實時三維超聲心動圖評估正常成人右心室功能的準(zhǔn)確性及重復(fù)性研究

朱長玉 張珍東 劉德林

浙江省嘉興市第二醫(yī)院超聲科，浙江嘉興314000

實時三維超聲心動圖評估正常成人右心室功能的準(zhǔn)確性及重復(fù)性研究

朱長玉 張珍東 劉德林

浙江省嘉興市第二醫(yī)院超聲科，浙江嘉興314000

目的探討實時三維超聲心動圖（RT-3DE）對右心室功能評估的準(zhǔn)確性及重復(fù)性。方法選取2012年5月～2013年5月嘉興市第二醫(yī)院體檢科心臟正常的成年健康志愿者48名為研究對象，在同一時期分別采用RT-3DE及心臟磁共振（MRI）檢查右心室功能，以MRI的檢查結(jié)果為參照，分析RT-3DE所測得的右室舒張末容積（（RVEDV）、收縮末容積（RVESV）和右室射血分?jǐn)?shù)（RVEF）值的準(zhǔn)確性及重復(fù)性。結(jié)果48名參試者均完成檢查項目，RT-3DE與MRI兩種方法對RVEDV、RVEF的測定結(jié)果[（RVEDV：（102.19±6.33）mL比（104.31±4.78）mL；RVEF：（51.59±4.88）mL比（52.38±4.86）mL）]比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=1.792、0.833，P=0.080、0.409）；在RVED及RVEF的測定方面，RT-3DE與MRIV均呈正相關(guān)（r=0.90、0.89，P＜0.05）。RT-3DE與MRI對RVESV的測定結(jié)果[（53.09±3.37）mL比（49.79±5.79）mL]比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=3.618，P=0.001），即RT-3DE對RVESV的檢測值相對較小，在RVESV的測定方面，RT-3DE與MRI呈正相關(guān)（r=0.72，P＜0.05）；兩名分析者間及分析者自身評估差異比較均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論RT-3DE所測得RVEDV、RVEF與MRI相當(dāng)，對RVESV的檢測值相對較小，該方法簡便、無創(chuàng)，且重復(fù)性好，準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步提高。

右心室功能；實時三維超聲心動圖；磁共振；準(zhǔn)確性；重復(fù)性

近年來研究表明，右室功能正常與否直接影響著整個血液循環(huán)系統(tǒng)是否能正常運行，早期準(zhǔn)確地評估右室功能，對許多心臟疾病的病情評估及治療措施的選擇有極其重要的價值[1]。超聲心動圖以其無創(chuàng)、無輻射、操作簡便等優(yōu)點在臨床廣泛應(yīng)用，然而由于右心室復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)及與左心室之間的相互影響等原因，傳統(tǒng)的M型和二維超聲心動圖在很多心臟指標(biāo)的測量上存在諸多弊端[2]。近年來迅速發(fā)展的實時三維超聲心動圖（real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）動物研究表明可以從多個角度動態(tài)顯示心臟的三維空間結(jié)構(gòu)，真實顯示左右心室的解剖形態(tài)，被認(rèn)為是測量右心室容積、評價右心室功能潛在的理想方法[3]。本研究以心臟磁共振（magnetic resonance imaging，MRI）為參照，探討RT-3DE對右心室功的評估準(zhǔn)確性及重復(fù)性，分析二者的相關(guān)性，為今后的臨床應(yīng)用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2012年5月～2013年5月嘉興市第二醫(yī)院體檢科心臟正常的成年健康志愿者48名為研究對象，本研究報醫(yī)院倫理委員會通過并同意，所有參試人員對參試內(nèi)容知情，均簽署知情同意書。其中男23名，女25名，年齡25～60歲，平均（58.5±25.5）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①既往無心臟病史，均為竇性心律，胸片及心電圖檢查正常；②超聲心動圖檢查無明顯異常，各瓣膜反流均不超過微量；③RT3DE及MRI檢查相距＜24 h；④排除RT3DE圖像質(zhì)量評分在1.5分以下者；⑤排除MRI檢查禁忌證。

