实时三维超声心动图评价法洛四联症手术前后右心室收缩功能

崔存英 CUI Cunying

张连仲 ZHANG Lianzhong

刘 琳 LIU Lin

范太兵 FAN Taibing

彭帮田 PENG Bangtian

葛振伟 GE Zhenwei

实时三维超声心动图评价法洛四联症手术前后右心室收缩功能

崔存英 CUI Cunying

张连仲 ZHANG Lianzhong

刘 琳 LIU Lin

范太兵 FAN Taibing

彭帮田 PENG Bangtian

葛振伟 GE Zhenwei

目的探讨实时三维超声心动图在评价法洛四联症（TOF）患者手术前后右心室收缩功能中的应用价值。资料与方法实时三维超声心动图测量30例TOF患者术前3 d、术后7 d及3个月右心室舒张末期容积（RVEDV）、右心室收缩末期容积（RVESV）及右心室射血分数（RVEF），分析术前RVEF与Nakata指数的相关性。结果30例TOF患者术前平均RVEF为（53.71±4.98）%，其中7例（23.33%）RVEF<50%。与术前比较，TOF患者术后7 d及3个月RVEDV、RVESV增加，但差异无统计学意义（t=0.103、1.334、0.437、1.706, P>0.05）；RVEF明显减低，差异有统计学意义（t=2.232、2.263, P<0.05）；TOF患者术后3个月与术后7 d 的RVEDV、RVESV、RVEF比较，差异无统计学意义（t=0.334、0.372、0.031, P>0.05）。RVEF与Nakata指数相关性良好（r=0.683, P<0.01）。结论实时三维超声心动图可以定量评价TOF患者右心室容积及收缩功能，重复性好，对术后疗效判断及预后评估有一定的指导意义。

法洛四联症；超声心动描记术，三维；心脏外科手术；心室功能，右

随着术前诊断水平的提高、外科技术水平的不断改进以及术后监护的重视，法洛四联症（tetralogy of Fallot, TOF）根治术成功率明显提高[1]。然而术后右心室功能不全仍是导致患者死亡的主要原因之一[2]，多数患者尚无出现任何临床症状时，其右心室功能已发生不同程度的下降[3]，因此早期准确评估TOF患者的右心室功能十分重要。实时三维超声心动图（real-time three-dimensional echocardiography, RT-3DE）不依赖心脏几何假设，可以定量、准确评估右心室容积及收缩功能[4]。本研究拟应用RT-3DE对TOF患者根治术前及术后短期随访的右心室收缩功能进行评价，探讨RT-3DE用于评价TOF右心室收缩功能的临床意义。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2013-01~09在郑州大学人民医院心外科住院并行一期根治术的30例TOF患者，均为超声图像清晰者，其中男17例，女13例；年龄6个月~ 6岁；体表面积0.33~0.87 m2。从明确诊断至接受手术时间为5 d~1个月，30例TOF患者术前均有不同程度的发绀，血氧饱和度（SpO2）为0.65~0.83。经胸超声心动图检查诊断为TOF，其中合并卵圆孔未闭9例，合并永存左上腔静脉2例，合并体肺动脉侧支形成6例，所有患者均无明显肺动脉瓣反流。30例TOF患者均成功实施一期根治术，术中跨肺动脉瓣环补片扩大右心室流出道17例（56.67%），单纯扩大右心室流出道9例（30.00%），肺动脉瓣上补片+右心室流出道补片4例（13.33%）。所有患者术后发绀症状均得到改善，合并肺动脉分支流速增快（>2.5 m/s）26例（86.67%），其中19例2.5 m/s<流速<3.0 m/s，7例3.0 m/s≤流速≤3.5 m/s。合并不同程度的肺动脉瓣反流30例（100.00%），其中24例为轻度，舒张期逆向血流局限于肺动脉瓣环；6例为中度，肺动脉主干可见舒张期逆向血流，但不超过肺动脉分支水平，术后3个月与术后7 d比较，肺动脉瓣反流无加重。术后随访期间2例患者出院后因肺部感染再次入院，经治疗后康复，其余患者均恢复良好。

1.2 仪器与方法 采用Philips iE33型彩色多普勒超声诊断仪，X5-1实时三维探头，探头频率1~3 MHz。患者在安静状态下取左侧卧位，连接心电图。常规经胸超声测量左、右肺动脉内径，计算Nakata指数：Nakata指数=左右肺动脉近第1分支处截面积之和/体表面积。将探头置于心尖处，四腔心切面显示右心腔包络完整后启动全容积（Full Volume）成像模式，收集患者术前3 d、术后7 d及术后3个月心脏全容积图像。

