杨 瑛，侯传举

实时三维超声心动图在室间隔缺损介入治疗中的应用进展

杨 瑛，侯传举

研究了实时三维超声在室间隔缺损介入治疗的应用进展情况，综述了实时三维超声心动图在经导管室间隔缺损封堵术治疗之前的诊断，介入治疗中的监测及术后疗效评价的优势，最后指出了实时三维超声心动图在室间隔缺损的诊断和治疗等方面具有重要的临床价值。

实时三维超声心动图；室间隔缺损；介入治疗

0 引言

室间隔缺损（ventricular septal defect，VSD）是胚胎时期心脏室间隔部位发育异常导致的缺损，是最常见的先天性心脏病，发病率居先天性心脏病的首位。VSD可以孤立存在，也可以与其他先天性心脏病联合并存或是复杂先天性心脏病的组成部分。由于超声心动图检测技术的不断进步，尤其是彩色多普勒血流显像技术的日益普及，绝大多数VSD患者在婴幼儿期间均能获得准确诊断。因此，超声心动图现已成为临床上诊断VSD的首选方法。近年来，三维超声心动图在临床上的应用，不但可以对VSD的形态作出更为准确的诊断，还可对心功能作出更为准确的评价[1]。

1 VSD的解剖分型及血流动力学改变

1.1 VSD的解剖分型

孤立性室间隔缺损的分型方法有很多种，一般按照缺损所在位置分为如下4型：（1）围膜部；（2）流入部；（3）流出部；（4）肌部。还可以根据室间隔缺损的直径大小分型，又可分为小型缺损、中型缺损和大型缺损3型。成人室间隔缺损的直径〈5 mm为小型室间隔缺损；直径5～9 mm为中型室间隔缺损；直径≥10 mm为大型室间隔缺损。大型室间隔缺损多合并肺动脉高压。根据室间隔缺损的数目分型，又分为单发缺损和多发缺损。在临床上绝大多数患者为单发缺损，多发缺损很少见。

室间隔缺损还可以作为其他复杂先天性心脏病的一个组成部分出现，这时室间隔缺损的分型与孤立性室间隔缺损分型截然不同。

1.2 VSD的血流动力学改变

室间隔缺损的主要病理改变是由于两侧心室之间相通，产生室水平的血液分流，其血流动力学改变主要取决于缺损部位、大小和两侧心室之间的压力差、体循环和肺循环阻力以及合并畸形等。缺损面积〈0.5 cm2/m2，缺损对左向右分离起限制作用，缺损小，分流量少，肺循环血流量轻度增加。缺损面积为0.5～1.0 cm2/m2，此时肺循环血流量明显增加，如果某种原因引起肺血管阻力显著增加，可使肺动脉压力进行性升高，右心室收缩压明显增高，跨室间隔压力梯度变小，左向右分流减少，甚至会引起双向分流或右向左分流。缺损面积〉1.0 cm2/m2，缺损大小对左向右分流无限制作用，此时左右心室几乎自由相通，血流动力学改变类似单心室。当心室收缩时，血流通过主动脉瓣口与肺动脉瓣口进入体循环与肺循环，其循环量与2个瓣口的阻力直接相关。凡能影响此种阻力的因素均能影响循环血量的分布。随着肺血管器质性病变的加重，当肺血管阻力等于体循环阻力时，便无血流分流或仅有少量血流双向分流。当肺血管病变进一步加重时，肺循环阻力大于体循环阻力，出现右向左分流，临床出现发绀，即艾森曼格综合征。

2 传统超声心动图在诊断VSD及心功能评价中的应用

2.1 传统超声技术在诊断VSD中的应用

超声心动图检查是诊断VSD的首选方法。二维超声心动图（2DE）显示VSD直接征象是室间隔回声中断，断端部位回声增强，进行多切面、多角度连续扫查可显示VSD的部位、形态，甚至大小和类型等直接征象。在二维超声心动图各切面图像上，叠加彩色多普勒血流显像，可观察分流束的起源、走行方向和亮度，结合多普勒技术，还可见测量血流的速度，间接测量肺动脉的压力。但是，传统二维超声心动图只能逐一显示VSD的局部断端切面，如果想为介入治疗提供信息，需多切面连续扫查测量缺损最大径，并综合多个切面进行三维空间想像才能做出正确判断，这一过程需要操作者经过长时间的临床实践，受操作者的经验影响很大。

