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    《心血管病学》

    二维和实时三维超声心动图量化分析左心室容积和功能的相关性

    发表时间：2012-08-28  浏览次数：534次

    　　作者：苏淑红,严松彪,滕一星,陈晖　　作者单位：1.新乡市中心医院心内科，河南 新乡 ;2.北京友谊医院心内科，北京

    　　【摘要】 目的 对比分析二维(2DE)、实时三维超声心动图(RT3DE)量化分析左心室容积和功能的差异，探讨二者之间的相关性，从而探讨RT3DE在量化分析左心室容积和功能方面的可行性及可靠性。方法 入选研究对象共33例，其中健康志愿者10例，慢性心力衰竭患者23例，同时为其行2DE(面积长度法)及RT3DE检查，获得左心室舒张末期容积(LVEDV)、左心室收缩期容积(LVESV)、每搏量(SV)及左心室射血分数(LVEF)。结果 33例研究对象中32例(96.97%)获得了具有清晰内膜边界的左心室2DE和RT3DE图像;RT3DE所获得的LVEDV、LVESV、SV、LVEF值明显低于2DE获得的值(均P<0.05);2种方法所获得的值相关性良好(均P<0.05)。结论 RT3DE是一种定量评价左心室功能的新技术，有一定的可靠性和可行性。

    　　【关键词】 二维超声心动图;实时三维超声心动图;左心室功能

    　　Relationship between twodimensional echocardiography and realtime threedimensional echocardiography in quantification of left ventricular volumes and function　　SU Shuhong,YAN Songbiao,TENG Yixing,et al　　1.Department of Cardiology,the Centeral Hospital of Xinxiang,Xin xiang 453000,China;　　2.Department of Cardiology,Beijing Friendship Hospital,Beijing 100050,China Abstract: Objective To analysis the differences and relationship between twodimensional echocardiography (2DE) and realtime threedimensional echocardiography (RT3DE) in quantifications of left ventricular volumes and function,and then to discuss the feasibility and reliability of RT3DE.Methods 33 objects (10 volunteers and 23 patients with chronic heart failure) underwent 2DE (arealength) and RT3DE.End diastolic volume (LVEDV),end systolic volume (LVESV),stroke volume (SV) and ejection fraction (LVEF) were acquired respectively.Results There were 32 objects (96.97%) that had clear borders of endocardium both in images of 2DE and RT3DE;the values of LVEDV,LVESV,SV and LVEF by RT3DE were lower significantly than by 2DE(P<0.05,P<0.001).LVEDV,LVESV,SV,and LVEF by RT3DE correlated highly with 2DE(P<0.05,P<0.001).Conclusion RT3DE is a new method in quantification of left ventricular volumes and function,it has certain feasibility and reliability.

    　　Key words: twodimensional echocardiography;realtime threedimensional echocardiography;left ventricular function

    　　测量左心室舒张末期容积(left ventricular enddiastolic volume,LVEDV)、左心室收缩末期容积(left ventricular endsystolic volume,LVESV)、每搏量(stroke volume,SV)及左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)对心血管疾病有重要意义，是临床治疗时机选择和疗效判断的重要依据。超声心动图测量左心室功能具有快速、无创、较准确的优点，是对有创左心室造影方法的补充，广泛应用于临床。目前应用较广泛的用来评价心功能的方法是二维超声心动图(twodimensional echocardiography,2DE)，但心脏是复杂的立体空腔器官，传统的2DE难以显示完整的心脏解剖结构。在测量以上指标时存在依靠既定公式计算心室容积和LVEF的缺点，尤其当心室形状不规则或呈球形增大时计算误差率较高[1]，而近年来发展起来的实时三维超声心动图(realtime threedimensional echocardiography,RT3DE)技术在测量左心室容积和功能方面，理论上具有一定的优越性。

    　　1 资料与方法

    　　1.1 研究对象

    　　共入选研究对象33例，其中包括健康志愿者10例，平均年龄(42.04±10.02)岁，男6例，女4例;慢性心力衰竭患者23例(包括高血压性心脏病7例、酒精性心肌病3例、扩张型心肌病13例)，平均年龄(51.68±13.52)岁，男14例，女9例。排除心脏瓣膜病、先天性心脏病者、心律失常、起搏器安置术后以及超声图像质量差，影响结果分析者。

    　　1.2 图像采集

    　　1.2.1 二维超声心动图像的采集

    　　应用Philips SONOS 7500三维超声显像仪。受检者取左侧卧位，连接心电图，用S4超声探头采集2DE图像，于心尖四腔切面使用面积长度法计算LVEDV、LVESV、SV(LVEDVLVESV)、LVEF，同时记录心率。

    　　1.2.2 实时三维超声心动图像的采集

    　　受检者取左侧卧位，连接心电图，采用X4距阵超声探头，在二维条件下于心尖四腔切面采集到理想的左心室双平面图像后，嘱受检者呼气末屏气，启动全容积成像(fullvolume acquisition，FVA)方式，经心电图自动触发，实时采集4个心动周期的FVA图像并存储于磁光盘中。

    　　1.3 数据分析

    　　2种数据采用双盲法独立完成。当乳头肌与心室壁相连接时将其排外于心室容积之外，当乳头肌在心腔内游离时将其计算入心室容积。RT3DE数据分析由同一名超声医师应用TOMTEC公司生产的4D LVAnalysisCRT1.0图像分析处理软件对以上三维图像进行脱机分析处理，采用半自动心内膜描边技术获得三维LVEDV、LVESV、SV(LVEDV-LVESV)、LVEF等指标。

