吴妮懋 任建丽

准确评估冠状动脉粥样硬化性心脏病（coronary heart atherosclerotic disease，CAD）患者的心脏容积、运动及功能情况有助于早期诊断疾病，预防急性心血管事件的发生。MRI、CT、核素左室造影因放射性、价格贵、耗时长等缺点临床应用受限，超声心动图具有无创、便捷、实时等优点，已成为临床常用的定量评估CAD的影像学技术。目前，临床广泛使用的二维超声心动图（two-dimensional echocardiography，2DE）具有几何假设、心尖短缩、平面单一等不足，对于准确评估CAD有一定困难。近年来，三维超声已实现静态到动态的突破，随着全容积矩阵传感器的引入，实时三维超声心动图（real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）已成为研究热点。RT-3DE分别通过经胸和经食管探头在采集多切面二维图像的同时即刻合成心脏立体结构，可准确、快速地对心腔、瓣膜进行定量分析，为量化CAD患者心腔容积和功能提供了更可靠的依据，同时为准确评估心肌运动及心室、瓣膜重构提供了新方法，能敏感地发现心肌梗死并发症。本文就RT-3DE定量评估CAD的应用进展进行综述。

一、RT-3DE评价心腔容积和功能

1.左室：左室容积和功能不仅是CAD早期的重要观察指标，也是反映患者预后的关键参数。RT-3DE无需几何形态的假设，可实时、立体地显示心脏图像，通过心内膜边界追踪技术快速获得左室舒张末期容积（LVEDV）、左室收缩末期容积（LVESV）及左室射血分数（LVEF），其结果与MRI比较一致性较好，准确性和重复性均优于2DE，且RT-3DE不受左室形态、大小及室壁厚度的影响［1-2］。Meng等［3］研究发现，冠状动脉介入治疗（PCI）术后3个月和9个月CAD患者LVEDV、LVESV均较术前减小，LVEF较术前增加（均P＜0.05），说明RT-3DE可评估CAD患者PCI术后疗效，其潜在价值是可对心肌梗死或心力衰竭后左室功能不全患者进行危险分层评估，从而指导心肌梗死后LVEF＜40%的患者进行心肌再同步化治疗。Gopal等［4］应用2DE和RT-3DE对心肌梗死或充血性心力衰竭患者进行危险分层，结果与MRI比较，发现RT-3DE分类错误率最低，其中LVEF＜40%的患者2DE和RT-3DE分类错误率分别为11%、5%；LVEF＜30%的患者2DE和RT-3DE分类错误率分别为24%、15%，说明RT-3DE对心肌梗死后LVEF的危险分层效果较好，但该结论仍需更多大样本研究证实。另有研究［5］证明，RT-3DE的峰值充盈率、平均充盈率及1/3充盈分数均可定性、定量反映稳定性CAD患者左室舒张功能变化，其中1/3充盈分数可在一定程度上检测CAD患者早期以舒张早期心肌弛缓异常为主的轻度舒张功能受损。亦有研究［6］指出，峰值充盈率可作为评估左室舒张功能的首选参数。

2.左房：CAD患者的左房功能反映了左室舒张压的长期改变，可提示潜在的左室舒张功能障碍。RT-3DE主要通过测量左房容积评价其功能，结果与MRI相关性高［7］。Russo等［8］研究证明RT-3DE测量的左房容积是未来心脏事件的有力预测因子，且左房最小容积较左房最大容积预测价值更高。另有研究［9］指出，左房扩张指数（LAEI）是预测左室舒张末压的最佳独立预测因子。Yang等［10］发现左房管道功能随病变血管数量增加而降低，且左房被动排空分数（LAVpEF）是鉴别重度CAD与非重度CAD患者的重要指标，受试者工作特征（ROC）曲线下面积为0.864。值得注意的是，临床上部分CAD患者左房容积早期改变并不明显，此时需联合三维斑点追踪（3D-STE）技术检测左房应变参数以更全面地评估左房功能。

