实时三维超声联合右心声学造影评价肺源性心脏病患者右心室收缩功能的价值

周赵良 庄延兵 朱文军 吕晓东 全丽娟 金惠红

实时三维超声联合右心声学造影评价肺源性心脏病患者右心室收缩功能的价值

周赵良 庄延兵 朱文军 吕晓东 全丽娟 金惠红

目的 应用实时三维超声心动图探讨肺源性心脏病患者右心室收缩功能的价值，比较右心造影对测值的影响。方法选择肺源性心脏病代偿组、失代偿组、正常对照组各20例分别进行造影前、后实时三维超声的采集成像，计算右心室舒张末容积（RVEDV）、右心室每博输出量（RVSV）和右心室射血分数（RVEF），并根据心内膜是否清晰可辨分为心内膜边界清晰者、心内膜边界欠清晰者，比较两者三维超声参数的组间差异。结果代偿组、失代偿组RVEDV较对照组均明显增加，RVEF值减低（均P＜0．01），代偿组与对照组RVSV差异无统计学意义（P＞0．05），但失代偿组RVSV与代偿组、对照组差异有统计学意义（P＜0．05）；失代偿组RVEDV较代偿组明显增大，RVEF明显减低（均P＜0．01）。心内膜边界欠清晰者造影后较造影前RVEDV、RVEF差异均有统计学意义（均P＜0．05）。结论实时三维超声能够客观地反映肺源性心脏病代偿期与失代偿期右心室收缩功能的变化，右心声学造影改善了心内膜边界的可识别性，提高了右心室收缩功能测值的可靠性。

实时三维 肺源性心脏病 声学造影 心室功能

【 Abstract】 ObjectiveTo assess the application of real-time three-dimensional echocardiography(RT3DE)combined with right heart contrast echocardiography in evaluation of right ventricular systolic function in patients with pulmonary heart disease．Methods40 patients with pulmonary heart disease,including 20 cases with compensated right heart function and 20 cases with decompensated heart function,were enrolled in the study;20 healthy subjects served as controls．All subjects underwent real-time three-dimensional echocardiography before and after right heart contrast echocardiography．The parameters on RT3DE were collected and right ventricular end-diastolic volume(RVEDV),stroke volume(RVSV)and ejection fraction(RVEF)were calculated．According to the legibility endocardium,patients were furtherly divided into the endocardial border clear group and endocardial border unclear group,and the differences three-dimensional ultrasound parameters were compared between two groups．ResultsRVEDV in patients with pulmonary heart disease were increased and RVEF decreased significantly compared to control group(P＜0．01)．There were no differences in RVSV value between compensated patients and controls(P＞0．05),but RVSV in decompensated patients was significantly lower than that in compensated patients and healthy controls(P＜0．05)．RVEDV in decompensated patients was significantly higher and RVEF was lower than those in compensated patients(P＜0．01)．The RVEDV and RVEF values of endocardial boundary unclear group were significantly changed before and after contrast echocardiography(P＜0．01)．ConclusionReal-time three-dimensional echocardiography can objectively reflect the changes in pulmonary heart disease with compensated and decompensated right ventricular systolic function．Right heart contrast echocardiography improves the legibility of endocardial border and enhances the reliability of the measurement of right ventricular systolic function．

