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程谚凌
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1 中南大学学报 ( 医学版 ) J Cent South Univ (Med Sci) 2012, 37(6) 实时三维超声心动图评估扩张型心肌病患者左右心室收缩功能童锴 1, 张瑾 1, 王晶 1, 周肖 1, 雷霄 2, 徐勇 1 1, 智光 (1. 解放军总医院心内科, 北京 ;2. 海军总医院影像中心, 北京 ) [ 摘要 ] 目的 : 运用实时三维超声心动图 (real-time three-dimensional echocardiography,rt-3de) 评估扩张型心肌病 (dilated cardiomyopathy,dcm) 患者左右心室收缩功能并探讨其临床应用价值方法 : 对 50 例 DCM 患者行 RT- 3DE 检查, 年龄 28~74(39.5±12.4) 岁 ;50 例健康体检者作为正常对照组采用西门子 SC2000 心脏超声诊断仪, 应用 4Z1c 三维超声探头行左右心室成像, 用 esie LVA 及 RVA 定量分析软件监测左右心室收缩功能参数, 包括收缩末期容积 (ESV) 舒张末期容积 (EDV) 每搏心输出量 (SV) 射血分数 (EF) 以及左心室收缩失同步指数即左心室 16 节段达到最小收缩容积时间的标准差 (SDI), 并对正常对照组与 DCM 组各参数进行比较及相关分析同时从 DCM 组中选取 30 例患者进行心脏核磁检查 (CMRI), 以验证 RT-3DE 测量方法的可靠性结果 :RT-3DE 结果显示 DCM 组左右心室收缩功能参数 ESV,EDV 和 SDI 明显高于对照组 (P),EF 明显低于对照组 (P);DCM 组 SV 与对照组比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) DCM 组左心室射血分数 (LVEF) 与 SDI 呈显著负相关 (r= 0.697,P), 右心室射血分数 (RVEF) 与 LVEF 呈正相关 (r=0.496,p<0.01) 30 例 DCM 患者 RT-3DE 与 CMRI 检查结果比较,ESV,EDV,EF 差异无统计学意义 (P>0.05), 且两种测量方法得到的左右心室 EF 呈显著正相关 (LVEF:r = 0.89,P<0.01;RVEF:r =0.85, P<0.01) 结论:RT-3DE 能通过测量左右心室收缩功能参数较准确地评价 DCM 患者心室收缩功能 [ 关键词 ] 实时三维超声心动图 ; 扩张型心肌病 ; 心室收缩功能 DOI: /j.issn Quantification of left and right ventricular systolic function in patients with dilated cardiomyopathy using real-time three-dimensional echocardiography TONG Kai 1, ZHANG Jin 1, WANG Jing 1, ZHOU Xiao 1, LEI Xiao 2, XU Yong 1, ZHI Guang 1 (1. Department of Cardiology, Chinese PLA General Hospital, Beijing ; 2. Department of Radiology, Chinese PLA Navy General Hospital, Beijing , China) ABSTRACT Objective: To assess left and right ventricular systolic function in patients with dilated cardiomyopathy (DCM) using real-time three-dimensional echocardiography (RT-3DE). Methods: Fifty DCM patients and 50 normal subjects were enrolled. Left and right ventricular systolic function parameters including end-systolic volume (ESV) and end-diastolic volume (EDV), stroke volume (SV) and ejection fraction (EF) were measured with RT-3DE. The systolicdyssynchrony index (SDI) for left ventricular systolic function was also measured in the same time. The study compared the data of the left and right ventricular systolic function 收稿日期 (Date of reception): 作者简介 (Biography): 童锴, 博士研究生, 主治医师, 主要从事心脏超声新技术临床应用方面的研究通信作者 (Corresponding author): 智光, zhiguang1950@yahoo.com.cn 基金项目 (Foundation item): 国家自然科学基金 ( ) This work was supported by the National Natural Science Foundation of China ( ).

