三维造影超声心动图评估左心室功能

安秀芝，王秋霜，杨菲菲，王淑华，李 敏，朱 斐，姬冬冬，姚 凤，熊敏俊，袁素琴

(中国人民解放军总医院第四医学中心超声心动图室，北京 100048)

二维超声心动图是测量左心室收缩功能的常用方法，但在临床应用中受左心室重构及心脏几何形态学限制较大。近年来实时三维超声心动图(three-dimensional echocardiography， 3DE)快速发展，可实时于三维空间定量检测左心室容积和收缩功能[1]，无需假设左心室形态，测值更加准确，但在临床应用中易受图像质量影响，心肌内膜边界显示欠清晰，影响左心室收缩功能的准确测定。已有专家共识[2-3]指出，当常规超声不能获取满意图像时，使用造影剂可明显提高图像质量和诊断结果的准确率。SPECT是临床常用的检查心脏功能的技术，检查时间短，可重复性好，检测左心室收缩功能已获指南[4]推荐。本研究采用三维造影超声心动图(contrast three-dimensional echocardiography， C3DE)技术检测左心室收缩功能并与SPECT结果对比，探讨C3DE评估左心室功能的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年7月—2018年2月我院收治的心肌梗死患者27例、肥厚型心肌病患者17例，另选19名健康志愿者，行心脏3DE、C3DE及SPECT检查。心肌梗死患者中，男17例，女10例，年龄42～81岁，平均(64.9±11.0)岁；肥厚型心肌病患者男9例，女8例，年龄31～76岁，平均(57.1±13.6)岁；健康志愿者中，男10名，女9名，年龄28～66岁，平均(47.9±10.7)岁。排除标准：①药物过敏；②严重心律失常；③先天性心脏病、严重瓣膜病合并其他重要器官器质性病变；④动静脉瘘等。本研究经我院伦理委员会审核批准，研究对象均对本研究知情同意。

1.2 仪器与方法

1.2.1 超声心动图检查 采用Philips 7C彩色多普勒超声诊断仪，X5-1探头(频率2.0～3.5 MHz，兼具二维超声及三维超声成像模式)。嘱受检者左侧卧位、平静呼吸，同步连接胸前导联心电图。获取左心室长轴切面、短轴乳头肌水平切面、短轴二尖瓣水平切面、心尖四腔心切面、心尖两腔心切面及心尖三腔心切面后，于心尖四腔心切面启动“Full Volume”全容积成像键，采集由4个心动周期图像叠加而成的三维数据，获取全容积图像后进入造影模式。于受检者肘正中静脉建立静脉通道，缓慢注入超声造影剂六氟化硫微泡 2 ml(59 mg，120 s缓慢推注)，而后继续推注生理盐水5 ml，待左心室腔内造影剂充填完整后分别采集二维左心室四腔心切面和三维左心室全容积切面图像，存储于光盘以供分析处理。

1.2.2 SPECT检查 采用Philips A/G型SPECT仪。于受检者静息状态下经肘静脉注射99Tm-MIBI 740 MBq(20 mCi)，60～90 min后行心脏断层扫描，每个心动周期采集8帧图像，所采集图像经重建处理自动计算分析获取左心室舒张期末容积(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)、左心室收缩期末容积(left ventricular end-systolic volume， LVESV)、每搏输出量(stroke volume， SV)及左心室射血分数(left ventricular ejection fraction， LVEF)。

1.3 图像分析 将存储超声图数据导入QLab10.0三维图像工作站，采用软件中3DQ插件对三维图像进行分析，以心尖四腔心切面和心尖两腔心切面为基础平面，分别选取两切面中舒张末期、收缩末期二尖瓣前后叶瓣环及左心室心尖部心内膜，自动勾勒心内膜与心外膜边界线，通过软件分析自动获得3DE及C3DE测得的LVEDV、LVESV、SV及LVEF。见图1～3。

1.4 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。符合正态分布的计量资料以±s表示，采用方差分析比较3种方法间LVEDV、LVESV、SV及LVEF测值，两两比较采用LSD法。相关性检验采用Spearman相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

健康志愿者中，3种方法所测LVEDV、LVESV、SV及LVEF差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

对心肌梗死和肥厚型心肌病患者，3DE所测LVEDV和LVESV均小于C3DE、SPECT测值(P均<0.05)，C3DE与SPECT间LVEDV和LVESV测值差异无统计学意义(P均>0.05)；心肌梗死患者3DE所测LVEF高于C3DE和SPECT测值(P均<0.05)，C3DE与SPECT间LVEF测值差异无统计学意义(P>0.05)；见表2、3。C3DE所测LVEDV、LVESV及LVEF与SPECT测值均呈正相关(rs=0.95、0.97、0.95，P均<0.01)。

表1 3种方法所测健康志愿者心功能指标比较(±s，n=19)

表1 3种方法所测健康志愿者心功能指标比较(±s，n=19)

方法LVEDV(ml)LVESV(ml)SV(ml)LVEF(%)3DE83.43±25.7130.86±11.0752.56±16.1063.28±5.17C3DE85.76±27.9130.22±11.3554.59±17.3164.57±5.50SPECT81.05±30.7727.95±11.0053.11±21.4765.16±6.32F值1.782.391.702.39P值0.200.120.200.12

表2 3种方法所测心肌梗死患者心功能指标比较(±s，n=27)

表2 3种方法所测心肌梗死患者心功能指标比较(±s，n=27)

