复旦学报 医学版 实时三维超声心动图 评价正常比格犬右心室节段容积和收缩功能的价值 孔德红 舒先红 陈永乐 程蕾蕾 董丽莉 陈丹丹 周达新 复旦大学附属中山医院心超室 心内科 上海 上海市心血管病研究所 上海 上海市影像医学研究所 上海 摘要 目的 运用实时三维超声心动图 "&&'"#! '! "!%"$'() 方法分析正常比格犬右心室节段容积和收缩功能的特点 探讨 () 在评价正常比格犬右心室节段容积及收缩功能中的应用价值 方法 应用超声显像仪及匹配的 * 探头 对 条正常比格犬进行常规超声心动图及 () 检查 获得右心室整体及流入道 体部和流出道 个节段的舒张末期容积 #&!!)+ 收缩末期容积 # #&!! + 每搏输出量 # #&!!+ 射血分数,&!-" &! 并计算各节段容积达最小值时间 &&! # #&!! ( # 及其所占心动周期的百分率 ( #. 结果 正常比格犬流入道 )++ 和 + 大于流出道和体部 均 右心室 个节段的 ( # 及 ( #. 之间的差异均无统计学意义 正常比格犬右心室整体 )++ 与普通超声心动图测定的右心室内径及面积参数呈正相关 均 右心室整体 + 与二维超声估测的左心室 + 之间的差异无统计学意义 右心室整体及流入道节段的 与右心室面积变化分数呈正相关 右心室 () 参数观察者内和测试间变异度较低 一致性较高 结论 正常比格犬右心室节段容积具有不同的特点 右心室收缩具有较高的同步性 () 分析正常比格犬右心室节段容积及收缩功能具有潜在的应用价值 关键词 右心室 节段容积 收缩功能 超声心动描记术 三维 中图分类号 文献标志码 /, ##!"! #!$%$" "! %&!!$ $!' #!!!'#! $!"" % 01 ) '!% *'!%!% )1 ) 1 )!" #$ % $"&' $! $'! $ '"$$$! $' "! $"!"! (! & &'!-"& &'"#! '! "!%"$' () &' ## ##&!-"%'& &"" +" %!! # #&!- &!&! $!" &''" & "#& #!- () $"& "#'&'!! $ ()% # "2" -"! '&' 3 %!%#-!"&!##&!!4& +%!4 " %! #&!!)+ # #&!! +# #&!! +,&!-" &! 国家自然科学基金项目 复旦大学附属中山医院青年基金项目 科补 上海市影像医学研究所青年启动基金!"" #$!%&'!" #''!% #'!#$&#'
复旦学报 医学版 年 月 &'"! $"&&# -! 4!!&-!(&! # #&!! ( # ( #!""& 4 ' "&"& ( #.&'" +! $"&&#" &! &! '! "!%"$' $"& "# % + & "# -& &"" #&"!5! " & "!"!$ $6& #-!&'& )++ +&' -!! $"&& " &' '%' #&&' &'"! $"&&#!-&' "%'& &"!-'&' 3 %!%# (' - " #!%" %!( #( #. "!&#%- &+%!4)+ # $!#&!""&&' + #&!& "#" + %!4 + # $!#&!""&&' + # #&!& "#" (' "#!#%- & - " 4 &+%!4+-& &""#&"!5! +%!4 &' -!! $"&&" $!#&!""&&' +-" &! "'%6&"!4# " " & #&" & #&"4 &!- () $"& "# #"&! &''%'!##&( "$ $ 6'&' 3 %!%#&' " " #& & '" & "#!-" %!! '%'# #&!#'"! & &' &'"! $"&&#!-&' "%'& &" () $$!& & "!&' &!!- +" %!! # #&!- &! )!%*$ "%'& &""" %!! # #&!- &!'! "!%"$' &'"#! $*+* $$! %!,, -"! "!.( /01!!" $ 2$. 3!