飞声悦览|全自动三维超声心动图评价右室射血分数的预后价值:右室为主切面和心尖四腔心切面分析的直接比较

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2020年发表在JASE online上一篇全自动三维超声心动图评价右室射血分数的预后价值的研究,将右室(RV)3D 数据从RV为主和心尖四腔心切面测量,对比两个切面测量的RV容积和RV射血分数(RVEF),结果表明两种方法测量的RV容积和RVEF具有良好相关性,偏差较小;两种方法结果均与临床结局相关。

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背景:右室(RV)三维超声心动图(3DE)数据由RV为主切面(RVFV)或心尖四腔心切面(4CV)测量。采用全自动RV定量软件研究3DE RV射血分数(RVEF)的预后价值,并通过对比确定采用何种切面测量3DE数据。

方法:回顾性收集174例行心脏磁共振(CMR)及3DE检查患者。由RVFV和4CV两种切面获取图像并分别使用全自动RV定量软件3D Auto RV分析RV 3DE数据。主要终点事件(心脏事件)包括心源性死亡、心衰入院、非致命性心肌梗死以及室性心律失常。

结果:RVFV和4CV 3DE图像测量RVEF的可行性分别为92%和92%。两个切面测量RVEF具有较好的相关性(r=0.83),偏差较小(0.3%)。在存在一种或两种切面图像质量差的患者中可得到相似的结果(r=0.83, bias=1.7%, n=78)。尽管与CMR相比,两个切面全自动分析得到的RV容积被明显低估,但是两种方法得到的RVEF与CMR结果无明显差异。在中位随访时间12.5月中,21例患者出现主要终点事件。CMR和3DE评估的RVEF均与心脏事件显著相关。全自动分析得到的RVEF(包括图像质量差的患者)与心脏事件显著相关(RVFV: HR, 0.90 [P=.009, n=44]; 4CV:HR, 0.90 [P=.009, n=68])。

结论:RVFV和4CV两种切面下全自动软件3D Auto RV分析得到相似的RVEF值。两种方法测量的RVEFs均与临床结局相关。因此,两种方法均能准确提供RV功能和不良临床结局信息。


背  景

三维超声心动图(3DE)成像相对于二维超声心动图(2DE)成像的潜在优势在于能够更加可靠地评估形态不规则心腔(如右室)的容积和功能。

3DE成像评估的RVEF是不良心血管事件发生的重要预测指标。但半自动软件仍需手动调节,因此测量的可靠性和准确性很大程度依赖于检查者的熟练程度和专业性。

近些年,全自动RV定量软件已经商业化,其准确性已通过心脏磁共振(CMR)数据得到验证。虽然全自动分析消除了测量变异性,但使用全自动RV定量软件评估的RVEF预后价值尚未得到验证。

一篇近期研究强调2DE RVFV测量的RV大小及功能参数比4CV重复性更好;作者认为由于RVFV和4CV测量的RV参数是不可互换,因此RVFV应作为RV定量的唯一切面。然而,该结论是否适用于3DE成像尚未明确。

本研究旨在利用全自动3DE RV定量软件3D Auto RV ,在手动和非手动编辑的情况下探讨RVEF的预后价值,确定RVFV和4CV两个切面RV参数是否可以互换。

方  法

研究人群

回顾性观察性研究,单中心

为了消除因3DE图像质量而产生的选择偏倚,回顾性收集2015.8—2019.7同一天进行CMR和3DE检查的患者。

患者的入选仅与CMR的临床适应症有关。

在221名符合条件的患者中,纳入174名超声心动图检查使用特定仪器(Philips EPIQ 7C,X5-1探头)进行的患者。

3DE成像

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3DE分析

图像质量评估:
①根据各个切面RV心内膜边界主观判断。
②每个切面分为6个节段,并对每个节段进行打分:0分(不可见);0.5分(部分可见);1分(完全可见)。

③计算整体图像分数(范围0-18):差(<13分);中等(13-16分);好(≥16分)。

全自动RV定量软件(3D Auto RV, QLAB, version 13; Philips)

详细的分析方法参照既往文献。

操作步骤

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随访
截止时间:2019年12月

①患者在门诊定期随访:查询电子病历。

②患者在其他医院接受治疗:联系主治医师。

主要终点事件(不良心脏事件):心源性死亡;非致命性心肌梗死;心衰再入院;室性心动过速或室颤。

结  果

临床特征和CMR结果

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3DE结果

4CV和RVFV评价RVEF可行性均为92%(160/174)。整体图像评分中位数:4CV(13分)明显低于RVFV(14.5分)。容积频率中位数:4CV(20Hz)明显低于RVFV(23Hz)。

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不同方法测量RV容积和RVEF对比

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4CV和RVFV下全自动3D Auto RV分析测量的3DE RV容积较CMR对应值明显减小。

RVFV手动调节测量的3DE RV容积略大于CMR对应值,有统计学差异。

3DE RVEF与CMR对应值无统计学差异。

CMR与全自动3D Auto RV分析测量的3DE RVEF具有相关性(4CV:r=0.65,RVFV:r=0.73)。

CMR与手动编辑后测量的3DE RVEF相关性更好(4CV:r=0.76,RVFV:r=0.84)。


临床结局

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重复性

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全自动3D Auto RV分析3DE RV容积和RVEF观察者内和观察者间变异性为0(ICC=1)。

