，，， ， ， *

(南华大学附属第一医院，1.心血管内科，2.超声科，湖南 衡阳 421001)

近年来冠心病的发病率和死亡率逐年上升，心肌梗死是目前全世界人口致死和致残的主要原因之一[1]，经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention，PCI)已成为冠心病再灌注的首选治疗方式[2]，冠状动脉造影是诊断冠心病的金标准，但属于有创操作，特别不适宜在随访中反复应用。因此探讨一种简便、精准、无创的诊疗随访手段在临床上将具有重要价值。本课题试图利用实时三维超声心动图(real-time three dimensional echocardiography，RT-3DE)和Q-Lab软件测量并分析正常成人和心肌梗死患者行PCI术前后左心室心肌力学参数的动态变化，探讨RT-3DE评估心肌力学的可行性，判断不同心肌力学参数在诊断心肌梗死及评价PCI术后疗效中的价值，为心肌梗死的临床诊断及疗效评估提供新的更丰富更有价值的信息。

1 资料与方法

1.1 一般资料

心肌梗死组：选取2016年8月至2017年10月在本院心内科住院并接受PCI治疗的100例心肌梗死患者，男63例，女37例，年龄42～86岁，平均年龄(68.2±8.9)岁，所有入选者均根据临床症状、超声心动图、心电图、心肌酶学及冠状动脉造影检查明确诊断，且无严重高血压病、心肌病、严重瓣膜病、先天性心脏病、中等量以上心包积液及严重持续性心律失常。于术前和术后1个月分别应用实时三维超声心动图(RT-3DE)采集图像。正常对照组：选取来本院体检的100例健康成人志愿者，男女各50例，年龄18～75岁，平均年龄(46.5±10.3)岁，均无心血管疾病，糖尿病、其他代谢性及免疫性疾病等病史，临床表现、心电图、超声心动图及冠脉造影等检查均无异常。

1.2 检测仪器

应用飞利浦公司的Philips IE33高档彩色多普勒超声诊断仪，配置有实时三维超声成像技术，探头S5-1的频率为1.7～3.4MHz，矩阵探头X3-1的频率为1～3MHz，并自带Q-Lab8.1 3DQ Advanced定量分析软件。

1.3 检查方法

受检者取左侧卧位，连接心电图，使之扫查时与心动周期同步；首先使用S5-1探头进行常规二维超声检查和测量(参照美国超声心动图协会推荐的标准)，再使用X3-1矩阵探头进行RT-3DE检查，将探头置于心尖部，首先在二维模式下获取最佳的心尖四腔心图像，再转换为三维全容积(full-volume)模式，调整帧频等参数，得到清晰左心室三维图像后，嘱受检者呼气末屏气，经心电图自动触发，采集连续的3～5个心动周期的立体图像，形成60×60宽角“金字塔”样成像三维数据，并将三维图像导入工作站，等待后期分析及数据处理。

1.4 心肌力学参数分析

启动Q-Lab8.0定量分析软件，选定清晰的三维全容积图像，以心尖四腔及二腔观作为基础切面，首先确定舒张末期及收缩末期，然后标记二尖瓣瓣环水平的室间隔、侧壁、前壁、下壁4点和心内膜面心尖顶点，软件自动勾画左室动态三维心内膜轮廓(如图1)，如仪器描绘与实际吻合欠佳，可手动逐帧作局部凋整，以达到最佳吻合，最后软件将左室容积分成17个亚节段(前壁的基底段、中间段及心尖段；侧壁的基底段、中间段及心尖段；后壁的基底段、中间段；下壁的基底段、中间段及心尖段；前间壁的基底段、中间段；后间壁的基底段、中间段和心尖段；心尖帽)，自动跟踪各个节段容积随时间的变化情况，从而得到左心室整体和17节段的容积-时间曲线(volumes time curve，VTC)及三维图像(如图2)。