$ %-4 5! -. -!"6#6 $! ' / ' 78 右心室在维持正常的体循环和肺循环中发挥着 重要作用 对准确快速地评价右心室容积和收缩 功能具有重要的临床意义 实时三维超声心动图 "&&'"#! '! "!%"$' () 是近年来发展起来的新技术 其评价右心室整体容积和收缩功能的准确性已得到多项研究证 实 新近研究显示 () 在对右心室节段容 积和收缩功能的分析中有潜在的应用价值 比格犬 3 % 是国际公认的实验用犬 已有研究者使用二维超声心动图技术研究了正常犬右心室节段 收缩功能特点 然而鲜见使用 () 评价正常比格犬右心室节段容积和收缩功能的报道 因此本研究的目的为使用 () 技术 定量分析正常比格犬右心室节段容积及收缩功能 探讨 () 在评价比格犬右心室节段容积及收缩功能中的应用价值 材料和方法 实验动物 健康雄性比格犬 条 月龄 体质量 5% 平均 5% 实验方法 采用戊巴比妥 %5% 经腹腔注射麻醉 动物自主呼吸 连接心电图 记录心率 ' "&"& 实验犬取左侧卧位 使用 7 6 67 超声显像仪及匹配的 探头和 * 探头 于静息状态下行超声心动图图像采集和定量分析 常规超声心动图图像采集及定量分析 使用 探头 频率 于心尖四腔观测量舒张末期左心室长轴径 -& &""!%& & " + ) 及基底径 -& &""4# & " +3) 左心室舒张末期面积 -& &"" #&!"+/ 及收缩末期面积 -& &"" # #&!"+/# 左心室每搏输出量 -& &""#&"!5! + + 使用双平面法测量左室射血分数 -& &"",&!-" &! + 舒张末期 及收缩末期 # 右心室长轴径 "%'& &""!%& & " + ) 及中部内径 "%'& &""& & " + ) 使用面积长度法测量右心室舒张末期面积 "%'& &"" #&!"+/ 和收缩末期面积 "%'& &"" # #&!"+/# 计算右心室面积变化分数 "%'& &""-" &! " '% / 计算公式为 / +/+/# +/ 右心室 图像采集及定量分析 使用 * 探头 频率 于心尖四腔观得到理想的右心室图像后 启动全容积 -! 显像方式 经连续 个心动周期采集金字塔形全容积右
孔德红 等 实时三维超声心动图 () 评价正常比格犬右心室节段容积和收缩功能的价值 心室实时三维图像 从右心室长轴 短轴及流出道等平面切割并定性观察右心室内膜缘 对显示情况满意则保存该幅图像 图 每只犬均保存 幅图像并拷贝到光盘 图 正常比格犬右心室 图像.!" #!! %&!!! + 每搏输出量 #&!5!+ 和射血分数,&!-" &! 同时 (! ( 软件自动将右心室分为流入道 -! 体部 4! 和流出道!&-! 个节段 其中流入道节段起自三尖瓣环延伸至心尖小梁部起始处 体部节段为心尖小梁部 流出道节段起自心尖小梁部终止处延伸至肺动脉瓣环处 软件以表格的形式储存一个心动周期内多个时间点右心室整体及 个节段的容积值 由此可以绘制右心室整体和各节段的容积 时间曲线 图 其中各节段容积的最大值与最小值分别表示相应的节段 )+ 和 + 进一步计算获得该节段的 + +)++ 和 + )+ 从 (! ( 软件储存的数据表格中提取各节段容积达最小值时间 &&! # #&!! ( # 及其所占心动周期的百分率 ( #. 从而计算右心室收缩同步性参数 包括各节段 ( # 的标准差 ( # ) 及其所占心动周期的百分率 ( #. ) 各节段之间的最大差值 ( #- 及其所占心动周期的百分率 ( #. - 图 右心室 图像软件分析结果报告.!$!!#"%!!! % %$$$*! 使用德国 (! ( 公司的 (! () + 软件对右心室实时三维图像进行定量分析 首先在软件中打开右心室三维全容积图像文件 调整图像并确定三尖瓣环中心 二尖瓣环中心及左室心尖等标志点 于右心室长轴 短轴及流出道 个平面内手工描绘舒张末期及收缩末期右心室心内膜缘轮廓 随后软件自动识别并跟踪整个心动周期内的右室心内膜缘 结合手工调节 软件能够自动生成右心室腔的动态立体图像并计算出右心室整体 %!4 的容积和收缩功能参数 图 包括舒张末容积 #&!!)+ 收缩末容积 # #&! 