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能(一)

1、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能(一)    作者：韓增輝，錢蘊(yùn)秋，周曉東，張軍，李軍【關(guān)鍵詞】 左心室【Abstract】 AIM: To validate the feasibility and accuracy of full volume three dimensional echocardiography （FV3DE） in eva luating the global and regional contractile function of left ventricle in normal persons an

2、d 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. A

3、t 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 dif

4、ferences 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 le

5、ft ventricle.【Keywords】 echocardiography；threedimensional ultrasound；coronary artery disease；left ventricular function【摘要】 目的：探討新技術(shù)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(zhǔn)確性. 方法：使用全容積三維超聲成像技術(shù)，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(shù)據(jù)庫，使用容積及收縮功能分析軟件，脫機(jī)測算左心室整體及各節(jié)段的容積及收縮功能，并與二維超聲雙平面Simpson法測量結(jié)果進(jìn)行對

6、比. 結(jié)果：無論在正常人及冠心病患者，F(xiàn)V3DE均可準(zhǔn)確獲得收縮末期和舒張末期的左心室容積、射血分?jǐn)?shù)，與二維超聲雙平面Simpson法結(jié)果高度一致；另外，F(xiàn)V3DE數(shù)據(jù)脫機(jī)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?jǐn)?shù)變化曲線. 結(jié)論：全容積三維超聲心動圖可以準(zhǔn)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(guān)鍵詞】 超聲心動圖；三維超聲；冠心?。蛔笮氖夜δ?引言快速、安全而準(zhǔn)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(yīng)用新技術(shù)全容積三維超聲心動圖(full volume 3Dechocar

7、diography, FV3DE)研究正常人及冠心病患者的左心室三維結(jié)構(gòu)，使用脫機(jī)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?jǐn)?shù)，以評價該技術(shù)測定左心室整體及局部節(jié)段收縮功能的可行性與準(zhǔn)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(jīng)臨床診斷及二維超聲檢查均為無心臟疾患者，血壓正常，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(shù)的病

8、例.12方法Philips公司IE33超聲診斷儀，使用S4探頭進(jìn)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(jī)配備實(shí)時三維超聲成像技術(shù)，三維成像探頭頻率24 MHz. 該機(jī)三維成像包括實(shí)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，可對三維數(shù)據(jù)資料進(jìn)行任意剖切，測量心腔整體、局部的容積及射血分?jǐn)?shù). 受檢者取左側(cè)臥位，連接肢體導(dǎo)聯(lián)心電圖. 首先使用S4探頭進(jìn)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

9、體射血分?jǐn)?shù)（GEF）. 改用三維成像探頭，于心尖四腔切面仔細(xì)調(diào)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(xiàn)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(jìn)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(diào)節(jié)鍵對“金字塔”依次進(jìn)行前后、左右和上下方向的切割，進(jìn)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(shù)據(jù)圖像，將所有圖像存儲于超聲診斷儀硬盤中，檢查結(jié)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

10、維數(shù)據(jù)光盤中所有數(shù)據(jù)導(dǎo)入工作站硬盤中，逐個進(jìn)行測量. 將每個患者的全容積三維圖像進(jìn)行任意方位的旋轉(zhuǎn)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(nèi)膜顯示最清晰一幀心尖四腔和兩腔圖像，標(biāo)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(chǔ)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心室心內(nèi)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(nèi)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?jǐn)?shù)變化曲線及容積變化曲線（圖1）. 將鼠標(biāo)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?jǐn)?shù)值.圖1一個心動

11、周期中正常人左心室16節(jié)段中4個節(jié)段的射血分?jǐn)?shù)變化曲線統(tǒng)計學(xué)處理：定量數(shù)據(jù)用x±s表示. 兩測量方法間比較采用配對t檢驗(yàn)， P0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義.2結(jié)果2.1正常人左心室收縮功能測量2.2冠心病患者左心室收縮功能測量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(biāo)，能幫助正確指導(dǎo)臨床治療及判斷預(yù)后，因此如何簡潔、安全而準(zhǔn)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動圖的雙平面Simpson法. 長期的研究及臨床應(yīng)用證明此法對形態(tài)正常左心室的功能測量有很高的準(zhǔn)確性1，但經(jīng)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

12、，進(jìn)而高估或低估射血分?jǐn)?shù)，當(dāng)多次多處心肌梗死、室壁瘤形成等心室變形嚴(yán)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?jǐn)?shù)，對心室各壁各節(jié)段局部的收縮功能的評價作用有限.實(shí)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(shù)，它操作簡便，成像快速，能夠?qū)崟r顯示心臟正常、病理結(jié)構(gòu)的立體形態(tài)以及動態(tài)變化，能逼真顯示以往二維超聲無法或很難獲得的切面結(jié)構(gòu)，顯示各結(jié)構(gòu)與病變的毗鄰位置及空間關(guān)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(shí)時顯示（Live 3D）與全

13、容積（Full Volume）兩種顯像方式，其中Live 3D方式為真正的實(shí)時三維成像，成像快速清晰，圖像直觀，質(zhì)量好，偽像少，但成像圖像寬度小，無法包含整個左心室結(jié)構(gòu)，因此我們使用準(zhǔn)實(shí)時的全容積成像方式進(jìn)行本研究.研究結(jié)果表明，F(xiàn)V3DE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，F(xiàn)V3DE能夠快速再現(xiàn)左心室內(nèi)膜面的立體形態(tài)，通過不同方向、部位的切割和旋轉(zhuǎn)，可以很好地多方位觀察左心室內(nèi)結(jié)構(gòu)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(yùn)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(yùn)動異常，但遺憾的是不能單幀回

14、放. 對于FV3DE三維數(shù)據(jù)進(jìn)行脫機(jī)的軟件分析，可以方便地獲得左心室整體容積與射血分?jǐn)?shù). 采用8平面法切割數(shù)據(jù)，可以獲得左心室16節(jié)段室壁局部的容積、射血分?jǐn)?shù)的變化曲線. 其中左心室整體容積及射血分?jǐn)?shù)檢測結(jié)果與常規(guī)二維超聲Simpson法檢測結(jié)果非常接近. 16節(jié)段室壁局部的容積、射血分?jǐn)?shù)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(diǎn)，在冠心病患者清楚顯示出運(yùn)動異常的室壁節(jié)段和正常室壁心肌的運(yùn)動變化，彌補(bǔ)了全方位M型的不足.本研究提示，F(xiàn)V3DE存在以下不足：圖像質(zhì)量不及Live3D清晰，脫機(jī)分析數(shù)據(jù)時，心內(nèi)膜面清晰度有所下降，勾畫心內(nèi)膜面時難度較大. 我們設(shè)想如果將左心

15、室超聲顯影技術(shù)（LVO）與FV3DE聯(lián)合應(yīng)用，將有望彌補(bǔ)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(kuò)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(jié)構(gòu). 由于是準(zhǔn)實(shí)時成像，F(xiàn)V3DE在取樣過程中，受檢者的呼吸、心律失常或體位移動會造成形成的三維圖像錯位，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性. 目前實(shí)時三維超聲成像系統(tǒng)上尚未裝備聯(lián)機(jī)分析軟件，需脫機(jī)分析結(jié)果，若要了解整個左心室各壁各節(jié)段的運(yùn)動情況，分析步驟還很繁瑣.【參考文獻(xiàn)】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 ventricl