張靜璇,張全斌,高瑞峰,郭麗麗,張園園,蔚俊麗,李 萌

單心動(dòng)周期實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖測(cè)量健康成人左心室球形指數(shù)

張靜璇1,張全斌2,高瑞峰2,郭麗麗1,張園園2,蔚俊麗2,李 萌2

目的應(yīng)用單心動(dòng)周期實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(sRT-3DE)探討健康成人左心室球形指數(shù)(LVSI)及其變化規(guī)律。方法使用sRT-3DE檢查291例研究對(duì)象,所測(cè)LVSI與左心室容積進(jìn)行相關(guān)性分析;探討其在性別和不同年齡的差異性,并與二維超聲心動(dòng)圖(2DE)所測(cè)LVSI相比較。結(jié)果健康成人sRT-3DE所測(cè)LVSI分別為舒張末(43.05±6.47)%和收縮末(35.90±7.70)%,其與左心室容積之間有相關(guān)性;sRT-3DE所測(cè)LVSI優(yōu)于2DE;不同年齡、性別之間健康成人LVSI差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論初步建立健康成人三維超聲LVSI參考值范圍,舒張末LVSI不受年齡和性別的影響,其方法學(xué)優(yōu)于2DE,為進(jìn)一步深入研究和臨床推廣應(yīng)用提供了依據(jù)。

球形指數(shù);左心室;健康成人;單心動(dòng)周期實(shí)時(shí)三維超聲

大量研究表明,高血壓、心肌梗死及擴(kuò)張型心肌病等患者發(fā)生心室重構(gòu),左心室形態(tài)由類橢圓形向球形演變[1-5]。既往二維超聲心動(dòng)圖(two-dimensional echocardiography,2DE)采用左心室長(zhǎng)軸與短軸之比[6]測(cè)量球形指數(shù)評(píng)價(jià)左心室重構(gòu),具有一定的局限性,且多是對(duì)患病人群的研究。三維超聲顯像以容積與體積之比來(lái)表達(dá)左心室重構(gòu)程度的球形指數(shù)[7],現(xiàn)已受到臨床的高度關(guān)注。實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的超聲心動(dòng)圖成像技術(shù),它不依賴幾何形態(tài)的假設(shè),可準(zhǔn)確評(píng)估左心室容積,并計(jì)算左心室球形指數(shù)(left ventricular spherical index,LVSI)[8,9]。本研究采用單心動(dòng)周期實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(singlebeat real-time three-dimensional echocardiography,sRT-3DE)分析不同年齡、性別健康成人LVSI,目的是初步建立健康成人LVSI的參考范圍,并探討健康成人LVSI的變化規(guī)律,為臨床心血管疾病的診療提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 2013年1月—2013年10月山西醫(yī)科大學(xué)附屬太鋼總醫(yī)院體檢的健康成人313名。其中291名完成sRT-3DE檢查,男137例,女154例;年齡18歲～80歲(48.7歲±13.2歲)。將研究對(duì)象分為男女兩組,按年齡分為6組:<30歲(男22例,女14例)、30歲～39歲(男11例,女14例)、40歲～49歲(男34例,女48例)、50歲～59歲(男43例,女53例)、60歲～69歲(男20例,女17例)及≥70歲(男7例,女8例)。入選標(biāo)準(zhǔn):①無(wú)心血管及肺部疾病病史;②實(shí)驗(yàn)室檢查、心電圖、X線胸片及常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查無(wú)異常;③經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖檢查左心室心內(nèi)膜緣清晰可辨,18 kg/m2

1.2 儀器與方法 使用SIEMENS ACUSON SC2000超聲診斷儀,配置4V1c探頭(頻率1 MHz～4 MHz)及4Z1c探頭(1.75 MHz～4.25 MHz),儀器配有LVA自動(dòng)分析軟件。受檢者取左側(cè)臥位,同步記錄心電圖,先后行常規(guī)2DE及sRT-3DE檢查,調(diào)整圖像對(duì)比度、幀頻、深度和扇角大小用足夠的幀頻率使左室邊界清晰可見(jiàn)。注意避免心尖圖像壓縮,并在采集圖像時(shí)囑患者屏氣,以減小呼吸帶來(lái)的位移。待圖像顯示清晰時(shí)獲取圖像并儲(chǔ)存,使用SC2000WP工作站在機(jī)分析左心室功能。打開(kāi)有“4D”標(biāo)志的圖像,啟動(dòng)左室分析程序,軟件根據(jù)預(yù)先設(shè)置自動(dòng)識(shí)別收縮末期和舒張末期容積圖像,并分別于上述圖像沿心內(nèi)膜自動(dòng)識(shí)別,可手動(dòng)調(diào)整內(nèi)膜識(shí)別標(biāo)記。系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算下列參數(shù):左室舒張末期容積(LVEDV)、左室收縮末期容積(LVESV)、左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、左室每搏量(LVSV)、收縮末球形指數(shù)(ESSI)和舒張末球形指數(shù)(EDSI)。

