实时三维超声心动图定量评价冠状动脉介入治疗术后左心功能的研究

齐清华，张连仲，高传玉

（1.郑州大学第一附属医院，河南 郑州 450003；2.河南省人民医院，河南 郑州 450003）

冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）随着人民生活的提高，发病率日益增高，发病年龄也逐渐年轻化。冠心病心肌梗死可以导致左室梗死区和非梗死区结构和形态的变化（左室重构），已经引起临床医生的重视。经皮冠状动脉介入治疗（PCI）是减轻冠状动脉狭窄的重要手段，目前已成为治疗冠心病冠状动脉狭窄的重要方法。本研究用实时三维超声心动图（RT-3DE）评价冠心病患者左心室功能变化的可行性和临床价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

2009年10月～2010年7月纳入河南省人民医院的研究对象57例，分为4组：正常对照组A组27例（男 23 例，女 4 例），年龄 36～75 岁，平均（52.00±12.25）岁，均经冠脉造影证实无冠脉狭窄。冠心病患者30例，术前为B组，术后3天为C组，术后1个月为D组，其中男25例，女5例,年龄38～70岁，平均（56.42±13.06）岁，其中心绞痛 2 例，急性心肌梗死19例，陈旧性心肌梗死9例，均经心电图、生化检查及临床症状初诊，并经冠状动脉造影证实，至少单支血管狭窄率>70%，其中单支血管病变21例，两支血管病变7例，三支血管病变2例。排除标准为：图像质量差、各种类型的心律失常和传导异常、瓣膜狭窄和/或中重度关闭不全、先天性心脏病及重度高血压等疾患。

1.2 仪器与方法

1.2.1 实验仪器

使用Philips iE33彩色多普勒超声仪，配有X3-1矩阵三维探头，频率1～3MHz，可行RT-3DE检查。

1.2.2 图像采集

受检者取左侧卧位，连接心电图，将三维探头置于心尖部，取得满意的心尖四腔观图像后，调整仪器图像使左室位于图像的中央，启动“full volume”功能键，嘱受检者呼气末屏气，点击“acquire”键，仪器自动建成包含左室在内的 “金字塔”形三维立体图像，收集全容积成像三维数据，将图像传输至工作站。

1.2.3 数据分析

脱机后在工作站中打开QLAB4.2.1定量分析软件，应用3DQ Advanced软件进行定量分析。分别选定四腔心切面二尖瓣环水平的室间隔及侧壁、二腔心切面二尖瓣环水平的下壁及前壁以及四腔心观或两腔心观的心尖5个左室心内膜取样点后，软件自动描绘出动态三维心内膜轮廓（图1）。在进行序列分析后，软件自动输出左心室舒张末期容积（EDV）、左室收缩末容积（ESV）、射血分数（EF）及左室的17节段整体时间-容积曲线图，采集左室16节段达峰时间的标准差（Tmsv16-SD）和最大时间差（Tmsv16-Dif），17节段每0.005s时间-容积数据库，分别计算出左心室峰值射血率（PER），峰值充盈率（PFR）等参数。因各受检者心率不同，为使数据更有可比性，除以各个受检者的心动周期时间（R-R间期），得到Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif%。

1.3 统计学处理

图1 QLAB 3DQ advanced勾画四腔心、两腔心及短轴切面心内膜及17节段时间-容积曲线。Figure 1.Four chamber left ventricular,two chamber heart,short axis cut endocardial and 17 segments volume-time curve outlined by QLAB 3DQ advanced.

采用SPSS 13.0统计软件分析，所有计量资料以均数±标准差（）表示，组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用配对样本t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较

A组与B组比较，两组数值中年龄、心率、总胆固醇差异无显著性意义（P＞0.05）。B组EDV增大（P＜0.01)，LVEF、FS 减小（P＜0.05），见表 1。

表1 一般资料及二维超声比较（）

表1 一般资料及二维超声比较（）

注：与 A 组比较，1：P<0.05。

组别 年龄（岁） 心率（次/min）总胆固醇（mmol/L） EDV（ml） EF（%） FS（%）A 组 52±12 65±6 4.12±0.90 116±12 67±5 36±3 B 组 56±13 66±5 4.51±0.61 147±201 57±41 28±21

2.2 A组与B组RT-3DE所测左室系列指标比较

与A组比较，RT-3DE所测系列指标，B组中EDV、ESV、Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif、Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif%显著增加，EF、PER、PFR 显著减小（P＜0.01），见表 2。

2.3 B组、C组与D组RT-3DE所测左室指标的比较

B组与 C组比较： 术后 3天 EDV、ESV、Tmsv16-SD、Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif%显著减小（P<0.05），整体 EF、PER、PFR 显著增加（P＜0.05）。 B组 与 D 组 比 较 ：EDV、ESV、Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif、Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif%显著减小（P<0.01），整体 EF、PER、PFR 显著增加（P＜0.01)。 C 组与 D 组比较 EDV、ESV、Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif逐渐减小，但无统计学意义（P>0.05）,EF、PER、PFR 测值逐渐增加，无统计学意义（P>0.05），见表2。

