過程中的這種人為因素并不會(huì)造成明顯的系統(tǒng)偏倚。

總的來說，飛利浦工作站與西門子工作站測(cè)定的門控心肌灌注顯像心功能參數(shù)存在差異，這種差異由重建過程中的固有屬性引起，在小心臟的情況下更容易發(fā)生。從臨床的角度，兩種工作站間一致性尚可，可以替代使用，但同一患者的隨訪復(fù)查及心肌頓抑的評(píng)價(jià)仍應(yīng)在同種工作站進(jìn)行。

［1］杜艷，楊敏福，田月琴，等.門控心肌SPECT顯像三種定量分析軟件測(cè)定左心室容積和射血分?jǐn)?shù)的比較.中華核醫(yī)學(xué)雜志，2007，27:161-164.

［2］鄔冬梅，湯嘉寧，王慧峰，等.心肌磁共振顯像、核素心肌灌注顯像、超聲心動(dòng)圖與X線左心室造影測(cè)定左心室功能的對(duì)比研究.中國循環(huán)雜志，2006，21:449-452.

［3］Daou D，Vilain D，Colin P，et al.Comparative value of ECG-gated blood pool SPET and ECG-gated myocardial perfusion SPET in the assessment of global systolic left ventricular function.Eur J Nucl Med，2003，30(6):859-867.

［4］Wang F，Zhang J，F(xiàn)ang W，et al.Evaluation of left ventricular volumes and ejection fraction by gated SPECT and cardiac MRI in patients with dilated cardiomyopathy.Eur J Nucl Med Mol Imaging，2009，36(10):1611-1621.

［5］Tout DA，Rogers A，Van AA，et al.Left ventricular function parameters obtained from gated myocardial perfusion SPECT imaging:a comparison of two data processing systems.Nuclear Medicine Communications，2005，26(2):103-107.

［6］Hambye AS，Vervaet A，Dobbeleir A.Variability of left ventricular ejection fraction and volumes with quantitative gated SPECT:influence of algorithm，pixel size and reconstruction parameters in small and normal-sized hearts.Eur J Nucl Med Mol Imaging，2004，31(12):1606-1613.

［7］Ford P，Chatziioannou S，Moore H，et al.Overestimation of the LVEF by quantitative gated SPECT in simulated left ventricles.J Nucl Med，2001，42(3):454-459.

［8］Germano G，Kavanagh PB，Slomka PJ，et al.Quantitation in gated perfusion SPECT imaging:the Cedars-Sinai approach.J Nucl Cardiol，2007，14(4):433-454.

［9］石洪成.心肌灌注顯像定量分析及影響因素.中華核醫(yī)學(xué)雜志，2010，30:285-286.

［10］Udelson JE，F(xiàn)ares MA.How accurate is quantitative gated SPECT?J Nucl Med，2000，41:883-886.

［11］Nakajima K，Taki J，Higuchi T，et al.Gated SPET quantification of small hearts:mathematical simulation and clinical application.Eur J Nucl Med，2000，27(9):1372-1379.

［12］Nakajima K，Nishimura T.Inter-institution preference-based variability of ejection fraction and volumes using quantitative gated SPECT with 99mTc-tetrofosmin:a multicentre study involving 106 hospitals.Eur J Nucl Med Mol Imaging，2006，33(2):127-133.

［13］Lum DP，Coel MN.Comparison of automatic quantification software for the measurement of ventricular volume and ejection fraction in gated myocardial perfusion SPECT.Nucl Med Commun，2003，24(3):259-266.