1.3 图像分析 采用Qlab 9.0定量分析软件，启动GI 3DQ模式，确定舒张末期及收缩末期，应用短轴相加法，首先创建距离测量，然后逐一手动跟踪每个区域轮廓，获得右心室舒张末期容积（right ventricular end diastolic volume, RVEDV）、右心室收缩末期容积（right ventricular end systolic volume, RVESV），计算右心室射血分数（right ventricular ejection fraction, RVEF）=（RVRDV－RVESV）/RVEDV。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，所有计量资料均进行正态性检验，不同时间点RVEDV、RVESV经体表面积校正后行单因素方差分析，两两比较采用LSD法。RVEF与Nakata指数的相关性采用Pearson相关分析。观察者间及观察者内对RVEF的一致性检验采用Bland-Altman法分析，P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 RT-3DE对TOF的显示情况 30例TOF患者二维及三维超声图像显示清晰，能够进行定量分析（图1、2）。TOF患者术前左肺动脉内径5.40~9.60 mm，右肺动脉内径5.64~9.20 mm，Nakata指数为135.93~211.55 mm2/ m2，平均（163.76±20.44）mm2/m2。

2.2 TOF患者手术前后右心室收缩功能参数比较 30例TOF患者术前RVEF为（53.71±4.98）%，其中7例（23.33%）RVEF<50%。TOF患者术后7 d及3个月与术前3 d比较，RVEDV、RVESV增加，差异无统计学意义（t=0.103、1.334、0.437、1.706, P>0.05）；RVEF减低，差异有统计学意义（t=2.232、2.263, P<0.05）；TOF患者术后3个月与术后7 d比较，RVEDV、RVESV、RVEF差异无统计学意义（t=0.334、0.372、0.031, P>0.05）（表1）。

图1 男，1岁，TOF。二维超声心动图测量TOF左、右肺动脉内径，LPA内径=6.3 mm，RPA内径=6.2 mm，体表面积=0.46 m2，Nakata指数=169.85 mm2/m2。MPA：主肺动脉；LPA：左肺动脉；RPA：右肺动脉

图2 RT-3DE测量TOF右心室容积。A~D分别为四腔心切面、心室腔短轴切面、右心室冠状切面、右心室容积模式图

表1 TOF患者手术前后RT-3DE测量参数比较 （n=30）

2.3 TOF术前RVEF与Nakata指数的相关性 Pearson相关分析发现，TOF术前RVEF与Nakata指数相关性良好（r=0.683, P<0.01），见图3。

图3 RVEF与Nakata指数的相关性

2.4 RVEF的一致性分析 Bland-Altman分析结果发现，观察者内及观察者间的重复性良好，测量差值分别为0.056±2.386、－0.008±2.936，95% CI分别为－4.620~4.732、－5.762~5.746。

3 讨论

右心室容积及功能对于多数心脏疾病治疗方案的制订、疗效判断及预后评价具有重要临床意义[5-7]。由于右心室腔解剖结构不规则，呈新月形，包含大的漏斗部及突出的肌小梁部，而且流入道与流出道不在同一平面，其复杂的几何形态限制了传统二维超声心动图对右心室功能的评价[8]。TOF患者右心室壁增厚，右心扩大，这些病理改变使右心室的几何形态更加复杂，因此准确、定量评估TOF患者的右心室容积及收缩功能更具挑战性。既往研究采用不同的技术及分析软件评价TOF患者的右心室容积及收缩功能，但研究结果不一致[9,10]。心脏MRI是目前评价右心室容积及收缩功能公认的“金标准”[11]，但其费时、昂贵，限制了其在临床上的广泛应用。RT-3DE在评价右心室容积及收缩功能方面与心脏MRI高度相关[12]。

TOF的病理特征主要包括肺动脉狭窄、室间隔缺损、主动脉骑跨和右心室肥厚。同时存在的主动脉骑跨和室间隔缺损导致体循环压力增高和慢性缺氧，肺动脉狭窄导致右心室后负荷增加，这些病理变化导致右心室心肌细胞肥厚、心肌重排、不同程度的间质和血管周围纤维化，造成右心室收缩功能发生不同程度的损伤[13]。TOF根治术包括室间隔缺损修补和右心室流出道重建。肺动脉瓣反流是TOF根治术后的常见并发症，导致右心室容量负荷增加，继而发生右心室收缩功能障碍。肺动脉瓣反流与以下因素有关：①跨肺动脉瓣环补片扩大了原有的肺动脉瓣环；②经右心室流出道切口切除肥厚的心肌直接造成右心室心肌损伤和右心室漏斗部扩大，导致肺动脉瓣环周围支持组织薄弱，而前者导致的肺动脉瓣反流相对较重[14]。TOF根治术中阻断升主动脉血流，引起冠状动脉供血减少和心肌缺血，可以导致心肌缺血-再灌注损伤，是术后近期右心室收缩功能降低的主要危险因素[15]。肺动脉瓣反流合并肺动脉狭窄是TOF根治术后远期右心室心肌的保护因子，右心室扩张程度较单纯肺动脉瓣反流减轻，可以延缓肺动脉瓣置换[16,17]。

