单心动周期实时三维超声心动图在扩张型心肌病心力衰竭患者左室形态及功能评价中的应用价值

陈金丽 蒋天安

扩张型心肌病（dilated cardiomyopathy，DCM）是临床常见的一种心肌疾病类型，也是引发心力衰竭的第三大原因[1]。慢性心力衰竭是DCM 发展的终未状态，会造成心室腔扩大，引起左心室几何形态改变[2]。现代三维超声技术通过容积计算球形指数，摆脱了对心脏几何形态假设的依赖，对左心室形态的反映更加真实[3]。单心动周期实时三维超声心动图（single cardiac cycle real-time three-dimensional echocardiography，sRT-3DE）能够实时获取高容积帧的心脏全容积图，实现对左、右心室功能的定量评价[4]。本次研究旨在评价sRT-3DE 在DCM 心力衰竭患者左室形态、功能评价中的应用价值。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018 年2 月至2021 年2 月在浙江大学医学院附属第一医院收治的160 例DCM心力衰竭患者作为观察组，其中男性98 例、女性62 例；年龄25～70 岁，平均年龄（54.08±9.72）岁。所有患者均符合DCM 诊断标准[5]；超声心动图检查可见左室腔扩大，左室舒张末内径＞55 mm（男）或＞50 mm（女）；左室壁厚度正常，室壁运动幅度呈弥漫性减低；左室收缩功能明显减低，左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）＜35%；纽约心脏病协会（New York heart association，NYHA）心功能分级Ⅲ～Ⅳ级；有明显临床症状。并剔除：①植入起搏器者；②心肌炎、先心病、心脏瓣膜病、缺血性心肌病者；③非窦性心律者。另选取同期在本院进行健康体检的160 例普通健康人作为对照组，其中男性94 例、女性66 例；年龄28～65 岁，平均年龄（52.02±8.76）岁。体检入组者的身体状况良好，无心脏病史，心电图检查结果正常，窦性心律。两组的性别、年龄一般资料比较，差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

1.2 方法 选用ACUSON SC 2000 型彩色多普勒超声诊断仪（由德国西门子公司生产），探头选用4Z1 心脏容积探头，频率2.0～4.0 MHz，配备左室容积自动分析软件，每秒20～40 容积帧。受试者取左侧卧位，将肢体导联心电图连接好，受试者放松身心，探头放置在心尖处，先行二维超声检查。待心电图出现连续、规律的QRS 波群后，启动实时三维全容积超声扫描，适度调整增益及深度直至获得清晰的图像。然后受试者保持平静呼吸，在呼气末屏气，获取全容积心尖四腔动态三维图像，冻结图像并存储。最后，打开三维图像，启动左室容积自动分析软件对图像数据进行分析。

左室容积自动分析软件对左心室心内膜进行自动识别，并对其一个心动周期内的变化情况进行跟踪，必要时可手动调整。左心室被分为16 节段，显示左心室容积-时间曲线并获得左室常规容积参数包括舒张末期容积（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、收缩末期容积（left ventricular end-systolic volume，LVESV）、每搏输出量（Stroke volume，SV）及LVEF；左室几何形态学参数包括舒张末期球形指数（end diastolic sphericity index，EDSI）及收缩末期球形指数（end systolic sphericity index，ESSI）；收缩期节段容积变化同步性参数包括收缩期失同步指数（systolic dyssynchrony index，SDI）、舒张期失同步指数（diastolic dyssynchrony index，DDI）、收缩末离散度（dispersion end systolic，DISPES）、舒张末离散度（dispersion end diastole，DISPED）、收缩前时间容积、收缩后时间容积及平均收缩时间。

1.3 统计学方法 采用SPSS 16.0 统计学软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差（）表示。计量资料比较采用t检验；计数资料比较采用χ2检验。指标间的关系采用直线相关分析。设P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组的左室容积-时间曲线比较见图5、6

图5 观察组患者的左室容积-时间曲线图

图6 对照组的左室容积-时间曲线图

由图5 可见，观察组患者的左室容积-时间曲线疏散，走行不一致，波幅较小，曲线的规则抛物线形丢失，各曲线达峰时间不一致；由图6 可见，对照组健康人的左室容积-时间曲线紧密，走行一致，波幅较大，曲线呈规则的抛物线形，达峰时间基本一致。

2.2 两组的左室常规容积参数和几何形态学参数比较见表1

表1 两组的左室常规容积参数和几何形态学参数比较

由表1 可见，观察组的LVEDV、LVESV 均明显高于对照组，LVEF 明显低于对照组，差异均有统计学意义（t分别=18.97、33.99、20.93，P均＜0.05），观察组的SV 值与对照组比较，差异无统计学意义（t=0.56，P＞0.05）。观察组的EDSI、ESSI 值均明显高于对照组，差异均有统计学意义（t分别=15.96、16.07，P均＜0.05）。

2.3 两组的收缩期节段容积变化同步性参数比较 见表2

表2 两组的收缩期节段容积变化同步性参数比较

由表2 可见，观察组患者的SDI、DDI、DISPES、DISPED、收缩前时间容积、收缩后时间容积水平均明显高于对照组，差异均有统计学意义（t分别=23.34、10.85、25.08、13.17、12.07、11.06，P均＜0.05），两组平均收缩时间比较，差异无统计学意义（t=1.07，P＞0.05）。

