应用实时三维超声心动图定量分析冠心病的左室整体及局部功能

     应用实时三维超声心动图定量分析冠心病的左室整体及局部功能 (pdf) 

  ［摘要］  目的  利用实时三维超声心动图评价冠心病的左室整体与局部运动及功能。方法  用实时三维超声分别对正常组及冠心病组的整体左室收缩末容积、舒张末容积（ESV、EDV）及射血分数（EF）进行测量，并与二维超声心动图测值比较。用实时三维超声心动图对冠心病组的ESV、EDV和EF进行测量，并与正常组的测值进行比较。用实时三维超声心动图对冠心病组中心肌运动不良各节段的心室局部收缩末容积、局部舒张末容积（RESV、REDV）和局部射血分数（REF）进行测量，并与正常节段的测值进行比较。 结果  冠心病组实时三维超声测量的ESV、EDV及EF，与二维超声心动图测值间差异有显著性，与正常组测值间差异有显著性。正常组实时三维超声测量的ESV、EDV及EF，与二维超声心动图测值间差异无显著性。实时三维超声心动图测量冠心病组中心肌运动不良各节段的RESV、REDV和REF，与正常节段的测值间差异有显著性。结论  实时三维超声心动图能全面显示冠心病患者整体和局部心室容积、室壁运动及功能动态变化情况，为冠心病的临床诊断与治疗提供更完整的定量信息。

    ［关键词］  实时；三维；超声心动图；冠心病；室壁运动

       Quantitative analysis  of  whole and regional   left  ventricular function  in  coronary heart disease using  realtime  threedimensional  echocardiography

    ZHAO Rong.Taian Hospital of Traditional Chinese Medicine，Shandong 271000，China

    ［Abstract］  Objective  To  evaluate  the  global  and  local  functions  and   wall  motions  in  coronary heart disease  by  realtime  threedimensional  echocardiography.

    Methods  Left   ventricular  endsystolic volume,enddiastolic volume （ESV,EDV） and  left  ventricular  ejection  fraction（EF）were  measured  in  normal  groups,in coronary heart disease  using realtime  threedimensional  echocardiography,and compared with  twodimensional  echocardiography.The ESV,EDV and EF  were  measured in coronary heart disease using realtime  threedimensional  echocardiography, and compared with normal  groups.Regional  left  ventricular endsystolic volume，regional left ventricular enddiastolic volume（RESV,REDV）and  regional  left  ventricular  ejection  fraction（REF）of  abnormalitic wall motion  were  measured   in  coronary heart disease using realtime threedimensional  echocardiography,and   compared  with  normalitic wall motion. Results  The  ESV，EDV and EF  measured  by realtime  threedimensional  echocardiography  in coronary heart disease had  significant  difference  with  by  twodimensional  echocardiography,  with in  normal  groups.The ESV，EDV and  EF measured  by realtime  threedimensional  echocardiography in normal groups had  no significant  difference  with  by  twodimensional echocardiography.The RESV，REDV  and  REF  of  abnormalitic wall motion measured  by realtime  threedimensional  echocardiography  in coronary heart disease had  significant  difference  with normalitic wall motion. Conclusion  Realtime threedimensional  echocardiography  may  display global  and  local  dynamic ventricular volume,wall  motion   and  function  in  coronary heart disease.It  provides  integrated  quantitative  information  for  clinical  diagnosis  and   therapy  in  coronary heart disease.

    ［Key words］  realtime;threedimensional;echocardiography;coronary heart disease；wall  motion

    冠心病是临床常见的病症，准确测量及定量评价缺血心肌的整体和局部运动状态及功能情况，在冠心病的诊断与治疗上有重要意义。传统的超声方法以及心血管造影、心脏核磁共振、心脏CT等方法，在评价左心室的整体和局部运动及功能有一定的局限性。本研究应用实时三维超声心动图定量分析冠心病的左室整体及局部功能，现报告如下。   

    1  对象与方法

    1.1  研究对象  临床诊断冠心病组患者共34例，男21例，女13例，年龄38～81岁，平均（60.07±10.51）岁。其中有6例形成室壁瘤。全部病例经心电图、常规二维超声心动图等检查证实心肌缺血改变。部分病例行冠状动脉造影检查，证实心肌缺血或心肌梗死。正常组34例，均为健康志愿者，男20例，女14例，年龄21～57岁，平均（38.71±9.81）岁。全部经心电图、X线胸片、常规二维超声心动图等检查证实心脏正常。

    1.2  仪器与方法

    1.2.1  仪器  PHILIPS IE33型实时三维心脏超声诊断仪。配有二维S5-1探头，频率为1~5 MHz；实时三维X3-1探头，频率为1~3 MHz；换能器晶片呈矩阵排列。本机具有实时三维在机QLAB定量分析软件程序，可进行容积定量分析。