右心室可以很好地耐受慢性容量超负荷，尽管TOF术后随着肺动脉瓣反流加重，右心室容量增加，右心室收缩功能逐渐下降，但是术后数年才出现临床症状[3]。TOF术后无临床症状患者RVEF<47%是肺动脉瓣置换的手术指征之一[18]，QRS间期延长与RVEF减低显著相关[19]，当RVEF<45%时，生理功能评分下降，即生活质量下降[20]，故RVEF在TOF术后随访中尤为重要。本研究显示了RT-3DE评价RVEF的可行性和可重复性。本研究中30例TOF患者术前7例RVEF<50%，提示术前右心室收缩功能已存在不同程度的损伤，此结果与既往研究结果一致[21,22]。TOF患者术后7 d及术后3个月与术前3 d比较，右心室容积差异无统计学意义，RVEF差异有统计学意义，提示TOF根治术后近期右心室收缩功能受到的影响较大，与刘特长等[21]的研究结果一致，而李颖等[22]认为术后右心室容积也有不同程度的增加。其原因可能与本研究中TOF患者术后合并的肺动脉瓣反流多数为轻度有关，因此对右心室容积影响较小。本研究中TOF患者术后近期随访中RVEF均>45%，随访期间未出现心律失常等并发症，这从一定程度上印证了既往研究结果的可靠性，并通过以后的连续随访为临床早期干预提供更有价值的信息。另外，TOF患者术后3个月与术后7 d比较，肺动脉瓣反流无加重，右心室容量及收缩功能差异无统计学意义，此结果也印证了TOF患者术后肺动脉瓣反流与右心室容量增加及收缩功能障碍直接相关。

Nakata指数能够较好地反映肺动脉的发育情况。TOF根治术前Nakata指数>136 mm2/m2，术后发生低心排血量综合征的可能性较小[23]。本研究中TOF患者Nakata指数为135.93~211.55 mm2/m2，术后均恢复良好，这也印证了既往研究结果的准确性。本研究发现，术前RVEF与Nakata指数呈正相关，即肺动脉发育情况越差，右心室收缩功能越低，可见术前右心室的收缩功能与肺动脉发育情况密切相关，对术后疗效判断及预后评估具有一定的参考价值。

由于RT-3DE图像采集及分析时间较长，本研究所纳入样本多数为婴幼儿，未收集成人TOF病例，今后需进一步收集成人病例；同时本研究样本量较小、缺少中远期随访资料，需要继续收集相关资料进一步研究。

总之，RT-3DE可以定量评价右心室容积及收缩功能，重复性好，对TOF术后疗效判断及预后评估有一定的指导意义。

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（本文编辑 张春辉）

Pre- and Postoperative Evaluation of Right Ventricular Systolic Function in Patients with Tetralogy of Fallot Using Real-time Three-dimensional Echocardiography

PurposeTo investigate the value of pre- and postoperative real-time three dimensional echocardiography (RT-3DE) in evaluating right ventricular systolic function in patients with tetralogy of Fallot (TOF).Materials and MethodsRT-3DE was performed pre-, 7 days and 3 months postoperatively in 30 patients with TOF to measure right ventricular end diastolic volume (RVEDV), right ventricular end systolic volume (RVESV) and right ventricular ejection fraction (RVEF). Correlation between preoperative RVEF and Nakata index was analyzed.ResultsMean RVEF was (53.71 ±4.98)% in 30 TOF patients prior to surgery with <50% in 7 (23.33%) patients. RVEDV and RVESV increased at 7 days and 3 months after surgery without statistical signifcance (t=0.103, 1.334, 0.437 and 1.706, P>0.05). RVEF signifcantly increased at 7 days and 3 months after surgery (t=2.232 and 2.263, P<0.05). There were no statistical differences between RVEDV, RVESV and RVEF at 7 days and 3 months after surgery (t=0.334, 0.372 and 0.031, P>0.05). There was signifcant correlation between RVEF and Nakata index (r=0.683, P<0.01).ConclusionRT-3DE can quantitatively evaluate right ventricular volume and systolic function. It is reproducible and helps evaluate treatment response and prognosis.

Tetralogy of Fallot; Echocardiography, three-dimensional; Cardiac surgical procedures; Ventricular function, right

郑州大学人民医院（河南省人民医院）

心血管超声室 河南郑州 450003

张连仲

Department of Cardiovascular Ultrasonography, People's Hospital of Zhengzhou University,

He'nan Provincial People's Hospital, Zhengzhou

450003, China

Address Correspondence to: ZHANG Lianzhong

E-mail: zlz8777@163.com

河南省科技厅基础与前沿技术研究计划项目（132300410039）；河南省医学科技攻关计划项目（201303121）。

R541.1；R445.1

2014-02-22

修回日期：2014-08-10

中国医学影像学杂志

2014年 第22卷 第8期：581-584

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(8): 581-584

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.08.007