图 正常比格犬右心室整体和 个节段的容积 ' 时间曲线.! #!' #!"!!!"! ""! %&!! 对 例正常比格犬的 () 图像的测量结果进行重复性检验 测试间差异 & #&" & #& "4 & 以同一观察者对同一动物两幅不同 () 图像测量的绝对差值表示 观察者内差异以同一观察者对同一幅 () 图像间隔 ' 的两次重复测量结果的绝对差值表示 使用组内相关系数 &"##!""&!! -&6 分析测试间及观察者内测量值间的一致性 统计学分析 采用 7 分析软件 所有计量数据用 $ 表示 计量数据组间比较采用独立
复旦学报 医学版 年 月 样本 检验 多个样本均数间两两比较采用 / 1+/ 分析 相关性分析采用 7 "#! 相关性分析 为差异有统计学意义 结 果 常规超声心动图参数分析结果 例正常比格犬均获得满意的常规超声心动图图像 相关参数测量结果 + ) 为 + ) 为 +/ 为 + )# 为 + )# 为 +/# 为 / 为.. 为 4$+ ) 为 +3) 为 +/# 为 +/# 为 + + 为 + 为.. 右心室 整体和节段容积和收缩功能参数的比较 例正常比格犬取得满意的右心室 () 图像并成功运用 (! ( 软件进行分析 例正常比格犬 () 图像右心室内膜缘显示欠清 软件跟踪失败 未能获得完整的分析结果 正常比格犬流入道 )++ 和 + 均大于流出道和体部 均 图 后两个节段 )+ + 和 + 的差异无统计学意义 正常比格犬右心室整体及 个节段 ( # 及 ( #. 之间的差异均无统计学意义 正常比格犬右心室 个节段的 ( #. )( # )( #.- 及 ( #- 分别为..#.. 及 # 表 表 正常比格犬右心室整体及节段 参数! #!$%$" "!!"!! %&!!$#! $! % $ 3! 1&-! 6-!!4 )+ + +. ( #.. ( # # $(-! 关 均 右心室整 体 + 与普通超声心动图参数 + )# + )# 及 +/# 正相关 均 右心室整体和节段的 + 与普通超声心动图所测定的 + + 无显著相关性 但是右心室整体 + 与 + + 比较结果显示以上两个参数之间的差异无统计学意义 右心室整体及流入道 图 4 正常比格犬右心室 个节段 容积相关参数比较.4(#$! #!!!"! #! $! %! %&!!$ $(-! 右心室 参数与普通超声心动图参数的相关性分析 正常比格犬右心室整体 )+ 与普通超声心动图参数 + ) + ) 及 +/ 正相 节段的 与 / 正相关 余节段 与 / 之间无显著相关性 正常比格犬右心室 参数的可重复性检验 正常比格犬右心室整体 )++ + 观察者内差异分别为.. 其 6 值分别为 测试间差异分别为.. 其 6 值分别为
孔德红 等 实时三维超声心动图 () 评价正常比格犬右心室节段容积和收缩功能的价值 讨 论 右心室在提供足够的肺血流灌注和维持正常的 体循环静脉压中发挥着重要作用 对于准确快速地评价右心室容积和收缩功能具有重要的临床意 义 () 是近年来发展起来的超声心动图新技术 能够动态显示右心室立体空间内的解剖和运动 目前已有多项研究证实 () 能够准确评 价右心室整体容积和收缩功能 新近有研究显示 () 也能够成功实现对右心室节段容积和收 缩功能的分析 犬类是研究急性及慢性右心室容量及压力负荷增加状态下右心室功能损伤机制的 良好模型 而对正常犬右心室形态和功能的研究是探索病理状态下右心室变化特征的基础 已有研究者使用组织多普勒和斑点追踪显像等超声心动图技术研究了正常犬右心室节段收缩功能特 点 然而鲜见使用 () 评价正常比格犬右心室节段容积及收缩功能的报道 在本研究中我们使用 () 及定量分析技术评价正常比格犬右心室整体和节段容积及收缩功能 结果显示正常比格犬右心室整体 )+ 和 + 与普通超声心动图测定的右心室内径及面积参数之间有较好的相关性 均 右心室整体 + 与左心室每搏输出量 + 之间的差异无统计学意义 右心室整体及流入道节段的 与 / 正相关 右心室 () 整体容积及收缩功能参数观察者内及测试间测量值有较好的一致性 提示 () 分析正常比格犬右心室容积和收缩功能有一定的准确性和可重复性 对正常比格犬节段容积和收缩功能的分析结果显示 右心室流入道 )++ 和 + 均大于流出道和体部 均 后两个节段 )++ 和 + 之间的差异无统计学意义 提示流入道在右心室整体容纳功能中占主要地位 我们的研究显示右心室 个节段的 差异无统计学意义 而 ' &4! 