Time-effectiveness, Observer-dependence, and Accuracy of Measurements of Left Ventricular Ejection Fraction Using 4-channel MDCT

Zusammenfassung

Ziel: Beurteilung der Nachverarbeitungszeit, Messgenauigkeit und Untersucherabhängigkeit bei der Bestimmung der linksventrikulären Ejektionsfraktion (EF) mit der retrospektiv EKG-synchronisierten Multidetektor-CT-(MDCT-)Angiographie im Vergleich zur biplanaren Cine-Ventrikulographie. Material und Methoden: 20 konsekutive Patienten wurden mittels 4-Zeilen-MDCT-Angiographie der Koronarien und biplanarer Cine-Ventrikulographie untersucht. Die CT-Rohdaten wurden in Inkrementen von 10 % über den gesamten Herzzyklus axial rekonstruiert. Daraus wurden bei jedem Patienten 10 geometrisch identische multiplanar reformatierte Datensätze parallel zur Kurzachse des Herzens rekonstruiert. Zur Bestimmung der EF segmentierten drei unabhängige Untersucher den linken Ventrikel in der endsystolischen und enddiastolischen Herzphase bei standardisierten Fenstereinstellungen. Die EF aus der biplanaren Cine-Ventrikulographie wurde durch zwei weitere unabhängige Untersucher bestimmt und mit der MDCT-Angiographie verglichen. Die Nachverarbeitungszeiten für beide Methoden wurden verglichen und der Grad der Übereinstimmung zwischen den Untersuchern für beide Untersuchungstechniken quantifiziert. Ergebnisse: Die Nachverarbeitungszeit für die Bestimmung der EF betrug 63 ± 3 min für die MDCT Angiographie und 5,5 ± 1,2 min für die Ventrikulographie. MDCT-Angiographie und Ventrikulographie zeigten eine gute Korrelation bezüglich der EF-Messungen (r = 0,83, p < 0,0001). Der mittlere Messfehler für die drei MDCT-Untersucher, verglichen mit dem Mittelwert der Ventrikulographie, betrug - 6,3 ± 6,6 %, - 4,7 ± 7,1 % und - 4,6 ± 5,7 %. Die mittleren Differenzen zwischen den drei MDCT-Untersuchern waren - 1,6 ± 3,2 % (Untersucher 1 versus 2, r = 0,96), - 1,6 ± 5,6 % (1 versus 3, r = 0,95) und - 0,011 ± 2,9 % (2 versus 3, r = 0,97, p < 0,0001). Die mittlere Differenz zwischen den zwei Untersuchern der Ventrikulographie betrug 0,32 ± 5,1 % (r = 0,88, p < 0,0001). Schlussfolgerung: Die MDCT-Angiographie korreliert gut mit der biplanaren Cine-Ventrikulographie, weist aber eine Tendenz zur Unterschätzung der linksventrikulären EF auf. Messungen mittels MDCT-Angiographie haben einen hohen Übereinstimmungsgrad, die Nachverarbeitungszeiten der MDCT-Daten sind jedoch noch unannehmbar lang.

Abstract

Purpose: To evaluate the time-effectiveness, inter-observer variance, and accuracy of left ventricular ejection fraction (EF) measurements using retrospectively ECG-gated four-channel multi-detector row CT (MDCT) angiography in comparison with biplane cine-ventriculography. Materials and Methods: Twenty consecutive patients underwent retrospectively ECG-gated MDCT angiography and conventional coronary angiography with biplane ventriculography. Raw MDCT data were reconstructed at 0 % - 90 % of the cardiac cycle in increments of 10 %. Ten geometrically identical multiplanar reformations parallel to the short axis of the heart were reconstructed in each patient. Three blinded readers segmented the left ventricle in the end-systolic and end-diastolic phase using standardized window settings in order to determine the EF. The EF was measured with biplane cine-ventriculography by two blinded readers and was compared with MDCT. The time needed for post-processing was recorded and the inter-observer agreement for both imaging techniques was assessed. Results: Mean post-processing time was 63 ± 3 min per patient for MDCT and 5.5 ± 1.2 min for ventriculography. MDCT and ventriculography showed a good correlation (r = 0.83, p < 0.0001) for measurement of the EF. Mean errors of EF measurements for the three MDCT readers compared with the mean of the ventriculography were - 6.3 ± 6.6 %, - 4.7 ± 7.1 % and - 4.6 ± 5.7 %, respectively. The mean differences between the three readers assessing MDCT were - 1.6 ± 3.2 % (reader 1 versus 2, r = 0.96), - 1.6 ± 5.6 % (1 versus 3, r = 0.95) and - 0.011 ± 2.9 % (2 versus 3, r = 0.97, p < 0.0001). The mean differences between the two readers assessing ventriculography was 0.32 ± 5.1 % (r = 0.88, p < 0.0001). Conclusions: MDCT correlates well with biplane cine-ventriculography but has the tendency to underestimate the left ventricular EF. Measurements using MDCT have a high inter-observer agreement, however, the time needed for additional MDCT data post-processing is still unacceptably long.

Key words

MDCT - ejection fraction - chardiac function

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