1.2 方法

1.2.1 MRI檢查方法采用Siemens公司3.0T磁共振儀，相控陣線圈，梯度場40 mT/m，切換率每秒200 T/m。擺放心臟線圈時，注意解剖位置，避免位置差異引起的信號丟失，保證心電圖電極質(zhì)量。掃描參數(shù)：層厚8 mm、層距2 mm、TR 3.8 ms、TE 1.9 ms、翻轉(zhuǎn)角60°、矩陣200×256，F(xiàn)OV 32 mm。首先在相互垂直的矢狀位和冠狀位，定位心臟位置，定位后，應(yīng)用真正穩(wěn)態(tài)進(jìn)動快速成像電影序列（TrueFISP），加用呼吸和心電門控技術(shù)，在屏氣時采集圖像，以二尖瓣瓣孔至心尖平面為長軸，以電影序列掃描心室短軸面，獲取自瓣膜水平至心尖部的多層面圖像。將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入后處理工作站待分析。應(yīng)用ARGUS軟件進(jìn)行圖像分析，首先確定分析范圍，調(diào)整窗寬及窗位，使心肌和心腔的對比清晰，然后應(yīng)用于整個圖像的分析。如有必要，根據(jù)每幅圖像的實際進(jìn)行調(diào)整，由計算機(jī)軟件自動計算得出右室舒張末容積（right ventricular end-diastolic volume，RVEDV）、收縮末容積（right ventricular endsystolic volume，RVESV）和右室射血分?jǐn)?shù)（right ventricular ejection fraction，RVEF）。

1.2.2 RT-3DE檢查法采用飛利浦公司產(chǎn)Philips IE 33型心臟多普勒超聲顯像診斷儀，配備實時三維探頭X3-1及TomTec工作站。檢查時連接肢導(dǎo)聯(lián)心電圖，同步記錄心電圖。囑受檢者左側(cè)臥位，平靜呼吸，將探頭位置調(diào)整至靠近胸骨，得到清晰的右心室圖像后，通過全容積顯像方式采集三維數(shù)據(jù)，連續(xù)采集4個心動周期，數(shù)據(jù)傳輸至TomTcc工作站，應(yīng)用4DRV-Function對右心室進(jìn)行分析。以右心室冠狀切面、矢狀切面和水平切面三相交切面作為基礎(chǔ)切面，以心電圖R波頂點為舒張末期，T波終末為收縮末期，分別勾畫上述三個剖面圖的初始內(nèi)膜邊界，在此基礎(chǔ)上軟件自動校正心內(nèi)膜邊界，如不理想，可手動校準(zhǔn)，獲得動態(tài)三維右心室模型，軟件通過以上參數(shù)自動計算出RVEDV、RVESV及RVEF。

1.2.3 重復(fù)性研究所有參試人員均在同一時間段內(nèi)（一般限定在24 h內(nèi)）完成RT-3DE和MRI兩項檢查，為保證測量值的準(zhǔn)確性，所有RT-3DE全容積圖像及MRI圖像資料均隨機(jī)編號待評估。采用雙盲法，由2名影像專業(yè)副主任醫(yī)師分析者分別對右心室功能參數(shù)進(jìn)行分析；為確定分析者自身評估值得差異，2名分析者在2周后重新對測量值進(jìn)行分析。以上分析結(jié)果再由互不知情的影像專業(yè)副主任醫(yī)師以上分析者對前兩名分析者間的變異及分析者自身的變異進(jìn)行評估；分析者之間變異及自身變異用差值百分比表示[（2次測量的差值/2次測量的均值）×100%]。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，RT-3D與MRI測量值之間的比較使用配對t檢驗；采用Pearson相關(guān)分析法分析兩種方法所測值之間的關(guān)系；計算不同觀察者之間以及2周后再次測量的差異，分別采用獨立樣本t檢驗及配對t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 MRI和RT-3DE測量結(jié)果比較及相關(guān)關(guān)系分析