隨機(jī)抽取100例樣本進(jìn)行2DE和sRT-3DE對(duì)照分析。2DE在二維模式下將探頭置于心尖部,在標(biāo)準(zhǔn)四腔心切面測(cè)量左心室舒張末和收縮末長(zhǎng)徑(long diameter,LD)和短徑(short diameter,SD);按照文獻(xiàn)[6]的方法測(cè)定二維球形指數(shù)(SI2DE),計(jì)算舒張末和收縮末LVSI,公式SI2DE=D/L;為了方便統(tǒng)計(jì),本研究采用SIi=1/SI2DE作為二維結(jié)果,與三維超聲自動(dòng)測(cè)得的LVSI做相關(guān)性分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,按性別分組者采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),按年齡分組采用單因素方差分析,相關(guān)性分析應(yīng)用Pearson相關(guān),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

313例研究對(duì)象中22例(7%)因圖像質(zhì)量差而被剔除,余291例(93%)完成了sRT-3DE對(duì)左心室容積、射血分?jǐn)?shù)、每搏量和LVSI的分析。

2.1 健康成人的臨床特征與LVSI正常值范圍(見(jiàn)表1)

表1 健康成人臨床特征與超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較(±s)

表1 健康成人臨床特征與超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較(±s)

項(xiàng)目總體(n=291)男性(n=137)女性(n=154)P年齡(歲)48.72±13.1948.35±14.3748.93±11.830.708身高(cm)164.99±7.94 170.69±6.40 159.90±5.27 <0.001體重(kg)64.26±11.5970.58±10.6858.59±9.22 <0.001 BMI(kg/m2)1.70±0.181.81±0.161.60±0.14<0.001 BSA(m2)23.49±3.19 24.18±3.11 22.88±3.14<0.001 SBP(mmHg)121.53±6.33124.33±6.29 118.91±9.79 <0.001 DBP(mmHg)78.81±6.1181.00±4.4176.80±6.64<0.001 LVEDV(mL)88.43±23.0995.75±25.5681.87±18.37<0.001 LVEDV/BSA(mL/m2)52.05±12.1952.81±13.1851.36±11.220.310 LVESV(mL)36.16±10.0439.16±11.3533.47±7.81<0.001 LVESV/BSA(mL/m2)21.27±5.3021.59±5.8620.99±4.730.335 LVSV(mL)52.27±13.5756.59±14.9048.40±10.93<0.001 LVSV/BSA(mL/m2)30.77±7.2231.22±7.7330.37±6.720.314 LVEF(%)59.17±2.6259.21±3.1059.13±2.120.783 ESSI(%)35.90±7.7037.27±9.2031.68±5.810.004 EDSI(%)43.05±6.4743.74±7.6342.43±5.150.085注:BMI為體重指數(shù);BSA為體表面積;SBP為收縮壓;DBP為舒張壓。

2.2 健康成人LVSI與左心室容積有相關(guān)性(見(jiàn)表2、表3)

表2 實(shí)時(shí)三維測(cè)量舒張末LVSI與左心室容積的相關(guān)性分析

表3 實(shí)時(shí)三維測(cè)量收縮末左室球形指數(shù)與左室容積的相關(guān)性分析

2.3 sRT-3DE與2DE測(cè)量LVSI的比較(見(jiàn)表4)

表4 二維和三維測(cè)量左心室參數(shù)的比較(±s)%

表4 二維和三維測(cè)量左心室參數(shù)的比較(±s)%

超聲心動(dòng)圖EDSIESSI 3DE42.48±6.0534.67±7.59 2DE48.79±8.0637.84±10.58 P <0.0010.003

2.4 實(shí)時(shí)三維測(cè)量左室參數(shù)與性別和年齡的相關(guān)性分析(見(jiàn)表5)

表5 實(shí)時(shí)三維測(cè)量左室參數(shù)與性別和年齡的相關(guān)性分析

3 討 論

心室重構(gòu)是機(jī)體在一系列潛在或異常血流動(dòng)力學(xué)變化、代謝及炎癥等刺激下引起的基因表達(dá)、細(xì)胞學(xué)、分子學(xué)和細(xì)胞間質(zhì)的改變,其可造成心臟形狀、大小和功能的變化。文獻(xiàn)報(bào)道心室重構(gòu)越嚴(yán)重,預(yù)后越差,最終導(dǎo)致心力衰竭及死亡[1012]。目前評(píng)測(cè)心室重構(gòu)的主要手段仍是超聲心動(dòng)圖檢查[13]。超聲心動(dòng)圖對(duì)左心室重構(gòu)中左心室容積和質(zhì)量的評(píng)價(jià)已有大量報(bào)道[13,1417],但對(duì)左心室形狀的評(píng)價(jià)技術(shù)和指標(biāo)仍較為少見(jiàn)。本研究應(yīng)用sRT-3DE測(cè)量不同性別和各年齡組健康成人LVSI,結(jié)果分析如下。