2.2 传统超声技术评价心功能

心脏病患者的心室容积与心功能关系密切，准确地测量左心室容积及心脏收缩功能对评价治疗疗效，判断预后有着重要的临床意义。目前，评价心功能的影像学方法包括核磁共振成像、X线心室造影、放射性核素技术、超声心动图等。核磁共振成像是目前无创评价心功能的“金标准”[2]，不受假设心脏形态的限制，能够准确评价心脏容积并计算心功能，但是由于价格昂贵，不方便移动，不适用于危重患者和体内安装金属装置的患者，不能作为临床普及检查方法。左心室造影是临床上测量左室容积及射血分数的“金标准”，但是属于有创检查，检查风险高，应用也受限制。放射性核素技术测量心功能准确，但属于射线辐射性检查，对被检查者有一定伤害。

超声心动图评价心功能是目前临床最常用的方法。常用方法包括M型超声心动图、二维超声心动图、组织多普勒成像技术及其衍生技术、Tei指数等。经过长期的研究和临床实践已经证明这些方法能够较好地评价心室容积及心脏收缩功能。但是，利用M型超声心动图评价心脏功能需要将心脏假想成一个椭球体，与实际心脏形状有差异。二维超声心动图Simpson′s法虽然不受心脏形态限制，但是对于心室各节段局部运动异常或室壁瘤形成的收缩功能的评价价值有限[3]。组织多普勒成像能用不同方法从多个角度全面评价心肌运动和心内外膜的运动，为定量收缩期、舒张期多个节段的局部室壁运动功能奠定基础，但是受心脏旋转及邻近心肌节段性室壁运动的影响，图像受存储及处理过程中的伪像影响明显。综合评价心脏收缩与舒张功能的指标Tei[4]，不受心脏几何形态及瓣膜反流的影响，亦不受心率及年龄的影响，能够重复应用于心脏功能的综合评价。但是，单一指标难以反映心脏功能的损害主要来源于收缩功能还是舒张功能，受瓣口频谱影响，还存在一定的假阴性和假阳性。

3 实时三维超声心动图在VSD诊断中的应用

实时三维超声心动图（real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）是近年来超声领域发展起来的一种新技术。实时三维超声成像技术经Philips等公司精心研制于2000年前后获得成功。设计者采用了一种全新的高通量微电子技术，其特点是由矩阵型换能器沿X轴快速发射声束，在Y轴上作方位转向，形成扇形二维图像，此二维图像再沿Z轴作仰角转向，声束在3个互相垂直的方向进行扫描，最后形成立体的金字塔形三维数据库。由于扫描速度极快，每秒钟内可获得20多个心脏结构的动态图，数秒钟即可获得一个心动周期完整数据资料，故称RT-3DE[5-6]。采集数据时，探头位置及方向不变[7]。目前，实时三维经胸超声心动图RT-3DE的实时性及分辨力均有较大的改善，对于透声条件好的VSD患者可基本满足诊断及指导介入治疗的要求[8]。

RT-3DE能够实时清楚地显示室间隔缺损情况，形象、立体地展示VSD的形态、直径、面积、断端及随心动周期变化情况，能够展示与周围瓣膜的毗邻关系及膜部瘤的立体形态，并可以从左室侧或右室侧观察VSD的全貌，为其准确分型及选择治疗方案提供重要信息。根据徐兆峰等[9]对102例VSD患者应用2DE和RT-3DE进行观察，并与手术测量结果进行比较，结果表明，对于VSD最大径线的测值，在缺损形状不规则或合并主动脉瓣脱垂的患者中，RT-3DE测量值比2DE更加接近手术测量值。谢明星等[10]研究发现，二维超声心动图虽然能对某一剖面的缺损径线进行准确显示，但其测值难以代表缺损的真正大小，而且，在一部分病例中，二维测值不能作为判断不同缺损整体大小的标准。该结论与章朝霞等及Acar等[11-12]的研究结果一致，说明RT-3DE能够直观动态地显示缺损的三维全貌，能够准确测量缺损最大径线，对VSD具有很高的诊断价值，并能够动态显示缺损的周边情况，对于介入治疗中封堵器的选择起到重要的指导作用。

