心胸比率與左心室容積及收縮功能的相關(guān)性研究

李丹燕，祝因蘇，朱斌，張慶雷

?

心胸比率與左心室容積及收縮功能的相關(guān)性研究

李丹燕，祝因蘇，朱斌，張慶雷

【摘要】目的：探討立位及臥位心胸比率（CTR）在評(píng)估左心室大小及收縮功能中的價(jià)值。方法：回顧性分析184例行心臟遠(yuǎn)達(dá)片及雙源CT冠脈造影的疑似冠心病患者的病例資料。兩名醫(yī)師獨(dú)立在心臟遠(yuǎn)達(dá)片及雙源CT定位像上測(cè)量CTRCR及CTRCT。左心室容積及收縮功能參數(shù)如左心室舒張末期容積（LVEDV）、收縮末期容積（LVESV）、LVEDV指數(shù)（LVEDVI）、LVESV指數(shù)（LVESVI）及左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）等利用半自動(dòng)心功能處理軟件在雙源CT冠脈造影圖像上獲得。然后采用線性相關(guān)分析CTRCR及CTRCT的關(guān)系及兩者與左心室容積及收縮功能的相關(guān)性。結(jié)果：CTRCT 和CTRCR呈正相關(guān)（r2=0.61，P＜0.0001），但CTR除了與LVEDVI呈正相關(guān)外，與其它左心室容積及收縮功能參數(shù)均無相關(guān)性。左心容積參數(shù)LVEDV、LVEDVI、LVESV、LVESVI和LVEF均呈負(fù)相關(guān)（r=-0.48，r=-0.54，r=-0.81，r=-0.83，以上P＜0.05）。結(jié)論：立位及臥位CTR可以互相預(yù)測(cè)，但CTR不能作為預(yù)測(cè)左心室容積及收縮功能的指標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】心胸比率；心室；心室功能，左；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)

心胸比率（cardiothoracic ratio，CTR）是心影最大橫徑與胸廓最大橫徑的比值。心臟遠(yuǎn)達(dá)片上測(cè)量CTR仍是目前國內(nèi)外最常用的判斷心臟增大的方法［1-2］，同時(shí)其和左心室收縮功能密切相關(guān)［3-4］。然而許多學(xué)者對(duì)此提出了不同的觀點(diǎn)［5-7］，甚至發(fā)現(xiàn)CTR和左心室大小及收縮功能沒有任何相關(guān)性?，F(xiàn)在床邊胸片一般基于臥位前后位拍攝，但現(xiàn)在還沒有關(guān)于立位后前位胸片與前后位胸片之間的關(guān)系的研究，后者是否與左心容積與收縮功能相關(guān)也不得而知［7-8］。目前，心臟MRI是測(cè)量左心室容積及收縮功能的金標(biāo)準(zhǔn)，而心電門控冠脈CT造影測(cè)得相應(yīng)結(jié)果與其一致性較高［9-10］。因此，本研究在同時(shí)行心臟遠(yuǎn)達(dá)片及雙源CT冠脈造影檢查患者中測(cè)量不同體位CTR及左心室收縮功能參數(shù)，通過分析其相關(guān)性探討不同體位CTR在評(píng)估左心室大小及收縮功能中的價(jià)值。

材料與方法

1.一般資料

搜集2010年6月-9月184例同時(shí)行心臟遠(yuǎn)達(dá)片及雙源CT冠脈造影患者的病例資料，其中男105例，女79例，年齡29～85歲（表1）。排除標(biāo)準(zhǔn)如下：①兩種檢查間隔時(shí)間超過1個(gè)月；②患者有先天性心臟病、肺動(dòng)脈高壓、心包疾病、瓣膜疾病、肺氣腫及肥厚性心肌病等可能會(huì)導(dǎo)致患者右心增大、心包增大、胸廓增大及左心室心肌異常肥厚的疾病。

