基于实时三维超声心动图定量评价心肌梗死患者左室节段性收缩功能

陈平，赵可辉

1. 山东中医药大学 理工学院生物医学工程专业，山东 济南 250014；2. 山东中医药大学第二附属医院特检科，山东 济南 250001

目前的临床实践中，电子束CT、放射性核素心肌灌注显像、放射性核素心室造影、X线心室造影及磁共振显像等先进影像学技术已用于左心室局部和整体功能的测定，但其价格较昂贵、不易重复检查且有一定放射性等缺点，使得其在临床上不能广泛应用[1]。实时三维超声心动图（RT-3DE）是临床应用中的一项新技术。二维超声心动图（2DE）虽可以定量分析左室容积、功能及心肌重量，但它要靠几何学假设并需要通过模拟几何公式计算获得，况且左室的形态本身并不规则，特别是在腔室扩大或形态不规整时，2DE就很难作出精确的评价，然而RT-3DE却克服了这一局限，它不受所测腔室几何形态的限制，能获取室壁各个节段的容积-时间变化曲线，从而定量分析左心室各节段的功能。

1 材料与方法

1.1 研究对象

50例检测者中：26例为排除了心脏病变的健康志愿者,男14例,女12例,年龄48～80岁, 平均（65.45±8.05）岁。26人在安静休息后连续两次血压测量均处于正常状态、常规心电图检查无异常、常规2D检查无心脏结构及血流异常。24例心肌梗死患者,男14 例,女10例,年龄55～84岁,平均（66.34±7.64 )岁。均符合超声心动图、临床其他检查心肌梗死诊断标准。

1.2 仪器与方法

1.2.1 检查仪器

RT-3DE 检查采用Philips IE33 彩色多普勒超声成像仪，X3-1 矩阵三维探头，频率1～3 MHz ,内置QLAB4.2定量分析软件。

1.2.2 RT-3DE 图像采集

受检者左侧卧位，连接心电图,将X3-1 探头置于心尖部,取心间四腔切面清晰图像，启动“full volume”模式，嘱受检者呼气末屏气，点击“acquire”键采集图像，得到双平面图像进行调整，至满意显示心内、外膜轮廓，采集连续4个心动周期15°×60°窄角“蛋糕块”立体图像，形成 60°×60°宽角“金字塔”形三维数据库，图像贮存于硬盘上供脱机分析。测量左室壁17节段的舒张末期容积（REDV）、收缩末期容积（RESV），同时计算节段每搏量（RSV）及射血分数（REF）。

1.3 节段分析

系统自动按美国心脏病协会（AHA）推荐的17节段划分法将整个左心室划分为：心尖部、前壁心尖段、前壁中间段、前壁基底段、室间隔心尖段、前间隔中间段、后间隔中间段、前间隔基底段、后间隔基底段、下壁心尖段、下壁中间段、下壁基底段、侧壁心尖段、前侧壁中间段、后侧壁中间段、前侧壁基底段和后侧壁基底段[2]。

1.4 数据分析

运用3DQ Advanced软件对三维图像进行脱机分析。打开图像，软件自动生成3个正交的二维切面，调节矢状切面和冠状切面位于左室正中，横切面位于左室乳头肌水平，在舒张末期和收缩末期描记出心内膜面5个参考点的位置，软件自动勾画出其余心内膜面，期间可手动调节，最后得出左室的舒张末期容积（EDV）和收缩末期容积（ESV)，进行序列分析，得出整体和17节段的容积-时间曲线[3]。测量左室壁各节段的REDV、RESV、REF。

1.5 统计学处理

2 结果

（1）26例健康志愿者均获得了心内膜边界清晰的三维图像和17节段容量-时间变化曲线，从而获得心室各节段REDV、RESV、RSV及REF测值。REDV、RESV及RSV测值从基底段至心尖段大体呈逐渐减低的趋势，REF的值是从基底段到心尖段呈逐渐增强的趋势，所以收缩功能是从心尖段到基底段为递减的趋势，见表1。

表1 26例正常组左心室17节段容积及收缩功能比较（mL，_）

表1 26例正常组左心室17节段容积及收缩功能比较（mL，_）

节段 正常组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前间隔基底段 5.15±1.45 1.73±0.76 3.42±1.15 66.41±12.26后间隔基底段 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后侧壁基底段 6.55±1.33 2.35±0.91 4.20±1.12 64.12±11.68前侧壁基底段 5.55±1.74 1.71±0.86 3.84±1.22 69.19±12.15前壁中间段 3.56±1.32 1.11±0.69 2.45±0.89 68.82±11.12前间隔中间段 3.55±1.20 1.08±0.65 2.47±0.85 69.58±11.19后间隔中间段 4.19±1.29 1.28±0.54 2.91±1.09 69.45±13.96下壁中间段 5.23±1.53 1.54±0.80 3.69±1.35 70.55±14.12后侧壁中间段 5.64±1.25 2.06±0.91 3.58±1.06 63.48±15.78前侧壁中间段 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间隔心尖段 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侧壁心尖段 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的数据均较正常组的大，RSV较正常组低，心梗组左心室各节段局部REF均显著低于正常对照组，二者差异有统计学意义P＜0.05，见表2。