2 562 中南大学学报 ( 医学版 ), 2012, 37(6) parameters between the DCM group and the control group. Cardiac magnetic resonance (CMRI) was performed in a subgroup of the 30 DCM patients to confirm RT-3DE measurements. Results: The results of EDV, ESV and SDI measured by RT-3DE were significantly higher in patient group with DCM than those in the control group (P). The result of EF was significantly lower in patients with DCM than in normal subjects (P), but SV showed no significant difference between the two groups (P>0.05). In the DCM group, the results showed a significantly negative correlation between left ventricular ejection fraction (LVEF) and SDI (r= 0.697, P), and there was also a moderate correlation between LVEF and right ventricular ejection fraction (RVEF) (r=0.496, P<0.01). The results of ESV, EDV and EF showed no significant differences as measured by RT-3DE or CMRI in the patient group (P>0.05), and there was also good correlation between the two measurements (LVEF: r=0.89, P<0.01; RVEF: r=0.85, P<0.01). Conclusion: Left and right ventricular systolic function in DCM could be evaluated by RT-3DE with left and right ventricular systolic function parameters KEY WORDS real-time three-dimensional echocardiography; dilated cardiomyopathy; ventricular systolic function 最新的心肌病诊断与治疗指南将扩张型心肌病 (dilated cardiomyopathy,dcm) 定义为一类既有遗传又有非遗传原因造成的复合型心肌病, 以左心室右心室或双心腔扩大和收缩功能障碍等为特征, 可导致左心室收缩功能降低进行性心力衰竭室性和室上性心律失常传导系统异常血栓栓塞和猝死 [1] DCM 是心肌疾病的常见类型, 是心力衰竭的第三位原因在 DCM 早期阶段, 仅仅是心脏微观及整体结构的改变, 超声心动图显示心脏扩大收缩功能损害但无明显心力衰竭的临床表现因此, 准确评估左右心室收缩功能对 DCM 患者的治疗与预后非常重要本文拟运用实时三维超声心动图 (real-time three-dimensional echocardiography,rt-3de) 测定 DCM 患者的左右心室收缩功能的相关指标并进行分析, 探讨 RT-3DE 评价 DCM 患者心室收缩功能的价值 1 对象与方法 1.1 对象健康对照组 :2010 年 6 月至 2010 年 12 月在解放军总医院体检的正常人 50 例, 男女各 25 例, 年龄 25~75(44.2±12.8) 岁均无心血管病史, 血压心率心电图及超声心动图常规检查均正常患者组 :2010 年 6 月至 2010 年 12 月在解放军总医院住院的 DCM 患者 50 例, 其中男性 32 例, 女性 18 例, 年龄 28~74(39.5±12.4) 岁 DCM 诊断标准参照中华医学会心血管病学分会 2007 年心肌病诊断与治疗建议 1.2 仪器与方法仪器应用西门子 SC2000 心脏超声诊断仪, 配置有实时三维超声成像技术及三维成像探头 4Z1c, 频率为 1~3 MHz, 并自带 esie LVA 及 RVA 定量分析软件实时三维超声心动图检查及图像分析患者左侧卧位, 常规连接心电图, 运用 SC2000 心脏超声显像仪及 4Z1c 探头, 首先在二维模式下调整心尖四腔清晰图像, 转换为三维全容积模式, 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, 