2.4 观察组患者的左室LVEF 与SDI 的相关性分析见图1

图1 观察组患者左室LVEF与SDI关系散布图

由图1 可见，观察组患者LVEF 水平与SDI 呈明显负相关（r=-0.89，P＜0.05）。

3 讨论

DCM 是一种混合型的原发性心肌病，其主要特征为左室腔扩大引起的心脏左室收缩功能障碍，这也是导致心力衰竭的重要原因。了解心脏形态学变化，评估心功能水平可为DCM 的诊断、治疗方案拟定及疗效评价提供关键性信息，临床上常推荐使用心脏磁共振和超声心动图进行评估。心脏磁共振是诊断DCM 的“金标准”，但其价格昂贵、普及率低，无法进行床边检查，且不适用于安装起搏器、除颤器的患者，其对受试者具有选择性，所以临床应用限制较多[6]。超声心动图检查使用便捷、无辐射、适用范围广，所有患者均可接受该检查。sRT-3DE是现代超声技术发展的重要成果，sRT-3DE 无需假设心腔几何形状，也无需进行多心动周期图像拼接，检查用时更短，且能实现左右心室收缩功能及左心室同步性的实时、定量测量[7]。多项文献报道指出sRT-3DE 测得的左心室容积参数、射血分数与心脏磁共振测量结果均高度一致，并且sRT-3DE 检查比二维超声的准确率更高[8，9]。

本次研究结果显示，DCM 心力衰竭患者的LVEDV、LVESV、EDSI、ESSI 水平比正常人更高，LVEF 水平更低（P均＜0.05）。说明DCM 患者的左心室容积明显增大，左室球形化特征明显，左室射血能力明显减弱，心脏功能明显减退[10]。正常人的左心室形态呈椭球体，DCM 心力衰竭患者最突出的一个解剖学特征就是左室明显扩大，左室解剖形态改变是临床评估左室功能重要的关键参数。DCM患者的心功能持续恶化，左室腔扩大严重，心室的几何形态逐步趋于球形。二维超声心动图主要通过测量左室长径与横径比值来评价左室腔的形态，二者的比值越接近1，表明左室形态越接近球形。但二维超声测得的左室球形指数（left ventricular spherical index，LVSI）仅在一个切面上依赖左室的几何形状计算得出，sRT-3DE测得的LVSI则无需考虑左室几何形状，所轨LVSI 反映出的心室形态变化程度更真实[11]。

心脏的机械活动过程为心房和心室按次序收缩、舒张，所以心室间、房室间、心室内的活动不同步均可能造成心脏机械运动延迟，影响心功能。心室内机械运动离散会造成心室内机械延迟，尤其是室间隔与左室游离壁朝向心室内的运动时间延迟，此类患者行心脏再同步治疗可获得改善[12]。心脏再同步治疗通过放置双心室起搏装置恢复心室的收缩协调性，实现心脏机械运动的同步性。有文献报道，左室收缩不同步是影响心脏再同步治疗效果的一个重要因素[13]。心电图QRS波时限是评估心脏同步性的主要手段，但是该方法筛选出的患者中有30%以上经心脏再同步治疗效果甚微。sRT-3DE将左室的三维容积模型分为16 个节段容积，通过分析各节段容积变化来评估左室内的同步性。左室16 个节段达到最小收缩容积的时间的标准差（即SDI）是评估左室同步性的重要参数。SDI 通过心率校正消除心率对心动周期的影响，让不同心率患者也可使用心动周期的百分率来进行比较。国外有研究指出，DCM 患者的室壁运动有弥散特征，不同步节段主要位于左室基底段和中间段[14]。本次研究也显示健康人的左室容积-时间曲线呈规则的抛物线形，且曲线紧密、走行一致、波幅大、达峰时间一致，而DCM 心力衰竭患者的左室容积-时间曲线的规则抛物线形丢失，曲线疏散，走行不一致，波幅小且达峰时间不一致。DCM 心力衰竭患者的SDI、DDI、DISPES、DISPED 均明显高于健康人（P均＜0.05），DCM 心力衰竭患者的LVEF 水平与SDI 水平呈明显负相关（P＜0.05）。这是因为当心脏机械运动不同步时，左室各节段心肌纤维的延长与缩短过程不协调，部分节段心肌收缩延迟或提前，大量的无效心肌收缩会引起和加重心脏泵功能损害，造成LVEF 水平降低。本次研究还发现DCM 心力衰竭患者的收缩前时间容积、收缩后时间容积水平均明显高于健康人（P均＜0.05），提示收缩前时间容积、收缩后时间容积可能也是反映左室收缩同步性的有效指标。

综上所述，sRT-3DE 能够较为准确地评估DCM心力衰竭患者的左室形态、收缩功能改变及左室同步性异常，且操作简单、用时短、可重复性好，其在DCM 心力衰竭患者心功能评估中有较高的应用价值。但鉴于本次研究为单中心研究，且样本量较小，再加上收缩前时间容积、收缩后时间容积等参数在左室收缩同步性评价中的应用研究较少，这些新参数在左心收缩同步性评价中的应用价值还有待进一步的研究证实。