·论著·
延东娥1 陈新云1 谢军2
(成都市第一人民医院 1.心功能科；2.心内科；四川 成都 610041)
【摘要】目的 评价实时三维超声心动图在机定量左室收缩功能技术与M型超声Teich法及二维超声simpson’s法对左室收缩功能的检测差异。方法 在三种超声方法心内膜边界显示清晰、完整时进行测量，完成55例正常受试者的左室收缩功能测算。结果 三种方法EDV、ESV、SV及EF测值差异均有统计学意义(P<0.05)；与实时三维超声心动图相比，二维超声心动图低估了edv、esv和sv值，高估了ef值；m型超声高估了edv、esv、ef和sv值；三种方法间edv、esv和>P<>P<0.01)，实时三维与>P>0.05)。结论 实时三维超声心动图在机定量检测左室收缩功能技术是一种准确、迅速、方便的左室收缩功能评估方法，可在临床推广应用。
【关键词】实时三维超声；M型超声；二维超声；超声心动图；左室收缩功能
准确评估患者左室收缩功能对临床医生非常重要。M型和二维超声心动图(two-dimensional echocardiography，2DE)检查是目前定量左室收缩功能最常用的检查方法。实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE)分析左室收缩功能一直限于脱机工作站测量，费时、繁琐，基本仅应用于科研。近年随着电子技术的发展及在医学中的应用，使RT-3DE具备了在机左室收缩功能测量技术，然而，该技术与M型和2DE定量左室收缩功能测值间的差异尚不明确，本研究就以上三种超声心动图检测方法结果进行对比分析。
1.1 临床资料 纳入2015年7月～2016年6月超声心动图检查左室大小及收缩功能正常的门诊及住院患者共55例，其中男17例，女38例，年龄15～86岁，平均(45.4±17.3)岁。纳入标准与要求：患者心脏超声检查图像清晰，能获得左室长轴观和心尖四腔观的标准切面，且整个心动周期该切面左室心内膜显示完整、清晰，心电图检查正常。
1.2 仪器设备 使用GE公司生产的Vivid E9型超声诊断仪，应用M5S探头进行M型及2DE检查，探头频率2.0～4.5MHz，最大扇角120°；RT-3DE检查探头为4V，频率2.5～3.6MHz，最大扇角90°。
1.3 检测方法
1.3.1 受检者左侧卧位，连接心电图，获取标准左室长轴观切面，取样线置于二尖瓣腱索水平，与室间隔及左室后壁垂直(必要时应用AMM)获取M型图像，测量左室收缩功能参数，即舒张末容积(EDV)、收缩末容积(ESV)、射血分数(EF)和每搏输出量(SV)。
1.3.2 取标准心尖四腔观切面，取心电图QRS波顶点为舒张末期，T波终点为收缩末期，进行左室收缩功能参数的二维simpson’s法测量。
1.3.3 RT-3DE检测 应用4V探头取心尖四腔观，使左心室在屏幕扇角内完整显示，患者于呼气末屏气，获取连续四个心动周期后稳定的实时三维动态图像，要求采集图像的容积速率不低于心率的20%且没有缝合伪像，调取该图像，应用仪器内置软件测量获得左室收缩功能各参数值。
1.4 统计学分析 采用SPSS16.0软件包进行分析，所有参数以均数±标准差表示，进行同一参数三种方法测值间相关性及差异性分析，差异分析用随机区组设计的方差分析，P<>
2.1 相关性分析 三种方法之间EDV、ESV和SV测值相关性良好(P<0.01)，m型和2de>P<0.01)，rt-3de与 m型和2de="">P>0.05)；RT-3DE与2DE测值相关系数最高，与M型测值相关系数最低，见表1。
表1 RT-3DE、2DE和M型左室心功能参数测值相关性比较
Table 1 Correlations coefficients and associated p values of left ventricular parameters by RT-3DE versus 2DE versus M-mode
项 目RT-3DEvs2DERT-3DEvsM2DEvsMEDV 相关系数0.65 P<0.010.51><0.010.61><0.01esv 相关系数0.70=""><0.010.42><0.010.66><0.01ef 相关系数0.20="" p="">0.05-0.44 P>0.050.34 P<0.01sv 相关系数0.53=""><0.010.43><0.010.46><>
2.2 差异性分析 三种方法间EDV、ESV、SV及EF 测值均有统计学意义(P<>