4 实时三维超声心动图对心功能的评价

RT-3DE在临床上的应用，使超声技术对心脏功能评价的水平更上一级。RT-3DE的操作同二维超声心动图一样简便、快速，而且应用此法检查时探头不需移动，切面的间距均匀，取样的时相和切面的方向易于控制，实时显示组织结构的活动时相，评价心功能准确而且重复性好，无需依赖几何形状的假设[13]，从而更好地满足临床的应用要求。研究结果表明[14-16]，RT-3DE与目前最常用的2DE相比，其测量值与实际值之间有更高的相关性，而且可靠性好，是优于2DE的新的评价不规则室腔容积的理想工具。实时三维超声心动图可以在心室心内膜面多点采集，快速再现心室内膜面的立体形态，能直观地显示心脏的解剖结构和空间关系，能够准确定量心室容积，这一点已经得到临床研究及动物实验证实[17-18]。Gopal等[19]选取15例健康人，分别用2DE、3DE测量其左心室的舒张末期容积（eng-diastolic volume，EDV）和收缩末期容积（end-systolic volume，ESV），并将测量结果与MRI测值进行比较，结果显示二者所测得的EDV、ESV呈高度相关（r分别为0.92和0.81），明显高于2DE与 MRI的 相 关 性（r分 别 为 0.48和0.70），说明3DE较2DE更能准确测量左心室功能。Annemien E等[20]运用RT-3DE对先天性心脏病患者进行左室容积测算和收缩功能分析，结果显示由RT-3DE测得LVEDV、LVESV、LVEF值与MRI测值相关性良好。王玲等[21]利用RT-3DE对维持性血液透析患者左室容积及射血分数进行测量，并与MRI数据进行比较，证明RT-3DE能够精确、快速测量正常心腔及心腔变形情况下的左室容积。因此认为RT-3DE能准确地评估先天性心脏病患者左室容积和射血分数，避免室间隔缺损介入治疗术后左室形态改变及封堵器对描记心内膜的影响，客观评价介入治疗前后左心室收缩功能的改变，其结果应更接近实际心功能。

5 RT-3DE在VSD介入治疗中的应用

5.1 介入治疗的术前筛选

2002年以来，随着偏心型室间隔缺损封堵器成功应用于临床，经导管VSD封堵术已经替代部分VSD的传统外科修补术，成为另外一种治疗VSD的有效手段。由于导管介入治疗创伤小、恢复快，在临床上得到广泛应用。VSD的大小、位置、数量及边缘情况直接决定能否进行导管治疗，因此术前筛查尤其重要。室间隔缺损封堵术要特别注意室间隔缺损的主动脉瓣缘、三尖瓣缘和肺动脉瓣缘。使用RT-3DE能够动态、立体地显示室间隔缺损及边缘与瓣膜的关系，从多个角度显示缺损与周围结构的空间关系，帮助术者做好充足的术前准备。

5.2 介入治疗的术中应用

传统介入封堵术的术中监测，需要在X线透视引导下进管，二维超声进行跟踪观察。室间隔缺损介入封堵术术中超声心动图监测，主要观察5个方面：（1）封堵器位置是否正常；（2）封堵器形态是否正常；（3）是否有过室间隔分流；（4）封堵器是否影响主动脉瓣功能；（5）封堵器是否影响三尖瓣功能。

RT-3DE与传统经胸超声心动图相同，且操作同样简便，对空间及时间位移有良好的分辨率，具有检查时间的随意性，多切面选择的自主性。通过对图像的适当切割，可以清楚监测手术的关键部位并在介入术中全程引导。如同电视直播实时观察引导钢丝走向，确定封堵器放置部位，显示封堵器是否位于室间隔缺损位置上，既不偏向左心室，也不偏向右心室。展开后观察封堵器形态是否正常，封堵器左侧在左心室、封堵器右侧在右心室侧，封堵器的腰部正好卡在室间隔缺损处为正常状态；是否有过室间隔残余分流；封堵器是否影响主动脉瓣功能；是否影响三尖瓣口血流等情况。潘翠珍等[22]利用RT-3DE对36例先天性VSD患者经导管封堵进行监测，术前估测VSD最大径线与造影估测的大小相关性分别为r= 0.97，P〉0.05及r=0.99，P〉0.05。术前及术中RT-3DE能够立体显示血流起源、方向和形态，与造影高度吻合，术中能够清晰显示封堵器到位后有无残余分流。因此，RT-3DE在VSD介入治疗手术中能够实时观察心脏腔室结构，引导封堵器导管的走行，判断周围的空间位置，直观判断封堵器位置及与周围结构关系，能够减少操作者在放射线下操作的时间，减少放射线损害。

5.3 介入治疗的术后疗效评价

应用超声心动图判断VSD封堵术疗效主要有5个方面：（1）VSD封堵器位置是否正常；（2）是否有过室间隔残余分流；（3）室间隔封堵器是否影响主动脉瓣和三尖瓣的功能；（4）心脏各心腔内径是否有变化；（5）心脏功能是否有改变[23]。

术后应用RT-3DE对患者复查，能够立即立体清晰地显示封堵器放置位置，与室间隔贴合是否紧密，是否存在过室间隔残余分流；动态观察封堵器是否影响瓣膜的运动，是否存在瓣膜反流，有无延迟的并发症出现，以及心腔内径及心脏功能的变化。

