實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)心血管疾病研究進(jìn)展

1、實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)心血管疾病研究進(jìn)展        【摘要】     超聲作為一種無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)便、可靠的檢查方法，已廣泛應(yīng)用于臨床。實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(real time three dimensional echocardiography，RT-3DE)作為醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，可用于觀察與聲束方向呈任意角度的切面，能夠體現(xiàn)心臟立體結(jié)構(gòu)，直觀地了解房室、瓣膜及大血管的形態(tài)、厚度、腔徑、方位、走向及連續(xù)關(guān)系，實(shí)時(shí)顯示心臟與大血管的活動(dòng)狀況，并可快速成像

2、，目前已廣泛應(yīng)用于心血管疾病診斷的研究，對(duì)心血管疾病診斷有重要價(jià)值。     【關(guān)鍵詞】  超聲心動(dòng)圖;三維;心血管疾病    二維超聲心動(dòng)圖只能提供斷面圖像，需要多切面掃查，并借助空間想象得到完整印象，而且圖像質(zhì)量很大程度上依賴操作者的手法。傳統(tǒng)的三維超聲心動(dòng)圖可以獲得臟器的立體圖像，但因獲取圖像費(fèi)時(shí)而限制了其臨床應(yīng)用，實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(real time three dimensional echocardiography，RT-3DE)作為醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，不依賴任何幾何學(xué)假設(shè)

3、，采用超矩陣探頭、高通量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及三維空間定位系統(tǒng)，可以觀察與聲束方向呈任意角度的切面，可以立體發(fā)射和接收?qǐng)D像信息，快速成像，而不存在運(yùn)動(dòng)偽差，使三維成像能夠應(yīng)用于臨床1。RT-DE可以從三個(gè)相互垂直的切面實(shí)時(shí)顯示心臟各結(jié)構(gòu)的立體形態(tài)、毗鄰位置、空間關(guān)系及動(dòng)態(tài)變化2，3。本文對(duì)實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖在評(píng)價(jià)心血管疾病診斷中的研究進(jìn)展綜述如下。1 在心臟瓣膜疾病診斷中的應(yīng)用RT-3DE可清楚地顯示瓣膜結(jié)構(gòu)及功能變化，可以準(zhǔn)確判斷瓣膜的狹窄程度和范圍，并能準(zhǔn)確測(cè)量瓣口面積、瓣膜脫垂、瓣膜贅生物、腱索結(jié)構(gòu)及反流信息。Zamorano等4研究了29例存在二尖瓣脫垂的風(fēng)濕性二尖瓣狹窄的患者，分別采用二維超

4、聲心動(dòng)圖及RT-3DE測(cè)量二尖瓣口面積，并與經(jīng)皮二尖瓣成形術(shù)中直接測(cè)量所得值進(jìn)行比較，結(jié)果顯示RT-3DE與后者測(cè)量所得值平均相差0.01(-0.31-0.33)cm，而二維超聲與后者測(cè)量所得值平均相差0.12(-0.71-0.47)cm。此試驗(yàn)證實(shí)RT-3DE測(cè)量瓣口面積較二維超聲更準(zhǔn)確。王靜等5對(duì)32例行二尖瓣和(或)主動(dòng)脈瓣以及三尖瓣人工瓣膜置換術(shù)的患者，應(yīng)用RT-3DE的灰階成像和彩色成像模式，觀察人工瓣膜和支架的結(jié)構(gòu)形態(tài)及相應(yīng)的血流動(dòng)力學(xué)改變，研究發(fā)現(xiàn)RT-3DE可清晰顯示人工生物瓣膜回聲、附屬支架強(qiáng)回聲及人工瓣口的反流柱大小、方向。Kwan等6利用RT-3DE對(duì)擴(kuò)張型心肌病和缺血性

5、心肌病引起的二尖瓣反流機(jī)制進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)張型心肌病的二尖瓣瓣葉中部為漏斗形，側(cè)壁發(fā)生脫垂，反流束有兩股，一股來(lái)自瓣間，而另一股來(lái)自瓣葉的中部;缺血性心肌病的二尖瓣瓣葉自中部至側(cè)壁形成均勻的漏斗狀，故反流束只有來(lái)自瓣間的一股，該研究進(jìn)一步顯示了RT-3DE在評(píng)價(jià)瓣膜疾病方面的優(yōu)勢(shì)。Kasliwal等7認(rèn)為RT-3DE可以清晰顯示各瓣膜形態(tài)及瓣下裝置，明確瓣膜界限，準(zhǔn)確測(cè)量瓣膜面積，另外能很好地顯示瓣膜脫垂、瓣膜穿孔、瓣膜裂的部位和程度及多種先天性瓣膜疾病。Acar等8研究了Ebstein畸形后認(rèn)為RT-3DE可立體顯示下移的三尖瓣與周圍結(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系，為手術(shù)治療提供參考價(jià)值。2 在大動(dòng)脈疾病診