表2 24例心梗组左心室17节段容积及收缩功能比较（mL，）

表2 24例心梗组左心室17节段容积及收缩功能比较（mL，）

节段 心梗组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前间隔基底段 7.90±2.49 4.78±1.86 3.12±1.75 39.49±15.45后间隔基底段 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后侧壁基底段 9.68±2.58 4.55±1.46 5.13±1.37 53.00±12.84前侧壁基底段 8.58±2.17 4.02±1.54 4.56±1.16 53.15±12.18前壁中间段 6.35±2.50 3.48±1.80 2.87±1.39 45.20±13.29前间隔中间段 6.14±2.18 3.52±1.75 2.62±1.60 42.67±13.15后间隔中间段 6.28±2.02 3.12±1.50 3.16±1.22 50.32±13.36下壁中间段 6.92±2.22 3.39±1.40 3.53±1.15 51.01±13.45后侧壁中间段 7.68±1.97 3.46±1.65 4.22±1.22 54.95±13.16前侧壁中间段 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间隔心尖段 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侧壁心尖段 3.78±1.14 2.06±1.24 1.72±0.96 45.50±13.55

（3）正常组的正常人左室各节段容积-时间曲线呈规则的倒立的抛物线, 各节段达最低收缩末期容量的时间点几乎在一条直线上，且波峰、波谷趋近，各节段曲线波峰均位于舒张末期时间点,波谷深，坡度陡，波谷纵横坐标相近, 位于收缩末期时间点附近,以标化后的曲线尤为明显，见图1。心肌梗死组的曲线走行基本一致，梗死病变节段及病变邻近节段的曲线大多走行平缓，近似直线，其到达的波谷较浅，而梗死以远节段的曲线的波谷较梗死节段深，曲线相对较陡，见图2。

图1 正常人左心室三维重建后生成的容量-时间曲线

图2 心梗患者左心室三维重建后生成的容量-时间曲线

3 结论

（1）在心肌梗死患者中，左心室局部收缩功能的定量分析对于病情监测、心肌梗死范围的估测、治疗方案的选择及治疗效果、远期预后的评价具有十分重要的意义。超声心动图作为一种无创、价廉、操作方便的诊断技术，在左心室局部收缩功能的测定中起到极其重要的作用。RT-3DE采用新型矩阵探头、高通量数据处理系统和三维空间定位系统等3种先进技术，可以实时、交互式地同时观察2个平面的图像，从多个角度清晰、动态地显示心脏解剖结构的立体影像，能在较大容量内提供相当于二维图像扫描线密度的实时三维心脏结构动态图像。因而它可以实时、快速、真实的显示心室的实际运动状态，突破了常规M型和二维超声心动图测量左心室功能的固有缺点，因此具有很高的准确性[3-5]。

（2）RT-3DE不依赖于任何几何学假设而直接测定心室的容量和心功能，其定量评价心肌梗死患者节段性室壁运动异常左心室17节段的局部收缩功能具有高度的可行性和可靠性。

（3）正常组左心室各节段收缩功能的三维分布并非均匀一致，收缩功能从心尖段到基底段有逐渐减弱的趋势，同一水平室间隔射血分数较心室游离壁测值减低；心梗患者左心室所有节段局部射血分数均显著低于正常组运动明显减弱的节段室壁的局部射血分数减低更为明显（P＜0.01），说明当某节段发生心肌缺血后，该节段局部收缩功能显著下降，无明显运动异常室壁的局部射血分数亦减低。正常人左心室各节段局部收缩功能存在差异性，心衰患者室壁运动减弱节段的局部收缩功能显著下降[6-7]。

（4）随着实时三维超声技术的不断发展以及工艺的改进，这项新技术必将会在心血管疾病的临床诊断和疗效评价中发挥巨大作用[8-9]。

（5）但目前RT-3DE显像仍存在局限性，主要有以下方面: ① 所用探头的体积过大，透声窗限制其声束的通过，影响对观察结构的全部显示；② 在总体成像过程中，受检者的身体移位或呼吸易造成图像重组处的错位；③ 脱机分析数据时，心内膜面清晰度有所下降，勾画内膜时难度大，因此图像的质量还有待进一步提高[10]。

[1]Hoffmann R,Bardeleben S,Kasprzak J D,et al.Analysis of Regional Left entricular Function by Cineventriculography,Cardiac Magnetic Resonance Imaging,and Unenhanced and Contrast-Enhanced Echoeardiography[J]. J Am Coll Cardiol,2006,47(1):121-128.

[2]Nesser H J,Sugeng L,Corsi C,etal.Volumetric analysis of regional left ventrieular funetion with real-time three-dimensional echocardiograPhy:validation by magnetic resonance and clinical utility testing[J]. Heart,2007,93(5):572-578.

[3]郑烨,张军,刘丽文,等.实时三维超声心动图定量评价急性前壁心肌梗死患者左室整体和节段心功能[J].中国医学影像技术,2008,24(l):78-81.

[4]高敬,华琦,王彩荣,等.实时三维超声心动图评价冠心病患者左心功能[J].首都医科大学学报,2008,(4):487-489.

[5]雷芳,林毅,唐建华,等.实时三维超声心动图对前壁及前间壁心肌梗死患者左室节段收缩功能的评价分析[J].实用心脑肺血管病杂志,2010,(11):1578-1580.

[6]王雪,张梅,张运,等.实时三维超声对心肌梗死患者左心室局部心肌容量和收缩功能的分析[J].中华超声影像学杂志,2006,(5):325-328.

[7]彭娟,郭瑞强,陈金玲,等.实时三维超声心动图定量评价心肌梗死患者左心室节段收缩功能[J].中国医学影像技术,2009,(3):415-418.

[8]邓燕,郭盛兰,马国添,等.实时三维超声心动图定量评估左室舒张功能的研究[J].中国临床医学影像杂志,2010,(3):205-207.

[9]王丽莉,张蕴.实时三维超声心动图评价左心室功能研究进展[J].医学综述,2010,(10):1563-1565.

[10]艾阳平,马新武,赵可辉.心脏左心功能的实时三维超声心动图检测现状及进展[J].医学影像学杂志,2010,20(5):746-749.