在左室整体VTC上获得收缩及舒张功能参数，包括收缩末期容积(ESV)；舒张末期容积(EDV)；计算射血分数(EF)；收缩期最大斜率即为左室最大射血速率(PER)；舒张期最大斜率即为左室最大充盈速率(PFR)。以“牛眼图”显示17节段，并在VTC上测量左心室各节段的收缩功能参数，包括节段收缩末期容积(rESV)、节段舒张末期容积(rEDV)，然后计算节段射血分数(rEF)；Q-Lab定量分析软件计算16个节段达收缩末最小容积时间标准差(Tmsv16-SD)及其最大差值(Tmsv16-Dif)，同时为了消除不同受检者之间因心率差异造成的影响，故将上述指标分别除以受检者1个心动周期的持续时间，用百分数表示，从而得到校正后的标化值(Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif%)，利用这些指标以评估左室收缩的同步性。

图1 心脏的三维立体图像，3DQ Advanced自动描绘出左室四腔心、两腔心短轴切面心内膜

图2 正常人17节段容积-曲线图

1.5 统计学方法

2 结 果

2.1 RT-3DE评估左心室整体收缩功能参数

实时三维超声心动图显示心梗患者PCI术前组左室ESV及EDV较正常对照组明显增大(P<0.01)，而术后与术前比较明显减小(P<0.01)；左心室EF、PER、PFR较正常对照组明显减小(P<0.01)，而术后与术前比较明显增大(P<0.01)，见表1。

2.2 RT-3DE评估左室17节段收缩功能参数

心梗患者PCI术前组绝大多数节段rESV、rEDV较正常对照组增高(P<0.05)，rEF较正常对照组减低(P<0.05)；PCI术后，心梗患者较术前大多数节段rESV、rEDV减低，rEF增高(P<0.05)，见表2。

表1 RT-3DE评估左心室整体收缩功能参数的比

表2 RT-3DE评估左心室各节段收缩功能参数的比较

2.3 RT-3DE评估左心室同步性参数

心梗患者PCI术前左心室Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif及Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif%较正常对照组明显增大(P<0.01)，而PCI术后各参数较术前减小(P<0.01)，见表3。

表3 RT-3DE评估左心室同步性参数的比较

3 讨 论

左心室整体收缩舒张功能是决定心肌梗死患者预后、有效评价左室重构及估测患者PCI术耐受性的重要因素，对于临床分析病情、确定治疗方案及估计预后起着至关重要的作用。左心室整体功能评判的一个重要组成部分就是左心室容积的测量。传统的超声心动图评价左心室容积的方法主要是M型及二维双平面Simpson’s法，它们均需要对左心室腔进行几何假设，当心腔形态正常时其拥有较高的准确性。但是，当心腔形态发生改变时，如心肌梗死后左室腔增大，左室形态改变且偏离了假设模型，特别是合并室壁瘤患者差异更为显著，影响测量的准确性[3]。实时三维超声心动图是一项新的超声心动图检查技术，它采用全容积矩阵探头，能够直观地显示心脏结构的解剖特征和空间关系，通过实时三维重建，可以迅速获得全部腔室容积信息，能提供多方面的心肌力学参数，包括心脏的整体功能、局部节段功能及心肌的同步性参数[4-5]。因此，使用RT3-DE无须进行任何几何假设，通过三维重建，能快速呈现左心室的整体形态，无论心腔结构改变与否，都能实时、准确地评价左心室容积[6]。有研究证实与传统的M型超声及二维超声相比，RT3-DE能更准确评价冠心病左室重构患者左心室容积及左室整体收缩功能[7]。另外，Riehle等[8]研究表明RT3-DE在评估左室容积和心功能的精确性方面可以与MRI相媲美。同样，本研究结果表明RT-3DE能够全面、准确的定量评价左室容积和整体收缩功能在正常成人、心梗患者术前及术后的变化，为临床更精准诊断术前心梗患者及评估术后心梗患者提供有力依据。