3.右室：由于右室形态、空间构型较复杂，且在不同负荷状态下右室形态可发生改变，因此准确评估CAD患者右心功能一直是临床面临的难题。常规右室功能评价参数如右室Tei指数、三尖瓣环收缩期位移、三尖瓣环侧壁收缩速度等因受声束角度、前后负荷及年龄等影响无法客观、准确地评价右室功能。RT-3DE从三维角度对右室进行旋转、切割，全面显示右室流入道、流出道和顶部，在准确评估右室容积成像和功能方面已得到临床认可。但由于右室流出道与胸壁非常接近，偶尔会出现回声脱落，因此RT-3DE在评估心室异常扩大或胸壁薄弱患者右室容积时仍有局限。Kidawa等［11］使用RT-3DE测得右室射血分数（RVEF）＜51%诊断右室心肌梗死（RVMI）的敏感性为91%，特异性为80%。罗娜等［12］使用RT-3DE观察到心肌梗死后心力衰竭的老年患者右室容积在LVEF＜30%时明显增大，其中RVEF、右室每搏输出量与LVEF均呈正相关（r=0.638、0.385，均P＜0.05）。另有学者［13］发现右冠状动脉狭窄组患者右室容积和功能测值与正常对照组比较差异均无统计学意义，原因可能为右室代偿能力强于左室，早期轻微病变未见明显右室功能改变。目前，右室三维应变参数较常规右室容积、功能参数在评价CAD患者右心功能方面具有更好的价值，但RT-3DE针对右室容积定量分析的软件较少，未来需开发更多先进的软件包以提高评估右室功能的准确性。

4.右房：冠状动脉缺血极少独立损害右房功能，因此临床上单独针对CAD患者右房功能的研究较少。CAD患者右房功能受损通常是由于下壁心肌梗死（IMI）导致右室急性收缩和舒张功能改变，从而使右房压力增加。Kanar等［14］发现急性IMI患者右室受累可能导致右房体积增加和导管功能恶化，RT-3DE测得的右室最大体积指数＞27.9 ml/m2是急性IMI患者右室受累的独立预测因子。肺动脉压力改变与右心功能密切相关，未来可应用RT-3DE测量右房、右室功能以反映CAD患者肺动脉压力的变化，为其预后评估提供新的思路。

二、RT-3DE评价室壁运动及同步性

节段性室壁运动异常（RWMA）是冠状动脉缺血、梗塞时的特征性改变。CAD患者常表现为缺血室壁运动减低、消失甚至反向，邻近正常心肌的收缩力可出现代偿性增强。RT-3DE的17节段容积时间曲线（VTC）图可直接观察运动异常节段心肌，正常人左室VTC呈规则的抛物线形，曲线波幅大，波谷趋近；而CAD患者VTC形态不规则、杂乱，正常节段波幅大，缺血节段波幅小，发生心肌梗死时梗死节段甚至可呈反向运动。另外，17节段心肌的划分与冠状动脉分布区域相关，可通过运动异常节段推断犯罪血管。Youssef等［15］发现RT-3DE能准确评估缺血性心肌病患者RWMA，且2DE的局部室壁运动评分与3DE的节段射血分数显著相关。研究［16］证实RT-3DE牛眼图显示的节段心肌运动偏移可较准确地区分冠状动脉搭桥术中患者短暂性与持续性的RWMA。

