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实时三维超声心动图评价正常新生儿左心室收缩功能的初步研究

2015-10-17任卫东毕文静胡金玲

中国临床医学影像杂志 2015年7期
关键词:胎龄容积心动图

徐 敏,胡 倩,任卫东,毛 健,毕文静,胡金玲

(中国医科大学附属盛京医院,辽宁 沈阳 110004)

实时三维超声心动图评价正常新生儿左心室收缩功能的初步研究

徐敏,胡倩,任卫东,毛健,毕文静,胡金玲

(中国医科大学附属盛京医院,辽宁 沈阳110004)

目的:探讨实时三维超声心动图(RT-3DE)测量正常新生儿左心室容积及收缩功能的可行性及准确性。方法:回顾性分析我院接受RT-3DE检查的93例正常新生儿,应用3DQ Advance软件测量左室舒张末期容积(LVEDV)、收缩末期容积(LVESV)、每搏量(SV)及左心室射血分数(LVEF)。同时应用二维超声心动图(2DE)双平面Simpson法测量LVEDV、LVESV、SV及LVEF值,并对两者的检测指标结果进行相关性分析。探讨性别、胎龄、出生体质量和心率对各检测指标的影响。结果:RT-3DE所得LVEDV、SV、LVEF均值略大于2DE双平面Simpson法所得均值,且差异具有统计学意义(P<0.001);而LVESV均值RT-3DE稍小于2DE(P>0.05)。两种方法检测的LVEDV、LVESV、SV及LVEF值之间均具有高度相关性(r=0.94、0.87、0.94和0.75,P均<0.001)。性别、胎龄、心率对RT-3DE检测的LVEDV、LVESV、SV及LVEF值均无影响,而出生体质量与LVEDV、LVESV、SV存在正相关关系,对LVEF则无影响。结论:RT-3DE作为一种无创的、崭新的三维成像技术,能够全面、快速、准确定量正常新生儿左心室容积及收缩功能,具有广泛的临床应用前景。

心室功能,左;超声心动描记术;婴儿,新生

早期新生儿处于由胎儿循环向正常成人循环过渡的重要阶段[1],此过程通常发生顺利但偶尔不完全或返回到胎儿时期的持续性肺动脉高压[2],从而出现一系列临床表现,包括:新生儿呼吸窘迫综合征、新生儿窒息、新生儿缺血缺氧性脑病等[3]。如何早期发现射血分数异常的患儿,对于疾病的早期发现、诊断和治疗都具有重要的临床价值。实时三维超声心动图(RT-3DE)能实时全面获取心脏的立体解剖结构,无须对心室腔进行模拟几何假设,其测量左心室容积和功能的可行性及准确性已为临床及动物实验研究证实[4-5]。本研究应用RT-3DE和2DE双平面 Simpson法对正常新生儿的左室射血分数(LVEF)进行对比评价,分析性别、胎龄、出生体质量和心率对各指标的影响,进一步探讨RT-3DE的临床应用价值。

1 材料与方法

1.1研究对象

2012年10月—2014年3月于我院新生儿科住院的正常足月新生儿(胎龄37~42周)93例,男48例,女45例;日龄0~14 d;出生体质量2 560~4 320 g,平均(3 348±402)g;心率82~165次/min,平均(130±15)次/min;生后1、5 min Apgar评分均为10分;排除先天性心脏畸形、严重肺部疾病、新生儿缺血缺氧、新生儿窒息等疾病。

1.2仪器与方法

采用Philips iE33超声诊断仪。

1.2.1常规二维超声

采用S5-1及S12-4探头,探头频率分别为1~5 MHz和4~12 MHz。受检者均在安静状态下取仰卧位采集胸骨旁左室长轴切面、心尖四腔心和两腔心的动态图像存储,并采集二尖瓣血流频谱。测量以下参数指标:①左心室容积和收缩功能:左心室舒张末期容积(LVEDV)、收缩末期容积(LVESV)、每搏量(SV)和LVEF;二尖瓣舒张早期速度(E)和舒张晚期速度(A),并计算E/A。

1.2.2RT-3DE

采用X3-1探头,探头频率为1~3 MHz。将探头置于心尖部,在心尖四腔心切面上调整角度和仪器设置,获得满意的图像质量后启动三维程序,采用全容积显像方式,采集4个连续心动周期的动态三维图像存储。帧频为24帧/s。应用Qlab 9.2软件3DQ Advance插件对已存储的图像进行定量分析,分别于舒张末期和收缩末期,在标准的心尖四腔和两腔切面上选定5个左室心内膜取样点,即二尖瓣瓣环水平的室间隔、侧壁、前壁和下壁及上述两切面之一的心尖部,自动勾画动态三维心内膜轮廓,根据需要进行手动局部调节,自动计算出LVEDV、LVESV、SV及LVEF(图1,2)。为保证测量值的准确性,以上指标均取3次测量值的平均值。

