三维超声心动图左房自动定量技术及Simpson’s双平面法在心房颤动患者左房容积和功能检测中的参数比较

汤跃跃 李淑敏 杨寒凝 陆永萍

云南大学附属医院 云南省第二人民医院超声科，云南昆明 650021

心房颤动（atrial fibrillation，AF）的发生、复发与左房大小增加和功能受损呈正相关[1-3]。左房容积和功能的准确评估对于治疗和预防AF 的策略至关重要。Simpson’s 双平面法测量左房容积与金标准心脏核磁共振无差异[4]，其是目前的常用方法，但存在手工描记耗时费力、观测者间变异大的缺点。三维超声心动图是目前指南推荐的测量左房容积及功能的方法，但耗时较长且依赖于大量的人工输入，难以在临床开展常规检查。基于人工智能的三维自动定量技术省去了大量人工输入的步骤，可以简便、迅速定量左房容积与功能[5-7]。本研究应用三维超声心动图左房自动定量技术及Simpson’s 双平面法评估AF 患者左房的容积及功能，探讨三维超声心动图左房自动定量技术评价AF 患者左房容积及功能的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020 年4 月至12 月云南大学附属医院（以下简称“我院”）收治的AF 患者54 例，男28 例，女26例；年龄31～83 岁，平均（66.08±10.1）岁。纳入标准：①符合AF 诊断标准[8]；②阵发性房颤、持续性房颤。排除标准：①AF 合并左房血栓；②左心室扩大，左心室收缩功能减低（射血分数＜50%）；③合并慢性病，如肝肾疾病、冠心病、高血压、糖尿病、甲状腺功能亢进等；④图像质量差。所有研究对象均签署知情同意书，本研究经我院伦理委员会审核批准（2020146）。

1.2 仪器与方法

应用GE Vivid E95 彩色多普勒超声诊断仪，4Vc探头，频率1.4～5.2 MHz，配备EchoPAC 203 工作站。图像采集：受检者连接心电图后，取左侧卧位，平静呼吸，必要时嘱其屏气，获得清晰的图像后，连续采集3个心动周期动态图像后保存，采用EchoPAC 203 工作站脱机分析。

数据收集：①Simpson’s 双平面法测量左房容积。分别于心尖四腔心及心尖两腔心切面手动描记左房壁内膜，获取左房最大容积（left atrial maximum volume，LAVmax），左房最小容积（left atrial minimum volume，LAVmin），左房收缩前容积（leftatrialpre-atrialcontraction volume，LAVpreA），经体表面积标准化后的左房最大容积指数（left atrial maximum volume index，LAVImax），左房总射血分数（left atrial total ejection fraction，LAEF），记录分析时间。②三维超声心动图左房自动定量技术测量左房容积。在三平面成像模式下同时获得心尖四腔心、两腔心切面、心尖长轴切面后根据提示调整采样点，软件自动识别并包裹左房内膜，结合图像实际调整直至满意，系统自动获取左房容积及功能参数。记录LAVmax、LAVmin、LAVpreA、LAVImax、LAEF 及分析时间。

左房功能相关参数[9]：左房扩张指数（left atrial expansion index，LAEI）=（LAVmax-LAVmin）/LAVmin×100%；左房被动射血分数（left atrial passive ejection fraction，LAPEF）=（LAVmax-LAVpreA）/LAVmax×100%；心室舒张早期及中期左房主动射血分数（left atrial active ejection fraction，LAAEF）=（LAVpreA-LAVmin）/LAVpreA×100%；心室舒张末期左房总射血分数（left atrial total ejection fraction，LAEF）=（LAVmax-LAVmin）/LAVmax×100%。

观察者间可重复性检验：在收集成功的病例中随机抽取20 例，由两名年资不同医师在互不知情情况下对图像进行分析。观察者内的重复性检验：同一操作者在1 周后对所选患者再次进行数据分析。

1.3 统计学方法

采用SPSS 26.0 统计学软件进行数据分析。计量资料先进行Shapriro-Wilk 正态性检验，符合正态分布的用均数±标准差（）表示，比较采用配对t 检验；计数资料用例数表示，比较采用χ2检验；组内相关系数（interclass correlation coefficient，ICC）及变异系数（coefficient of variation，CV）（每个患者两次测量的差值/均值）进行重复性检验，ICC 值＞0.75 说明可重复性较好，0.40～0.75 说明可重复性一般，＜0.40 说明可重复性较差。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 AF 患者三维超声心动图左房自动定量技术与Simpson’s 双平面法各测量参数比较

