作者/齐航
某三甲医院心内科办公室，刘医生看着自己手里的两张检查报告单心里犯起了嘀咕，这29床老王是扩张性心肌病的老病号了，怎么心脏MRI报告里的LVEF是20%，而前天心超报告的LVEF是40%，怎么会差别这么大？这可是会影响到疾病分级的呀，我得给影像科打个电话问问…
这个场景可能很多影像科的医生和技术员都有似曾相识的感觉，事实上近些年随着心脏磁共振检查（Cardiac Magnetic Resonance，CMR）的普及，越来越多的医生发现，心脏超声与心脏磁共振检查在功能参数上存在差异。如何理解这些参数的差异，正确看待这些参数的不同，以及如何在临床诊断中应用，是我们需要思考的问题。今天我们就以临床最常用的左室射血分数 (LVEF)为例，展开讨论。
射血分数指每搏输出量占心室舒张末期容积量（即心脏前负荷）的百分比，正常值为50-70%，可通过心脏彩超、心脏磁共振等进行检查并得出数值，是判断心力衰竭类型的重要指征之一。计算公式为：EF=(EDV-ES)×100%/EDV，式中EF为射血分数；EDV为心室舒张末容积；ES为心室收缩末容积。从式中可以看出，射血分数是一个容积比率指标，从容积的角度反映的心室的射血功能。首先明确无论是心脏超声还是心脏磁共振检查，左心室容积的计算都是 LVEF 计算的基础。心脏磁共振检查，通过多层面、多动态扫描序列（B-TFE序列）扫描出标准左室短轴的解剖结构，应用飞利浦星云工作站（IntelliSpace Portal，ISP）软件逐层勾画 ，分别勾画从心尖至心底约 10个层面的舒张末期与收缩末期的心内膜及心外膜来计算容积 ，减低测量误差 ，目前ISP后处理采用改良Simpson法，计算心室体积。我们来看看Simpson 法和改良 Simpson 法有什么区别。
Simpson 方法：
可以通过每个切片内轮廓的横截面积乘以切片厚度和切片之间的间隙来估计物体(心室腔)的容积。
V=Σ {Area*(Thickness+Gap)}
图1.Simpson法模型
改良 Simpson 法:
ISP 采用改良 Simpson法。该算法根据用户输入，使用以下方程校正扫描层面厚度带来的“阶梯”效应，修正容积偏差，得到更精确的椭圆模型。
图2.改良 Simpson法公式
图3.改良 Simpson法模型
简单来说，Simpson法就像是切土豆片，最完美的情况就是切好的土豆片重新堆起来就跟原来的土豆一样，但实际情况下不会这么理想。实际情况中会出现“阶梯效应”，切片更像是堆出的积木，这种模型肯定与真实的心腔有误差，所以改良Simpson法应运而生。通过算法校正“阶梯效应”，因此改良Simpson法更适用于心室形态不规则的病理状态下左心室容积的测量。而MRI定位准确，受操作者主观影响较小，可重复性高。目前常规二维超声主要应用的正是前文提到的经典二维双平面 Simpson 法，通过勾画左心室各个期相的轮廓，将左心室切割成许多薄片，每片的体积叠加就近似是左心室体积，但缺点是需测量时间长，勾画层面多，需要准确识别心脏运动的时相，常受肥胖、肺气肿等因素的影响，导致心内膜边缘模糊。在临床工作中，基于实际情况，超声医生一般勾画左室长轴或者四腔心层面收缩期和舒张期轮廓。心脏运动定量分析法 （Cardiac motion quantification ，CMQ)，在心尖四腔心切面进行选择感兴趣区，通过追踪心室壁的整体运动，软件自动分析出 LVEDV 及 LVEF 值，此技术较常规二维平面法只显示心内膜的运动，测量更为准确且更接近真实情况。但对于室壁运动不明显的患者，比如肥厚型心肌病患者，数据差异较大。三维超声还会应用基于智能分割的3D 心脏解剖模型成像(heart model，HM)用于分析心脏功能 。讲完推算左室容积的几种不同方法，这不同检查方法之间结果的差异也引起了部分医生的重视。根据中国医学科学院阜外医院的研究[2]的研究，超声测得LVEF确实与心脏磁共振得到的LVEF存在差异，并且较其他检查方法整体数值偏大。
表1.超声心动图与MRI对LVEDV和LVEF评估的相关性分析
与 MRI 心脏检查相比，四种超声测量左心室心功能指标均有较好的相关性，其中三维超声的HM 法相关性最好，LVEDV 与 LVEF 的 R 值分别为 0.924，0.912，P<0.01，M 型超声测量的 LVEDV 与 LVEF 的 R 值最低，分别为 0.800 和 0.743，P=0.210 和 P=0.009。三维超声应用的HM法测得的LVEF与心脏磁共振的差异最小。郑州大学第一附属医院[3]的研究是按不同心功能进行分组比较，结果表明：
表2.不同心功能分级IDCM患者MRI检查结果比较
表3.不同心功能分级IDCM患者2DE结果比较
