基于實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖定量評(píng)價(jià)心肌梗死患者左室節(jié)段性收縮功能

陳平，趙可輝

1. 山東中醫(yī)藥大學(xué) 理工學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)，山東 濟(jì)南 250014；2. 山東中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院特檢科，山東 濟(jì)南 250001

目前的臨床實(shí)踐中，電子束CT、放射性核素心肌灌注顯像、放射性核素心室造影、X線心室造影及磁共振顯像等先進(jìn)影像學(xué)技術(shù)已用于左心室局部和整體功能的測(cè)定，但其價(jià)格較昂貴、不易重復(fù)檢查且有一定放射性等缺點(diǎn)，使得其在臨床上不能廣泛應(yīng)用[1]。實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖（RT-3DE）是臨床應(yīng)用中的一項(xiàng)新技術(shù)。二維超聲心動(dòng)圖（2DE）雖可以定量分析左室容積、功能及心肌重量，但它要靠幾何學(xué)假設(shè)并需要通過(guò)模擬幾何公式計(jì)算獲得，況且左室的形態(tài)本身并不規(guī)則，特別是在腔室擴(kuò)大或形態(tài)不規(guī)整時(shí)，2DE就很難作出精確的評(píng)價(jià)，然而RT-3DE卻克服了這一局限，它不受所測(cè)腔室?guī)缀涡螒B(tài)的限制，能獲取室壁各個(gè)節(jié)段的容積-時(shí)間變化曲線，從而定量分析左心室各節(jié)段的功能。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

50例檢測(cè)者中：26例為排除了心臟病變的健康志愿者,男14例,女12例,年齡48～80歲, 平均（65.45±8.05）歲。26人在安靜休息后連續(xù)兩次血壓測(cè)量均處于正常狀態(tài)、常規(guī)心電圖檢查無(wú)異常、常規(guī)2D檢查無(wú)心臟結(jié)構(gòu)及血流異常。24例心肌梗死患者,男14 例,女10例,年齡55～84歲,平均（66.34±7.64 )歲。均符合超聲心動(dòng)圖、臨床其他檢查心肌梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 儀器與方法

1.2.1 檢查儀器

RT-3DE 檢查采用Philips IE33 彩色多普勒超聲成像儀，X3-1 矩陣三維探頭，頻率1～3 MHz ,內(nèi)置QLAB4.2定量分析軟件。

1.2.2 RT-3DE 圖像采集

受檢者左側(cè)臥位，連接心電圖,將X3-1 探頭置于心尖部,取心間四腔切面清晰圖像，啟動(dòng)“full volume”模式，囑受檢者呼氣末屏氣，點(diǎn)擊“acquire”鍵采集圖像，得到雙平面圖像進(jìn)行調(diào)整，至滿意顯示心內(nèi)、外膜輪廓，采集連續(xù)4個(gè)心動(dòng)周期15°×60°窄角“蛋糕塊”立體圖像，形成 60°×60°寬角“金字塔”形三維數(shù)據(jù)庫(kù)，圖像貯存于硬盤上供脫機(jī)分析。測(cè)量左室壁17節(jié)段的舒張末期容積（REDV）、收縮末期容積（RESV），同時(shí)計(jì)算節(jié)段每搏量（RSV）及射血分?jǐn)?shù)（REF）。

1.3 節(jié)段分析

系統(tǒng)自動(dòng)按美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)（AHA）推薦的17節(jié)段劃分法將整個(gè)左心室劃分為：心尖部、前壁心尖段、前壁中間段、前壁基底段、室間隔心尖段、前間隔中間段、后間隔中間段、前間隔基底段、后間隔基底段、下壁心尖段、下壁中間段、下壁基底段、側(cè)壁心尖段、前側(cè)壁中間段、后側(cè)壁中間段、前側(cè)壁基底段和后側(cè)壁基底段[2]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用3DQ Advanced軟件對(duì)三維圖像進(jìn)行脫機(jī)分析。打開(kāi)圖像，軟件自動(dòng)生成3個(gè)正交的二維切面，調(diào)節(jié)矢狀切面和冠狀切面位于左室正中，橫切面位于左室乳頭肌水平，在舒張末期和收縮末期描記出心內(nèi)膜面5個(gè)參考點(diǎn)的位置，軟件自動(dòng)勾畫出其余心內(nèi)膜面，期間可手動(dòng)調(diào)節(jié)，最后得出左室的舒張末期容積（EDV）和收縮末期容積（ESV)，進(jìn)行序列分析，得出整體和17節(jié)段的容積-時(shí)間曲線[3]。測(cè)量左室壁各節(jié)段的REDV、RESV、REF。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

