實時三維超聲心動圖在風濕性心臟病診斷中的應用

張靜

【摘要】 目的：探究實時三維超聲心動圖（RT-3DE）在風濕性心臟病中的診斷價值。方法：選擇2016年2月-2019年3月本院收治的104例單純二尖瓣狹窄（MS）患者為研究對象。患者均行常規(guī)二維超聲檢查及實時RT-3DE檢查，測定二尖瓣面積（MVA）并與手術(shù)切除MVA進行比較，并比較不同檢查者采用三維超聲測定MVA值的差異及相關(guān)性。結(jié)果：手術(shù)標本、二維超聲直接法、二維超聲壓力降半時間法、實時雙平面成像、三維全容積成像檢查測得MS患者MVA的結(jié)果比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。Pearson相關(guān)性分析顯示，二維超聲直接法、二維超聲壓力降半時間法、實時雙平面成像、三維全容積成像測定的MVA值與手術(shù)標本測定的MVA值均呈高度正相關(guān)（P<0.05）。實時三維容積成像對狹窄程度的診斷準確度為100%，二維超聲診斷準確度為96.15%，兩種方法診斷的準確度比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。不同觀察者采用三維容積成像檢查測定患者MVA值比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），Pearson相關(guān)性分析顯示，2名醫(yī)師所測MVA值具有良好的相關(guān)性（P<0.05）。結(jié)論：RT-3DE可較好的測定MS程度，較二維超聲有更高的診斷價值。

【關(guān)鍵詞】 實時三維超聲心動圖 風濕性心臟病 二尖瓣狹窄 二維超聲

Abstract] Objective： To explore the diagnostic value of real-time three-dimensional echocardiography （RT-3DE） in rheumatic heart disease. Method： A total of 104 patients with simple mitral stenosis （MS） admitted to our hospital from February 2016 to March 2019 were selected as study subjects. All patients underwent conventional two-dimensional ultrasound examination and RT-3DE. The mitral valve area （MVA） was measured and compared with the MVA after surgical resection， and the difference and correlation of the MVA values measured by three-dimensional ultrasound were compared among different examinees. Result： Comparison of MVA results in MS patients measured by surgical specimens， two-dimensional direct ultrasound method， two-dimensional ultrasound pressure drop half time method， real-time biplane imaging， three-dimensional full volume imaging， the difference were not statistically significant （P>0.05）. Pearson correlation analysis showed that the MVA values measured by 2D direct ultrasound method， 2D ultrasonic pressure drop half time method， real-time biplane imaging and 3D full volume imaging were highly positive correlated with the MVA values measured by surgical specimens （P<0.05）. The diagnostic accuracy of real-time 3D volumetric imaging on the degree of stenosis was 100%， the accuracy of two-dimensional ultrasound diagnosis was 96.15%， the difference between the two methods was not statistically significant （P>0.05）. Comparing the MVA values of patients measured by three-dimensional volumetric imaging among different observers， the difference was not statistically significant （P>0.05）. Pearson correlation analysis showed that the MVA values measured by the two physicians had a good correlation （P<0.05）. Conclusion： RT-3DE can better determine the degree of MS and has higher diagnostic value than two-dimensional ultrasound.

[Key words] Real-time three-dimensional echocardiography Rheumatic heart disease Mitral stenosis Two-dimensional ultrasound

First-authors address： Lianyungang Guanyun Renji Hospital， Lianyungang 222200， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2020.20.033

風濕性心臟病是由溶血性鏈球菌感染引起的自身免疫性疾病，其中單純二尖瓣狹窄（mitral stenosis， MS）占25%以上[1]。在疾病活動期可累及心臟瓣膜，導致瓣膜邊緣、基底部水腫，二尖瓣面積（mitral valve area， MVA）縮小，疾病進展可進一步累及腱索、乳頭肌，導致瓣膜狹窄及關(guān)閉障礙[2]。未加以控制的風濕性心臟病可引起心室腔擴大、心肌細胞變形及壞死，最終發(fā)展為心力衰竭。對于MS，臨床主要治療手段為通過介入治療糾正狹窄的二尖瓣口面積，準確評價MS程度可為臨床提供可靠的診療數(shù)據(jù)[3-4]。二維超聲心動圖是臨床測定MVA的常用方法，但在臨床實踐中其應用準確性受受檢者聲窗條件及操作者技術(shù)的影響。三維超聲心動圖（real-time three-dimensional echocardiogram， RT-3DE）包括三維雙平面成像、灰階成像及全容積成像等方式，可允許實時、直觀顯示心臟解剖結(jié)構(gòu)的三維立體影像，也可允許在實時顯像下隨意旋轉(zhuǎn)圖像，從各個方位進行切割，直至獲得理想圖像，以便于醫(yī)師對病變有更好的理解，提高診療效率[5-6]。本研究以本院收治的MS患者為研究對象，分析RT-3DE及二維超聲評估MVA的效率，并分析RT-3DE對手術(shù)前后MS左心功能的評價價值。現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2016年2月-2019年3月本院收治的104例MS患者為研究對象，其中男56例，女48例;年齡22～78歲，平均（40.12±8.45）歲。（1）納入標準：擬行手術(shù)治療;超聲檢查透聲條件良好，可獲得滿意的二維及三維超聲圖像;行二尖瓣置換術(shù)，可獲得手術(shù)二尖瓣標本。（2）排除標準：多普勒檢查提示E/A<1或>2的患者;存在左房栓塞史者;存在主動脈瓣病變者;未控制的感染性心內(nèi)膜炎者。患者均對本研究知情并簽署同意書，研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 檢查儀器 飛利浦Sonos 7500三維彩色多普勒超聲診斷儀，常規(guī)超聲采用S4探頭，頻率為2～4 MHz;三維超聲采用X4探頭，頻率為2～4 MHz。