6、斷中的應(yīng)用由于實(shí)時(shí)三維超聲可以沿大動(dòng)脈走行任意切面掃描大動(dòng)脈，對(duì)檢查部位立體成像，清楚顯示管腔的解剖結(jié)構(gòu)、血管走行特征、狹窄程度、病變周圍的側(cè)支循環(huán)以及動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的空間形狀、病變進(jìn)展，因而逐漸成為評(píng)價(jià)血管疾病的首選方法。Allott等9利用三維成像軟件對(duì)采集的二維圖像進(jìn)行三維重建以顯示管腔及附壁的低回聲結(jié)構(gòu)，并測(cè)定斑塊容積和隨訪觀察，研究證實(shí)三維超聲能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)血管結(jié)構(gòu)及功能異常，動(dòng)態(tài)觀察動(dòng)脈粥樣硬化病變發(fā)展演變情況，但圖像質(zhì)量受二維圖像和探頭性能影響較大，操作復(fù)雜,而RT-3DE可以快速成像，因而節(jié)省了大量時(shí)間。張鵬飛等10采用不同濃度比例的瓊脂、明膠和碳化硅顆?；旌衔镏谱鞒捎捕?、回聲強(qiáng)

7、度各異的含有斑塊的血管仿體32個(gè)，先后應(yīng)用Philips Sonos 7500超聲診斷儀的11L-3探頭和X4探頭掃查仿體，并獲取仿體的全容積圖像導(dǎo)入TomTee 4D Cardio View工作站，由兩名超聲醫(yī)師雙盲、隨機(jī)分別在2、4、8、16平面狀態(tài)下測(cè)量體積，其中一位觀察者在1個(gè)月后按此原則再次進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果在斑塊及其回聲強(qiáng)度的判斷上，RT-3DE與傳統(tǒng)二維血管成像具有良好的一致性，該技術(shù)具有較高的可重復(fù)性。3 在先天性心臟病診斷中的應(yīng)用RT-3DE可以實(shí)時(shí)顯示心臟的立體結(jié)構(gòu)，從任意切面和角度觀察了解病變的部位、形態(tài)、大小及其與周圍結(jié)構(gòu)的空間毗鄰關(guān)系，因而在先天性心臟疾病的診斷及指導(dǎo)制訂

8、手術(shù)方案等方面較二維超聲具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)房室間隔缺損進(jìn)行立體顯示,不僅顯示間隔的連續(xù)性中斷，還通過(guò)對(duì)兩個(gè)正交切面的切割顯示缺損的平面，可以準(zhǔn)確判斷缺損的有無(wú)、位置、邊緣、形狀、面積及其與相鄰結(jié)構(gòu)的關(guān)系。Vanden Bosch等11運(yùn)用RT-3DE測(cè)量的房間隔和室間隔缺損的面積、形態(tài)與術(shù)中所見(jiàn)高度一致。張梅等12報(bào)道，采用RT-3DE確定的室間隔和房間隔缺損的空間位置、形態(tài)以及測(cè)量的缺損最大直徑與手術(shù)結(jié)果無(wú)顯著差異。RT-3DE可以完整顯示先天性心臟瓣膜病的瓣葉位置、數(shù)目、狹窄口面積及功能狀態(tài)，清晰顯示心內(nèi)膜墊缺損的共同房室瓣，清晰顯示部分動(dòng)脈導(dǎo)管未閉患者的導(dǎo)管走行及形態(tài)，并顯示肺動(dòng)脈瓣病變

9、患者的肺動(dòng)脈瓣發(fā)育情況，法洛四聯(lián)癥患者病變的復(fù)雜結(jié)構(gòu)及在主動(dòng)脈根部的短軸觀方位顯示室間隔的騎跨程度。Kevin等采用肋緣下RT-3DE指導(dǎo)，對(duì)一個(gè)9 mm的房間隔缺損進(jìn)行封堵，利用活動(dòng)圖像旋轉(zhuǎn)，可以清晰地顯示缺損部位以及對(duì)術(shù)中情況進(jìn)行監(jiān)控。梁雪村等13對(duì)62例先心病患者進(jìn)行RT-3DE檢查以心血管造影和(或)手術(shù)診斷為金標(biāo)準(zhǔn)，與二維彩色多普勒超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果62例均獲得較滿意的三維容積圖像，在心內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)及近心端大血管走行方面能提供更豐富準(zhǔn)確的空間解剖信息。RT-3DE在主要畸形的診斷方面與二維彩色多普勒超聲心動(dòng)圖一致率達(dá)98.4%。以上實(shí)驗(yàn)研究均表明RT-3DE可以提供更為豐