VSD封堵术纠正了心脏解剖结构的畸形，改正了血流动力学的异常，减轻了左心室容量负荷，因此在理论上室间隔缺损封堵术后左心房、左心室内径可以有缩小的表现，这一点已经得到国内外多名学者研究证实[24-27]。但是左室射血分数和左室短轴缩短率较之前降低，仍在正常范围内[24，28]，也有研究显示左室射血分数无明显改变[29]。

6 RT-3DE的局限性和应用前景

RT-3DE作为近年超声技术的新突破，能够实时采集，快速成像、立体显示心脏的三维结构及运动情况，操作简便、快速。对VSD的诊断、治疗及术后评价等方面，有重要的临床价值。但是，由于三维图像的重建依赖二维超声图像质量，对于透声窗条件差的患者的应用有局限性，而且数据处理耗时长，图像质量受患者的呼吸幅度及心率影响，有时心内膜面显示的清晰度满意度较低而影响心室容积测量的准确度[30]。希望随着科学技术的发展，计算机处理能力的提高，RT-3DE能够克服上述局限性，更加适用于临床应用，在临床诊断和治疗中应用越来越广泛，发挥更大的作用。

RT-3DE能够实时、立体地显示室间隔的缺损及缺损周边毗邻结构关系，可以从室间隔左侧面或右侧面实时观察介入治疗中引导钢丝的位置方向，封堵器的放置位置，观察封堵器周围是否存在残余分流，是否影响瓣膜开闭，评价封堵器置入后的效果，在VSD介入治疗中具有重要的临床价值。

[1]王新房.超声心动图学[M].北京：人民卫生出版社，2009：702-703.

[2]Beygui F，Furber A，Delepine S，et al.Routine breath-hold gradient echo MRI-derived right ventricular mass，volumes and function：accuracy，reproducibility and coherence study[J].Int J Cardiovasc Imaging，2004，20（6）：509-516.

[3]Mannaerts H F，Heide J A，Kamp O，et al.Early identification of left ventricular remodeling after myocardial infarction，assessed by transthoracic 3D echocardiography[J].Eur Heart J，2004，25（8）：680-687.

[4]Tei C，Ling L H，Hodge D O，et al.New index of combined systolic and diastolic myocardial performance：a simple and reproducible measure of cardiac function：a study in normal and dilated cardiomyopathy[J].Cardio，1995，26（6）：357-366.

[5]Kisslo J，Firek B，Ota T，et al.Real-time volumetric echocardiography the technology and the possibilities[J].Echocardiography，2000，17（8）：773-779.

[6]王新房.实时三维超声心动图的成像方法、研究现状及其发展前景[J].中华心血管病杂志，2006，34（10）：951-955.

[7]Nanda N C，Kisslo J，Lang R，et al.Examination protocol for threedimensional echocardio-graphy[J].Echocardiography，2004，21（8）：763-768.

[8]孙锟，陈树宝，张玉奇，等.实时三维超声在经导管先天性心脏间隔缺损封堵术围术期中应用初探[J].中国介入影像与治疗学，2005，2（3）：166-169.

[9]徐兆峰，齐悦，贡欣，等.实时三维超声心动图在室间隔缺损诊断中的价值[J].天津医药，2011，39（2）：115-117.

[10]谢明星，王新房，杨颖，等.实时三维超声心动图评价间隔缺损大小的初步研究[J].中国超声医学杂志，2003，19（5）：341-344.

[11]章朝霞，潘翠珍，舒先红，等.经胸实时三维超声心动图在室间隔缺损诊断中的应用价值[J].中国临床医学，2004，11（3）：308-311.

[12]Acar P，Dulac Y，Taktak A，et al.Real time 3D echocardiography in congenital heart disease[J].Arch Mal Coeur Vaiss，2004，97（5）：472-478.

[13]XIE M X，WANG X F，CHENG T O，et al.Comparison of accuracy of mitral valve area in mitral stenosis by real-time，threevdimensional echocardiography versus two-dimensional echocardiography versus Doppler pressure half-time[J].Am J Cardiol，2005，95（12）：1 496-1 499.

[14]Chua S，Levine R A，Yosefy C，et al.Assessment of right ventricular function by real-time three-dimensional echocardiography improves accuracy and decreases interobserver variability compared with conventional two-dimensional views[J].Eur J Echocardiogr，2009，10（5）：619-624.

[15]Jacobs L D，Salgo I S，Goonewardena S，et al.Rapid online quantilication of left ventricular volume from real-time three-dimensional echocardiographic data[J].European Heart Journal，2006，27（4）：460-468.