心肌缺血导致心肌细胞缺氧变性坏死，使梗死区室壁变薄，同时造成梗死心肌局部收缩能力下降。冠心病最初往往表现为左心室心肌节段功能障碍，而不是整体功能不全，故单纯评价左心室整体功能已不能满足临床要求，节段性室壁运动异常是冠心病患者心肌缺血的敏感和特征性指标。目前应用于临床的多种新技术如彩色室壁运动分析和组织多普勒，都是在二维图像的基础上分析，不能同时体现整个心脏的室壁运动情况。而RT3-DE能够实时显示心脏三维结构，并能按照美国心脏病学会推荐的心脏影像学检查方法，用时间-容积曲线和牛眼图同时显示出左心室17节段心肌的收缩功能，在评价节段室壁运动和局部功能方面具有优越性[9]。Nesser等[10]研究表明RT3-DE能同步呈现心脏整体及局部的立体形态及运动情况，定量评估缺血部位及面积。本研究利用RT-3DE技术对左室17节段心肌进行定量分析，结果显示心梗患者rEDV及rESV较正常对照组明显增大，梗死节段rEF明显降低，而术后较术前均明显改善，表明RT-3DE能够快速简便、精准无创定量评估左室具体某一节段收缩功能，从而判断心肌梗死区域以及术后血流再灌注的恢复情况。

正常人心室壁有节律地同步收缩和舒张以实现心脏有效的泵血，供应机体所需。其实有许多心脏疾病在早期时，左心室的整体收缩及舒张功能并未发生改变，而其局部心肌却已表现出收缩或舒张的不同步。因此，超声心动图评价左心室收缩同步性广泛应用于心脏病患者的诊断和疗效观察。新近发展的斑点追踪成像技术通过定量心肌的应变来对左室收缩的同步性进行评估，有效避免了组织多普勒的角度依赖性[11]，但其对图像的清晰度要求较高，并且在一幅二维图像上左心室的各节段不可能同时显示，故需要心尖四腔、心尖长轴和心尖二腔观等多个切面进行分析，因而各节段是在非同一心动周期的不同切面上，由此可能导致一定的误差[11]。RT3-DE可在同一心动周期提供各节段室壁的容积-时间曲线，自动显示各节段室壁达到最小收缩容积的时间，故可快速地评价左心室收缩的同步性[12]。Rüssel，等[13]研究显示RT3-DE能够有效识别左心室不同步，测量重复性高，且与MRI测值相关性良好，在评价左心室机械运动同步性方面具有独特优势。而本研究应用左室Tmsv16-SD、Tmsv16-Dif及Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif%来评价左室收缩的同步性，研究结果显示心梗患者PCI术后各参数术前比较减小，同步性得到提高，说明随着冠状动脉供血功能的改善，左室收缩功能提高，左室16节段的同步性也随之提高，左室壁运动更协调。因此，准确检测心肌梗死患者收缩不同步，并尽早采取各种治疗方法减轻收缩不同步．可避免心功能持续减低，改善心梗患者的预后，提高远期治疗效果，降低死亡率。

当然，本研究仍存在以下不足：①三维图像的合成受患者透声窗条件、呼吸心律及体位移动等的影响，会造成三维图像的错位。②RT-3DE三维容积扇角为60°，观察范围较小，对于心腔明显增大的患者，存在室壁残缺的现象，导致无法准确测量。③三维超声图像的清晰度、分辨率以及帧频在其技术上还有待进一步的改进和提高。④术后随访时间短，通过长时间随访，能够更有效反映心梗患者PCI术后左室心肌力学各参数的变化。

RT-3DE通过实时成像，操作简便，快捷无创，可重复性高，不依赖几何形态的假设，只需1个心动周期即可反映左室整体及节段容积的变化，准确分析出左室整体、局部收缩功能参数及同步性参数。因此，PCI术前、术后应用RT-3DE能够准确定位、定量反映左心室17节段的局部收缩功能及运动同步性，对心肌梗死患者的诊断治疗、疗效观察、预后评估提供更有价值的信息。