全容積三維超聲心動圖定量評價正常人、冠心病患者的左心室收縮功

1、    作者：韓增輝，錢蘊秋，周曉東，張軍，李軍【關鍵詞】  左心室     【Abstract】 AIM: To validate the feasibility and accuracy of full volume three dimensional echocardiography （FV3DE） in evaluating the global and regional contractile function of left ventricle in normal persons a

2、nd patients with coronary artery diseases. METHODS: FV3DE images were acquired in 16 normal subjects and 18 patients with coronary artery disease by a matrix array transducer, the global and regional volume and ejection fraction （EF） of left ventricle were measured by TomTec 4D LVanalysis software.

3、At the same time, the results of global and regional volume and EF were compared with those measured by Simpsons method. RESULTS: The global volume and EF of left ventricle could be measured with FV3DE well and truly in the normal subjects and the patients. There were no statistically significant di

4、fferences among the results of FV3DE and Simpsons method. Meanwhile, detailed data about regional volume and contractile function of left ventricle could be get by FV3DE. CONCLUSION: FV3DE is a novel, noninvasive technique capable of detecting global and regional volume and contractile function of l

5、eft ventricle.    【Keywords】 echocardiography；threedimensional ultrasound；coronary artery disease；left ventricular function    【摘要】 目的：探討新技術全容積三維超聲心動圖（FV3DE）定量檢測正常人、冠心病患者左心室整體及各節(jié)段收縮功能的可行性與準確性. 方法：使用全容積三維超聲成像技術，于心尖四腔切面采集16例正常人及18例冠心病患者左心室的“金字塔”三維數據庫，使用容積及收縮功能分析軟件，脫機測算左心室整體及各節(jié)段的容積及

6、收縮功能，并與二維超聲雙平面Simpson法測量結果進行對比. 結果：無論在正常人及冠心病患者，FV3DE均可準確獲得收縮末期和舒張末期的左心室容積、射血分數，與二維超聲雙平面Simpson法結果高度一致；另外，FV3DE數據脫機分析還可全面獲得整個心動周期中左心室各壁各節(jié)段的局部容積及射血分數變化曲線. 結論：全容積三維超聲心動圖可以準確測量左心室容積，計算左心室整體收縮功能，并全面分析左心室各節(jié)段的收縮功能，為系統(tǒng)且無創(chuàng)的研究左心室功能開辟了新途徑.    【關鍵詞】 超聲心動圖；三維超聲；冠心?。蛔笮氖夜δ?#160;    0引言

7、60;   快速、安全而準確地測量左心室收縮功能在臨床上有重要意義. 本研究我們應用新技術全容積三維超聲心動圖(full volume 3Dechocardiography, FV3DE)研究正常人及冠心病患者的左心室三維結構，使用脫機分析軟件分別測量正常成人、冠心病患者的左心室整體及局部的心室容積及射血分數，以評價該技術測定左心室整體及局部節(jié)段收縮功能的可行性與準確性.    1對象和方法    11對象對照組：為健康志愿者16(男14，女2)例，年齡2758（41.6±10.7）歲，經臨床診斷及二維超聲檢查均為無心臟疾患者，血壓正

8、常，竇性心律，平均心率(75±8)次/min. 冠心病組：共18例，均為男性，年齡3964（平均47.3±12.3）歲，為本院住院的急性心肌梗死病例、既往確診為陳舊性心肌梗死的患者及擬行冠脈搭橋術的病例.    12方法Philips公司IE33超聲診斷儀，使用S4探頭進行常規(guī)二維超聲心動圖檢查及左心室容積雙平面Simpson法的測量；該機配備實時三維超聲成像技術，三維成像探頭頻率24 MHz. 該機三維成像包括實時顯示(Live 3D)與全容積（full volume）兩種顯像方式；Tom Tec三維超聲工作站，配備有4D LVanalysis軟件，可