表1　184例疑似冠心病患者一般情況

2.檢查方法

心臟遠(yuǎn)達(dá)片檢查采用美國HOLOGIC RADEX DR機(jī)行吸氣后屏氣曝光，拍攝200 cm立位遠(yuǎn)達(dá)心臟后前位片，投照電壓120 k V，曝光時(shí)間＜0.01 s。

CT冠脈造影采用雙源CT（Somatom Definition；Siemens Medical Systems，Erlangen，Germany）進(jìn)行回顧性心電門控掃描。所有患者均未給予β受體阻滯劑控制心率。患者吸氣后屏氣行仰臥位定位像掃描，管電壓120 k V，管電流40 m As。增強(qiáng)掃描以3.5～5.5 m L/s的速度注入70～100 m L非離子對(duì)比劑碘普羅胺（優(yōu)維顯，Ultravist 370 mg I/m L）和后續(xù)40 m L生理鹽水。應(yīng)用對(duì)比劑示蹤法（bolus-tracking），在主動(dòng)脈根部層面選擇興趣區(qū)監(jiān)測(cè)CT值，觸發(fā)閾值100 HU。增強(qiáng)掃描參數(shù)：管電壓120 k V，管電流380～420 m As，準(zhǔn)直32 mm×0.6 mm，螺距0.20～0.69（與心電圖檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)的最低心率相適應(yīng)），掃描層厚為0.6 mm，重建層厚0.75 mm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間330 ms。

3.圖像后處理

心臟橫徑及心胸比率測(cè)量：在心臟遠(yuǎn)達(dá)片上測(cè)量心臟橫徑及胸廓橫徑，心胸比率=心臟橫徑/胸廓橫徑（圖1），定義為CTRCR。采用同樣的方法在雙源CT冠脈造影定位像上測(cè)量心胸比率，定義為CTRCT。

左心室容積及收縮功能測(cè)量：采用回顧性心電門控技術(shù)和分段數(shù)據(jù)采集方式，以5%R-R間期進(jìn)行圖像重建，分別取左室腔面積最小的圖像時(shí)相定為收縮末期，左室腔面積最大的圖像時(shí)相定為舒張末期。然后用雙源CT自帶的心功能半自動(dòng)處理軟件工具（Syngo Circulation on a Multi Modality Workplace；Siemens，F(xiàn)orchheim）進(jìn)行心功能分析評(píng)估：分別勾畫出收縮末期及舒張末期的左心室腔內(nèi)膜面及外膜面（計(jì)算機(jī)自動(dòng)勾畫，若有偏差，則人工手動(dòng)修改）（圖2）。從而得到左心室功能相關(guān)指標(biāo)如左室舒張末期容積（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左室收縮末期容積（left ventricular end-systolic volume，LVESV），左心每搏輸出量（left ventricular stroke volume，LVSV），心輸出量（cardiac output，CO）和左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）。隨后對(duì)左心容積參數(shù)根據(jù)體表面積進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化得出左室舒張末期容積指數(shù)（left ventricular end-diastolic volume inde，LVEDVI），左室收縮末期容積指數(shù)（left ventricular end-systolic volume index，LVESVI）和左心室每搏輸出量指數(shù)（left ventricular stroke volume index，LVSVI）。

以上測(cè)量均由兩位具有多年經(jīng)驗(yàn)的心血管影像診斷醫(yī)師在盲法狀態(tài)下分別獨(dú)立完成，所有結(jié)果取兩位觀察者測(cè)量的平均值。

4.統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SAS軟件（SAS Inc.，NC，USA）。連續(xù)變量的記錄采用均值±標(biāo)準(zhǔn)差，分類變量的記錄采用百分比（%）。兩位獨(dú)立的觀察者間一致性通過組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intra-class correlation，ICC）來評(píng)估，該值接近1表示兩個(gè)觀察者之間有良好的一致性。CTRCR與CTRCT、心臟遠(yuǎn)達(dá)片參數(shù)與左心室容積及收縮功能參數(shù)相關(guān)性分析采用線性相關(guān)分析。以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