采集 1 个心动周期的清晰立体图像 ; 将三维图像导入工作站, 等待后期分析及数据处理左心室收缩功能分析 : 启动 esie LVA 定量分析软件, 选定清晰地三维全容积图像, 通过自动或半自动 ( 图像清晰度较差时 ) 勾画左心室内膜, 软件将左心室容积分成 16 个亚节段, 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 16 节段收缩达峰容积时间曲线及标准差 (systolic dyssynchrony index,sdi) 及左心室收缩功能参数, 包括收缩末期容积 (end systolic volume,esv), 舒张末期容积 (end diastolic volume,edv) 每搏心输出量 (stroke volume,sv) 射血分数 (ejection fraction,ef) 右心室收缩功能分析 : 启动 esie RVA 定量分析软件, 选定清晰地三维全容积图像, 分别在矢状面冠状面和短轴横截面手动勾画右心室内膜, 软件将自动跟踪右心室内膜运动, 生成右心室重构图像同时得到右心室收缩功能参数, 包括 ESV,EDV,SV,EF

3 实时三维超声心动图评估扩张型心肌病患者左右心室收缩功能童锴等心脏核磁 (cardiac magnetic resonance imaging CMRI) 检查及图像分析 DCM 组中选取 30 例患者进行 CMRI 检查采用 GE Signa CV/i 和 EXCITE HD 1.5 T 超导型 MR 扫描系统梯度场强 40 mt/m 切换率 150 mt/(m.s) 心脏专用 4~8 通道阵列线圈运用心电门控和呼吸门控技术以二维快速稳态平衡进动成像序列 (FIESTA) 技术成像图像选取 2 个标准心脏长轴及 5 个标准短轴切面层厚为 8 mm 层间距 2 mm 范围覆盖整个心脏的心底至心尖参数为重复激发时间 (TR) 4 ms 回波时间 (TE) 1.7 ms 层厚 8 mm 层间距 0 mm 扫描野 (FOV) 35 cm 35 cm~40 cm 40 cm 矩阵 NEX 1 视野 35 cm 35 cm 翻转角 45 每一心动周期采集 20 帧电影图像将图像送至工作站进行分析使用 GE ADW4.2 工作站采用 argus 软件 massanalysis 软件进行测量和计算于收缩末和舒张末时相手动勾画短轴位左右心室 563 心内膜和心外膜轮廓得到左右心室心功能参数左右心室 ESV EDV SV EF 1.3 统计学处理采用 SPSS 13.0 统计软件分析数据结果用均数 ± 标准差 (x±s) 表示两组比较采用 t 检验 ( 方差齐 ) 或校正 t 检验 ( 方差不齐 ) 相关性分析采用 Spearman 相关分析 P<0.05 认为差异有统计学意义 2 结果 2.1 正常对照组与 DCM 组左右心室收缩功能指标比较 DCM 组左右心室 EF 明显低于正常对照组而 EDV ESV 和 SDI 显著高于正常对照组 ( P 表 1 图 1) DCM 组左右心室 SV 较对照组差异无统计学意义 ( P>0.05 ) 表 1 正常对照组与 DCM 组左右心室收缩功能指标比较 (n =50 x±s ) Table1 Comparison of the ventricular systolic function parameters measured by RT-3DE between the patient group and the control group (n=50, x±s ) 指标正常对照组 DCM 组 P 右心室每搏量 /ml 55.98± ± 右心室射血分数 /% 65.90± ±7.36 右心室收缩末容积 /ml 29.30± ±26.84 右心室舒张末容积 /ml 85.15± ±37.28 左心室每搏量 /ml 56.56± ± 左心室射血分数 /% 61.86± ±8.31 左心室收缩末容积 /ml 34.88± ±52.50 左心室舒张末容积 /ml 91.48± ± ± ±3.86 左心室失同步指数 /% 图 1 DCM 患者左右心室收缩功能评估结果同一 DCM 患者左心室 (A) 右心室 (B) 评估图像结果显示该患者左右心室容量明显增大射血分数明显减低同时左心室收缩同步性差容积时间曲线明显紊乱而不规则 Figure 1 Result of left (A) and right (B) ventricular systolic function parameters measured by RT-3DE in DCM patient. The result of DCM patient showed ventricular volume increased, ejection fraction significantly reduced; and left ventricular dyssynchrony index significantly increased.