表2 RT-3DE测量三维数据指标间的比较（）

表2 RT-3DE测量三维数据指标间的比较（）

注：与 A 组比较，1：P<0.01；与 B 组比较，2：P<0.05，3：P<0.01。

病例组 对照组A组B组 C组 D组EDV（ml） 126±131 112±162 105±153 105±12 ESV（ml） 61±91 43±82 33±53 34±4 LVEF（%） 53±31 62±42 64±53 63±3 PER 2.43±0.691 2.92±0.332 3.42±0.633 3.47±0.61 PFR 1.71±0.861 2.08±0.412 2.49±0.723 2.54±0.48 Tmsv16-SD（ms） 32.00±18.67116.50±4.37212.33±5.163 7.29±2.21 Tmsv16-Dif（ms） 122.33±87.76159.67±19.6047.17±22.09327.43±8.28 Tmsv16-SD% 3.28±2.701 2.57±0.762 1.07±0.713 0.91±0.25 Tmsv16-Dif% 15.40±9.62112.61±8.752 8.60±4.733 3.43±0.90

3 讨论

图2 患者术前容积-时间曲线，波谷点分布散乱。图3 患者术后1个月后容积-时间曲线，波谷点分布较集中。Figure 2.Volume-time curve in patients group pre-operation,troughs were distributed.Figure 3.Volume-time curve in patients group 1 month post-operation,troughs were concentrated.

冠心病患者由于冠状动脉病变使冠状动脉狭窄，导致心肌缺血缺氧，细胞代谢障碍，心肌收缩力降低，患者的EF降低，左心室发生重构。心室重塑相关的过程包括缺血、细胞坏死和凋亡。左心室重构是指病理或生理条件下，左室的形态、大小、功能的改变[1]。心室重构的结构基础是心肌细胞和细胞外基质的变化。心肌细胞的变化包括心肌细胞丧失（坏死和凋亡同时存在）和心肌细胞适应不良性肥大，可导致左心室进行性扩张和变形伴心功能降低，使心肌梗死患者心室功能严重受损，并发症增多，死亡率明显增加。因此及时有效的治疗，逆转心室重构非常必要。

传统用于评价冠状动脉疾病患者PCI术前后左心室重构及逆转的方法主要有二维超声心动图、频谱及彩色多普勒超声心动图、声学定量技术、多普勒组织成像技术等。但由于冠状动脉疾病患者存在着不同程度心脏扩大及心腔变形，使其几何形状假设不能成立，从而造成了测量误差。RT-3DE采用矩阵探头，高通量的数据处理和三维空间定位系统等先进技术融合为一体，可获得左室腔真实三维形态，无需依赖几何形状的假设，在定量评价左室构型变化方面具有更大价值[2]，较传统超声心动图更加可靠[3]。且图像采集以经胸超声为基础，操作简单，能使研究者从各方位进行检测，获得范围较大的全容积心脏结构立体数据库，分析心腔大小、形态、功能，为评价心脏整体、节段功能以及心肌收缩同步性等方面提供了一种可行、简便的新技术。

PCI自1977年问世以来，历经30多年的迅猛发展，已经成为治疗冠心病的一种最常用、最成熟和最有前途的技术。PCI术是冠状动脉血运重建方法之一，可使狭窄、梗阻的冠状动脉部分或完全再通，从而提供正常化的前向血流，改善心肌再灌注和冠状动脉血流储备，有效缓解心肌缺血，术前处于冬眠或顿抑状态下的缺血心肌有可能逐渐恢复功能缩小心肌受损面积，阻止左室进行性扩大，从而逆转心肌重构，左室功能改善，本研究表明：冠心病组术前三维测值 EDV、ESV、Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif、Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif%较对照组增大，而EF、PER、PFR较对照组减小，说明冠心病使左心室容积增加，左室收缩及舒张功能减低，左室收缩不同步，17节段容积-时间曲线波谷点分布散乱，达峰时间不一致（图2）。说明左心室发生了重构，这与以往研究[4-7]结果一致。PCI术后3天及术后1个月与冠心病组术前比较所测指标均有改变，且差异有统计学意义，表明PCI术可以逆转左心室重构，术后1个月17节段容积-时间曲线波谷点分布较集中，达峰时间较一致（图3）。以往研究认为冠心病心功能不全的原因[8]有可逆性原因冬眠心肌与心肌重构及不可逆性原因心肌纤维化、瘢痕形成。PCI治疗冠心病心功能不全的基础是冬眠心肌在PCI血运重建后的功能恢复，冬眠心肌越多治疗效果越好，而且可以提高左室收缩功能改善心肌重构。冠心病组术后3天与术后1个月所测指标有改善，但无明显的统计学意义。研究中仅于术后1个月测量上述指标，未进行远期随访，无法得到远期效果的评价，是本研究的不足之处。

综上所述，冠心病患者左心室结构及功能发生了一定程度的重构，PCI治疗能使其发生逆转。RT-3DE作为一种超声新技术，可以准确、有效地对其定量予以评价。

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