48名參試者均完成檢查項目，RT-3DE圖像質(zhì)量評分均在1.5分以上。RT-3DE與MRI兩種方法對RVEDV的測定結(jié)果比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），即兩種方法對RVEDV及RVESV的檢測無區(qū)別，兩者呈正相關(guān)（r=0.90、0.72，均P＜0.05），RT-3DE對RVESV的檢測值相對較小。對RVEF的檢測結(jié)果比較，差值為（-0.77±6.46）%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），即兩種方法檢測無區(qū)別，且兩者呈正相關(guān)（r= 0.89，P＜0.05）。見表1。

表1MRI和RT-3DE測量右室容積和射血分?jǐn)?shù)結(jié)果比較及相關(guān)性分析（x±s，n=48）

2.2 可重復(fù)性研究

比較兩名分析者間及分析者自身測量差異：兩名分析者對RVEDV、RVESV及RVEF檢測的變異系數(shù)比較，分別為（1.24±2.54）%比（1.40±2.14）%；（-3.41± 3.52）%比（-2.98±4.21）%；（2.57±3.20%）比（2.49± 2.98）%，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；兩名分析者2周后對自身前后檢測結(jié)果進(jìn)行比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。即RT-3DE與MRI對右心室容積及功能檢測具有可重復(fù)性及穩(wěn)定性。

3 討論

近20年來隨著對心臟疾病研究的不斷深入，右心系統(tǒng)在心血管循環(huán)系統(tǒng)中的重要性逐漸顯現(xiàn)，右心室功能對晚期心臟衰竭、先天性心臟病以及肺動脈血栓、肺動脈高壓等疾病的病情評估、臨床診治及預(yù)后有著重要的意義[4]。目前評價右心室功能主要有放射性核素、X線心室造影、超聲心動圖及磁共振成像等方法，然而以上技術(shù)均有創(chuàng)傷性、成本高及技術(shù)復(fù)雜等缺點，在臨床上特別是廣大基層難以廣泛推廣[5]；另右室結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形態(tài)不規(guī)則及部分位于胸骨后面等原因，任何一個單一的二維切面上都不能完整顯示右心室面貌，其測量方法明顯有局限性[6]。傳統(tǒng)的M型和二維超聲心動圖評估心臟功能，對右心室的評估經(jīng)驗和技術(shù)積累遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于左心室，目前對左心室的評估是在幾何形狀假設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，尚有一定誤差，對右容積與功能的評估，就很難達(dá)到精確測量[7]。RT-3DE是近年來超聲技術(shù)領(lǐng)域的重大革新和突破，是一種能實時地顯示心臟三維空間結(jié)構(gòu)的成像技術(shù)，可從多個角度、及直觀地顯示心臟的解剖結(jié)構(gòu)特征和空間毗鄰關(guān)系，其在容積測量上不再依賴于形狀假設(shè)，成像速度快、重復(fù)性好，可對心臟容量、心臟功能、心肌質(zhì)量及瓣膜反流等方面進(jìn)行定量測定[8]。

