实时三维超声心动图评价冠心病左室重构患者左室收缩功能的研究

钟永凤，李玉宏

（辽宁医学院附属第一医院超声科，辽宁 锦州 121000）

准确评价左室收缩功能对冠心病左室重构患者治疗方法的选择、疗效的评估及预后的判断至关重要。实时三维超声心动图 （Real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）是一项新技术，通过全新矩阵探头来实现获取和存储体积参数进行分析重组后，可实时显示三维心脏立体图像，不受心脏形状影响，可以准确测量心脏容积及左室功能的改变，本文旨在探讨RT-3DE评价冠心病左室重构患者左室收缩功能的临床价值。

1 资料与方法

1.1 对象

收集60例冠心病患者，女26例，男34例，平均年龄（63.0±7.9）岁，均经询问病史、体格检查、X线、心电图、心肌酶谱、超声心动图及冠状动脉造影等检查经临床确诊的冠心病患者，并排除高血压病、肥厚型心肌病、扩张型心肌病及心房纤颤等。冠心病（急性心肌梗死、陈旧性心肌梗死、缺血性心肌病、心绞痛患者）诊断依次符合2007年欧洲心脏病学会、美国心脏病学会、美国心脏病协会及世界心脏联盟共同组成的专家小组报告的“心肌梗死再定义”的诊断指南；1995年WHO/ISFC工作组报告的缺血性心肌病的诊断指南；2007年中华医学会心血管病学分会和中华心血管病杂志编辑委员会制定的心绞痛的诊断指南。

60例冠心病患者包括：未发生左室重构组：30例，平均年龄（63.2±7.9）岁，入选标准：二维超声测量左室前后径：男＜55mm，女＜50mm，左心室形态未发生改变的患者；左室重构组：30例，平均年龄（62.8±8.3）岁，入选标准：左心室整体扩张、二维超声测量左室前后径：男＞55mm，女＞50mm，左心室形态发生改变包括心尖部圆隆扩张及室壁瘤形成的患者。

1.2 方法

采用Philips公司IE-33超声诊断仪。配有二维 S5-1探头，频率为1.0～5.0MHz；实时三维X3-1探头，频率为2.0～4.0MHz；本机配有QLAB 3DQ Advanced定量分析软件程序，可进行容积定量分析。门电路心血池显像（Gated blood pool imaging，GBPI）采用InfiniaⅡSPECT/CT显像仪。两组患者均采用常规的二维超声双平面Simpson’s法及M型超声检查，测量左室舒张末期容积 （LVEDV）、左室收缩末容积（LVESV）及左室射血分数（LVEF），M型超声测量左室舒张末内径（LVDd）、左室收缩末内径（LVDs），通过Teichholtz校正公式：V=7.0D3/（2.4+D），计算出LVEDV、LVESV、左室每博输出量（LVSV）及LVEF。

1.3 RT-3DE检查

患者左侧卧位，同步记录Ⅱ导联心电图，启用实时三维X3-1探头，在二维条件下于心尖四腔切面采集理想左室图像，嘱受检查者呼气末屏气，启动全容积显像模式，经心电图触发，收集4个相邻的 15°×60°的窄角蛋糕块立体图像，形成60°×60°宽角金字塔样全容积成像三维数据库，存入硬盘。打开QLAB分析软件3DQAdv定量分析，分别在舒张末期和收缩末期调节矢状切面和冠状切面位于左室正中，横切面位于二尖瓣瓣环水平，分别在舒张末期和收缩末期选定5个左室心内膜取样点,即四腔心观于二尖瓣瓣环水平的室间隔和侧壁取样点，二腔心观于二尖瓣瓣环水平的前壁和下壁取样点，以及四腔观心尖取样点后，自动描绘出动态三维心内膜轮廓，自动显示出左室整体LVEDV、LVESV、LVEF。

1.4 GBPI检查

采用显像剂为99mTc-红细胞（99mTc-RBC，体内标记法），静脉注射亚锡焦磷酸盐 （PYP）10~20mg，15~20min后再注射洗脱液740~925MBq（20~25mCi），20min后患者采用前后位（ANT）、30°~45°左前斜位（LAO）、70°LAO，低能平行孔准直器，能峰140keV，宽20%，矩阵64×64，每个心动周期采集16~32帧，每个体位投影采集300s计数以上。在30°~ 45°LAO获得的系列心血池影响，用计算机感兴趣区技术可生成心室的时间-放射性曲线，通过此曲线计算机处理得到反映心功能的LVEDV、LVESV及LVEF。