1.2.3重复性检验

随机抽取20例受检者进行观察者内和观察者间的重复性检验。

1.3统计学处理

2 结果

2.1RT-3DE与2DE检测左心室容积和功能

两种方法检测的LVEDV、LVESV、SV及LVEF值比较见表1。RT-3DE所得的LVEDV、SV、LVEF均值略高于2DE所得均值(P<0.001),而LVESV均值稍小于 2DE (P>0.05)。同时两种方法检测的LVEDV、LVESV、SV及LVEF值之间均具有高度相关性(r=0.94、0.87、0.94和0.75,P均<0.001)。二尖瓣E峰速度为 (74.2±10.9)cm/s,A峰速度为 (67.1± 11.8)cm/s,E/A为1.13±0.20。

表1 RT-3DE与2DE法测值参数的比较及参数间的相关性(±s)

表1 RT-3DE与2DE法测值参数的比较及参数间的相关性(±s)

注:与2DE法相应测值比较,1:P<0.001。

方法 例数 LVEDV(mL)LVESV(mL)SV(mL) LVEF(%)2DE RT-3DE r值P值93 4.80±1.11 1.52±0.38 3.28±0.79 68.33±3.08 93 4.98±1.211 1.48±0.40 3.49±0.911 70.11±4.26193 0.94 0.87 0.94 0.75 93 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001

2.2左心室容积和收缩功能的影响因素

性别、胎龄、心率对RT-3DE检测的LVEDV、LVESV、SV及LVEF值均无影响,而出生体质量对LVEDV、LVESV、SV有影响(P<0.001),且为正性,对LVEF则无影响,见表2。随着新生儿出生天数的增加,其LVEDV、LVESV、SV及LVEF值均呈升高趋势。

表2 性别、胎龄、出生体质量和心率对各检测指标的影响

2.3重复性检验

RT-3DE观察者内 LVEDV、LVESV、SV及LVEF的变异系数分别为1.8%~4.9%、3.6%~8.2%、4.1%~9.3%、3.7%~8.9%,观察者间LVEDV、LVESV、SV及LVEF的变异系数分别为3.8%~8.9%、4.4%~10.2%、7.2%~15.4%、7.7%~12.3%。

图1 RT-3DE分析左心室容积图。 图2 RT-3DE计算LVEF图。Figure 1. Real-time three-dimensional echocardiography(RT-3DE)analysis ofleft ventricularvolume. Figure 2. RT-3DE calculate the left ventricular ejection fraction.

3 讨论

新生儿处于体循环与肺循环刚刚独立的转型过程中,心肌细胞功能尚未发育成熟,多种因素均可能引起心功能的改变,包括低氧血症、肺部感染、窒息和呼吸窘迫综合征等[6]。新生儿窒息、呼吸窘迫综合征、缺血缺氧性脑病等引起心肌功能损害的发病率很高,极易诱发心力衰竭,是新生儿救治中的一大难题。因此早期、快速、准确测定新生儿的左心室收缩功能对于疾病的早期诊断、治疗及预后评估都有着重要意义。

超声心动图是近50年发展起来的一种新型的非侵入性检查方法,具有无创、廉价、重复性好等优点,是临床评价左室结构和功能最主要的手段[7]。LVEDV、LVESV、SV及LVEF等指标是临床评价左室收缩功能最重要的指标,常用的测量方法为M型超声心动图和二维超声心动图。其它无创性评价心功能的影像学方法还包括放射性核素、多层螺旋CT、心脏磁共振成像(CMR)等,但因其价格昂贵,操作费时,很难在临床上广泛应用[8]。RT-3DE作为近年来超声技术领域的重大进展,具有成像速度快、操作方便等优点,能够立体、全面地观察心脏结构,直观地对心脏功能进行定量评估,相比二维超声心动图具有很大优势[9]。同时,RT-3DE所测的心室容积和功能与“金标准”——CMR相比,显示出良好的相关性[10]。本文旨在探讨RT-3DE测量正常新生儿左心室容积及收缩功能的临床应用价值。

