超声心动图不同技术方法评价健康志愿者左心室收缩功能的对比研究

熊云涛，曹礼庭

(1.成都大学附属医院超声科，四川 成都 610000；2.川北医学院附属医院超声科，四川省医学影像学重点实验室，四川 南充 637000)



超声心动图不同技术方法评价健康志愿者左心室收缩功能的对比研究

熊云涛1，曹礼庭2

(1.成都大学附属医院超声科，四川 成都 610000；2.川北医学院附属医院超声科，四川省医学影像学重点实验室，四川 南充 637000)

目的：比较M型超声心动图(M-mode echocardiography,MME) 、二维超声心动图(two-dimensional echocardiography,2DE)、实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)定量评价健康志愿者左心室收缩功能(left ventricular systolic function,LVSF)指标的测值大小、相关性和可重复性。方法：分别采用MME的Teichholz公式法、2DE的双平面Simpson法、RT-3DE测量31名健康志愿者左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)和每搏量(stroke volume，SV)，并比较3种方法的测值大小、相关性和可重复性。结果：(1)MME、2DE、RT-3DE测得的射血分数(ejection fraction，EF)分别是(67.50±3.38)%、(66±3.31)%、(60.11±3.40)%，SV分别是 (69.46±14.90)mL、(65.58±12.40)mL、(59.29±12.31)mL，差异均有统计学意义(P<0.05)，EF、SV均呈递减趋势，即MME测值最大，RT-3DE测值最小；(2)3种方法测定的EF和SV相关性均好，其中MME与2DE、RT-3DE测得的EF相关系数分别为0.802、0.933；2DE与RT-3DE测得的EF相关系数为0.822；MME与2DE、RT-3DE测得的SV相关系数分别为0.901、0.689；2DE与RT-3DE测得的SV相关系数为0.735；(3)Bland-Altman图显示同1测试者前后及不同测试者之间测值均有较好的重复性。结论：3种方法均能正确评价正常健康者的LVSF，且相关性和重复性均好，其中MME测得EF和SV相对偏高，RT-3DE测得EF和SV相对偏低。

超声心动图；健康者；收缩功能；左室

左室收缩功能(left ventricular systolic function，LVSF)的准确测定对心脏疾病患者的心功能状态判断、治疗方案选择、预后分析及疗效评价具有重要意义[1-2]。超声心动图测量心脏功能是目前临床上最常用的无创性检查方法。传统采用M型超声心动图(M-mode echocardiography,MME)及二维超声心动图(two-dimensional echocardiography,2DE)测量左心室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)，每搏输出量(stroke volume，SV)等评价LVSF，已得到广泛应用[2-3]。实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)是超声医学领域新近发展起来的一项技术,临床上尚未广泛常规应用。目前较多的研究是与心脏核磁共振(cardiac magnetic resonance imaging，CMRI)比较[4-6]。本研究分别应用MME、2DE及RT-3DE对健康志愿者的LVSF进行测量，旨在比较3种方法的测值大小、相关性和可重复性。

1 资料与方法

1.1 研究对象

为确保图像清晰，选取正常志愿者31名(本校在读研究生和本科生)，其中男性16名，女性15名，年龄21～31岁，平均(23.7±2.2)岁,平均心率(76.8±7.5)次/min，均符合以下条件：无胸痛及呼吸困难病史，体格检查无异常发现，血压正常，心电图、胸部X线片及相关实验室检查结果正常，超声心动图检查无异常发现。所有受检者均签署知情同意书，并经医院伦理委员会同意。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器 使用GE Vivid E9彩色多普勒超声诊断仪，配备M5S探头(频率1.7～3.3 MHz)，V3三维矩阵探头(频率1.7～3.3 MHz)。