9、對三維數據資料進行任意剖切，測量心腔整體、局部的容積及射血分數. 受檢者取左側臥位，連接肢體導聯心電圖. 首先使用S4探頭進行常規(guī)二維超聲檢查，并于心尖位置采用雙平面Simpson法測量左心室收縮末期（ESV）和舒張末期容積（EDV），獲得左心室整體射血分數（GEF）. 改用三維成像探頭，于心尖四腔切面仔細調整探頭,將理想的左心室圖像置于中央，啟動 “full volume”功能鍵，屏幕上出現左右排列的兩幅互為正交的二維圖像,使二者均包含整個左心室，囑受檢者暫時屏氣，按“acquire”鍵進行圖像采集，儀器將采集到的4 個心動周期的三維圖像重建為包容整個心臟的“金字塔”形圖像，啟動切割調節(jié)鍵對

10、“金字塔”依次進行前后、左右和上下方向的切割，進行切面顯像的觀察，獲得滿意圖像. 每例均采集3個“金字塔”數據圖像，將所有圖像存儲于超聲診斷儀硬盤中，檢查結束后刻錄于光盤保存. 啟動Tom Tec三維超聲工作站中4D LVanalysis軟件，將三維數據光盤中所有數據導入工作站硬盤中，逐個進行測量. 將每個患者的全容積三維圖像進行任意方位的旋轉移動，直至在3個平面上分別同時顯示左心室心尖四腔觀、兩腔觀和短軸觀，取心內膜顯示最清晰一幀心尖四腔和兩腔圖像，標定二尖瓣環(huán)及心尖位置，然后確定舒張末期和收縮末期，以心尖四腔與兩腔觀作為基礎平面，采用心尖長軸8平面法，手動勾畫一個完整心動周期中每幀圖像的左

11、心室心內膜面，完成以后，軟件將自動完成計算，并可分別動態(tài)顯示一個心動周期內左心室形態(tài)的變化，左心室整體及16節(jié)段局部的射血分數變化曲線及容積變化曲線（圖1）. 將鼠標定于曲線任一位置，軟件可自動顯示該區(qū)域在特定時相的容積或者射血分數值.    圖1一個心動周期中正常人左心室16節(jié)段中4個節(jié)段的射血分數變化曲線    統(tǒng)計學處理：定量數據用x±s表示. 兩測量方法間比較采用配對t檢驗， P前壁（68±12）>下壁（63±11）>側壁（55±9）>室間隔（53±9）. 而同一室壁的腱索水平、

12、高位乳頭肌、低位乳頭肌水平之間射血分數差異很小，心尖水平則有所降低.    2.2冠心病患者左心室收縮功能測量    2.2.1整體收縮功能FV3DE測得的ESV，EDV，GEF分別為(67±13) mL，(118±23) mL，（42±14）；雙平面Simpson 法測得的ESV，EDV，GEF分別為(70±13) mL，(127±22) mL，（45±11）. 兩種方法測得的數值差異均無統(tǒng)計學意義（P0.05），與對照組比較，冠心病患者ESV，EDV均增大，GEF明顯降低（P0.05）.&#

13、160;   2.2.2室壁節(jié)段收縮功能在冠心組，無論是急性還是陳舊性心肌梗死，心梗節(jié)段的心肌的射血分數明顯減低，平均只有（23±6），曲線明顯低平（圖2）. 而無心肌梗死節(jié)段心肌的射血分數未見明顯變化，但是射血分數曲線與正常組不同，有波動現象出現.圖2一個心動周期中陳舊性后壁心肌梗死患者6個節(jié)段的射血分數變化曲線    3討論    左心室容積及收縮功能是心臟患者重要的臨床指標，能幫助正確指導臨床治療及判斷預后，因此如何簡潔、安全而準確地測量左心室容積及收縮功能具有重要意義. 目前臨床上較為常用且相對精確的心功能測量方法是二維超聲心