4 564 中南大学学报 ( 医学版 ), 2012, 37(6) DCM 患者 RT-3DE 与 CMRI 检查结果比较与 CMRI 相比,RT-3DE 对左右心室 EDV, ESV 有低估的趋势, 而对 SV 和 EF 有高估的趋势, 但差异无统计学意义 ( 表 2, 图 2) 两种检查方法所得左右心室 EF 均呈正相关 (LVEF:r=0.89, P<0.01;RVEF:r=0.85,P<0.01) 表 2 DCM 患者 RT-3DE 与 CMRI 左右心室收缩功能指标检查结果比较 (n=30,x±s) Table 2 Comparison of the ventricular systolic function parameters measured by RT-3DE and CMRI in the patient group (n=30, x±s) 指标 RT-3DE CMRI P 右心室每搏量 /ml 48.75± ± 右心室射血分数 /% 35.63± ± 右心室收缩末容积 /ml 85.62± ± 右心室舒张末容积 /ml ± ± 左心室每搏量 /ml 60.14± ± 左心室射血分数 /% 27.61± ± 左心室收缩末容积 /ml ± ± 左心室舒张末容积 /ml ± ± LVSDI LVEF 图 2 DCM 患者心脏短轴 CMRI 图像图像显示 DCM 患者心室壁变薄, 心室腔明显增大 Figure 2 Cardiac magnetic resonance short-a xis image in a dilated cardiomyopathy patient.the image showed the significantly thinned ventricular wall and enlarged ventricular cavity. 图 3 DCM 患者 LVEF 与 LVSDI 相关性分析 DCM 患者左心室 EF 与 SDI 呈明显负相关 (r= 0.697,P) Figure 3 Correlation analysis between LVEF and LVSDI in DCM patients.the result showed significantly negative correlation between LVEF and LVSDI in DCM patients (r= 0.697, P) DCM 患者左右心室收缩指标相关性分析的结果相关性分析结果显示 DCM 患者左心室 EF 与 SDI 呈显著负相关 (r= 0.697,P; 图 3), 右心室 EF 与左心室 EF 呈正相关 (r=0.496, P<0.01; 图 4) RVEF LVEF 图 4 DCM 患者左右心室 EF 相关性分析 DCM 患者左右心室 EF 呈正相关 (r=0.496, P<0.01) Figure 4 Correlation analysis between LVEF and RVEF in DCM patients.the result showed moderate correlation between LVEF and RVEF in the DCM patients (r=0.496, P<0.01).

5 实时三维超声心动图评估扩张型心肌病患者左右心室收缩功能童锴, 等讨论早期的三维超声心动图技术由于图像质量较差, 同时后期处理过程繁琐耗时, 因而不利于其临床工作的开展, 对于 DCM 患者心功能的评估价值更加难以明确经过近 30 年的不断进步和发展, 最新矩阵排列的三维探头使其时间和空间分辨率的大幅提高, 已经开启了一个全新的三维超声时代 [2-3] RT-3DE 在短时间就能够实时获取心脏的三维图像资料, 避免了对多个心动周期图像的拼接, 解决了由此而产生的图像伪差等问题, 对于房颤等异位节律也能够取得较为清新的图像 DCM 患者常常伴随房颤等心律失常, 由于 RT-3DE 在一个心动周期内即可完成心脏三维图像的采集, 因此本研究在入选患者时, 不需要排除房颤等心律不齐的因素 [4] 大量临床研究 [5-8] 显示 :RT-3DE 和 MRI 之间有很好的相关性本研究中通过比较 DCM 患者 RT-3DE 与 CMRI 检查结果发现 :RT-3DE 对左右心室 EDV,ESV 有低估的趋势, 而对 SV 和 EF 有高估的趋势, 但差异无统计学意义同时两者相关性较好, 说明 RT-3DE 作为 DCM 患者的左右心室收缩功能评估方法有着良好的可信度近期研究 [9] 表明 DCM 患者通常伴有左心室收缩期心脏运动不同步, 左心室收缩的失同步在 DCM 的病理生理发展中扮演重要角色, 同时也是 DCM 预后的独立预测因素 RT-3DE 作为评估左心室收缩失同步性的一项新技术, 已经成为目前临床研究的热点 [10] Marsan 等 [11] 运用 RT-3DE 对 57 例行心脏再同步化治疗 (CRT) 的患者进行随访, 结果发现 :SDI 截断点取值为 6.4% 时, 其敏感度和特异度分别为 88%,85%; 同时发现 CRT 有效组患者 SDI 的均值明显高于无效组本研究结果显示 :DCM 患者容积 - 时间曲线图形不规则, 节段运动不一致,SDI 增大, 左心室 EDV 和 ESV 增加,EF 值降低, 反映整体心肌收缩力和射血能力减弱相关性分析显示 DCM 患者左心室 EF 同左心室收缩同步性有良好的相关关系, 经过校正后相关性更好 (r= 0.697,P) 说明在存有左心室收缩同步性异常的 DCM 患者中,SDI 值越高, 左心室收缩同步性越差, 左心室的射血功能越差, 此时进行 CRT 治疗可能会取得更好的疗效, 这对于 DCM 患者进行临床治疗的决策将起到重要指导意义 RT-3DE 能够对于右心室前壁心尖部及流出道心内膜进行精确定义, 矩阵排列的三维探头极大地增强了以上区域的可视性, 为精确评估右心室功能奠定了基础 [12] 最新推出的右心室分析软件能够针对右心室不规则形状进行实时三维重建分析, 