手动调节分析3DE RV容积和RVEF观察者内和观察者间变异性范围分别为1.6%-7.6%(ICC = 0.89-0.99)和6.1%-12.4%(ICC = 0.90-0.97)。

全自动法重复测量变异性范围为2.8%-12.6%(ICC = 0.90-0.9);手动编辑法重复测量变异性范围为5.3%-12.9%(ICC = 0.84-0.95)。

CMR评估观察者内和观察者间变异性范围分别为5.9%-11.4%(ICC = 0.95-0.97)和8.1%-13.7%(ICC = 0.88-0.95)。

讨  论

主要发现

1、在整个人群及图像质量较差患者中,使用全自动RV定量软件3D Auto RV对4CV和RVFV切面获得的3DE RV容积和RVEFs均具有良好的相关性。

2、4CV和RVFV切面下全自动3D Auto RV分析得到的RVEF与CMR结果无明显差异。
3、五种不同方法评估的RVEFs均与心脏事件相关。
4、在超声心动图图像质量差的患者中,全自动分析评估的RVEF与心脏事件显著相关。
5、将患者依据RVEF分为三组后,五种测量方法下各组心脏事件发生均有显著差异。

4CV和RVFV 3DE结果

1、全自动3D Auto RV软件通过人工智能确定心内膜边界,因此图像的标记点尤为重要(RV心尖应位于图像上方,三尖瓣环应位于图像左侧)。当使用剑下切面图像进行3DE分析时,即使图像质量良好也无法很好地确定心内膜边界。因此,在进行RV容积分析时,选用何种切面获取图像至关重要。
2、本研究发现RVFV较4CV切面图像质量评分较高;RVFV较4CV 3DE容积频率较高。该结果支持使用RVFV进行3DE图像获取。然而,4CV和RVFV全自动3D Auto RV分析评估RVEDV和RVEF结果无统计学差异(偏倚:RVEDV<1mL,RVEF<0.3%);图像质量差的患者结果相似。两种方法测量结果具有良好相关性。接近90%病例两种方法测量RVEFs差异<10%;当进行手动调节后,该趋势进一步改善。该结果提示4CV获取的3DE图像同样适用于RV定量(除非3DE图像未包纳大部分RV壁)。
3、尽管4CV和RVFV切面全自动3D Auto RV分析评估3DE RV容积明显小于CMR相应值,但这些结果偏倚已小于大部分既往验证研究。值得注意的是,30%RVFV 3DE图像和接近50%4CV 3DE图像质量差。因此,我们认为全自动软件3D Auto RV具有较好的价值,它具有基于大量包括不同3DE图像质量和相关CMR RV容积的RV轮廓信息库。

3DE成像RVEFs预后价值

1、越来越多的证据表明,RV功能与临床结局相关。CMR是评价RV容积和RVEFs的金标准,但因其价格较高、检查时间较长、应用有限制而无法作为常规检查方法。三维超声心动图3DE RV定量分析软件是评价RVEF的潜在替代方法。我们前期研究结果:半自动RV定量软件测量的RVEF与心血管事件相关,依据心脏事件和/或全因死亡率的发生确立了分类低至高风险的RVEF界值(30%、 40%和45%)。但是,半自动软件需要手动调节,因此测量准确性取决于检查者的专业性。

2、全自动RV定量软件3D Auto RV消除了测量的变异性。一些研究以CMR作为参考验证了RV容积和RVEFs的测量准确性。
3、本研究使用全自动软件3D Auto RV分析4CV和RVFV切面3DE RVEFs的预后价值。我们证实了两种切面全自动3DE RVEF与心脏事件显著相关。更重要的是,对于图像质量差的患者,全自动RVEF结果与临床结局相关CMR和3DE方法测量的RVEF能够成功识别高风险患者。把5种方法测量的RVEFs纳入模型,RVFV切面手动调节后评估的RVEF是CART筛选得到的唯一指标。该结果表明,手动调节RVEF较全自动RVEF具有更好的预后价值。但是本研究发现全自动分析结果能够准确判断临床结局,因此,全自动结果也是可以接受的。

4、全自动分析无需费时地手动调节、不依赖于检查者,因此消除了观察者间的变异性。同时本研究证实无论图像质量如何,全自动方法能够提供有预后价值的信息。

结  论

RVFW和4CV切面获取的RV 3DE图像在经过全自动或手动调节分析后能够得到相似的RV容积和RVEFs,这两种方法评估的RVEF与临床结局相关,因此两种方法测量的结果可互换,均能为RV功能和不良临床结局风险提供准确信息。

小编的话


在心肌病、缺血性心脏病、瓣膜病、肺动脉高压等患者的诊疗中,右室射血分数是其不良心血管事件发生的重要预测指标。采用FDA认证的人工智能定量软件3D Auto RV,全自动识别右室切面及模型匹配,15s内精准获取标准化右心室功能评估数据,更能可靠、准确的提供右室容积、功能和不良临床结局风险等相关信息。
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