准确评估左心室收缩功能对临床医生判断患者病情及制定治疗方案非常重要，也是病情随访的重要参考指标。不同方法左心室收缩功能测值间存在差异，了解这种差异有利于准确把握患者心功能，对于有些疾病如扩张型心肌病等病情随访尤其重要。
3.1 RT-3DE测量左室收缩功能的准确性评价
以往有不少应用3DE技术脱机分析左室收缩功能的研究，其所得数据与MRI、多层螺旋CT或放射性核素血管显像术等对比分析后得出：RT-3DE测量左心室收缩功能准确性高且重复性好，与2DE和M型相比，其测值更接近MRI且相关性更高，比2DE和M型测值更准确，但与上述检查结果测值对比，RT-3DE低估了患者的心功能容积参数值[1-10]。分析RT-3DE低估左心室收缩功能的原因：①三维图像窄扇角不能完整显示明显扩张左心室的心尖部节段。②不同技术分析数据的原理及对心内膜边界勾画的标准不同。③与心脏磁共振成像后处理采用短轴平面相加法的测量方式有一定关系。④图像质量差、帧频较低和观察者经验不足也可能是影响测量准确性的因素[11-12]。
有文献指出心脏磁共振成像若后处理去除二尖瓣瓣环处基底平面容积，则其与3DE 左心室容积测量的偏差将明显减小，3DE描记心内膜时将肌小梁结构包括在内，则其低估左室容积现象将明显改善，测量的准确性将明显提高[13]。本研究在描记心内膜时包括了二尖瓣瓣环处基底平面容积且将肌小梁结构包括在内，其测值更能真实反映研究对象的心功能状态，提高了准确性。
3.2 RT-3DE与2DE及M型超声测值分析
根据文献报道2DE可能高估或者低估左室容积[14-16]。本研究结果显示，与RT-3DE相比，2DE低估了EDV、ESV和SV值，高估了EF值，M型超声高估了EDV、ESV、EF和SV值，该结论与部分文献报道基本一致[4,17-19]。2DE低估左室容积的原因可能是由于心尖成像透视缩短现象以及单一切面的二维心腔不能完全展示左心室整体结构所致。M型超声高估左室容积的原因可能是由于该图像仅基于取样线获取的左室基底部单一径线，而基底部正处于较大的左心室横断面水平，不能代表逐渐变小的锥形左心室形态。
RT-3DE与2DE测值相关系数最高，RT-3DE与M型测值相关系数最低。虽然2DE- simpson’s法和M型测量左室收缩功能均基于对左室几何形态的假设，但前者基于左心室的二维切面，而后者完全基于左心室单一径线，相对而言，前者假设后的模型更接近左室的真实形态，所以与RT-3DE之间相关性较高。
EF是左室舒张末容积和收缩末容积通过公式换算后获得的间接数据，可能是三种方法测得EF值之间无相关性且差异有统计学意义的原因。
3.3 RT-3DE在机定量左室收缩功能检测的优势
M型超声心动图和二维超声simpson’s法因方便易获取而成为目前定量左室收缩功能最常用的检测方法，但二者均依赖于对左心腔几何形态的假设，测量结果与实际值之间有一定差异。以往的RT-3DE技术虽然采用了超矩阵探头、高通量数据处理系统和三维空间定位系统等先进技术，能提供完整的心脏三维动态图像，但均需要将图片存盘后导入工作站脱机进行图像重建及分析，图片质量会明显影响分析结果的准确性，而且整个过程繁琐、费时，难以常规应用于临床检测；有文献报道RT-3DE可以在机测量左心室收缩功能，但该技术仍然基于对左心室几何形态的假设，所得数据为三平面simpson’s法测值[10]，或者为单心动周期三维图像，测值准确性降低[20]。现在，RT-3DE能获得完整心脏三维图像，不基于任何几何形态假设，准确性高，不需要脱机测量，操作简单，分析过程可短时间内迅速完成，临床实用价值高。
4.1 与RT-3DE相比，2DE低估了EDV、ESV和SV值，高估了EF值；M型超声高估了EDV、ESV、EF和SV值；实时三维超声心动图在机定量左室收缩功能检测技术是一种准确、迅速、方便的左室收缩功能评估方法。
4.2 虽然RT-3DE的窄扇角不能完整显示明显增大的左室全貌，心律不齐也会影响测值的准确性，但该技术具有无创、无几何假设，而且可以在机、短时间内分析获得心功能参数测值等优点，且随着超声电子技术的进步，上述局限性可望被克服。
【参考文献】
[1]Muller H, Frangos C, Fleury E, et al.Measurement of left ventricular ejection fraction by real time 3D echocardiography in patients with severe systolic dysfunction:Comparison with radionuclide angiography[J].Echocardiography,2010,27(1):58-63.
