实时三维超声心动图对心肌梗死后左室收缩功能及其同步性评价

　　【摘要】 目的 探讨应用实时三维超声心动图(RT3DE)评价陈旧性心肌梗死患者左心室收缩功能及同步性各参数的可行性及准确性。方法 将18例陈旧性心肌梗死患者(心梗组)和16例正常人(正常对照组)分别行二维超声(2DE)和实时三维超声(RT3DE)检查。2DE法检查左室舒张末期容积(LVEDV)、左室收缩末期容积(LVESV)和左室射血分数(LVEF)。RT3DE法应用QLAB定量分析软件对三维数据库进行定量评价，检测左室收缩功能参数LVEF及同步性参数即左室16节段、6个基底段和6个中间段、6个基底段达收缩末最小容积的时间标准差(TmsvSD16、TmsvSD12、TmsvSD6)，上述16、12、6个节段达最小收缩末容积的时间最大差值(Tmsv16Dif、Tmsv12Dif、Tmsv6Dif)及以上各参数经心率校正后值TmsvSD16%、TmsvSD12%、TmsvSD6%、Tmsv16Dif%、Tmsv12Dif%和Tmsv6Dif%。结果 与正常对照组相比，心梗组患者的LVEF降低(P<0.05), TmsvSD16%、Tmsv16Dif%增加(P<0.05)。RT3DE法所测的心梗组患者的LVEDV和LVESV高于2DE所测值(P<0.05)，LVEF低于2DE所测值(P<0.05)。结论 RT3DE法能客观的定量评价心肌梗死患者左心收缩功能及同步性。TmsvSD16%、Tmsv16Dif%可作为评价左室收缩同步性的有效指标。

　　【关键词】 实时三维超声心动描记术;心肌梗死;心室功能，左;左室收缩同步性

　　2. Intensive Care Unit of Emergency Department, Affiliated Hospital of Jining Medical College, Jining 272000, Shandong, China)

　　To explore the feasibility and accuracy of realtime threedimensional echocardiography (RT3DE) in evaluation of the left ventricular systolic function and synchrony in patients with myocardial infarction. Methods Twodimensional echocardiography (2DE) or RT3DE was performed on 18 patients with myocardial infarction (the myocardial infarction group) and 16 normal people (the control group). Left ventricular ejection fraction (LVEF), left ventricular enddiastolic volume (LVEDV), left ventricular endsystolic volume (LVESV), the difference(Dif) and standard deviation(SD) of the time to the point with minimal systolic volume(Tmsv) in 16,12, and 6 segments were determined and adjusted by RR interval (TmsvSD% and TmsvDif%) using realtime threedimensional echocardiography and QLAB software. LVEDV, LVESV, and LVEF were obtained by 2DE. Results Compared with the control group, LVEF of the myocardial infarction group was decreased(P<0.05), while TmsvSD% and TmsvDif% were increased(P<0.05). LVEDV and LVESV obtained by RT3DE were higher than those obtained by 2DE(P<0.05), while LVEF by RT3DE was lower than that by 2DE(P<0.05). Conclusion RT3DE can objectively evaluate the left ventricular systolic function and

　　心肌梗死患者的预后与左室功能密切相关，左室功能的正常与否取决于各节段室壁运动状态和相互间的协调性。实时三维超声心动图(realtime threedimensional echocardiography, RT3DE)可在不依赖左室几何假设的情况下，定量分析左室局部各个节段立体结构的空间和时间变化[14]。本研究应用RT3DE结合QLAB技术评价冠心病陈旧性心肌梗死患者左室收缩功能及同步性各参数的可行性及准确性, 旨在探讨陈旧性心肌梗死患者与正常人的左室收缩同步性。

　　1 资料与方法

　　1.1 临床资料 选取2007年12月至2008年5月在山东大学第二医院就诊的陈旧性心肌梗死(以下简称心梗)患者18例，男10例，女8例，平均(58.1±4.9)岁，均根据临床表现、心电图及冠状动脉造影等检查确诊，设为心梗组，心肌梗死区域由心电图及冠状动脉造影定位。另选取在山东大学第二医院常规体检的健康者16例，男9例，女7例，平均(55.3±10.9)岁，均经病史、体检、胸片、心电图及超声心动图排除心肺疾病，为正常对照组。所有入选者均符合以下标准：①窦性心律;②经胸超声心动图可清晰显示左室心内膜缘;③可配合短时间屏气;④排除合并先天性心脏病、严重瓣膜病等心内结构异常的患者。两组年龄、性别的构成差异无统计学意义，具有可比性。