由于CAD患者心肌供血不足，左室由迅速、整体、同步的收缩转变成缓慢、节段性、不同步的收缩。左室的17节段VTC图和牛眼图均可直观显示心肌运动不协调，通过测量VTC离散度、16节段最小收缩容积时间标准差（Tmsv 16-SD）、最大时间差（Tmsv16-Dif），以及左室收缩不同步指数（Tmsv 16-SD%，SDI）可定量分析心肌运动的不同步。田雨等［17］研究显示CAD患者的Tmsv 16-SD、Tmsv 16-Dif、R-R间期校正后的Tmsv 16-SD%、Tmsv 16-Dif%均高于正常成人（均P＜0.05），且多支病变患者均高于单支病变患者（均P＜0.05）。Aggarwal等［16］使用RT-3DE准确检出CAD患者心肌运动的不同步。然而，CAD患者可因轻度心肌缺血或侧支循环建立使其室壁运动异常改变在RT-3DE上表现不明显。3D-STE是目前评估室壁运动同步性的新技术，该技术在长轴、径向及圆周运动上的时间应变参数均可早期发现受损心肌，与RT-3DE联合应用可提高对缺血心肌的诊断准确性。

三、RT-3DE评价心室及瓣膜重构

CAD患者发生心室重构主要包括心室形态、大小及功能的改变。既往评价左室重构的超声指标主要包括左室容积和质量参数，近来有学者［18］提出左室重构指数（LVRI）可作为评价CAD患者左室重构的新指标。国外学者［19］发现RT-3DE测得的三维球形指数（3D-LVSI）不仅能准确地反映左室形态，还能预测急性心肌梗死后左室重构的发生。Karuzas等［20］认为3D-LVSI较3D-STE能更准确地预测急性心肌梗死后左室重构的发生，其敏感性和特异性分别为90%、91%。心肌持续缺血、梗死亦可导致二尖瓣装置重构，研究［21］证明经食管RT-3DE可量化分析二尖瓣及瓣下解剖结构、瓣叶-瓣环复合体构型的解剖学参数，能准确评估二尖瓣复合体构型特点。有学者［22］使用RT-3DE观察器质性和缺血性二尖瓣反流患者瓣环及瓣叶的三维几何构型变化，发现缺血性组二尖瓣瓣环扩张较器质性组更明显，且瓣环整体形态更趋于扁平化，但无明显的瓣叶面积增大，说明RT-3DE能够区分不同病因致二尖瓣反流时瓣环和瓣叶的形态变化。

四、RT-3DE评价CAD心肌梗死并发症

张明珠等［23］应用RT-3DE清晰显示心肌梗死患者左室心尖部室壁瘤（LVA）的形态和大小，准确识别室壁瘤伴血栓形成，通过定量分析LVEF和左室球形指数监测功能性LVA、解剖性LVA及血栓性LVA患者PCI术后短期疗效。Arisha等［24］应用经食管RT-3DE直观显示心肌梗死后患者室间隔穿孔的大小、位置及邻近结构，为外科手术提供了可靠依据。Havins等［25］应用经食管RT-3DE成功识别1例非ST段抬高型心肌梗死患者后内侧乳头肌破裂，并清晰显示P2、P3脱垂的二尖瓣图像。RT-3DE能多角度全面观察心腔内部结构，可以早期诊断和评价心肌梗死并发症，指导临床治疗，最大程度地减少不良预后因素的影响，提高患者生活质量。但目前RT-3DE多用于慢性期患者的检查，对部分急性期CAD患者或心肌梗死急性并发症患者，RT-3DE的应用价值有限，今后需进一步研究。

五、总结与展望

总之，RT-3DE可以从任意角度透视心脏，能快速、准确地评估CAD患者的心脏结构和功能，丰富了临床诊疗信息。但其在一定程度上受呼吸和心率的影响，可能造成拼接伪像，最新的单心动周期模式可以克服此不足。另外，窄角成像模式尚不能完整显示心室明显扩大或胸壁较薄患者的近场图像，且传统的RT-3DE需要人工勾勒心内膜边界，操作过程繁杂、耗时长。今后，开发商应致力于发展RT-3DE传感器，提高三维图像质量，开发更准确、高效的全自动定量软件，以提高心内膜边界量化的清晰度和分析速度。此外，多模态无创影像学技术融合评估已成为研究趋势，RT-3DE结合其他影像学技术综合评估CAD患者的心脏功能，建立冠状动脉血管分支立体图，精准判断冠状动脉狭窄位置，亦具有良好的发展前景。