目前MRI技術(shù)被公認(rèn)為評估心功能參數(shù)的“金標(biāo)準(zhǔn)”，多項臨床及動物實驗研究結(jié)果證實RT-3DE對測量左心室功能參數(shù)具有較高的準(zhǔn)確性和很好的可重復(fù)性，與MRI高度相關(guān)，且RT-3DE能降低觀察者內(nèi)和觀察者間的變異對觀測值的影響[9]。近年來開始應(yīng)用于臨床并不斷改進(jìn)的RT-3DE在右心功能的評價方面也取得了一定的進(jìn)展，有離體動物模型研究驗證RT-3DE可用于評估右心室[10]。本研究采用RT-3DE與MRI兩種方法對健康成人志愿者進(jìn)行右心室容積及功能測定，結(jié)果顯示兩種方法檢對RVEDV及RVEF的測定，無明顯區(qū)別；對RVESV的測定兩種方法平均相差（3.31±6.33）mL，有顯著差異，即RT-3DE檢測值相對較??；兩種方法關(guān)于右心室參數(shù)的檢測的相關(guān)分析，均提示高度相關(guān)。本研究中RT-3DE與MRI檢測右室容積及功能具有高度的一致性，同時顯示不同分析者之間及分析者自身評判結(jié)果之間均具有良好的重復(fù)性。本研究的局限性為受試者均為健康志愿者；其次目前RT-3DE扇掃角度普遍較小，探測視野尤其是彩色角度局限，有時不能包括整個興趣區(qū)，即使應(yīng)用全容積成像也有可能無法包含右心室的全貌，這尚是健康人群，如為心臟肥厚、心房心室擴(kuò)大者，則就無法保證測量的準(zhǔn)確性；另結(jié)果容易受到受檢者的呼吸或心臟移位的影響，而且三維探頭的分辨力不及二維超聲，其圖像的質(zhì)量有待進(jìn)一步提高[11-13]。

綜上所述，相比于MRI技術(shù)，RT-3DE評價右心功能的準(zhǔn)確性仍有待提高，但重復(fù)性好，RT-3DE方法便捷、無創(chuàng)及可重復(fù)性好，雖目前RT-3DE對右心室容積數(shù)據(jù)缺乏正常參考值及一些缺憾，對右室功能評價受到多種因素的影響，其臨床應(yīng)用尚受到一定的限制，但隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有理由相信RT-3DE在不久的將來為各種與右心室相關(guān)的心臟疾病的診斷、治療及預(yù)后提供準(zhǔn)確、有價值的參考信息，發(fā)揮重要的作用。

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Accuracy and reproducibility of real-time three-dimensional echocardiography in assessing right ventricular volume and systolic function

ZHU ChangyuZHANG ZhendongLIU Delin
Department of Ultrasonography,the Second Hospital of Jiaxing City,Zhejiang Province,Jiaxing314000,China

Objective To evaluate the accuracy and reproducibility of real-time three-dimensional echocardiography (RT-3DE)in assessing right ventricular volume and systolic function.Methods 48 healthy adult volunteers from May 2012 to May 2013 in Department of Physical Examination of the Second Hospital of Jiaxing City were selected as study objects,and right ventricular function were measured by RT-3DE and cardiac magnetic resonance(MRI)at the same time respectively.The results of MRI being served as a reference,the accuracy and reproducibility of results of right ventricular end-diastolic volume(RVEDV),right ventricular end-systolic volume(RVESV)and right ventricular ejection fraction(RVEF)measured by RT-3DE were analyzed.Results 48 healthy adult volunteer participants completed the two kinds of examinations.There were no differences between the results of RVEDV and RVEF measured by RT-3DE and MRI[RVEDV:(102.19±6.33)mL vs(104.31±4.78)mL;RVEF:(51.59±4.88)mL vs(52.38±4.86)mL](t= 1.792,0.833;P=0.080,0.409);in the measurement of RVEDV and RVEF,there were positive correlation between RT-3DE and MRI(r=0.90,0.89;P＜0.05).The RVESV measured by RT-3DE and MRI had statistically significant difference[(53.09±3.37)mL vs(49.79±5.79)mL,t=3.618,P=0.001],the RVESV values measured by RT-3DE to was relatively small,in the measurement of RVESV,there was a positive correlation between RT-3DE and MRI(r= 0.72,P＜0.05).There was no significant differences between two analysts and themselves(P＞0.05).Conclusion The results of RVEDV and RVEF measured by RT-3DE and MRI are equal and the value of RVESV is relatively smaller. RT-3DE is convenient,noninvasive and of good repeatability,but the accuracy should be further improved.

Right ventricular function;Real-time three-dimensional echocardiography;Magnetic resonance;Accuracy;Reproducibility

R541

A

1673-7210（2014）09（a）-0071-04

2014-02-13本文編輯：任念）