1.2.2 常規(guī)超聲檢查 （1）直接法測定MVA：患者取左側(cè)臥位，檢查時保持平靜呼吸，采用S4探頭，選取胸骨旁二尖瓣口水平左室短軸切面，增益以剛好顯示瓣口為宜，選取舒張早期瓣口開至最大時停幀，采用軌跡法測定瓣口面積，取3個連續(xù)心動周期瓣口的平均測定值。（2）多普勒頻譜壓力降半時間測定：取S4探頭，調(diào)整角度使其清晰顯示心尖四腔面，在多普勒引導下將取樣容積置于心尖瓣下0.5 cm，記錄心尖瓣向前血流頻譜，采用壓力降半時間法測定二尖瓣口面積。

1.2.3 RT-3DE檢查 （1）實時雙平面成像：取X4探頭，調(diào)整角度選取胸骨左室長軸切面，顯示二尖瓣，調(diào)整位置保證二尖瓣尖位于顯示器中央，啟動Biplane按鍵顯示長軸及短軸相互正交切面，調(diào)整側(cè)向旋轉(zhuǎn)角度使短軸切面超過二尖瓣尖，采集圖像并測定面積。（2）實時灰階成像：在二維超聲顯示最好的情況下啟動Live鍵，生成“瓜瓣樣”立體圖像，調(diào)節(jié)功能鍵及軌跡球觀察二尖瓣病變的三維立體圖像。（3）三維容積成像：在清晰顯示心尖四腔面情況下啟動Full volume鍵，顯示二尖瓣結(jié)構(gòu)相交的二維切面，固定探頭啟動Acquire鍵，采集4個瓜瓣圖疊加形成的三維數(shù)據(jù)，儲存圖像，使用Q-Lab5.0三維圖像處理工作站，選擇三維成像滿意的數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)平滑度及三維視覺效果，使圖像達到最佳效果，旋轉(zhuǎn)圖像，在冠狀、矢狀及水平面上對圖像進行剖切，轉(zhuǎn)動軌跡球，觀察二尖瓣的三維空間關(guān)系，選取二尖瓣平面，采用心電圖標記并計算舒張早期二尖瓣口最大開放時的瓣口面積。

1.2.4 重復性檢驗 在獲得的數(shù)據(jù)庫中隨機收取20例受檢者圖像，由2名超聲中心醫(yī)師采用三維容積成像進行盲法測定MVA。

1.2.5 手術(shù)二尖瓣測定 取手術(shù)切除的二尖瓣標本，手術(shù)標本取停跳于舒張期，保留完整瓣口、瓣葉的二尖瓣，采用外科測口器撐開，在紙上勾畫其輪廓，掃描打印輪廓圖像并用已知長度的線段定標，采用Photoshop7.0處理圖像，描記瓣口并測定其面積。

1.3 觀察指標 （1）分析實時三維超聲顯像對二尖瓣顯示情況。（2）分析各檢查方法對MVA測定結(jié)果及各檢查方法與手術(shù)標本測定MVA值的相關(guān)性。（3）比較二維超聲及三維超聲對MS的判定結(jié)果。（4）比較不同觀察者采用三維容積成像檢查測定患者的MVA值。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 19.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗，多組間比較行單因素方差分析;計數(shù)資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗;各方法測定值的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)性分析。檢驗水準α=0.05，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 實時三維超聲顯像對二尖瓣顯示情況分析 實時雙平面成像可快速獲取胸骨旁二尖瓣口左室長軸、短軸交互切面，觀察MS圖像，無需改變探頭方向即可快速測定二尖瓣口面積;三維灰階成像可從多個方位、角度觀察二尖瓣結(jié)構(gòu)及活動，但顯示范圍較小，難以進行瓣口面積的測定;三維容積成像可從各角度觀察二尖瓣結(jié)構(gòu)及其周圍立體結(jié)構(gòu)和活動，從左房可見瓣膜狹窄呈現(xiàn)漏斗狀，左室觀察可見狹窄瓣口呈魚口狀。見圖1。