    　　1.4 统计学处理

    　　所有数据均为计量资料，用均数±标准差(±s)表示。应用SPSS 11.5软件，组内差异比较采用配对t检验，相关分析采用直线相关分析，P<0.05具有统计学意义。

    　　2 结果

    　　2.1 实时三维超声心动图与二维超声心动图结果比较

    　　33例研究对象中32例(96.97%)获得了具有清晰内膜边界的左心室2DE和RT3DE图像。由RT3DE所获得的LVEDV、LVESV、SV、LVEF值明显低于2DE获得的值(P<0.05,P<0.001)，见表1。表1 RT3DE与2DE测量值比较 (略)

    　　2.2 相关性分析

    　　2种方法所获得的值相关性良好，相关系数均有显著性意义(P<0.05,P<0.001),见表2。表2 RT3DE与2DE测量值的相关性(略)

    　　3 讨论

    　　自1974年世界上首例心脏三维超声重建成功以来，三维超声目前已发展到实时三维成像阶段[2]，超声三维重建技术曾经将心脏的二维切面进行重组为立体结构，显示了常规二维超声所无法显示的部分信息[3]。但三维重建心脏结构较耗时费力，而且在图像处理过程中容易丢失许多重要信息影响疾病的诊断，因此较难推广应用。近年来，实时三维成像理论使心脏超声诊断技术史上又增添了新的一页[4]。RT3DE基于矩阵型探头成像技术，按心室实际形状计算容积，不受其他因素诸如超声近、远场及深度的影响[5]。本研究中RT3DE数据实现了实时测量，采用TOMTEC公司生产的4D LVAnalysisCRT1.0图像分析处理软件及半自动心内膜描边技术生成左心室整体及各节段的容积-时间变化曲线。本研究结果与国外诸多研究结果相似[68]。

    　　RT3DE所获得的LVEDV、LVESV、SV、LVEF值明显低于2DE获得的值，原因在于一方面2DE超声不能同时全面显示左心室腔形态，面积长度法本身是建立在对左心室形态进行几何假设的基础之上，在左心室形态规则时所得结果比较准确，但是当左心室形态发生变化时，则可能出现明显的偏差，高估上述各值。另一方面三维超声能全面显示左心室腔形态，能在1个心动周期中同时观察和定量评价心室壁各个节段的运动，且在容积测量方面不需模拟几何公式使得其对于室壁瘤、节段性室壁运动异常及非对称性室壁肥厚患者的容积测量很有帮助。本研究采用4D LVAnalysisCRT1.0图像分析处理软件将左心室腔分为4～16个切面进行心内膜的半自动描边，故可以得到较准确的左心室腔形态及LVEDV、LVESV、SV、LVEF值。

    　　本研究观察到RT3DE所获得的LVEDV、LVESV、SV、LVEF与2DE所获得的值有良好的相关性，相关性系数均有显著性意义，说明RT3DE在测量左心室容积和功能方面具有一定的可靠性。但是，目前RT3DE尚存在一定的局限性：(1)图像受透声条件和二维图像质量影响;(2)心律失常时容易造成图像拼接的错位;(3)“金字塔”容积的扇角为60°×60°，对于心脏明显增大者可能出现心室部分容积的残缺，这些均有待于进一步研究和完善。

    　　总之，RT3DE为临床评价左心室功能提供了一种可行的、可靠的新技术，必将在心血管疾病的诊断、治疗及随访中发挥无可比拟的作用。

    　　【参考文献】

    　　[1]Kuroda T,Seward JB,Rumberger JA,et al.Left ventricular volume and mass:Comparative study of twodimensional echocardiography and ultrafast computed tomography[J].Echocardiography,1994,11(1):19.

    　　[2]Salustri A,Roelandt JR.Ultrasonic threedimensional reconstruction of the heart[J].Ultrasound Med Biol,1995,21(3):281293.

    　　[3]Roelandt JR,ten Cate FJ,Vletter WB,et al.Ultrasonic dynamic threedimensional visualization of the heart with a multiplane transesophageal imaging transducer[J].J Am Soc Echocardiogr，1994 ，7(3 Pt 1):217229.

    　　[4]Kisslo J,Firek B,Ota T,et al.Real time volumetric echocardiography:the technology and the possibilities[J].Echocardiography,2000,17(8):773779.

    　　[5]Sugeng L,Weinert L,Lang RM.Left ventricular assessment using real time three dimensional echocardiography[J].Heart,2003,8(Suppl):2936.

    　　[6]Harald PK,Marcus S,Dierk R,et al.Highresolution transthoracic realtime threedimensional echocardiography quantitation of cardiac volumes and function using semiautomatic border detection and comparison with cardiac magnetic resonance imaging[J].Jam Coll Cardiol,2004,43(11):20832090.

    　　[7]Jian XQ,Michael J,Takahiro S,et al.Validation of realtime threedimensional echocardiography for quantifying left ventricular volumes in the presence of a left ventricular aneurysm:in vitro and in vivo studies[J].J Am Coll Cardiol,2000,36(3):900907.

    　　[8]Jenkins C,Bricknell K,Hanekom L,et al.Reproducibility and accuracy of echocardiographic measurements of left ventricular parameters using realtime threedimensional echocardiography[J].J Am Coll Cardiol,2004,44(4):878886.