近年来，越来越多的研究证实右心室射血分数 （RVEF）是心力衰竭患者死亡预测的独立危险因子[1]，右心功能的定量评估对评价心力衰竭患者的严重程度及预后具有重要意义。目前多种影像学技术被用于右心室功能的定量分析[2－3]，彩超检查以其无创、方便及价廉等优点成为目前临床较简便、可靠的方法。但是由于右心室几何形态很不规则，所以二维超声难以准确评估右心室收缩功能。目前三维超声逐步应用到心室功能状态的研究中，但是其准确性依赖二维超声右心室心内膜边界识别程度，由于处于近场及肺源性心脏病患者气体干扰、心脏移位等原因，右心室心尖及流出道心内膜边界常显示欠清，影响了部分检查的准确性。右心室声学造影可以较好地区分心腔与心内膜面，使得右心室的边界清晰可辨。本研究采用实时三维超声联合右心室声学造影，当心内膜边界显示清晰时，可以定量测得患者右心室收缩末期容积（RVESV）、右心室舒张末期容积（RVEDV）、右心室每搏量（RVSV）、RVEF等指标以及右心室形态学的改变，以此更准确地评价肺源性心脏病患者右心室功能状况，现报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料 选取2009-01—2012-12本院就诊的肺源性心脏病患者40例，其中男25例，女15例；年龄27～83（64.5±10.9）岁。慢性支气管炎、肺结核等呼吸道病史36例，风湿免疫性病史4例。肺源性心脏病的诊断按全国第3次肺源性心脏病专业会议诊断标准确诊，根据临床表现将患者分为代偿期组和失代偿期组：前者为心功能代偿期患者20例，男12例，女8例，年龄47～80（63.8±10.2）岁，此期主要为慢性阻塞性肺气肿的表现；后者为心功能失代偿期患者20例，男13例，女7例，年龄27～83（66.7±11.5）岁，此期主要为右心功能衰竭的表现。所有患者均排除冠心病、先天性心脏病、心房颤动等情况，且左心室收缩功能均在正常范围。选取本院健康体检行常规心脏彩超检查者20例为对照组，其中男10例，女10例，年龄39～87（61.9±12.1）岁。均无心、肺血管病史，血压、X线胸片、心电图及超声心动图等常规检查均正常。3组间年龄、性别比差异无统计学意义（均P＞0.05）。

1.2 仪器和方法 应用Philips iE33型超声显像仪，S3-1探头,频率为2～5 MHz,配置有实时三维超声成像技术及探头X3-1，频率为1～3 MHz，并自带QLAB分析软件。

1.2.1 二维超声心动图检查 患者左侧卧位，常规连接心电图，采集胸骨旁四腔心切面，测量右心室大小，利用Simpson法测量RVESV、RVEDV、RVSV、RVEF。用大动脉短轴切面测量肺动脉宽度及右心室游离壁厚度，通过三尖瓣反流测算肺动脉收缩压。

1.2.2 实时三维超声心动图检查 采用5%碳酸氢钠2.5ml+0.2%维生素B62.5ml混合后，立即行右肘静脉推注进行右心造影，待右心室内充满气泡、右心室心内膜边界清晰可辨后，启动实时三维超声程序，获得最佳图像质量，调节线密度，然后启动总体显像，取样原则为用较高的线密度来获得较完整的全容积图像。并利用仪器自带的QLAB分析软件，进行图像切割，选取清晰的右心室切面分别置于3个相互垂直交叉的切面上，通过旋转、调整获得四腔心观、心室腔短轴观、右心室冠状观三个正交切面，以心尖四腔观及心尖两腔观为基础平面，根据心电图确定舒张期末及收缩期末，分别标定三尖瓣环及右心室心尖位置，软件自动勾勒右心室内膜，之后手动调整使其与实际内膜边界吻合，自动计算RVEDV和RVESV、RVSV、RVEF。

所有患者造影前、后分别进行实时三维超声的采集、三维成像的数据处理，经3位有经验的超声医生分别操作，取其平均值。

1.3 统计学处理 采用SPSS13.0统计软件，计数资料以百分率表示，比较采用χ2检验；计量资料以表示，多组间比较采用单因素方差分析，两组间比较采用独立样本t检验。

2 结果

2.1 3组右心室声学造影及三维超声参数比较 见表1。

表1 3组右心室声学造影及三维超声参数比较

由表1可见，代偿组、失代偿组RVEDV较对照组均明显增加，RVEF值减低（均P＜0.01），失代偿组RVEDV较代偿组明显增大，RVEF明显减低（均P＜0.01）；代偿组与对照组RVSV差异无统计学意义（P＞0.05），但失代偿组RVSV与代偿组、对照组差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

2.2 心内膜清晰与欠清晰者造影前后右心室三维超声参数比较 根据图像质量将60例受检者分为心内膜清晰者（二维图像清晰，心内膜基本可辨）35例；心内膜欠清晰者（心内膜边界在流入道、流出道、心尖肌小梁部三个面中至少有一个面显示欠清）25例。两者造影前后右心室三维超声参数比较见表2。