1.2.2 检查方法 受检者左侧卧位，同步记录心电图。取胸骨旁左室长轴观，M型超声取样线通过标准的2a区后冻结存图；取标准心尖四腔及二腔观并清晰显示心内膜后冻结存图。换用3V探头，取心尖四腔观，待图像满意后嘱受检者呼气末屏气，启用4D模式，连续采集6个心动周期的图像后拼接成左心室三维全容积图像，选择清晰完整的图像冻结储存。使用Echo PAC-110软件对存储的图像资料进行脱机分析。分别采用MME的Teichholz公式法、2DE的双平面Simpson法、RT-3DE测量射血分数(ejection fraction，EF)及SV(图1)。以上3种方法均连续测量3次，取其平均值。

1.2.3 重复性测量 7 d后于工作站随机抽取10例受检者，由同1测试者及另1测试者均采用3种方法测量EF和SV，比较两测试者间及同1测试者前后的差异。

1.3 统计学分析

2 结果

MME、2DE、RT-3DE测得的EF和SV比较，见表1。运用随机区组设计方差分析及SNK法两两比较，3种方法测量EF和SV的差异均有统计学意义(P<0.05)，其中MME较2DE测得的EF和SV均偏高，RT-3DE较2DE测得的EF和SV均偏低。

表1 MME、2DE和RT-3DE测得EF和SV的比较

MME、2DE、RT-3DE测得的EF和SV散点图均呈直线趋势，且数量变化的方向相同(图2)。应用Pearson直线相关分析3种方法测定的EF和SV相关性均好(P<0.01)，EF：MME与2DE、RT-3DE相关系数分别为0.802、0.933；2DE与RT-3DE相关系数为0.822。SV：MME与2DE、RT-3DE相关系数分别为0.901、0.689；2DE与RT-3DE相关系数为0.735。

重复性检验：Bland-Altman分析图显示同1测试者前后及两测试者间差值与均值呈一致性的变化趋势，具有很好的一致性(图3)。

3 讨论

目前可用于评估左心室收缩功能的超声方法很多，其中MME、2DE是常规的经典方法，RT-3DE等则是新技术。

传统MME在分析LVSF时简便省时。采用Teichholz校正公式是以几何学假设为前提[7]来计算左室容积,当心室形态不规则,心腔过大或过小,以及心尖上翘M型取样线不能与室壁垂直时,均可高估或低估左室功能。该公式适用于左心室形态结构变化较小的受检者并且没有明显室壁节段运动异常的患者。

2DE可以较全面的显示心脏的形态结构。常采取双平面Simpson法，即心尖四腔和心尖两腔切面分别测量左室舒张末期容积和收缩末期容积，可获较准确的LVSF指标。该方法要求左室心内膜面必须清晰显示，常受图像质量的影响，且不同操作者之间的有一定误差，相对仍较费时。适用于心肌缺血或心肌梗死后存在节段性室壁运动异常等左室重构的病人或M型超声图像不满意者。该方法是目前应用最广泛的方法[2,8]。

RT-3DE能实时地显示心脏的三维解剖结构,不依赖于左室腔形状假定进行定量分析LVSF，成像速度快,三维立体图像逼真,操作简便,在测量LVSF方面具有很大优势[6]。国外多篇文献[9-11]报道RT-3DE如果能获得满意的图像，则测得的EF较2DE更准确并且重复性好。但是 RT-3DE还存在一些局限性，如透声条件差的患者很难获得满意的三维图像；视野较局限，可能出现心室部分容积的残缺；受检者呼吸、心律失常也影响图像的合成。所测LVSF的准确性将受到一定的影响。

本研究应用MME、2DE、RT-3DE分别测量31名健康志愿者的LVEF和SV，结果显示EF、SV均呈递减趋势，即MME最大，RT-3DE最小，差异均有统计学意义(P<0.05)。3种方法测定的EF和SV相关性均好，其中MME与2DE、RT-3DE，2DE与RT-3DE测得的EF相关系数均在0.80以上；MME与2DE、RT-3DE，2DE与RT-3DE测得的SV相关系数在0.689～0.90。这与国内学者秦敬莉等[12]研究结果类似。3种方法测定EF和SV的Bland-Altman图表明同1测试者前后及不同测试者之间均有较好的重复性。