    1.2.2  方法

    1.2.2.1  二维超声检查 

    启用S5-1探头，测量采用Simpson法，受检者取左侧卧位，探头置于心尖部，在心尖四腔观方位分别测量冠心病组和正常组左室舒张末容积（EDV）、左室收缩末容积（ESV）及左室射血分数（EF）。

    1.2.2.2  实时三维超声检查 

    启用实时三维X3-1探头，受检者取左侧卧位，接好心电图后，将X3-1矩阵探头置于心尖部，在心尖四腔观方位上仔细调整探头声束方向，得到理想的左室图像后，嘱患者屏气，启动全容积显像模式（fullvolume），经心电图触发，收集4个相邻的15°×60°的窄角蛋糕块立体图像，形成60°×60°的宽角金字塔样全容积成像三维数据库，然后打开QLAB键，将采集好的全容积数据进行在线容积定量分析。分别在舒张末期和收缩末期调节矢状切面和冠状切面位于左室正中，横切面位于二尖瓣瓣环水平，然后分别在舒张末期和收缩末期选定5个左室心内膜取样点，即四腔心观于二尖瓣瓣环水平的室间隔和侧壁取样点，二腔心观于二尖瓣瓣环水平的前壁和下壁取样点，以及四腔观或二腔观的心尖取样点，仪器即立刻自动描绘出动态三维心内膜轮廓，并计算和显示左室整体容积—时间曲线、17节段容积—时间曲线。通过左室整体容积—时间曲线可得出左室整体舒张末容积（EDV）、左室收缩末容积（ESV）、左室射血分数（EF）、收缩期心室运动峰值时间Ts，舒张期心室运动峰值时间Td。17节段以17种不同色彩的牛眼图显示（图1），数字1~17分别代表左室前壁基底段、前间隔基底段、后间隔基底段、后壁基底段、下后壁基底段、前外侧壁基底段，左室前壁中间段、前间隔中间段、后间隔中间段、后壁中间段、下后壁中间段、前外侧壁中间段，前壁心尖段、室间隔心尖段、后壁心尖段、侧壁心尖段和心尖。若仪器描绘的心内膜与实际吻合不佳，还可以手动逐帧做局部调整，使其达到最佳吻合。在左室整体容积—时间曲线和17节段容积—时间曲线上，仪器能够自动显示各点容积值和该点距心电图Q波起始点的时间间隔。本组34例冠心病患者中，共检出心肌运动不良节段71个节段，其余正常节段共507个节段，分别测量和计算每个节段的局部舒张末容积（REDV），局部收缩末容积（RESV），心室局部射血分数（REF）。

    1.3  统计学方法  将研究对象分为冠心病组和正常组。在冠心病组中，将17节段划分法所划分的各个节段分为运动不良节段和正常节段。所有测量参数以均数±标准差（x±s）表示，两组间数据用t检验，P<0.05为差异有显著性。

    2  结果

    2.1  二维超声和实时三维超声两种方法对正常组的左室容积和射血分数测量比较  结果显示EDV、ESV、EF测值间差异无显著性（P>0.05）。见表1。表1  正常组二维超声和实时三维超声各参数测值间比较 注：与二维测量法比较，P均>0.05

    2.2  二维超声和实时三维超声两种方法对冠心病组的整体左室容积和射血分数测量比较  结果显示：实时三维超声测量的ESV高于二维超声的测值，且差异有显著性（P<0.05），实时三维超声测量的EF低于二维超声的测值，且差异有非常显著性（P<0.01）。EDV两种方法测值间差异无显著性（P>0.05）。见表2。表2  冠心病组二维超声和实时三维超声各参数测值间比较注：与二维测量法比较，*P<0.05，**P<0.01

    2.3  实时三维超声心动图容积—时间曲线  正常组的容积—时间曲线运动规则、集中(图2)，冠心病组的容积—时间曲线运动不规则、分散(图3)。

    2.4  两组的实时三维超声心动图容积—时间曲线运动参数比较  与正常组相比，冠心病组的整体ESV增加、EF降低，差异有非常显著性（P<0.01）。Ts、Td、EDV等参数的变化不明显，差异无显著性（P>0.05）。见表3。表3  正常组与冠心病组的三维超声心动图容积—时间曲线参数比较注：与正常组比较，**P<0.01

    2.5  用实时三维容积—时间曲线对34例冠心病患者、心肌运动不良的各节段及各正常节段进行各参数的测量和比较  结果显示：心肌运动不良节段的RESV、REDV增加，REF明显降低，差异有非常显著性（P<0.01）。见表4。表4  实时三维对34例冠心病患者的心肌运动不良节段与正常节段各参数测值间比较注：与正常节段比较，**P<0.01