10、富和精確的解剖學(xué)信息，更有益于手術(shù)方案的制訂和選擇。4 在心肌病變?cè)\斷中的應(yīng)用5 在評(píng)價(jià)心室功能方面的應(yīng)用Schindela等17應(yīng)用RT-3DE的B、C切面分別測(cè)量了39只具有準(zhǔn)確解剖結(jié)構(gòu)的乳膠右心室模型的容積，RT-3DE所測(cè)值與真實(shí)容積關(guān)聯(lián)良好(B型r=0.99;C型r=0.98;P均<0.001)。謝明星等18應(yīng)用RT-3DE與常規(guī)二維超聲，測(cè)量30例正常人與30例冠心病患者收縮末期及舒張末期左心房容積、左心房射血分?jǐn)?shù)，結(jié)果顯示正常組與冠心病組之間，二維超聲測(cè)量值與三維超聲測(cè)值差異有顯著性意義(P<0.05);三維超聲測(cè)量的EF值及E/A與二維測(cè)量的EF值及E/A有良好的正

11、相關(guān)性，RT-DE能通過(guò)三維容積測(cè)量評(píng)價(jià)冠心病患者左心房功能。準(zhǔn)確評(píng)價(jià)左室容積及功能對(duì)于先天性心臟病的診斷、手術(shù)方案的選擇及患者的預(yù)后評(píng)價(jià)都是相當(dāng)重要的。Vanden等11在應(yīng)用核磁共振成像作為對(duì)照，研究了數(shù)例成人先心病左心容積、功能后，認(rèn)為RT-3DE可精確測(cè)量失去正常形態(tài)左心室的先心病患者左心室容積和心功能;以上研究結(jié)果均提示RT-3DE是一種較理想的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)估左室容積及搏出量的技術(shù)。由于右室的幾何形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬，使得二維圖像難以準(zhǔn)確測(cè)量右室容積及功能。Prakasa等應(yīng)用RT-3DE研究致心律失常型右室心肌病的右室形態(tài)及功能，并以核磁共振顯像作為對(duì)照，研究結(jié)果表

12、明RT-3DE檢測(cè)這種右室疾病的右室心功能EF值、每搏量與核磁共振顯像結(jié)果高度相關(guān)?，F(xiàn)代RT-3DE成像技術(shù)和超聲聲學(xué)定量、彩色室壁運(yùn)動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，可快速實(shí)時(shí)計(jì)測(cè)心腔瞬時(shí)容積，推算出心搏量和心輸出量，在心功能準(zhǔn)確測(cè)定方面有很大的潛力，而且具有較強(qiáng)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，是傳統(tǒng)二維超聲測(cè)量無(wú)法比擬的。另外，心衰患者普遍存在不同程度的心室內(nèi)或心室間的不同步化運(yùn)動(dòng)，心臟再同步治療可以增強(qiáng)患者的心肌功能，改善患者的臨床癥狀。隨著心臟再同步化治療的廣泛開(kāi)展，RT-3DE日漸被用于評(píng)價(jià)心臟再同步化治療的短期和長(zhǎng)期效果。Kapetanakis等19觀察了1例患有擴(kuò)張性心肌病及右束支傳導(dǎo)阻滯并植入雙腔起搏器的老年

13、患者，通過(guò)對(duì)左室進(jìn)行掃描和圖像處理，發(fā)現(xiàn)RT-3DE及其定量技術(shù)在分析心肌運(yùn)動(dòng)同步性方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。RT-3DE在評(píng)價(jià)心血管疾病中具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，具有實(shí)時(shí)快速成像;側(cè)向分辨率高;高敏感性和高穿透性;可以觀察與聲束方向呈任意角度的切面，多方位交互觀察臟器等優(yōu)點(diǎn)。雖然RT-3DE尚屬于起步階段，但其在臨床應(yīng)用方面具有廣闊的前景：(1)RT-3DE可以和負(fù)荷試驗(yàn)相結(jié)合，記錄心室壁的立體圖像變化，從而在觀察心室運(yùn)動(dòng)的同步性和全面性等方面提供更為精確的診斷信息;(2)RT-3DE和彩色多普勒相結(jié)合，對(duì)彩色血流圖進(jìn)行三位重建，將可以立體顯示血管的空間走向、狹窄位置及其周圍的側(cè)支循環(huán)，從而為無(wú)創(chuàng)性檢查冠狀動(dòng)脈病變開(kāi)辟新的途徑;(3)RT-3DE和心臟電生理技術(shù)結(jié)合，可用來(lái)觀察心肌的活動(dòng)順序，研究心臟起搏位點(diǎn)及傳導(dǎo)途徑，此技術(shù)有可能成為觀察心律失常的新方法;(4)如果對(duì)RT-3DE的探頭加以改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)食管操作，則可以獲得較二維超聲更為清晰的圖像，為臨床診斷提供更為精確的信息。RT-3DE顯像也存在著局限性：圖像重組受被檢者呼吸運(yùn)動(dòng)及身體移動(dòng)影響較大;Alestrini等發(fā)現(xiàn)其對(duì)小房間隔缺損和完全型大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位的冠狀動(dòng)脈畸形不易顯示;目前也缺少高頻、高速適用于較快心率嬰幼兒的探頭;目前尚不能直接進(jìn)行三維距離與容量測(cè)