[16]Jenkins C，Chan J，Bricknell K，et al.Reproducibility of right ventricular volumes and ejection fraction using real-time three-dimensional echocardiography comparison with cardiac MRI[J].Chest，2007，131（6）：1 844-1 851.

[17]Marsan N A，Tops L F，Nihoyannopoulos P，et al.Real-time three dimensional chocardiography：current and future clinical applications[J]. Heart，2009，95（22）：1 881-1 890.

[18]Vander Zwaan H B，Helbing W A，Mcghie J S，et al.Clinical value of real-time three-dimensional echocardiography for right ventricular quantification in congenital heart disease：validation with cardiacmagnetic resonance imaging[J].J Am Soc Echocardiogr，2010，23（2）：134-140.

[19]Gopal A S，Keller A M，Rigling R，et al.Left ventricular volume and endocardial surface area by three-dimensional echocardiography：comparison with two-dimensional echocardiography and nuclear magnetic resonance imaging in normal subjects[J].J Am Coll Cardiol，1993，22（1）：258-270.

[20]Vanden Bosch A E，Robbers-Visser D，Krenning B J，et al.Realtime transthoracic three-dimensional echocardiographic assessment of left ventricular volum and ejection fraction in congenital heart disease[J].J Am Soc Echocardiogr，2006，19（1）：1-6.

[21]王玲，王静，郑敏，等.实时三维超声心动图对维持性血液透析患者左心功能的评价[J].吉林大学学报：医学版，2010，36（4）：779-782.

[22]潘翠珍，舒先红，周达新，等.彩色实时三维超声心动图在室间隔缺损介入治疗中的应用价值[J].上海医学，2007，30（5）：137-139.

[23]侯传举，朱鲜阳，邓东安，等.彩色多普勒超声心动图在室间隔缺损封堵术中的应用价值[J].心脏杂志，2005，17（3）：282-284.

[24]侯传举，邓东安，殷霞，等.室间隔缺损患儿手术前后左心室容积和收缩功能对比研究[J].中华儿科杂志，2000，38（5）：315-316.

[25]马红，郭好学，杨丽娟，等.室间隔缺损封堵术后左心功能的超声评价[J].实用医学影像杂志，2004，5（2）：101-103.

[26]Arora R，Trehan V，Kumar A，et al.Transcatheter closure of congenital ventricular septal defects：experience with various devices[J].J Interven Cardiol，2003，16（1）：83-91.

[27]Butera G，Carminati M，Chessa M，et al.Transcatheter closure of perimembranous ventricular septal defects：early and long-term results[J]. J Am Coll Cardiol，2007，50（12）：1 189-1 195.

[28]林源，周蕾，许迪，等.超声心动图评价室间隔缺损封堵术后心脏功能变化的随访研究[J].南京医科大学学报：自然科学版，2010，30（7）：985-988.

[29]Pawelec-Wojtalik M，Wojtalik M，Mrówczyński W，et al.Closure of perimembranous ventricular septal defect using transcatheter technique versus surgical repair[J].Kardiol Pol，2005，63（6）：595-604.

[30]高峻，谢明星，吕清，等.实时三维超声心动图评价正常儿童左、右心室容积及收缩功能[J].中国医学影像技术，2012，28（8）：1 513-1 516.

（收稿：2013-12-25 修回：2014-03-10）

（栏目责任编校：陈建新）

Application progress of real-time 3D echocardiography in interventional therapy for ventricular septal defect

YANG Ying1,HOU Chuan-ju2
(1.Department of Special Diagnosis,the 201st Hospital of the PLA,Liaoyang 111000,Liaoning Province,China;2.Department of Congenital Heart Disease,General Hospital of Shenyang Military Area Command,Shenyang 110840,China)

The progress of the application of real-time 3D echocardiography in interventional therapy for ventricular septal defect is studied,and its advantages are reviewed for the preoperative diagnosis,intraoperative monitoring and postoperative evaluation.It's pointed out real-time 3D echocardiography behaves well in the diagnosis and treatment of ventricular septal defect.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（10）：108-111]

real-time 3D echocardiography;ventricular septal defect;interventional therapy

R318.5；R445

A

1003-8868（2014）10-0108-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.10.108

杨 瑛（1979—），女，主要从事心血管超声方面的研究工作，E-mail：yy790201@163.com。

111000辽宁辽阳，解放军201医院特诊科（杨 瑛）；110840沈阳，沈阳军区总医院先心病内科（侯传举）

侯传举，E-mail：hcj1955@163.com