    3  讨论

    实时三维超声心动图可以产生实时三维的心脏图像及左室容积—时间曲线，克服了二维超声的限制，在测量心室容积时不需要几何形状的假定，不受心脏几何形态的影响，因而测量的结果更为准确，能全面实时地观察和测量动态心室的整体及局部容积大小、运动及功能状态，从而提高心功能评估的可靠性，是一种无创的新方法［1，2］。

    Schindera等［3］对39个心脏右心塑胶静态模型和10个可搏动的心脏模型进行三维容量测定并与实测值进行对照，相关性良好，r值分别为0.99和0.90。王新房等［4］用橡胶模型分别模拟正常左、右心室，具有不同形态室壁瘤的左心室腔，分别应用二维及实时三维超声测量容积，并与实测值比较，结果显示在正常及室壁瘤形态规则情况下，两种方法测量结果与实测值间差异无显著性；Prakash等［5］利用体外水囊，比较正常形态、模拟室壁瘤状态下实时三维超声测值与实际注水容积的关系，结果发现在水囊明显变形的情况下，实时三维超声测量的容积与实测值高度相关。证实实时三维超声心动图容积测定可以作为评价心脏功能的无创伤的技术。

    本文通过实时三维超声心动图全容积显像，进行左室容积—时间曲线的定量分析，实时显示左室整体及17节段心室的运动曲线，测量冠心病心肌缺血时心室的整体和局部容积、射血分数等参数。结果表明：正常组的容积—时间曲线运动规则、集中，冠心病组的容积—时间曲线图形不规则、分散，节段运动不一致。通过容积—时间曲线图可直观地显示心室运动的整体及各节段的运动状态。

    用二维超声和实时三维超声两种方法对正常组的左室容积和射血分数进行测量，结果显示EDV、ESV、EF数值间差异无显著性（P>0.05）。表明正常形态心腔的容积和功能测定，二维超声和实时三维超声两种方法具有相似的准确性。

    用二维超声和实时三维超声两种方法对心肌缺血组的整体左室容积和射血分数进行测量，实时三维超声测量的ESV高于二维超声的测值，EF低于二维超声的测值，且差异有显著性，提示在心肌缺血患者，尤其是室壁瘤形成、心室变形的情况下，实时三维超声能更精确测量容积，准确评价缺血心肌的整体功能情况。二维取样平面少，可能是容积低估的原因。

    实时三维超声心动图测量的冠心病组的整体ESV增加、EF降低，反映了整体心肌收缩力和射血力减弱。Ts、Td、EDV等参数的变化不明显，可能与心肌缺血后的代偿有关。

    实时三维超声心动图测量34例冠心病患者中71个运动不良节段和507个正常节段的局部容积、射血分数等参数表明：心肌运动不良节段的RESV、REDV增加、REF值较正常节段降低，反映了局部心肌的收缩力和射血力减弱。

    综上所述，本研究表明，实时三维超声心动图能全面地反映冠心病心肌缺血时整体和局部心室容积、室壁运动及心室功能的动态变化情况，不仅能准确评价心脏的整体功能，还能准确评价心脏的局部功能，为冠心病心肌缺血的诊断与治疗提供了更完整可靠的定量信息，且无创、价格低廉、重复性好，具有重要的临床意义，值得在临床广泛应用。

    ［参考文献］

    1  Kisslo J,Firek B,Ota T,et al,Realtime volumetric  echocardiography:the technology and the possibilites. Echocardiography,2000,17(8):773-779.

    2  Liu XQ,Huang GY.Realtime three  dimensional echocardiography:the  technology  and the application.Foreign Medical Sciences(Section of Pediatrics),2005,32(1):1-3.

    3  Schindera ST,Mehwald PS,Sahn DJ,et al.Accuracy of realtime threedimensional echocardiography  for  quantifying  right  ventricular  volume:static  and  pulsatile  flow  studies  in  an anatomic in vitromodel.J Ultrasound  Med,2002,21(10):1069-1075.

    4  Fei HW,Wang XF,Xie MX,et al.Validation of realtine threedimensional echocardiography  for  quantifying left and right  ventricular  volume:an  experimental  study.Chin Med Sci J(Engl),2004,117(4):695-699.

    5  Prakash K,Li X,Hejmadi A ,et al.Determination of asymmcavity  volumes  using  realtime  threedimensional echocagraphy:an in vitro balloon model study.Echocardiogral,2004,21(3):257-263.

      作者单位： 271000 山东泰安，泰安市中医医院

　 (编辑：陈  沁)