　　1.2 研究方法 受检者左侧卧位，连接心电图，应用Philips iE33 Vision 2008智能超声系统的X31矩阵容积探头(频率1～3?MHz)和S51心脏探头(频率1～5?MHz)分别行实时三维超声心动(RT3DE)和二维超声(2DE)检查。

　　1.2.1 2DE图像采集 应用S51探头行2DE各个切面检查，采用双平面Simpson法测量左室舒张末期容积(LVEDV)、左室收缩末期容积(LVESV)和左室射血分数(LVEF)。

　　1.2.2 RT3DE图像采集及脱机分析 应用X31探头行RT3DE检查，在心尖四腔上观察左室，启动“full volume"键，调整探头方位及仪器参数，使左室内膜显示清楚，嘱患者呼气后屏气，采集4个相邻的15°×60°的“蛋糕块”立体图像，形成60°×60°的“金字塔”全容积图像数据库存盘。启用QLAB 3D Advanced定量分析软件，分别于舒张末期、收缩末期调节冠状切面和矢状切面位于左室正中，横切面位于二尖瓣瓣环水平，分别在心尖四腔、二腔切面二尖瓣环处及心尖处选定5个取样点进行心内膜自动勾画，若心内膜与实际不符，可进行手动调整，系统可自动生成左室17节段牛眼图，见图1。系统给出左室整体及各节段容量-时间曲线(VTCs)， LVEDV、LVESV、LVEF，左室16节段、6个基底段和6个中间段、6个基底段达收缩末最小容积的时间标准差(TmsvSD16、TmsvSD12、TmsvSD6)，上述16、12、6个节段达最小收缩末容积的时间最大差值(Tmsv16Dif、Tmsv12Dif、Tmsv6Dif)。为增加不同心率患者之间各参数的可比性，以上参数用心率校正后，分别为TmsvSD16%、TmsvSD12%、TmsvSD6%、Tmsv16Dif%、Tmsv12Dif%和Tmsv6Dif%。

　　1.3 统计学处理 采用SPSS 13.0统计软件。所有的计量资料均以±s表示。两组数据间比较采用独立样本t检验，同一组内两组数据比较采用配对t检验。相关性分析采用直线回归分析法，P<0.05为差异有统计学意义。

　　2 结 果

　　2.1 左心收缩功能参数比较 心梗组与正常对照组之间年龄、心率无明显差别(P<0.05)。应用2DE双平面Simpson法及RT3DE测得心梗组LVEDV和LVESV均高于正常对照组(P<0.05), LVEF低于正常对照组(P<0.05)。两法所测的LVEDV、LVEFV和LVEF均高度相关，心梗组的相关系数低于正常对照组，见表1。

　　2.2 VTCs形态变化对比心室同步性 正常对照组VTCs较为有序，呈倒立抛物线形，上升支与下降支起伏较大且较为一致，各节段达最低收缩末容量的时间点几乎在一条直线，提示左室壁各节段收缩协调性好，同步性较高。心梗组的VTCs走行一致性较差，梗死病变节段及病变临近节段的曲线走行平缓，波谷较浅，梗死以远曲线的走行相对较陡，波谷较深，见图2。

　　3 讨 论

　　左室功能的正常与否取决于各节段室壁的运动状态和相互间的协调性。正常状态下，心室壁有节律地同步收缩及舒张以实现心脏有效供血。心肌梗死导致心脏扩大、心肌机械收缩力下降并且引起心脏运动的不同步性增加。因此无创性分析梗死区和缺血区的运动状态，评价左心室心肌的收缩功能及运动协调性，对诊断和治疗心肌梗死，观察疗效具有重要的临床意义[5]。心血管造影、核素左室造影等因有创性或耗费大难以临床推广。超声心动图以其无创性和可重复性在评价心脏收缩功能和及同步性方面具有重要的意义。常规二维超声心动图可定性及半定量评价室壁运动减弱或者矛盾运动，因其是以平面显示心室形态和心室运动，一般以描述收缩幅度为主，极少对运动时程进行描述，存在一定的局限性。

