飛利浦工作站和西門子工作站測定門控心肌灌注顯像心功能參數的比較研究*

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，如左心室射血分數、舒張末期容積、收縮末期容積。與其它心功能檢測方法(心導管檢查［1，2］、心血池顯像［3］、心臟磁共振成像［4］)相比，結果之間有較好的相關性。目前，門控心肌灌注顯像在歐美國家已經成為測定心功能的常規檢查手段，并被用于評價負荷試驗后心肌頓抑，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，可能會影響門控心肌灌注顯像的心功能參數，國外已有少量相關報道［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)測定的門控心肌灌注顯像心功能參數。

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。根據門控心肌灌注顯像所得收縮末期容積大小［6，7］，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單探頭單光子發射計算機斷層成像儀(SPECT)，配以平行孔低能高分辨準直器，能峰140 kev，窗寬20%。以心電圖R波觸發門電路同步采集，R-R窗寬100%，每個心動周期分為8幀圖像。探頭繞心臟旋轉180°(自右前斜45°至左后斜45°)，共64個投影，每個投影采集15 s。矩陣64×64，放大倍數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經飛利浦工作站重建后的圖像，再經飛利浦工作站與西門子工作站的QGS軟件對其進行定量分析，計算左心室射血分數、舒張末期容積與收縮末期容積;經西門子工作站重建后的圖像，同樣再經飛利浦工作站與西門子工作站的QGS軟件對其進行定量分析。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。

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

統計分析:采用SPSS 13.0統計軟件分析，計數資料結果以標準差表示。一致性評價采用Bland-Altman分析，相關性研究采用Spearman相關分析，并通過雙側配對t檢驗檢測均數差異，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩種工作站重建時心功能參數的比較

飛-飛參數與西-西參數之間左心室射血分數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-飛參數與西-西參數之間左心室射血分數、舒張末期容積以及收縮末期容積均有很好的相關性，r值分別為0.992、0.998和0.998，差異均有統計學意義(P 均 ＜0.05)，見表1。

小心臟組，飛-飛參數與西-西參數之間左心室射血分數、舒張末期容積以及收縮末期容積差異均有統計學意義(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-飛參數與西-西參數之間左心室射血分數差異無統計學意義(P=0.61)，舒張末期容積與收縮末期容積差異有統計學意義(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 心功能參數的Bland-Altman散點圖 a，b，c為飛-飛參數與西-西參數的比較，差值:飛-飛參數 － 西-西參數;d，e，f為飛-飛參數與飛-西參數的比較，差值:飛-飛參數 －飛-西參數。---:差值的均值;—:95%一致性界限的上下限

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

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

注:*:飛利浦工作站、西門子工作站重建應用各自QGS軟件分析△:飛利浦工作站重建應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-飛參數與西-西參數*0.00±0.00 － － －左心室射血分數 －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-飛參數與飛-西參數△左心室射血分數 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-西參數與西-飛參數▲左心室射血分數 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 同種工作站重建時心功能參數的比較

飛-飛參數與飛-西參數的比較:a.飛-飛參數與飛-西參數之間左心室射血分數、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-飛參數與飛-西參數之間左心室射血分數、舒張末期容積以及收縮末期容積也有很好的相關性，r值分別為0.999、1.000和1.000，差異均無統計學意義(P均＞0.05)，表1。b.小心臟組，飛-飛參數與飛-西參數之間左心室射血分數、舒張末期容積以及收縮末期容積差異均無統計學意義(P均＞0.05)。左心室射血分數95%一致性界限為－0.008～0.010。非小心臟組，飛-飛參數與飛-西參數之間左心室射血分數、舒張末期容積以及收縮末期容積差異也均無統計學意義(P均＞0.05)，左心室射血分數95%一致性界限為－0.011～0.011。

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

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

注:見表1

差值(飛利浦－西門子)r值 t值 P值飛-飛參數與西-西參數*小心臟組(n=15)左心室射血分數 －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)左心室射血分數 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-西參數與西-飛參數的比較:西-西參數與西-飛參數之間每例患者的左心室射血分數、收縮末期容積均完全相等;舒張末期容積也僅有1例小心臟患者表現為不同，差異無統計學意義(P＞0.05)。表1

3 討論

門控心肌灌注顯像是可以同時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數要高于心臟磁共振成像;相同檢查方法，不同儀器也會造成結果差異;即使檢查方法、儀器均相同，不同工作站仍有可能導致結果差異，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的不斷推廣與應用，相關領域多中心合作的加強，越來越多種類的工作站被應用。Tout等［5］報道了不同工作站造成門控心肌灌注顯像心功能參數差異的情況，他們比較了Pegasys工作站與Hermes工作站，發現兩者左心室射血分數、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，主要有三個方面:①采集條件。包括準直器的選擇、像素大小［6，8］、每個心動周期采集的幀數(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)、濾波函數及相關參數［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。本研究對同一批原始圖像進行分析，采集條件對結果不造成影響;因為同種工作站重建時結果并無差異，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在固有屬性造成了兩種工作站結果的差異。

值得注意的是，非小心臟組的左心室射血分數并未出現差異，這可能與左心室射血分數的計算方法有關［左心室射血分數=(舒張末期容積－收縮末期容積)/舒張末期容積］，當舒張末期容積與收縮末期容積呈同向偏倚趨勢時，工作站對左心室射血分數的影響會被削弱［5］。而小心臟組的左心室射血分數出現顯著差異，可能是因為小心臟情況下QGS軟件不能準確勾畫心內膜［10，11］，左心室射血分數容易被高估，進而放大了工作站間的差異。

兩種方法間左心室射血分數相差5%以內，舒張末期容積與收縮末期容積相差10ml以內是被臨床接受的［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，當同一患者進行心功能的隨訪復查，或行負荷試驗后心功能的動態監測，需要前后對比，尤其對于容易出現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，不同工作站的處理條件并不完全相同，在這種情況下，使用不同工作站更加應該慎重。

本研究重建過程中當自動勾畫感興趣區域失敗時需要進行人工勾畫，這對結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造成明顯的系統偏倚。

總的來說，飛利浦工作站與西門子工作站測定的門控心肌灌注顯像心功能參數存在差異，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查及心肌頓抑的評價仍應在同種工作站進行。

［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定左心室容積和射血分數的比較.中華核醫學雜志，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、超聲心動圖與X線左心室造影測定左心室功能的對比研究.中國循環雜志，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，Fang 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.中華核醫學雜志，2010，30:285-286.

［10］Udelson JE，Fares 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.