3.1 健康成人LVSI正常參考值范圍 本研究所測(cè)舒張末LVSI為總體(43.05±6.47)%,男性(43.74± 7.63)%,女性(42.43±5.15)%,收縮末LVSI為總體(35.90±7.70)%,男性(37.27±9.20)%,女性(31.68± 5.81)%。舒張末LVSI和收縮末LVSI比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),這是由于舒張末左心室形狀趨向于半球形,而收縮末類似于三角形所致。本研究舒張末LVSI高于Muraru等[9]研究的226例白種健康人的舒張末LVSI總體(35±7)%,男性(35±7)%,女性(34±7)%,這可能與方法學(xué)差異或研究人群的種族差異有關(guān)。

3.2 健康成人LVSI與左心室容積的相關(guān)性 健康成人總體上、不同性別、舒張期和收縮期LVSI均與相應(yīng)的左心室容積或標(biāo)化后左心室容積均有相關(guān)性,表明LVSI可能是評(píng)價(jià)左心室重構(gòu)的又一指標(biāo)。

3.3 sRT-3DE與2DE測(cè)量LVSI的比較sRT-3 DE與2DE測(cè)量的LVSI相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。這是由于2DE易受成像平面定位因素的影響測(cè)值而存在一定誤差,且對(duì)球形指數(shù)的計(jì)算僅限于單平面,故不能準(zhǔn)確反映左心室的整體形態(tài)改變。sRT-3DE不依賴幾何假設(shè),并克服了2DE采集數(shù)據(jù)過(guò)程中心尖圖像易縮略的不足,測(cè)得的左心室容積與MRI有很高的相關(guān)性和一致性[8,18,19],表明sRT-3DE測(cè)得的LVSI有很高的準(zhǔn)確性。本研究證實(shí)sRT-3DE可直觀顯示左心室形態(tài)和測(cè)量LVSI,尤其是采用單心動(dòng)周期的實(shí)時(shí)三維成像彌補(bǔ)了以往實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖由4個(gè)～6個(gè)子容積拼接而成的缺點(diǎn),可適用于心率不齊或難以屏氣的患者[20,21],為臨床評(píng)價(jià)左心室?guī)缀涡螒B(tài)學(xué)變化提供了一種有前景的新方法。

3.4 不同性別、各年齡組LVSI的差異性 舒張末男女之間LVSI差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但收縮末LVSI差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),這可能是男女性別之間收縮末的容積差異性所致[13]。以往文獻(xiàn)報(bào)道,不同年齡組之間的左心室容積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,隨著年齡的增大,左心室容積越來(lái)越小[14]。本研究顯示不同年齡組LVSI差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。這是因?yàn)長(zhǎng)VSI是一個(gè)比值,雖然左心室容積隨著年齡增大而變小,但是球形的體積也在發(fā)生相應(yīng)的變化。此外,不同性別舒張末LVSI以及各年齡組LVSI差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),這是否與心肌的構(gòu)成和分布有關(guān),有待進(jìn)一步研究。

近年來(lái)臨床上MRI方法已成為測(cè)量左心室容積的“金標(biāo)準(zhǔn)”[22],但是MRI臨床應(yīng)用有其局限性,諸如有心律失常、急危重癥、幽閉癥或安裝有金屬植入物者受到檢查的限制等,此外,MRI操作復(fù)雜,耗時(shí)以及價(jià)格昂貴不利于重復(fù)檢查,也限制了其臨床推廣應(yīng)用。而sRT-3DE不依賴幾何假設(shè),評(píng)價(jià)容積和球形指數(shù)操作方法相對(duì)簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確,尤其是其可移動(dòng)性可適用于床旁或隨診檢查。

3.4 研究的局限性及展望 22例(7%)研究對(duì)象因聲窗不佳和圖像質(zhì)量較差,內(nèi)膜不清晰,未完成三維數(shù)據(jù)的采集。在sRT-3DE收集的291例研究對(duì)象中,200例(68%)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析,91例(32%)因局部?jī)?nèi)膜顯示欠清晰,由操作者手動(dòng)微調(diào)后完成數(shù)據(jù)分析處理,這表明現(xiàn)有的sRT-3DE技術(shù)在臨床應(yīng)用中還存在一定的局限性。有關(guān)sRT-3DE測(cè)量LVSI的準(zhǔn)確性還有待進(jìn)一步研究。初步建立了健康成人sRT-3DE LVSI正常參考值范圍,舒張末LVSI不受年齡和性別的影響,sRT-3DE測(cè)量的方法學(xué)優(yōu)于2DE,隨著超聲技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善,sRT-3DE測(cè)量的LVSI有望成為未來(lái)評(píng)價(jià)左心室重構(gòu)的重要指標(biāo)。

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R540.4R256.2

:doi:10.3969/j.issn.1672-1349.2015.02.043

:1672-1349(2015)02-0247-03

2014-01-08)

(本文編輯郭懷印)

1.山西醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)系在讀碩士(太原030001);2.山西醫(yī)科大學(xué)附屬太鋼總醫(yī)院

張全斌,E-mail:tgzyyzqb@sohu.com