最大程度地与右心室的实际形态相吻合, 极大提升了对右心室容量及射血分数测量的准确性 [13] 本研究结果显示: 与对照组相比,DCM 患者右心室 EDV 和 ESV 明显增加,EF 值明显降低, 反映 DCM 患者右心室心肌收缩力和射血能力减弱右心室对于容量负荷的承受力要大于压力负荷, 例如在房间隔缺损和三尖瓣反流的情况下, 右心室可以在容量过载的很长一段时间而不出现右心收缩功能的降低但是, 由于 DCM 患者通常有左心功能降低, 由此产生中到重度肺动脉高压, 就会进一步造成右心室的急剧扩张和收缩功能减低, 右心室扩张造成的三尖瓣环的扩张和瓣膜的关闭不全, 又进一步加重了右心室功能的减低, 使得右心室收缩功能失代偿, 灌注压进一步上升, 心输量减少, 产生水肿和体循环淤血等右心衰症状 [14-15] 本研究相关性分析结果显示 DCM 患者的左右心室 EF 具有相关性, 但相关性较弱 (r=0.496, P< 0.01) 可能的原因是部分 DCM 患者仅仅只有左心室增大而处于病程的早期, 没有肺动脉高压的存在, 左心系统对于右心的影响还没有体现出来, 此时进行积极治疗对于 DCM 患者的预后有重要意义由此可见, 虽然 RT-3DE 在一定程度上仍然受患者声窗及帧频等条件的制约, 但 RT-3DE 作为一项全新的超声技术, 已经能够通过测量左右心室收缩功能参数来准确评价 DCM 患者心室收缩功能, 对于准确判断 DCM 患者的病情及治疗策略的选择具有重要临床价值参考文献 1. Zipes DP, Camm AJ, Borggrefe M,et al.acc/aha/esc 2006 guidelines for management of patients with ventricular arrhythmias and the prevention of sudden cardiac death--executive summary: A report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force and the European Society of Cardiology Committee for Practice Guidelines (Writing Committee to Develop Guidelines for Management of Patients with Ventricular Arrhythmias and the Prevention of Sudden Cardiac Death) Developed in collaboration with the European Heart Rhythm Association and the Heart Rhythm Society[ J].Eur Heart J, 2006,27(17): L a n g R M, M o r - Av i V, D e n t J M, e t a l.t h r e e - d i m e n s i o n a l echocardiography:is it ready for everyday clinical use?[ J] JACC

6 566 中南大学学报 ( 医学版 ), 2012, 37(6) Cardiovasc Imaging,2009,2(1): Mo r - Av i V, S u g e n g L, L a n g R M. R e a l - t i m e 3 - d i m e n s i o n a l e c h o c a rd i o g r a p hy : a n i n tegral c o m p o n e n t o f t h e ro u t i n e echocardiographic examination in adult patients?[ J].Circulation, 2009,119(2): Handke M,Jahnke C,Heinrichs G,et al.new three-dimensional echocardiographic system using digital radiofrequency data visualization and quantitative analysis of aortic valve dynamics with high resolution: methods, feasibility, and initial clinical experience[ J]. Circulation,2003,107(23): K ü h l H P, S c h r e c k e n b e r g M, R u l a n d s D, e t a l. H i g h - r e s o l u t i o n t r a n s t h o r a c i c r e a l - t i m e t h r e e - d i m e n s i o n a l echocardiography:quantitation of cardiac volumes and function u s i n g s e m i - a u to m a t i c b o rd e r d e tection a n d c o m p a r i s o n w i t h c a r d i a c m a g n e t i c r e s o n a n c e i m a g i n g [ J ]. J A m Co l l Cardiol,2004,43(11): Jenkins C,Bricknell K,Hanekom L,et al.reproducibility and accuracy of echocardiographic measurements of left ventricular parameters using