　　RT3DE将矩阵探头、高通量的数据处理系统和三维空间定位技术融为一体，操作简便，迅速高效，可在4个心动周期仅数秒内收集齐所有的数据，实时显示左室各节段的纵向、径向和旋转运动，从而全面获得心脏立体解剖结构。RT3DE所示的心腔容积与磁共振具有良好的一致性[6]。QLAB高级定量分析技术可脱机显示整个心动周期内左室整体和任一节段容积的连续性变化，能够同时评价左室收缩功能和各个节段的收缩同步性[78]。本研究采用美国心脏病学会(AHA)最新推荐的17节段法分段[9]，该心肌分段方法与冠脉血供存在良好的对应性[10]。

　　本研究结果表明，对于左室容积及收缩功能参数,应用2DE双平面Simpson法及RT3DE法测得心梗组LVEDV和LVESV高于正常对照组，LVEF低于正常对照组，这与心梗患者心肌血运障碍造成心肌运动障碍，收缩能力降低是一致的。在正常组，两法所测得的LVEDV、LVESV及LVEF差异无统计学意义且相关性较好。在心梗组，RT3DE法所测的LVEDV和LVESV大于2DE双平面Simpson法所测值，RT3DE所测的LVEF低于2DE所测值。因此，对于心室容积和室壁运动正常者，虽然应用常规2DE便可获得较为准确的参数，但在左室形态失常或者存在节段性室壁运动异常的情况下，其准确性降低。这与Simpson法在经胸探测心尖切面时低估左室长轴内径及容量有关。但是心肌梗死患者恰恰是心室形态不规则，并且存在室壁瘤的情况较为多见。RT3DE是通过描记位于心内膜各点而得出左室的真实形状，故更适合于心梗患者。Arai等[11]研究证实，RT3DE测量的左室壁节段性室壁运动异常患者的左室容积和LVEF，与门控单光子发射断层扫描(SPECT)相比，有良好的相关性。可以预料，不仅在缺血性心脏病，而且在扩张性心肌病、高血压性心脏病及肥厚型心肌病等心室形态异常的情况下，RT3DE仍将具有较大的发展空间。

　　对于左室收缩同步性参数，通过对RT3DE所获得的时间-容量曲线的观察结果表明，正常对照组17节段VTCs较为有序，呈倒立抛物线形，上升支与下降支起伏幅度较大且较为一致，各节段达最低收缩末容量的时间点几乎在一条直线上，提示左室壁各节段收缩协调性好，同步性较高。心梗组的VTCs走行一致性较差，梗死病变节段及病变临近节段的曲线走行平缓，近似直线，其到达的波谷较浅，而梗死以远的曲线的波谷较梗死节段深，曲线相对较陡，且VTCs上各个梗死与缺血节段的定位与心电图及冠状动脉造影定位相吻合。对各参数进行定量分析表明，心梗组的TmsvSD16、Tmsv16Dif、TmsvSD16%和Tmsv16Dif%明显大于正常对照组(P<0.05)，故上述各参数评价室壁运动同步性具有可行性。本研究初步研究了左室收缩功能和同步性，表明应用RT3DE可客观有效的评价左室尤其是左室存在形态异常或收缩能力下降的情况，但最终确定其同步性参数以指导临床判定心室运动同步或非同步，尚需进行大样本研究分析。

　　诚然，RT3DE有一定可行性，亦存在不足。首先， QLAB定量分析软件应用的“金字塔”全容积图像并非完全实时，受检者的深呼吸、心律失常或体位变动将造成图像的拼接错位;其次，实时三维“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;再者，RT3DE的X31探头对于某些透声条件不好的患者难以显示心内膜清晰的图像，无法根据勾画的心内膜线重建左室形态。尽管如此，RT3DE能够实时定量采集左室整体和局部运动的空间和时间信息，可行性、准确性较好，仍具有较广泛的应用前景。

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