（1）26例健康志愿者均獲得了心內(nèi)膜邊界清晰的三維圖像和17節(jié)段容量-時(shí)間變化曲線，從而獲得心室各節(jié)段REDV、RESV、RSV及REF測(cè)值。REDV、RESV及RSV測(cè)值從基底段至心尖段大體呈逐漸減低的趨勢(shì)，REF的值是從基底段到心尖段呈逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)，所以收縮功能是從心尖段到基底段為遞減的趨勢(shì)，見(jiàn)表1。

表1 26例正常組左心室17節(jié)段容積及收縮功能比較（mL，_）

表1 26例正常組左心室17節(jié)段容積及收縮功能比較（mL，_）

節(jié)段 正常組REDV RESV RSV REF前壁基底段 4.94±1.61 1.55±0.79 3.39±1.15 68.62±11.82前間隔基底段 5.15±1.45 1.73±0.76 3.42±1.15 66.41±12.26后間隔基底段 5.24±1.31 1.92±0.69 3.32±1.05 63.36±11.75下壁基底段 6.14±1.48 1.88±0.85 4.26±1.23 69.38±11.26后側(cè)壁基底段 6.55±1.33 2.35±0.91 4.20±1.12 64.12±11.68前側(cè)壁基底段 5.55±1.74 1.71±0.86 3.84±1.22 69.19±12.15前壁中間段 3.56±1.32 1.11±0.69 2.45±0.89 68.82±11.12前間隔中間段 3.55±1.20 1.08±0.65 2.47±0.85 69.58±11.19后間隔中間段 4.19±1.29 1.28±0.54 2.91±1.09 69.45±13.96下壁中間段 5.23±1.53 1.54±0.80 3.69±1.35 70.55±14.12后側(cè)壁中間段 5.64±1.25 2.06±0.91 3.58±1.06 63.48±15.78前側(cè)壁中間段 4.58±1.35 1.63±0.90 2.95±1.05 64.41±16.18前壁心尖段 1.78±0.68 0.52±0.33 1.26±0.58 70.79±13.98間隔心尖段 2.15±0.86 0.58±0.32 1.57±0.80 73.02±16.56下壁心尖段 3.09±1.19 0.76±0.55 2.33±1.18 75.40±16.55側(cè)壁心尖段 3.25±1.39 1.08±0.72 2.17±1.12 66.77±16.40心尖部 3.06±0.79 0.89±0.40 2.17±0.72 70.92±12.12

（2）心肌梗死患者的左室的EDV和ESV的數(shù)據(jù)均較正常組的大，RSV較正常組低，心梗組左心室各節(jié)段局部REF均顯著低于正常對(duì)照組，二者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義P＜0.05，見(jiàn)表2。

表2 24例心梗組左心室17節(jié)段容積及收縮功能比較（mL，）

表2 24例心梗組左心室17節(jié)段容積及收縮功能比較（mL，）

節(jié)段 心梗組REDV RESV RSV REF前壁基底段 8.36±2.68 5.04±1.78 3.32±1.32 39.71±14.75前間隔基底段 7.90±2.49 4.78±1.86 3.12±1.75 39.49±15.45后間隔基底段 8.08±2.04 4.63±1.63 3.45±1.44 42.70±13.56下壁基底段 8.93±2.12 4.73±1.50 4.20±1.30 47.03±13.68后側(cè)壁基底段 9.68±2.58 4.55±1.46 5.13±1.37 53.00±12.84前側(cè)壁基底段 8.58±2.17 4.02±1.54 4.56±1.16 53.15±12.18前壁中間段 6.35±2.50 3.48±1.80 2.87±1.39 45.20±13.29前間隔中間段 6.14±2.18 3.52±1.75 2.62±1.60 42.67±13.15后間隔中間段 6.28±2.02 3.12±1.50 3.16±1.22 50.32±13.36下壁中間段 6.92±2.22 3.39±1.40 3.53±1.15 51.01±13.45后側(cè)壁中間段 7.68±1.97 3.46±1.65 4.22±1.22 54.95±13.16前側(cè)壁中間段 7.50±2.13 3.35±1.16 4.15±1.10 55.33±12.75前壁心尖段 2.83±1.88 1.73±1.22 1.10±0.99 38.87±14.30間隔心尖段 3.54±2.14 1.99±1.44 1.55±1.02 43.79±14.58下壁心尖段 3.48±1.65 1.85±1.08 1.63±0.90 46.84±13.65側(cè)壁心尖段 3.78±1.14 2.06±1.24 1.72±0.96 45.50±13.55

