Phase Image Analysis in Conduction Disturbance Patients

심실내 전도장애 환자에서의 $^{99m}Tc$-RBC Gated Blood-Pool Scintigraphy을 통한 Phase Image Analysis

It is known that the normal His-Purkinje system provides for nearly synchronous activation of right (RV) and left (LV) ventricles. When His-Purkinje conduction is abnormal, the resulting sequence of ventricular contraction must be correspondingly abnormal. These abnormal mechanical consequences were difficult to demonstrate because of the complexity and the rapidity of it's events. To determine the relationship of the phase changes and the abnormalities of ventricular conduction, we performed phase image analysis of $^{99m}Tc$-RBC gated blood pool scintigrams in patients with intraventricular conduction disturbances (24 complete left bundle branch block (C-LBBB), 15 complete right bundle branch block (C-RBBB), 13 Wolff-Parkinson-White syndrome (WPW), 10 controls). The results were as follows; 1) The ejection fraction (EF), peak ejection rate (PER), and peak filling rate (PFR) of LV in gated blood pool scintigraphy (GBPS) were significantly lower in patients with C-LBBB than in controls ($44.4{\pm}13.9%$ vs $69.9{\pm}4.2%,\;2.48{\pm}0.98$ vs $3.51{\pm}0.62,\;1.76{\pm}0.71$ vs $3.38{\pm}0.92$, respectively, p<0.05). 2) In the phase angle analysis of LV, Standard deviation (SD), width of half maximum of phase angle (FWHM), and range of phase angle were significantly increased in patients with C-LBBB than in controls ($20.6{\pm}18.1$ vs $8.6{\pm}1.8,\;22.5{\pm}9.2$ vs $16.0{\pm}3.9,\;95.7{\pm}31.7$ vs $51.3{\pm}5.4$, respectively, p<0.05). 3) There was no significant difference in EF, PER, PFR between patients with the Wolff-parkinson-White syndrome and controls. 4) Standard deviation and range of phase angle were significantly higher in patients with WPW syndrome than in controls ($10.6{\pm}2.6$ vs $8.6{\pm}1.8$, p<0.05, $69.8{\pm}11.7$ vs $51.3{\pm}5.4$, p<0.001, respectively), however, there was no difference between the two groups in full width of half maximum. 5) Phase image analysis revealed relatively uniform phase across the both ventricles in patients with normal conduction, but markedly delayed phase in the left ventricle of patients with LBBB. 6) In 13 cases of WPW syndrome, the site of preexcitation could be localized in 10 cases (77%) by phase image analysis. Therefore, it can be concluded that phase image analysis can provide an accurate noninvasive method to detect the mechanical consequences of a wide variety of abnormal electrical activation in ventricles.

연구배경 : 정상적인 자극전도계를 통한 좌심실과 우심실의 전기적 활성은 거의 동시에 일어나지만 심실내에 자극전도 장애가 있는 경우 비정상적인 수축이 있게 된다. 이러한 변화는 자극전달의 속도가 빠르고 복잡하여 정량화 할 수 없었다. 이에 심실내 전도장애가 있는 환자를 대상으로 방사성동위원소 심장풀스캔(radionuclide gated blood pool scan, GBPS)을 이용한 위상분석(phase image analysis)을 통하여 비정상적인 수축정도를 정량화하고자 하였다. 방법 : 심실내 전도장애 환자 및 조기수축증후군환자에서 방사능동위원소 심장풀스캔을 이용하여 심전도상 전도장애를 보인 환자를 대상으로 좌심실 구혈률, 위상각, 위상각의 표준편차, 전체반값폭, 위상각의 범위를 측정하였으며 비정상적으로 수축하는 과정을 위상영상분석을 통하여 심실의 비정상적으로 수축하는 과정을 비교 분석하였다. 결과 : 좌각블록환자에서는 위상각의 포준편차, 전체 반값폭, 위상각의 범위는 정상대조군에 비하여 유의한 차이를 보였으나 우각블록환자에서는 대조군과 차이가 없었다. WPW 증후군환자에서는 위상각의 표준편차와 위상각의 범위는 유의하게 증가하였고 전체반값폭은 정상대조군에 비하여 차이가 없었다. 정상심전도를 보인 환자에서는 위상각의 지연없이 좌심실과 우심실을 거의 동시에 심장수축을 유발하는 것을 관찰한 반면 좌각블록을 가진 환자에서는 RV에 비하여 늦은 LV의 phase을 보였고, 우각블록을 가진 환자에서는 LV에 비하여 늦은 RV phase을 보였다. 또한 WPW 증후군환자의 77%에서 Kent bundle의 위치를 영상분석으로 추정할 수 있었다. 결론 : 이상의 결과로 GBPS의 위상영상분석은 심전도장애 및 조기수축증후군 환자에서 위상영상을 통하여 심장의 활성화 과정을 알아볼 수 있었으며 위상영상히스토그램을 통하여 이를 정량화하여 심실내 전기적 활성의 비동시성 여부를 추적관찰 할 수 있는 비관혈적검사임을 확인하였다.