1.5 统计学分析

2 结果

RT-3DE、二维超声心动图双平面Simpson’s法及M型超声测量未发生左室重构组患者LVESV、LVEDV、LVEF与GBPI测值比较，差异无显著性（P>0.05），见表1。

RT-3DE、二维超声心动图双平面Simpson’s法及M型超声测量左室重构组患者LVESV、LVEDV、LVEF与GBPI各参数比较：RT-3DE与GBPI各参数比较，差异无显著性（P＞0.05）；二维心动图双平面Simpson’s法及M型与GBPI参数比较，差异有显著性（P＜0.05），见表2和图1，2。

冠心病左室未重构组RT-3DE、二维超声心动图双平面Simpson’s法及M型超声测量LVEF值与GBPI结果均呈较高的正相关（分别为：r=0.85、0.77、0.75，P＜0.01），见图3～5。

表1 冠心病未发生左室重构组左室收缩功能参数比较（±s）

表1 冠心病未发生左室重构组左室收缩功能参数比较（±s）

?

冠心病左室重构组RT-3DE、二维超声心动图双平面Simpson’s法及M型超声测量LVEF值与GBPI的结果比较：RT-3DE呈较高的正相关（r=0.81，P＜0.01）；二维超声心动图双平面Simpson’s法、M型超声呈中度相关 （分别为：r=0.56、0.51，P＜0.05），见图6～8。

表2 冠心病左室重构组左室收缩功能参数比较（±s）

表2 冠心病左室重构组左室收缩功能参数比较（±s）

注：1：Simpson’s法及M型测得的左室各参数与GBPI各参数比较，P＜0.05。

?

3 讨论

左室未重构组实验结果显示：RT-3DE、二维超声心动图双平面Simpson’s法及M型超声测量 LVEDV、LVESV及LVEF与GBPI结果无显著性差异；且3种超声心动图所测LVEF值与GBPI结果呈较高的正相关，相关系数呈RT-3DE＞Simpson’s＞M型递减趋势。本组实验研究结果与陆文良等[1]研究相接近，RT-3DE测得LVEF值与GBPI最接近，相关性也优于M型和Simpson’s法。

导致M型和二维超声心动图双平面Simpson’s法测量结果略有偏差的主要原因可能是由于M型超声测量左心室容积大多采用立方法：假定正常心脏左心室类似椭圆体，两条短轴径相等，长轴径为短轴径的一倍，经超声心动图测定左心室短轴径，计算出左室容量。此种方法把心脏假想成一个椭球体，立方法估测时左心室内径变化lcm，立方后错误扩大很多倍。并且心脏不一定是标准椭球体，总会有一些变异。准确性及重复性均较差。较差的原因还有：图象质量欠佳、取样线位置变化等[2-3]。二维超声心动图的双平面Simpson’s法测量左心室容积，不受固定几何体模型限制，但测定和计算方法复杂，在有节段性室壁运动异常或室壁瘤的患者，应用受到限制[4]。RT-3DE测量左室容积按照左心室实际形状，在左室表面的心内膜采集多点计算，准确、重复性好。由于左心室形态与左心室功能密切相关，心功能差的患者左心室扩大，左心室趋于球形。二维超声心动图用球形指数来描述左心室，即心尖四腔观舒张末期左心室横断面积与左心室长轴面积的比值，趋近1时，球形程度大。应用RT-3DE计算出的球形指数更符合实际情况，已经证实，RT-3DE计算出的球形指数是早期的、更精确的预示急性心肌梗死后左心室重构的指标，优于心电图及超声心动图的其他指标[5]。本实验一维M型、二维超声心动图双平面Simpson’s及RT-3DE测量左室收缩功能各参数与GBPI各参数比较无显著差异，可能与本组患者左室不发生增大、不合并室壁瘤、等变形有关，尚符合M型及二维超声Simpson’s法所假定正常心脏形态的计算公式，因此可得出与核素比较的各参数无显著性差异。

左室重构组实验结果显示：RT-3DE测得的左室各参数与GBPI值比较仍无差异，且LVEF与GBPI的相关性分析呈较高的相关性；二维超声心动图的双平面Simpson’s法及M型超声测量左室各参数与GBPI值有显著性差异，且LVEF与GBPI的相关性分析呈中度正相关。