14、動圖的雙平面Simpson法. 長期的研究及臨床應用證明此法對形態(tài)正常左心室的功能測量有很高的準確性1，但經胸探測心尖切面觀時往往高估或低估左心室長軸徑及容量，進而高估或低估射血分數，當多次多處心肌梗死、室壁瘤形成等心室變形嚴重并且不均衡的情況下2，該方法只能獲得左心室整體的心室容積和射血分數，對心室各壁各節(jié)段局部的收縮功能的評價作用有限.    實時三維超聲心動圖（realtime 3dimensional echocardiography, RT3DE）是問世不久的一項最新超聲心動圖診斷技術，它操作簡便，成像快速，能夠實時顯示心臟正常、病理結構的立體形態(tài)以及動態(tài)變化，能

15、逼真顯示以往二維超聲無法或很難獲得的切面結構，顯示各結構與病變的毗鄰位置及空間關系，提供更豐富的診斷信息，是具有重要意義的一項新突破3-5. RT3DE包括實時顯示（Live 3D）與全容積（Full Volume）兩種顯像方式，其中Live 3D方式為真正的實時三維成像，成像快速清晰，圖像直觀，質量好，偽像少，但成像圖像寬度小，無法包含整個左心室結構，因此我們使用準實時的全容積成像方式進行本研究.    研究結果表明，FV3DE成像范圍較大，形象逼真，在所有正常者以及大部分的冠心病例中，FV3DE能夠快速再現左心室內膜面的立體形態(tài)，通過不同方向、部位的切割和旋轉，可以很好

16、地多方位觀察左心室內結構的立體形狀，使用偽彩后顯示效果更佳. FV3DE可以動態(tài)地直觀地觀察左心室各室壁的運動情況，對于心肌梗死部位的心肌不僅可以觀察到室壁的厚度變化，也可觀察到明顯的運動異常，但遺憾的是不能單幀回放. 對于FV3DE三維數據進行脫機的軟件分析，可以方便地獲得左心室整體容積與射血分數. 采用8平面法切割數據，可以獲得左心室16節(jié)段室壁局部的容積、射血分數的變化曲線. 其中左心室整體容積及射血分數檢測結果與常規(guī)二維超聲Simpson法檢測結果非常接近. 16節(jié)段室壁局部的容積、射血分數的變化曲線直觀形象，較好顯示出正常人不同節(jié)段室壁對于收縮功能分布特點，在冠心病患者清楚顯示出運動

17、異常的室壁節(jié)段和正常室壁心肌的運動變化，彌補了全方位M型的不足.    本研究提示，FV3DE存在以下不足：圖像質量不及Live3D清晰，脫機分析數據時，心內膜面清晰度有所下降，勾畫心內膜面時難度較大. 我們設想如果將左心室超聲顯影技術（LVO）與FV3DE聯合應用，將有望彌補這一缺陷. FV3DE的“金字塔”形取樣容積的扇角盡管明顯大于Live3D，但仍嫌不足，對于心腔擴大及室壁瘤形成的患者往往不能完整顯示整個左室及室壁瘤的邊緣，會遺漏部分心室壁結構. 由于是準實時成像，FV3DE在取樣過程中，受檢者的呼吸、心律失?；蝮w位移動會造成形成的三維圖像錯位，影響結果的準確性.

18、目前實時三維超聲成像系統(tǒng)上尚未裝備聯機分析軟件，需脫機分析結果，若要了解整個左心室各壁各節(jié)段的運動情況，分析步驟還很繁瑣.    【參考文獻】    1 Silverman NH, Ports TA, Snider AR, et al. Determination of left ventricular volume in children: Echocardiographic and angiographic comparisonsJ. Circulation, 1980, 62（3） :548-557.    2 Wyatt HL, Meerbaum S, Heng MK, et al. Crosssectional echocardiography : Analysis of mathematic models for quantifying volume of symmetric and asymmetric left ventriclesJ. Am Heart J, 1980, 10