表2 心内膜清晰与欠清晰者造影前后右心室三维超声参数比较

由表2可见，心内膜清晰者造影前后RVEDV、RVSV、RVEF差异均无统计学意义（均P＞0.05）；心内膜欠清晰者造影前后RVEDV、RVEF差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

3 讨论

因右心室壁较薄，对于压力负荷的承受能力较差，长期的压力负荷会使右心室壁出现不同程度的增厚及右心室腔的扩大，右心室的几何形态逐渐发生改变，当右心室的几何形态发展为近球形，已表明右心室功能出现了失代偿。而早期发现右心室在压力负荷下的容积改变，对于患者的早期治疗、防止心功能恶化有很大的意义。

由于右心室几何形态的不规则性，二维超声不能同时显示右心室流入道、流出道、心尖部平面，且通常以流入道来推算整体右心室功能，所以二维超声对右心室整体收缩功能的测算不够精确。而实时三维超声心动图克服了二维超声技术的限制,不依赖任何几何假设，可直接定量测量真正的心腔容积，该技术对于几何形态欠规则的右心腔容积测量更具优越性，国内外一些学者的研究也证实三维超声技术在测量右心室容积与功能方面具有重复性好、准确性高的特点[4-5]。但是我们在实际工作中发现三维超声容积测量的准确性同样也依赖于二维超声对心内膜边界的良好识别。很多研究表明右心室流入道在右心室泵血功能中起主要作用，但是心尖部及流出道部也起了相当的作用，是右心室收缩功能不可或缺的重要组成部分[6-7]。由于肺源性心脏病患者心脏位置常下移、气体干扰以及心尖部及流出道部处于近场的原因心内膜边界有时显示欠清，故三维超声有时也会存在描记不清的状况，导致右心室收缩功能评估不准确。右心声学造影是一种以前就经常使用的方法，由于微泡与血液、心肌之间存在明显的声阻抗差，所以造影后对心内膜边界的识别有很大的帮助。故我们将声学造影与三维超声结合使用，使得二维边界更加清楚，描记的心内膜边界更加准确，从而使得三维成像更加清晰，可以准确反映右心室的容积变化情况和每搏输出量、射血分数，为临床提供客观的定量数据。

通过心内膜清晰者与欠清晰者声学造影前后比较分析，可以看到心内膜清晰者造影前后三维数据的比较无明显差异，但是心内膜边界显示欠清晰者通过造影后，其RVEDV存在显著差异，总体上容积测值有增大倾向，表明造影提高了心尖肌小梁部及流出道心内膜边界的可识别性，使得三维容积采集更接近实际，且RVEF值更加可靠、准确。声学造影操作简单、方便，所使用的药物碳酸氢钠及维生素B6是曾经广泛用于右心造影的药物，安全、可靠且便宜，无明显不良反应，对提高右心室收缩功能的准确性有明显帮助。但操作中我们发现对比剂过多和过少都会影响效果，以右心室内正好充满微泡时立即启动三维采集程序为好。

我们发现对照组右心室三维成像后图像形似“马鞍形”，随着肺动脉压力增高，右心室游离壁向外膨出，右心室容积扩大，肺源性心脏病患者代偿期从“马鞍形”向“球形”过渡转变，失代偿期右心室三维结构成“球形”。三维超声可以从结构上向临床医师或患者形象地说明右心室形态的变化。

通过数据比较我们发现肺源性心脏病代偿期者RVEDV较对照组增大，RVEF降低，说明肺源性心脏病患者在代偿期即出现右心室收缩功能的下降。右心室收缩功能下降与后负荷的明显增加，心肌肥厚导致相对灌注不足使心肌收缩力减弱等多种因素有关，但RVSV变化不明显，可能是由于代偿期部分患者右心室扩大、容量增大后抵消了心肌收缩力的下降，维持了每搏输出量的稳定。如果这些因素持续存在，将发生不可逆的右心室及肺血管重构，右心室显著扩大，持续的缺氧及高碳酸血症促使心肌收缩能力进一步减弱，出现右心室收缩功能不全的状况，本研究失代偿组的RVEDV进一步增大，RVSV减低，RVEF明显下降。此外既往的一些研究表明应用实时三维超声技术测得的RVEF与肺动脉收缩压呈较强的负相关[8]，本组亦观察到类似现象，表明肺动脉高压在肺源性心脏病病情的进展中起着重要作用。