从结果来看，首先是CMR得到的参数更多，如果只关注LVEF的话，可以发现不同心功能分级IDCM患者CMR检查结果和2D超声结果均是随着心功能分级增高，LVEF逐渐降低，不同等级患者差异有统计学意义(P<0.05)；并且CMR测量的LVEF的变化幅度较大。文中最后研究者也有讨论到[3]，2D超声存在低估左心室容积的问题，受操作人员影响，其重复性差，而MRI与心功能指标间相关性良好，较2D超声比较，可提供更多的左心室功能与容积参数，可重复性高。2010 ACCF/ACR/AHA/NASCI/SCMR 心脏磁共振成像（CMR）专家共识[4]及2015年发布的《心肌病磁共振成像临床应用中国专家共识》[5]，均建议CMR检查作为一线首选方法诊断心肌病，推广磁共振一站式扫描在心肌病诊断、治疗及危险分层中价值巨大。于今年发布的《2020 SCMR心血管磁共振临床指征专家共识》[6]，更是对CMR的在各临床指征中的适用性进行了分级：Ⅰ级：CMR临床价值高，应作为一线影像学检查，由大量文献或随机对照试验证据支持（表3）；Ⅱ级：CMR临床价值较高，应用较多，与其他影像学检查相当，文献证据有限；Ⅲ级：CMR临床价值一般，应用较少，其他影像学检查可满足需求；Inv级：具有潜在价值，仍处于研究阶段，Inv指Investigational（表4）。
表3.CMRI级指征
表4.II、III、Inv级指征
CMR在评估心肌疾病上有不可替代的价值，Heusch等人研究[7]表明目前运用心肌延迟灌注以及T2加权像，在准确评估心肌梗塞面积，量化心肌挽救指标上同样有极大的临床意义。
之所以将心脏超声的测量结果与心脏MRI做比较分析，不仅是因为这是经常在临床工作中遇到的问题，更主要是希望通过量化数值提示，心脏超声测量参数受技术模型与主观操作因素所限，精确性和可靠性有限[2][3] ，并且提示心脏超声的不同测量模型间各项指标的准确性同样存在差别[2][3]，临床工作中应该充分认识各种影像检查的优势和不足，更好地理解超声心动图的各项测量参数的可靠性，有助于准确判断心功能及预后评估。
正如中国医学科学院阜外医院赵世华教授所提倡的，心脏磁共振的诊断价值没有得到充分重视。因此如何合理的选择影像学检查方法并尽可能的发挥其优化和互补能力亟待加强。诚然，超声的实时成像和简单快捷的特点在心血管系统中的作用不可替代，但其视野小、声窗弱以及操作者依赖性等缺点使其在心肌病诊断中的价值大大降低。磁共振良好的空间分辨率、高度的组织特异性、任意层面成像以及大视野等特点，克服了超声检查的诸多限制，能大大提高诊断的准确性。
相信随着磁共振设备的普及，检查流程的优化，CMR的优势会被越来越多的认识到。
参考文献：
[1] PHILIPS 磁共振心脏扫描规范
[2] 吴伟春, 兰天, 朱振辉,等. 3D心脏解剖模型成像对不同心脏疾病心脏功能的评估价值[J]. 中国循环杂志, 2019, 34(001):81-84.
[3] 金红瑞, 张文博, 程敬亮,等. MRI在评估原发性扩张型心肌病患者心室功能中的应用[J]. 中国CT和MRI杂志, 2018, v.16;No.103(05):67-69+77. Heusch
[4] American College of Cardiology Foundation Task Force on Expert Consensus Documents,Hundley W Gregory,Bluemke David A et al. ACCF/ACR/AHA/NASCI/SCMR 2010 expert consensus document on cardiovascular magnetic resonance: a report of the American College of Cardiology Foundation Task Force on Expert Consensus Documents.[J] .Circulation, 2010, 121: 2462-508.
[5]中华医学会心血管病学分会. 心肌病磁共振成像临床应用中国专家共识[J]. 中华心血管病杂志, 2015(17期):1409-1417.
[6]王家鑫, 杨凯, 赵世华. 2020 SCMR心血管磁共振临床指征专家共识解读[J]. 磁共振成像, 2021, 12(05):85-89.
[7] P., Nensa, F., & Heusch, G. (2015). Is MRI Really the Gold Standard for the Quantification of Salvage From Myocardial Infarction?: Figure. Circulation Research, 117(3), 222–224.
如果大家有任何疑问都可以和我们一起讨论喔！同时也欢迎给我们提出宝贵意见，感谢各位！