（3）正常組的正常人左室各節(jié)段容積-時(shí)間曲線呈規(guī)則的倒立的拋物線, 各節(jié)段達(dá)最低收縮末期容量的時(shí)間點(diǎn)幾乎在一條直線上，且波峰、波谷趨近，各節(jié)段曲線波峰均位于舒張末期時(shí)間點(diǎn),波谷深，坡度陡，波谷縱橫坐標(biāo)相近, 位于收縮末期時(shí)間點(diǎn)附近,以標(biāo)化后的曲線尤為明顯，見(jiàn)圖1。心肌梗死組的曲線走行基本一致，梗死病變節(jié)段及病變鄰近節(jié)段的曲線大多走行平緩，近似直線，其到達(dá)的波谷較淺，而梗死以遠(yuǎn)節(jié)段的曲線的波谷較梗死節(jié)段深，曲線相對(duì)較陡，見(jiàn)圖2。

圖1 正常人左心室三維重建后生成的容量-時(shí)間曲線

圖2 心?；颊咦笮氖胰S重建后生成的容量-時(shí)間曲線

3 結(jié)論

（1）在心肌梗死患者中，左心室局部收縮功能的定量分析對(duì)于病情監(jiān)測(cè)、心肌梗死范圍的估測(cè)、治療方案的選擇及治療效果、遠(yuǎn)期預(yù)后的評(píng)價(jià)具有十分重要的意義。超聲心動(dòng)圖作為一種無(wú)創(chuàng)、價(jià)廉、操作方便的診斷技術(shù)，在左心室局部收縮功能的測(cè)定中起到極其重要的作用。RT-3DE采用新型矩陣探頭、高通量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和三維空間定位系統(tǒng)等3種先進(jìn)技術(shù)，可以實(shí)時(shí)、交互式地同時(shí)觀察2個(gè)平面的圖像，從多個(gè)角度清晰、動(dòng)態(tài)地顯示心臟解剖結(jié)構(gòu)的立體影像，能在較大容量?jī)?nèi)提供相當(dāng)于二維圖像掃描線密度的實(shí)時(shí)三維心臟結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)圖像。因而它可以實(shí)時(shí)、快速、真實(shí)的顯示心室的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，突破了常規(guī)M型和二維超聲心動(dòng)圖測(cè)量左心室功能的固有缺點(diǎn)，因此具有很高的準(zhǔn)確性[3-5]。

（2）RT-3DE不依賴于任何幾何學(xué)假設(shè)而直接測(cè)定心室的容量和心功能，其定量評(píng)價(jià)心肌梗死患者節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常左心室17節(jié)段的局部收縮功能具有高度的可行性和可靠性。

（3）正常組左心室各節(jié)段收縮功能的三維分布并非均勻一致，收縮功能從心尖段到基底段有逐漸減弱的趨勢(shì)，同一水平室間隔射血分?jǐn)?shù)較心室游離壁測(cè)值減低；心梗患者左心室所有節(jié)段局部射血分?jǐn)?shù)均顯著低于正常組運(yùn)動(dòng)明顯減弱的節(jié)段室壁的局部射血分?jǐn)?shù)減低更為明顯（P＜0.01），說(shuō)明當(dāng)某節(jié)段發(fā)生心肌缺血后，該節(jié)段局部收縮功能顯著下降，無(wú)明顯運(yùn)動(dòng)異常室壁的局部射血分?jǐn)?shù)亦減低。正常人左心室各節(jié)段局部收縮功能存在差異性，心衰患者室壁運(yùn)動(dòng)減弱節(jié)段的局部收縮功能顯著下降[6-7]。

（4）隨著實(shí)時(shí)三維超聲技術(shù)的不斷發(fā)展以及工藝的改進(jìn)，這項(xiàng)新技術(shù)必將會(huì)在心血管疾病的臨床診斷和療效評(píng)價(jià)中發(fā)揮巨大作用[8-9]。

（5）但目前RT-3DE顯像仍存在局限性，主要有以下方面: ① 所用探頭的體積過(guò)大，透聲窗限制其聲束的通過(guò)，影響對(duì)觀察結(jié)構(gòu)的全部顯示；② 在總體成像過(guò)程中，受檢者的身體移位或呼吸易造成圖像重組處的錯(cuò)位；③ 脫機(jī)分析數(shù)據(jù)時(shí)，心內(nèi)膜面清晰度有所下降，勾畫內(nèi)膜時(shí)難度大，因此圖像的質(zhì)量還有待進(jìn)一步提高[10]。

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