184例疑似冠心病患者CTRCT為0.54±0.05，CTRCR為0.50±0.06。左心室容積及收縮功能參數(shù)具體見表2，以上數(shù)據(jù)基本在正常范圍。其中冠脈CT造影冠脈主干最狹窄大于75%為35例，占19.02%；LVEF≤60%的患者共28例，占15.2%。兩位觀察者間一致性較好，所有ICC均大于0.98（P＜0.0001）。

表2　184例患者CTR及左心室收縮功能

CTRCT和CTRCR呈正相關(guān)（r2=0.61，P＜0.0001），CTRCT預(yù)測(cè)CTRCR的模型公式為：CTRCR=0.008+0.91×CTRCT（圖3）。CTR除了和LVEDVI呈正相關(guān)以外，其和左心室容積及收縮功能其他參數(shù)均無顯著相關(guān)性。左心容積參數(shù)LVEDV、LVEDVI、LVESV、LVESVI和LVEF均呈負(fù)相關(guān)（r= -0.48、-0.54、-0.81、-0.83，P均＜0.05，表3）。

表3　CTRCT、CTRCR與左心室容積及收縮功能的相關(guān)性分析結(jié)果

討 論

本研究顯示CTRCT和CTRCR呈正相關(guān)，CTRCT均值較CTRCR明顯增大，這是因?yàn)镃TRCT是患者處于仰臥位前后位拍攝，因此心臟的形態(tài)較立位后前位增大所致。本研究得出了兩者的預(yù)測(cè)公式，可以作為以后床邊攝片判斷CTR大小的一個(gè)依據(jù)［8］。

眾所周知，CTR≥0.5是評(píng)估心臟是否增大的一個(gè)重要指標(biāo)，由于其簡(jiǎn)便易行，目前被廣泛使用。多項(xiàng)研究認(rèn)為CTR的增大不僅是心臟增大的標(biāo)志，它和左心功能及心衰患者的預(yù)后也密切相關(guān)［2，11］。但本研究發(fā)現(xiàn)，CTR僅和LVEDVI呈正相關(guān)，不論是CTRCT還是CTRCR和左心室容積及收縮功能其他參數(shù)均沒有顯著相關(guān)性?？赡苡梢韵聨讉€(gè)原因所致：①CTR受心臟橫徑和胸廓橫徑的影響，盡管本研究排除了先天性心臟病、肺動(dòng)脈高壓、心包疾病、瓣膜疾病及肺氣腫等可能會(huì)導(dǎo)致右心、心包及胸廓異常改變的疾病，但是并不能完全除外右心室、心包及胸廓異常對(duì)CTR的影響。②本研究利用左心室容積代表左心室大小，雖然筆者排除了肥厚性心肌病，但是一些高血壓性心臟病也會(huì)導(dǎo)致左心室心肌肥厚，對(duì)CTR造成部分影響。③CTR大小還受到患者體型、吸氣程度不同及心臟跳動(dòng)的影響。因此，在臨床應(yīng)用中不能把CTR作為心臟是否增大的標(biāo)準(zhǔn)，不管是立位還是臥位。國外部分研究結(jié)果也支持本研究的這個(gè)結(jié)論［6-7］。盡管如此，CTR仍然可以作為對(duì)心血管疾病尤其是心衰患者評(píng)估預(yù)后的指標(biāo)［12-13］，心衰患者CTR一般較健康人大，且針對(duì)個(gè)體來講，在隨訪中如果CTR增加，表明患者預(yù)后不良［3］。Cohn等［3］報(bào)道在584例LVEF值明顯下降的慢性心衰患者中，CTR和LVEF之間呈負(fù)相關(guān)（r=-0.27）。本研究之所以沒有得出CTR與左心收縮功能相關(guān)的結(jié)果，可能與本研究大部分為L(zhǎng)VEF處于代償期的患者有關(guān)。