方法LVEDV(ml)LVESV(ml)SV(ml)LVEF(%)3DE154.03±63.3189.90±56.7064.13±18.7445.17±14.34C3DE185.58±83.58∗118.67±80.59∗66.54±13.6741.14±14.20∗SPECT190.30±93.42∗126.04±92.76∗64.26±16.3941.15±18.36∗F值10.007.401.707.22P值<0.010.010.20<0.01

注：*：与3DE比较，P<0.05

表3 3种方法所测肥厚型心肌病患者心功能指标比较(±s，n=17)

表3 3种方法所测肥厚型心肌病患者心功能指标比较(±s，n=17)

方法LVEDV(ml)LVESV(ml)SV(ml)LVEF(%)3DE88.70±28.5237.06±21.9359.56±16.1156.69±10.97C3DE110.79±37.96∗53.60±26.16∗61.19±22.5056.36±11.87SPECT108.65±49.5452.06±42.56∗56.59±17.61 55.6±15.52F值4.343.440.930.20P值0.010.040.400.82

注：*：与3DE比较，P<0.05

3 讨论

检测心肌梗死、心肌肥厚患者左心室收缩功能变化是临床医师选择治疗方案和判断预后的重要依据。目前定量评价左心室收缩功能的影像学方法较多，包括超声心动图、SPECT及MRI等。MRI是临床上检测左心室功能的“金标准”，但安装起搏器及身体内有金属物品者MR检查受限，且检查时间较长，血流动力学不稳定及狭小空间幽闭症患者无法配合检查。与MRI相比，SPECT空间分辨低，且有辐射，但在评价心肌血流灌注的同时可测定心脏功能，更适合用于心肌梗死患者心脏容积和功能检测，故目前临床常采用SPECT评价左心室收缩功能。

超声心动图检查便捷、快速，并可床旁操作，是临床评价心脏功能最常用的方法。然而二维超声心动图存在一定局限性：①Simpson法是目前测量左心室收缩功能相对精确的方法，但其依赖于左心室为“子弹形”的假设，当左心室重构、形态不规则时，用双平面来推断左心室容积和功能时存在一定误差；②3DE不依赖几何形态假设，可快速获取左心室三维立体图像，较准确反映左心室收缩功能。关勤等[5]研究表明，3DE可定量测量经皮冠状动脉介入治疗后患者的左心室功能参数，且3DE与SPECT所测LVEDV、LVESV相关性较好[6]，但3DE测定结果的准确与否更依赖于图像质量，对于声窗较差患者造影前后LVEF差异显著。国外有学者[7]采用C3DE检测声窗较差患者左心室容积及LVEF，并与MRI测值对比，结果显示C3DE与MRI所测结果的一致性良好，建议可将C3DE作为MR检查受限者的替代方法。

图1 健康志愿者男，54岁，C3DE所测LVEDV=111.95 ml，LVESV=33.58 ml，SV=78.37 ml，LVEF=70.00% 图2 心肌梗死患者，男，66岁，C3DE所测LVEDV=202.04 ml，LVESV=122.06 ml，SV=79.98 ml，LVEF=39.59% 图3 肥厚型心肌病患者，男，49岁，C3DE所测LVEDV=102.53 ml，LVESV=31.70 ml，SV=71.46 ml，LVEF=69.08%

本研究采用3DE和C3DE 2种超声方法分别对健康志愿者、心肌梗死及肥厚型心肌病患者测定左心室功能各项指标，并与SPECT测值对比，结果显示在健康志愿者中，3DE和C3DE两种超声方法与SPECT检测的左心室容积和LVEF间差异均无统计学意义；但在心肌梗死及肥厚型心肌病患者中，3DE较C3DE和SPECT明显低估左心室容积，而C3DE与SPECT测定左心室容积和LVEF间差异无统计学意义，且相关性分析结果显示C3DE所测LVEDV、LVESV及LVEF与SPECT测值均呈正相关，提示造影能明显提高三维超声测定左心室容积和收缩功能的准确率。心肌梗死常导致左心室扩大，而心肌肥厚所致的心腔不规则变形时，识别心内膜更加困难，特别是三维超声的帧频较低，扇扫角度较小，时间和空间分辨率偏低，心腔扩大和心肌肥厚均使心内膜显影质量降低；造影后能够对比显示心内膜与心腔的边界，使心内膜显影连续、完整；无造影情况下，心内膜下肌小梁使三维超声对心内膜的判断结果内移，故3DE测值易低估左心室容积，而C3DE能够借助造影剂充填于心内膜下肌小梁间，更准确识别心内膜边界，降低对左心室容积的低估，提高图像的空间分辨率，更准确地测定左心室腔大小，测定结果更为精确。左心室非对称性肥厚、特殊类型的心尖肥厚型心肌病[8]等患者的心肌细胞肥大，肌纤维组织排列紊乱，间质纤维化[9]，使得左心室腔显著变形、心肌重构，势必影响左心室舒张和收缩功能。C3DE可评价上述疾病患者的左心室心肌灌注、局部收缩功能，提高诊断准确率。Rainer等[10]的一项多中心研究结果显示，C3DE可明显提高左心室容量和功能测量的准确率和可重复性，可更精确、真实地反映心脏状态。

综上所述，C3DE可用于评估左心室功能，尤其适用于心肌梗死、肥厚型心肌病等存在心室重塑的患者。但本研究为单中心研究，样本量较少，且未与MRI检查结果对比，有待进一步完善。