real-time three-dimensional echocardiography[ J]. J Am Coll Cardiol,2004,44(4): Claver E,Leta R,Pujadas S,et al.evaluation of the left ventricle with three-dimensional echocardiography: comparison with cardiac magnetic resonance[ J].Radiologia, 2010,52(6): Chang SA,Lee SC,Kim EY,et al.feasibility of single-beat full-volume capture real-time three-dimensional echocardiography and autocontouring algorithm for quantification of left ventricular volume: validation with cardiac magnetic resonance imaging[ J].J Am Soc Echocardiogr,2011,24(8): G o rc s a n J I I I,O y e n u ga O, Ha b i b P J,e t a l. R e l at i o n s h i p o f echocardiographic dyssynchrony to long-term survival after cardiac resynchronization therapy[ J].Circulation,2010,122(19): Kapetanakis S,Kearney MT,Siva A,et al.real-time three-dimensional echocardiography: a novel technique to quantify global left ventricular mechanical dyssynchrony[ J].Circulation,2005,112(7): Marsan NA,Bleeker GB,Ypenburg C,et al.real-time three-dimensional echocardiography as a novel approach to assess left ventricular and left atrium reverse remodeling and to predict response to cardiac resynchronization therapy[ J]. Heart Rhythm,2008,5(9): Caiani EG,Coon P,Corsi C,et al.dual triggering improves the accuracy of left ventricular volume measurements by contrast-enhanced realtime 3-dimensional echocardiography[ J].J Am Soc Echocardiogr,2005, 18(12): Khoo NS,Young A,Occleshaw C,et al.assessments of right ventricular volume and function using three-dimensional echocardiography in older children and adults with congenital heart disease: comparison with cardiac magnetic resonance imaging[ J].J Am Soc Echocardiogr, 2009,22(11): Haddad F,Doyle R,Murphy DJ,et al.right ventricular function in cardiovascular disease, par t II pathophysiolog y, clinical importance,and management of right ventricular failure[ J]. Circulation,2008,117(13): Voelkel NF,Quaife RA,Leinwand LA,et al.right ventricular function and failure: report of a national heart,lung,and blood institute working group on cellular and molecular mechanisms of right heart failure[ J]. Circulation,2006,114(17): ( 本文编辑郭征 )

211 better than those in the control group, with significant difference between two groups (P < 0.05). The ocular hypertension of patients in the cont

211 better than those in the control group, with significant difference between two groups (P < 0.05). The ocular hypertension of patients in the cont 210 毛果芸香碱联合拉坦前列素治疗原发性急性闭角型青光眼的疗效观察符元党 1, 郑振优 2, 林再雄 2, 周吉良 1. 昌江黎族自治县中西医结合医院, 海南昌江 572700 2. 海南医学院附属医院眼科, 海南海口 570100 1 摘要 : 目的探讨