AF 患者三维超声心动图左房自动定量技术与Simpson’s 双平面法各测量参数比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1、图1。

图1 三维超声心动图左房自动定量技术分析图

表1 AF 患者三维超声心动图左房自动定量技术与Simpson’s 双平面法各测量参数比较（）

表1 AF 患者三维超声心动图左房自动定量技术与Simpson’s 双平面法各测量参数比较（）

注AF：心房颤动；LAVmax：左房最大容积；LAVmin：左房最小容积；LAVpreA：左房收缩前容积；LAVImax：左房最大容积指数；LAEF：左房总射血分数；LAAEF：左房主动射血分数；LAPEF：左房被动射血分数；LAEI：左房扩张指数

2.2 三维超声心动图左房自动定量技术与Simpson’s双平面法分析时间比较

三维左房自动定量法分析时间为（43.32±7.98）s，短于Simpson’s 双平面法的（83.72±10.74）s，差异有统计学意义（P＜0.05）。

2.3 三维超声心动图左房自动定量技术与Simpson’s双平面法测量观察者内及观察者间的一致性及重复性

三维超声心动图左房自动定量技术测量观察者内及观察者间的一致性及重复性优于Simpson’s 双平面法。见表2。

表2 三维超声心动图左房自动定量技术与Simpson’s 双平面法测量观察者内及观察者间的一致性及重复性

3 讨论

目前临床测量左房容积与功能的常用方法是Simpson’s 双平面法，但其测量基于几何学假设，依赖人工手动描绘心内膜，主观性强，导致测量误差较大。美国超声心动图学会和欧洲超声心动图协会联合推荐使用Simpson’s 双平面法测量左房容积，图像质量条件好的患者尽可能使用三维超声心动图来评估左心室容积和功能[10-11]。对于左房容积的评估，三维超声心动图可以呈现左房立体结构，更能准确测量左房容积和功能。但是，传统三维成像需要收集多个心动周期后人工手动勾勒心内膜边界，主观性强、耗时长，无法在临床普及[12]。三维超声心动图左房自动定量技术可自动获取心脏的三维立体容积数据，测量无须几何学假设，在线软件自动识别心内膜边界，自动选择视图、自动定位标记和修改边界，立刻获得定量结果[13-14]，不仅减少了分析时间，最大化去除主观性干扰，提高分析数据的可重复性。

本研究结果显示，AF 患者三维超声心动图左房自动定量技术与Simpson’s 双平面法测量各参数比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。提示三维超声心动图左房自动定量技术能够准确评估左房容积及功能[15-16]。本研究结果显示，三维超声心动图左房自动定量技术所测左心室容积和功能与Simpson’s 双平面法测值一致性及重复性均较好，且优于Simpson’s 双平面法，而且本研究观察者间选取的是高年资医师与低年资医师，两者间变异性也很小，提示三维超声心动图左房自动定量技术在人工智能技术的辅助下，弥补了专家和新手之间的差距，提高了测量的可重复性[17-19]。本研究结果显示，三维超声心动图左房自动定量技术分析时间短于Simpson’s 双平面法（P＜0.05）。Simpson’s 双平面法需手动勾画心内膜边界，人工定位左房收缩前容积，导致分析时间长，而且持续性AF患者P 波消失，获得左房收缩前容积只能肉眼观察二尖瓣重新打开前的最后一帧，人为主观性增强，引发测量结果的差异增大，而三维超声心动图左房自动定量技术自动定位，自动获得所有数据，用时更少，同时也降低了人为主观因素的数据测量误差[20-21]。

综上所述，三维超声心动图左房自动定量技术作为一项新发展起来的超声定量分析技术，可快速准确测量左房容积和功能[22-25]，耗时较二维超声更少，一致性和重复性好，能对左房容积和功能进行评价分析。本研究局限性在于样本量偏少，未能将AF 患者进一步分组，没有加入应变参数丰富研究，在后续研究中需扩大样本量，加入应变参数，以获得三维自动定量成像研究AF 患者左房更加全面的数据支持。