实时三维超声在评价右心室容积变化、心室收缩功能上较传统的二维超声心动图具有不可比拟的优越性，我们通过右心声学造影克服了心内膜边界不清的缺点，但目前还存在一些局限性：由于仪器及方法的差异三维超声测值中RVEDV及RVSV与金标准MRI法有所差异，通常数值偏小，可能与切面的漏采有关系，但是判断右心室收缩功能的射血分数值与MRI法具有良好的相关性。国内外的研究也证实了这一点[9-10]；Philips iE33三维成像的扇角为60°，偶尔一些患者右心室巨大、心尖未能全部采集进去，可能造成室壁残缺而致心室容量被低估；受三维超声技术扫描的帧频影响，有些心率过快、心律失常的患者不适合检查。

综上所述，使用实时三维超声心动图联合右心室声学技术能够快速获取右心室收缩功能参数，提高了部分心内膜识别不清患者检查的准确性，从而便于监测肺源性心脏病的病情进展及评估治疗效果，为临床观察肺源性心脏病代偿期与失代偿期的右心室收缩功能变化提供了客观的定量评估手段。

[1] HaddadF,CoutureP,TousignantC,et al．Therightventriclein cardiac surgery,a perioperative perspective:Ⅱ．Pathophysio1ogy, clinical importance,and management[J]．Aneth Analg,2009,108: 422-433．

[2] 高继康,郑哲岚,戴晓艇,等．不同组织多普勒技术评价肺源性心脏病患者右室壁功能的研究[J]．浙江医学,2010,2:201-203．

[3] 周贵明,黄灿亮．超声心动图新技术评价肺动脉高压患者右心功能[J]．中国慢性病预防与控制,2011,3:308-311．

[4] Morikawa T,Murata M,Okuda S,et al．Quantitative analysis of right ventricular function in patientswith pulmonary hypertension using three-dimensional echocardiography and a two-dimensional summationmethod compared to magnetic resonance imaging[J]．AmJCardiol,2011,107:484-489．

[5] LuX,NadvoretskiyV,BuL,et al．Accuracyandreproducibilhyof real-time three-dimensional echocardiography for assessment of right ventricularvolumesand ejection fraction in children[J]．JAm-SocEchocardiogr,2008,21:84-89．

[6] 孔德红,潘翠珍,程蕾蕾,等．实时三维超声心动图评价肺动脉高压患者右心室整体和节段收缩功能[J]．中华超声影像学杂志,2011,20:747-751．

[7] 高峻,谢明星,吕清,等．实时三维超声心动图评价正常儿童右心室整体及局部容积和收缩功能[J]．中华超声影像学杂志,2011,20:461-465．

[8] Tamborini G,Brusoni D,Torres Molina J E,et al．Feasibility of a new generation three·dimensional echocardiography for right ventricular volumettic and functional measurements[J]．Am J Cardiol, 2008,102:499-505．

[9] Leibundgut G,Rohner A,Grize L,et al．Dynamic assessment of right ventricular volumes and function by real-time three-dimensional echocardi0graphy;a comparison study with magnetic resonance imaging in 100 adult patients[J]．J Am Soc Echocardiogr,2010,23: 116-126．

[10] 颜紫宁,芮逸飞,项艰波,等．实时三维超声心动图与MRI、SPECT对比评估右心室收缩功能[J]．中华超声影像学杂志,2012,21:767-770．

Real-time three-dimensional echocardiograph combined with right heart contrast echocardiography in evaluation of right ventricular systolic function in patients with pulmonary heart disease

Real-time three-dimensiona Pulmonary heart disease Contrast echocardiography Ventricular function

2013-01-25）

（本文编辑：马雯娜）

嘉兴市科技局科技研究计划（2010AY1025）

314000 嘉兴市第一医院超声科