由于心臟橫徑不受肺部疾病或胸廓畸形導(dǎo)致胸廓橫徑異常增大或減小的影響，其在理論上應(yīng)該比CTR更能反映心臟的大小。Schlett等［7］研究認(rèn)為心臟橫徑和左心室容積相關(guān)性較好（r=0.47），但CTR與左心容積無相關(guān)性，和本研究結(jié)果類似。Chon等［8］對(duì)101例包含大量心衰的患者組中研究發(fā)現(xiàn)，心臟橫徑和左心室容積及收縮功能均有顯著的相關(guān)性。綜合本研究及國內(nèi)外相關(guān)研究，心臟橫徑在預(yù)測(cè)左心室大小及收縮功能中有著良好的前景，也是筆者以后研究的方向。

另外，本研究還提示左心容積參數(shù)與LVEF呈負(fù)相關(guān)，尤其是收縮末期容積相關(guān)性更好。這可能是因?yàn)長(zhǎng)VEF降低會(huì)導(dǎo)致左心室壓力增加，為保證心輸出量，左室容積會(huì)相應(yīng)代償性增大，心肌也會(huì)代償性肥厚［14］。因此，左心功能受損患者的左心容積一般會(huì)增大。許多研究認(rèn)為左心增大患者未來的心血管病發(fā)病率和病死率明顯上升，是患者預(yù)后不良的重要預(yù)測(cè)因子［15-17］。

本研究也有一些局限性：首先，本研究是回顧性分析研究，拍攝心臟遠(yuǎn)達(dá)片時(shí)患者吸氣程度及體型等因素未能標(biāo)準(zhǔn)化。其次，本研究利用左心室容積來代替左心大小，即使筆者排除了肥厚性心肌病，但可能也有其他疾病如高血壓會(huì)引起左心室心肌異常改變。最后，本研究入組患者大部分LVEF值處于正常范圍，未能對(duì)患者按心功能大小進(jìn)行分組。

綜上所述，盡管CTRCT和CTRCR呈正相關(guān)，兩者可以互相預(yù)測(cè)，但CTR不能作為預(yù)測(cè)左心室容積及收縮功能大小的指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

［1］楊本強(qiáng)，張立波，周麗娟，等.心胸比率的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量計(jì)算方法［J］.中華放射學(xué)雜志，2009，43（8）：892-893.

［2］Hammermeister KE，Chikos PM，F(xiàn)isher L，et al.Relationship of cardiothoracic ratio and plain film heart volume to late survival ［J］.Circulation，1979，59（1）：89-95.

［3］Cohn JN，Johnson GR，Shabetai R，et al.Ejection fraction，peak exercise oxygen consumption，cardiothoracic ratio，ventricular arrhythmias，and plasma norepinephrine as determinants of prognosis in heart failure.The V-HeFT VA cooperative studies group ［J］.Circulation，1993，87（6）：V15-V16.

［4］Bertolet BD，F(xiàn)reund G，Martin CA，et al.Unrecognized left ventricular dysfunction in an apparently healthy alcohol abuse population［J］.Drug Alcohol Depend，1991，28（2）：113-119.

［5］Chikos PM，F(xiàn)igley MM，F(xiàn)isher L.Correlation between chest film and angiographic assessment of left ventricular size［J］.AJR，1977，128（3）：367-373.

［6］Clark AL，Coats AJ.Unreliability of cardiothoracic ratio as a marker of left ventricular impairment：comparison with radionuclide ventriculography and echocardiography［J］.Postgrad Med J，2000，76（895）：289-291.

［7］Schlett CL，Kwait DC，Mahabadi AA，et al.Simple area-based measurement for multidetector computed tomography to predict left ventricular size［J］.Eur Radiol，2010，20（7）：1590-1596.

［8］Chon SB，Oh WS，Cho JH，et al.Calculation of the cardiothoracic ratio from portable anteroposterior chest radiography［J］.J Korean Med Sci，2011，26（11）：1446-1453.

［9］Schlosser T，Mohrs OK，Magedanz A，et al.Assessment of left ventricular function and mass in patients undergoing computed tomography（CT）coronary angiography using 64-detector-row CT：comparison to magnetic resonance imaging［J］.Acta Radiol，2007，48（1）：30-35.