导致二维超声心动图的双平面Simpson’s法及M型有显著性差异的原因与本组患者左室形态发生改变有关，此两种方法均依赖于几何假设，存在不准确性，尤其在心脏的解剖结构发生改变时（如室壁瘤）误差更大[6]。RT-3DE实时的显示心脏三维解剖结构和空间毗邻关系，对左心室容量与射血分数的测量无需依赖几何形状的假设，在评价心功能方面具有独特的优势[7]。姚桂华等[8]通过制造犬急性心肌梗死模型，使左室发生重构，并且部分犬形成了室壁瘤，导致左室几何形态更加不规则。分析结果显示依赖于左心室几何形状假设的二维超声心动图的双平面Simpson’s法测量左心室容量具有一定的误差，而RT-3DE操作简便、成像迅速，克服了二维超声显示切面的局限性，即能准确测量左心室容量及其功能。

Qta等[9]应用RT-3DE测量不同形状及体积的球囊容积，发现RT-3DE测量值与实测值高度相关。Prakash等[10]利用体外水囊比较正常形态、模拟室壁瘤状态下RT-3DE测值与实际注水容积的关系，发现在水囊明显变形的情况下，RT-3DE测量的容积与实际测值高度相关，证实RT-3DE能够准确测量不规则体的容积。

研究结果表明，左室形状偏离了假设模型，或检查过程中需要的切面未能获得，二维超声心动图的双平面Simpson’s法及M型超声测量值与实际心腔容积之间会存在较大误差。在临床实践中，重构的左室腔往往增大、变形，或局部室壁运动异常，甚至在一个心动周期可能有多种异常改变，此时所取的切面未必是标准切面，若用固定公式来计算变形的左室，心功能参数的测量值会偏离实际值。而三维超声心动图能获取左室腔的真实三维形态，在定量评价左室功能方面具有很大的应用价值。大量研究也证实，RT-3DE测量左心室收缩功能参数的准确性高，可重复性强[11-14]。

[1]陆文良，朱毅，何迩珠，等.实时三维超声心动图与二维超声心动图、核素、磁共振检查评价老年人左心功能的相关性比较[J].实用医学杂志，2007，23（1）：72-74.

[2]Saul GM,Hugh EM,Michael JW,et al.Left ventricular mass reliability ofM-mode and 2-dimensionalechocardiographic formulas[J].Hypertension,2002,40(5):673-678.

[3]刘延龄，熊鉴然.临床超声心动图学[M].北京：科学出版社，2001. 141-145.

[4]MannaertsHF,Van derHeide JA,Kamp O,etal.Early identification ofleftventricular remodelling after myocardial infarction,assessed by transthoracic 3D echocardiography[J].Eur Heart J,2004,25(8):680-687.

[5]魏常华，袁建军.实时三维超声心动图评价左心室收缩功能的研究进展[J].中华医学杂志，2008，5（3）：49-51.

[6]Kisslo J, Fierk B, Ota T, et al. Real-time volumetric echocardiography: the technology and the possibilities[J]. Echocardiography,2000,17(8):773-779.

[7]张运.三维超声心动图：从静态、动态到实时[J].中华超声影像学杂志，2003，12（2）：69-70.

[8]姚桂华，张运，王燕，等.实时三维超声心动图测量左心室容量与射血分数的实验研究[J].中华超声影像学杂志，2004，l3（8）：609-6l1.

[9]Ota T,Kisslo J,Vonramm O T,et al.Real-time,volumetric echocardiography:usefulness of volumetric scanning for the assessment of cardiac volume and function[J].J Cardiol,2001, 37:93-101.

[10]Prakash K,Li X,Hejmadi A,et al.Determination of asymmetric cavity volumes using real -time three -dimensional echocardiography: an in vitro balloon model study[J]. Echocardiography,2004,21(3):257-263.

[11]Jenkins C,Bricknell K,Hanekom L,et al.Reproducibility and accuracy of echocardiographic measurements of left ventricular parameters using real-time three-dimensional echocardiography [J].J Am Coll Cardiol,2004,44(4):878-886.

[12]Lang RM,Mor-Avi V,Sugeng L,et al.Three-dimensional echocardiography:the benefits of the additional dimension[J].J Am Coll Cardiol,2006,48(10):2053-2069.

[13]Pemberton J,Li X,Kenny A,et al.Real-time 3-dimensional Doppler echocardiography for the assessment of stroke volume: an in vivo human study compared with standard 2-dimensional echocardiography[J].J Am Soc Echocardiogr,2005,18(10): 1030-1036.

[14]Corsi C,Lang RM,Veronesi F,et al.Volumetric quantification of global and regional left ventricular function from real-time three-dimensional echocardiographic images[J].Circulation,2005, 112(8):1161-1170.