[2]Hussein Y, Cai Qj, Masood A，et al.Three-Dimensional Echocardiography in Evaluation of Left Ventricular Indices[J].Echocardiography,2012,29(1):66-75.
[3]张嬿,唐红,宋彬,等.实时三维超声心动图定量评价左心室容积及射血分数[J].中国超声医学杂志,2006,22(2):102-104.
[4]Johannes G, Elke Z, Andrea G,et al.Head-to-Head Comparison of Left Ventricular Function Assessment with 64-Row Computed Tomography, Biplane Left Cineventriculography,and Both 2-and 3-Dimensional Transthoracic Echocardiography[J].J Am Coll Cardiol, 2012, 59(21): 1897- 1907.
[5]Jennifer LD, Dennis CL, David AW,et al.Performance of 3-Dimensional Echocardiography in Measuring Left Ventricular Volumes and Ejection Fraction[J].J Am Coll Cardiol, 2012, 59(20): 1799-1808.
[6]Hajo M, Caroline F, Eric F,et al.Measurement of Left Ventricular Ejection Fraction by Real Time 3D Echocardiography in Patients with Severe Systolic Dysfunction: Comparison with Radionuclide Angiography[J].Echocardiography, 2010,27(1):58-63.
[7]Hoffmann R, Barletta G, von Bardeleben S, et al.Analysis of left ventricular volumes and function: a multicenter comparison of cardiac magnetic resonance imaging, cine ventriculography, and unenhanced and contrast-enhanced two-dimensional and three-dimensional echocardiography.Journal of the American Society of Echocardiography,2014 ,27(3):292-301.
[8]Moceri P, Doyen D, Bertora D, et al.Real time three-dimensional echocardiographic assessment of left ventricular function in heart failure patients: underestimation of left ventricular volume increases with the degree of dilatation[J].Echocardiography,2012,29(8):970-977.
[9]Meyer J, Wefstaedt P, Dziallas P, et al.Assessment of left ventricular volumes by use of one-, two-, and three-dimensional echocardiography versus magnetic resonance imaging in healthy dogs[J].American Journal of Veterinary Research,2013,74(9):1223-1230.
[10] 凤玮,胡盛寿,段福建,等.二维超声、实时三维超声和磁共振测量室壁瘤患者左心室容积和功能的对比研究[J].中国循环杂志,2008,23(2):123-126.
[11] Chang SA, Lee SC, Kim EY, et al.Feasibility of single-beat full-volume capture real-time three-dimensional echocardiography and auto-contouring algorithm for quantification of left ventricular volume: validation with cardiac magnetic resonance imaging[J].Journal of the American Society of Echocardiography, 2011,24(8):853-859.