本研究提示，正常心脏左室近似椭球体，且图像清晰，采用以上3种方法测量LVSF指标均可靠。临床上，常见左室扩大、不规则并且透声条件差[5]，此时除首选Simpson法外，应考虑RT-3DE法；若前二者均不理想或无法测量，MME仍可作为补充方法，必要时使用解剖M型。吴伟春等[13]研究表明即使存在节段性室壁运动异常的冠心病患者，当M型超声心动图取样线通过异常节段时，对左室收缩功能的测值仍可做出粗略的评估。谭国娟等[14]对心肌梗死患者研究发现，≥2个部位心肌梗死时，RT-3DE对LVSF的检测更全面准确，对单部位心肌梗死针对不同的梗死部位选择合适的 M 型或 2DE对LVSF进行检测仍可保证检测结果的准确性。

我们体会在临床实践中，判断LVSF参数时可参考不同测量方法的正常参考值，这样更趋合理。同时应考虑不同种族的差异性[8,15]和不同性别、年龄及体表面积等对心功能的影响[16-17]。

本研究的局限性：样本量较少，仅仅对正常青年志愿者的EF和SV进行了对比研究，未对不同年龄及病理状态下的LVSF进行比较，故尚需今后进一步研究。

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(学术编辑：刘丽萍)

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Comparative study on left ventricular systolic function in healthy volunteers using echocardiography

XIONG Yun-tao1,CAO Li-ting2

(1.DepartmentofUltrasonography,AffiliatedHospitalofChengduUniversity,Chengdu610000;2.SichuanKeyLaboratoryofMedicalImaging,DepartmentofUltrasonography,AffiliatedHospitalofNorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,Sichuan，China)

Objective：To compare the left ventricular systolic function (LVSF) value,correlation and repeatability in healthy volunteers using M-mode echocardiography (MME),two-dimensional echocardiography (2DE) and real-time three-dimensional echocardiography (RT-3DE).Methods：Left ventricle ejection fraction (LVEF) and stroke volume (SV) were separately measured by MME Teichholz formula,2DE biplanar Simpson method,RT-3DE in 31 healthy subjects.The measuring value,correlation and repeatability were compared within the three methods above.Results：(1)EF was (67.50±3.38)%,(66±3.31)%,(60.11±3.40)% and SV was (69.46±14.90)mL,(65.58±12.40)mL,(59.29±12.31)mL respectively.There were statistically significantly different in above measurements(P<0.05).EF and SV all showed diminishing trend,namely the parameter measured by MME was maximal but it was the opposite by RT-3D.(2)The correlations of EF and SV among three methods were good.The correlation coefficient of EF measured by MME with 2DE,RT-3DE was 0.802,0.933, the correlation coefficient by 2DE with RT-3DE was 0.822.The correlation coefficient of SV measured by MME,2DE and RT-3DE was 0.901,0.689,the correlation coefficient by 2DE with RT-3DE was 0.735.(3)The results showed high repeatability in intra-observer as same as inter-observer in Bland-Altman chart.Conclusion：All of the three methods can correctly evaluate LVSF in healthy subjects,meanwhile the correlation and the repeatability are good.EF and SV measured by MME is higher.On the contrary,RT-3DE is lower.

Echocardiography;Healthy subjects;Systolic function;Left ventricular

10.3969/j.issn.1005-3697.2016.02.01

南充市科学技术和知识产权局项目(13A0025)

2015-10-11

熊云涛(1975-)，男，硕士，主治医师。E-mail：912150575@qq.com 通讯作者：曹礼庭，E-mail：caoltnc@163.com

时间：2016-4-25 11∶31

http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20160425.1131.002.html

1005-3697(2016)02-0150-04

R445.1

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