［10］Mahnken AH，Muhlenbruch G，Koos R，et al.Automated vs manual assessment of left ventricular function in cardiac multidetector row computed tomography：comparison with magnetic resonance imaging［J］.Eur Radiol，2006，16（7）：1416-1423.

［11］Giamouzis G，Sui X，Love TE，et al.A propensity-matched study of the association of cardiothoracic ratio with morbidity and mortality in chronic heart failure［J］.Am J Cardiol，2008，101 （3）：343-347.

［12］王華敏.心胸比率（CTR）對(duì)糖尿病維持血透患者短期生存率的預(yù)測(cè)價(jià)值及其影響因素分析［J］.中國實(shí)驗(yàn)診斷學(xué)，2012，16（5）：895-898.

［13］Dimopoulos K，Giannakoulas G，Bendayan I，et al.Cardiothoracic ratio from postero-anterior chest radiographs：a simple，reproducible and independent marker of disease severity and outcome in adults with congenital heart disease［J］.Int J Cardiol，2013，166（2）：453-457.

［14］Parmley WW.Pathophysiology and current therapy of congestive heart failure［J］.J Am Coll Cardiol，1989，13（4）：771-785.

［15］Woo P，Mao S，Wang S，et al.Left ventricular size determined by electron beam computed tomography predicts significant coronary artery disease and events［J］.Am J Cardiol，1997，79（9）：1236-1238.

［16］Lee TH，Hamilton MA，Stevenson LW，et al.Impact of left ventricular cavity size on survival in advanced heart failure［J］.Am J Cardiol，1993，72（9）：672-676.

［17］Fleischmann KE，Goldman L，Robiolio PA，et al.Echocardiographic correlates of survival in patients with chest pain［J］.J Am Coll Cardiol，1994，23（6）：1390-1396.

·腹部影像學(xué)·

Correlation study of cardiothoracic ratio and left ventricular volume and systolic function

LI Dan-Yan，ZHU Yin-Su，ZHU Bin，et al.Department of Radiology，the Affiliated Drum Tower Hospital of Nanjing University Medical School，Nanjing 210008，China

【Abstract】Objective：To investigate the value of cardiothoracic ratio（CTR）in upright and decubitus position for the evaluation of left ventricular（LV）volume and systolic function.Methods：A retrospective analysis of 184 subjects suspected with coronary artery disease，whose chest radiography（CR）and dual source computed tomography coronary angiography （DSCTCA）were performed.The CTR derived from DSCT（CTRCT）and CR（CTRCR）were measured by two radiologists independently.The LV volume and systolic function parameters including LV end-diastolic volume（LVEDV），LV end-systolic volume（LVESV），LVEDV Index，LVESV Index and LVEF were measured from DSCTCA using semi-automatic heart function manipulate software.The relationship of CTR and LV systolic function parameters was analyzed respectively.Results：The CTRCT is positively correlated with CTRCR（r2=0.61，P＜0.0001）.Yet apart from CTR having positive correlation with LVEDVI，there was no significant relationship between CTR and LV systolic function parameters including LVEDV，LVESV，LVESVI and LVEF.LV systolic function parameters including LVEDV，LVEDVI，LVESV and LVESVI were negatively correlated with LVEF（r=-0.48，0.54，-0.81，-0.83，P＜0.05）.Conclusion：Although CTRCT（decubitus position）is highly correlated with CTRCR（upright position），yet CTR cannot be used as parameter to predict LV volume and systolic function.

【Key words】Cardiothoracic ratio；Heart ventricles；Ventricular function，left；Tomography，X-ray computed

收稿日期：（2015-08-06）

通訊作者：張慶雷，E-mail：alei1028＠163.com

作者簡(jiǎn)介：李丹燕（1982-），女，江蘇丹陽人，碩士，住院醫(yī)師，主要從事影像診斷工作。

DOI：10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.03.010

【中圖分類號(hào)】R814.4；R331.31

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1000-0313（2016）03-0236-04

作者單位：210008 南京，南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科（李丹燕、朱斌、張慶雷）；210029 南京，南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科（祝因蘇）