本研究结果显示,RT-3DE与2DE双平面Simpson法测量的LVEDV、LVESV、SV及LVEF值之间具有良好的相关性。RT-3DE所得的LVEDV、SV、LVEF均值略高于2DE所得均值且差异具有统计学意义(P<0.001),而LVESV均值则小于2DE,差异无统计学意义 (P>0.05)。传统的2DE双平面Simpson法是将左室假设为一近似真实心腔形态的几何模型,然后在统一的标准切面上进行测量,并通过特定的公式计算出左室容积。其结果存在一定的准确性[11],但因要分别获取心尖四腔和两腔切面,然后再分别于收缩末期和舒张末期勾勒心内膜边界,故相对费时。RT-3DE测量左室收缩功能时无需依赖几何形状的假设,通过一次完整的容积采样,即可获得心动周期内的容积变化曲线。同时在对左室容积进行测量时可以包括室壁运动正常及异常的所有节段,从而真实地反映左室容积的变化,准确计算出左室收缩功能。新生儿心肌细胞的功能尚未发育成熟,各节段心肌的运动状态不完全一致,采用Simpson法获得的测量值可能与实际心室容积之间存在一定误差,从而低估心室的容积和射血分数,因此我们推荐应用RT-3DE进行测量。同时,RT-3DE观察者内及观察者间变异系数较小,提示重复性较好,因此RT-3DE的测量方法是准确可行的。

研究结果还表明,性别、胎龄、心率对RT-3DE检测的LVEDV、LVESV、SV及LVEF值均无影响,而出生体质量对LVEDV、LVESV、SV有影响,且为正性,对LVEF则无影响。提示出生体质量是影响新生儿左室容积的重要因素,且随着出生体质量的增加,心肌发育相对完善,心室的容积越大。通过对正常新生儿生后0~14 d各测量指标值的动态观察,我们发现随着出生后时间的增加,其LVEDV、LVESV、SV及LVEF值均呈一定的升高趋势。说明新生儿的心肌结构和功能在出生后逐渐发育成熟、完善,心功能逐渐提高。

总之,RT-3DE作为一种崭新的三维成像技术,操作十分简便,加之新生儿胸壁薄,透声条件好,心内膜显示清晰,且实施过程中无创、无痛苦,因此在临床上具有广泛的应用前景。由于新生儿心率较一般成人高,因此在2D和3D模式下采集图像时需调节好深度和增益,以提高帧频,增加测量数据的可信性。本研究的样本数量相对较少,RT-3DE测量的准确性与重复性还有待于进一步扩大样本量,并加入早产儿等群体进行比较研究。

[1]Alp H,Karaarslan S,Baysal T,et al.Normal values of left and right ventricular function measured by M-mode,pulsed Doppler and Doppler tissue imaging in healthy term neonates during a 1-year period[J].Early Hum Dev,2012,88(11):853-859.

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Preliminary study of the left ventricular systolic function by real-time three-dimensional echocardiography in normal newborns

XU Min,HU Qian,REN Wei-dong,MAO Jian,BI Wen-jing,HU Jin-ling
(Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang 110004,China)

Objective:To evaluate left ventricular(LV)volume and LV systolic function with real-time three-dimensional echocardiography(RT-3DE)in normal newborns.Methods:A retrospective review of 93 normal newborns with RT-3DE were performed,the LV end diastolic volume(LVEDV),LV end systolic volume(LVESV),stroke volume(SV)and LVEF were measured by 3DQ Advance analysis.At the same time,the LVEDV,LVESV,SV and LVEF from biplane Simpson's method were measured as well.To evaluate whether they were affected by gender,gestational age,birth weight and heart rate.Results:There were significant differences between RT-3DE and biplane Simpson's method for LVEDV,SV and LVEF(P<0.01).There was excellent correlation between RT-3DE and biplane Simpson's method for LVEDV,LVESV,SV and LVEF(r=0.94,0.87,0.94,0.75,P<0.001).Gender,gestational age and heart rate did not affect any of these parameters,while birth weight correlated positively with LVEDV,LVESV,SV.Conclusion:As a non-invasive 3D imaging technology,the RT-3DE can quantify LV volume and systolic function rapidly and accurately with clinical significance.

Ventricular function,left;Echocardiography;Infant,newborn

R331.31;R540.45

A

1008-1062(2015)07-0480-03

2015-01-04

徐敏(1988-),女,四川简阳人,在读硕士研究生。

任卫东,中国医科大学附属盛京医院超声科,110004。

辽宁省科技厅科学技术计划项目(2013225049)。

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