等使用组织多普勒技术在 条健康犬中的研究显示正常犬右心室基底段的收缩峰值速度大于心尖段 与我们的研究结果不尽一致 由于 ' &4! 等研究的健康犬包括了 个品系的犬种 而本研究中均为比格犬 我们推测不同品系的实验用犬右心室节段收缩功能特点可能有所差别 +! " 等使用主肺动脉绑扎方法制作犬慢性压力负荷增加模型 通过磁共振和核素显像技术测定右室游离壁分为三节段的圆周应变 结果显示重度后负荷增加时右心室中间段的前壁 下壁和室间隔及基底段的前壁应变峰值下降 提示后负荷增加可能导致右心室节段性收缩功能改变 我们对生理状态下比格犬右心室节段容积和收缩功能的研究可能为进一步探讨病理状态下右心室结构和功能的变化特点提供基础信息 我们还使用 () 技术分析了正常比格犬右心室收缩同步性 发现正常比格犬右心室 个节段 ( # 及 ( #. 之间的差异均无统计学意义 右心室收缩同步性参数 ( #. )( # ) ( #.- 及 ( #- 值分别为.. #.. 及 # 提示正常比格犬右心室节段收缩有较高的同步性 既往研究也显示生理状态下犬右心室收缩同步性较高 "-&'# 等使用组织多普勒和斑点追踪技术研究了 只健康犬 结果显示犬心室内同步性较高 与 人相似 等研究显示左心室心肌收缩同步性与局部蛋白表达水平有一定关系 然而右心室同步性的生理机制尚有待进一步研究 我们的研究结果显示 () 技术可能为右心室收缩同步性机制的动物实验研究提供有力的辅助检查手段 () 作为一项新技术尚存在一定的局限性 其成像角度有限 对透声条件要求较高 相关定量分析软件的操作性能有待完善 本研究未使用磁共振技术测定右心室形态和功能作为参考标准 且研究样本量较小 以上不足之处我们将在后续研究中加以改进 综上所述 本研究结果显示正常比格犬右心室节段容积具有不同的特点 右心室收缩具有较高的同步性 () 技术在评价正常比格犬右心室节段容积及收缩功能中可能具有潜在的应用价值 参 考 文 献 & /!# &' ) "%'& &""- &! "!#" # # $"& /&!$' #!!% %%- &! ## ##&!- &' "%'& &"! '" )! "$' )"%'& &"" - &! "!#"# # $"&$&'!$' #!!%
复旦学报 医学版 年 月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收稿日期 编辑 段佳 我校 0 项医学教育研究课题获 / 年度中华医学会立项 根据 关于公布 中华医学会医学教育分会 中国高等教育学会医学教育专业委员会 年度医学教育研究立项课题 评审结果的通知 医教通字 号 复旦大学上海医学院共有 项课题正式立项成为中华医学会医学教育分会 中国高等教育学会医学教育专业委员会 年度医学教育研究课题 中华医学会医学教育分会和中国高等教育学会医学教育专业委员会于去年 月启动 年医学教育研究课题项目 申报工作 来自全国的 个省 自治区 直辖市 所医药院校和 所附属 教学医院等单位共申报了 项课题 经评审后 项申报课题予以立项 申报工作启动后 上海医学院各院系和附属医院积极参与 共申报 项 最终 项课题获得立项 较上一轮次 年 申报立项的 项显著增多 其中中山医院表现尤为突出 申报 项 立项 项 上海医学院一直鼓励广大教师积极参与教学研究活动 自 年起设立院级教学改革研究项目 大力支持教师在教学模式 课程建设 教学方法 师资培训等教育 教学及管理多个方面开展研究 同时 上海医学院还注重将教学研究成果转化到教学实践中 促进教育教学改革的深入开展 上海医学院今后将继续支持教师参加各种教育教学研究 推进教育教学改革 以期不断提高我校医学教育和医学教育研究的整体水平 复旦大学上海医学院医学教育管理办公室