[12] Miller CA, Pearce K, Jordan P,et al.Comparison of real-time three-dimensional echocardio- graphy with cardiovascular magnetic resonance for left ventricular volumetric assessment in unselected patients[J].European heart journal cardiovascular Imaging, 2012,13(2):187-195.
[13] MorAvi V, Jenkins C, Kühl HP, et al． Real-time 3-dimensional echocardiographic quantification of left ventricular volumes: multi-center study for validation with magnetic resonance imaging and investigation of sources of error[J].JACC Cardiovasc Imaging,2008,1(4): 413-423．
[14] Gutie’ rrez-Chico JL, Zamorano JL, Pe rez de Isla L, et al.Comparison of left ventricular volumes and ejection fractions measured by three-dimensional echocardiography versus by two dimensional echocardiography and cardiac magnetic resonance inpatients with various cardiomyopathies[J].Am J Cardiol,2005,95:809-813.
[15] Ruddox V, Edvardsen T, Baekkevar M, et al.Measurements of left ventricular volumes and ejection fraction with three-dimensional echocardiography[J]: feasibility and agreement compared to two-dimensional echocardiography.The International Journal of Cardiovascular Imaging,2014,30(7):1325-1330.
[16] 潘永寿,庾红玉,王高兴,等.M型、二维、实时三维超声心动图评价冠心病左室收缩功能的对比研究[J].医学影像学杂志,2010,20(2):185-188.
[17] 谭国娟,刘宏斌,智光.实时三维超声心动图与M型及2DE心动图判定老年心肌梗死患者左室收缩功能对比研究[J].中国医学影像学杂志,2009,17(1):16-19.
[18] Serres F, Chetboul V, Tissier R, et al.Comparison of 3 ultrasound methods for quantifying left ventricular systolic function: Correlation with disease severity and prognostic value in dogs with mitral valve disease[J].J Vet Int Med,2008,22:566-577.
[19] Tidholm A, Westling AB, H glund K, et al.Comparisons of 3-,2-dimensional,and M-mode echocardiographical methods for estimation of left chamber volumes in dogs with and without acquired heart disease[J].J Vet Intern Med,2010,24(6):1414-1420.
[20] Ren B, Vletter WB, McGhie J, et al.Single-beat real-time three-dimensional echocardiographic automated contour detection for quantification of left ventricular volumes and systolic function[J].The International Journal of Cardio- vascular Imaging,2014,30(2):287-294.
Comparative study on the left ventricular contractive function by real-time three- dimensional，M-mode and two- dimensional echocardiography
YAN Dong’e1， CHEN Xinyun1， XIE Jun2
(1.Department of Echocardiography, The First Hospital of Chengdu, Chengdu 610041, China) (2.Department of Cardiology, The First Hospital of Chengdu, Chengdu 610041, China)
【Abstract】Objective To analyze the differences of real-time three-dimensional echocardiography (RT-3DE), M-mode echocardiography and two-dimensional echocardiography (2DE) for left ventricular function assessment.Methods 55 subjects underwent RT3DE, M-mode echocardiography and 2DE Global LV end-diastolic volume (EDV), LV end-systolic volume (ESV), LV ejection fraction (EF), and stroke volume (SV) were measured.Results EDV, ESV and SV by RT3DE were higher than those by 2DE, but which were lower than those by M-mode echocardiography. However, EF by RT3DE was highest whereas lowest by 2DE. EDV, ESV or SV showed significant intraclass correlation for RT3DE, 2DE and M-mode echocardiography. However, there was no significant correlation in EF between by RT3DE and by 2DE or M-mode echocardiography.Conclusion Compared with RT3DE, 2DE significantly underestimated the EDV, ESV and SV, but overestimated EF. M-mode echocardiography significantly overestimated the entire four indexes.
【Key words】RT-3DE; M-mode; 2DE; Echocardiography; Left ventricular contractive function
基金项目：成都市卫生局青年基金课题(2013079)
【中图分类号】R445.1
【文献标志码】A
doi：10.3969/j.issn.1672-3511.2017.04.013
(收稿日期：2016-11-02；编辑：何兴华)
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