2.2 各檢查方法對MVA測定結(jié)果分析 手術(shù)標本、二維超聲直接法、二維超聲壓力降半時間法、實時雙平面成像、三維全容積成像等檢查方法測得MS患者MVA分別為（0.96±0.25）、（1.01±0.28）、（1.07±0.30）、（0.98±0.33）、（0.97±0.32）cm2，上述各檢查方法測定MVA的結(jié)果比較，差異均無統(tǒng)計學意義（F=2.317，P>0.05）;Pearson相關(guān)性分析顯示，二維超聲直接法、二維超聲壓力降半時間法、實時雙平面成像、三維全容積成像測定的MVA值與手術(shù)標本測定的MVA值均呈高度正相關(guān)（P<0.05）。見表1。

2.3 二維超聲及三維超聲對MS的判定結(jié)果比較 104例MS患者中，實時三維容積成像顯示重度狹窄40例、中度狹窄59例、輕度狹窄5例，與手術(shù)結(jié)果相符，其診斷準確度為100%;二維超聲顯示重度狹窄36例、中度狹窄63例、輕度狹窄5例;其中4例二維超聲提示中度狹窄的病例經(jīng)手術(shù)確診為重度狹窄，二維超聲診斷準確度為96.15%，二維超聲及三維超聲診斷MS準確度比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

2.4 不同觀察者采用三維容積成像檢查測定患者的MVA值比較 2名醫(yī)師采用三維容積成像檢查測定的20例患者的MVA值分別為（0.97±0.33）cm2及（0.97±0.32）cm2，2名醫(yī)師所測得MVA值比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。Pearson相關(guān)性分析顯示，2名醫(yī)師所測MVA值具有良好的相關(guān)性（r=0.896，P<0.05）。

3 討論

二維超聲直接法及二維超聲壓力降半時間法是臨床常用的MS測定方法，二維超聲測定MVA的關(guān)鍵在于顯示真正的二尖瓣平面，對于檢查醫(yī)師的經(jīng)驗要求較高，檢查者操作熟練程度及患者聲像透視條件不同均可影響其對二尖瓣平面的顯示，影響測定結(jié)果[7]。壓力降半時間法是通過經(jīng)驗公式測定MVA的方法，可不受輕度二尖瓣反流、心臟輸出量的影響，因此測定準確度稍高[8-9]，本研究中二維超聲直接法及二維超聲壓力降半時間法所測定的MVA與手術(shù)所測值有較高的相關(guān)性，提示其對MS均有一定診斷價值。

實時三維超聲成像包含三種技術(shù)，三維雙平面成像是讓超聲聲束在橫向及縱向進行同時成像的技術(shù)，減少操作者需移動探頭進行觀察的操作，其本質(zhì)是兩個不同平面的實時二維圖像，因此其所測得的MVA仍為一個二維平面概念，但該技術(shù)簡化了圖像采集的過程，減少對操作者經(jīng)驗的要求，為經(jīng)驗較少的操作者快速獲取感興趣平面提供便利[10-11]。本研究中實時三維雙平面技術(shù)與手術(shù)標本測定的MVA值相關(guān)性高于常規(guī)二維超聲測定值，這一結(jié)果與既往文獻[12-13]研究結(jié)果類似。實時三維灰階圖像顯像較窄，但該方法為真正意義上的三維實時成像，其圖像直觀，偽影較少，可實時、動態(tài)、任意角度觀察病變情況并測定面積，對于臨床診斷有重要價值，本研究三維灰階成像對所有受試者二尖瓣結(jié)構(gòu)均顯示良好，對于觀察二尖瓣病變情況及空間結(jié)構(gòu)有較大助益，但因圖像較窄，不能獲取瓣口全貌，因而不能測得MVA數(shù)值。實時三維全容積成像是通過任意旋轉(zhuǎn)及切割三維圖像獲取任意方向二維圖像并準確定位有效的二尖瓣瓣口平面，從而達到準確測定瓣口面積的方法，該方法突破前面幾種方式對測定瓣口平面的限制，可更為準確地尋找最佳測定平面，從而達到更好的測定效果[14]。本研究三維全容積成像技術(shù)與手術(shù)MVA值相關(guān)性較好，優(yōu)于二維超聲心動圖方法，提示其在測定MS方面有較高的價值。另外本研究通過三維容積成像技術(shù)對MS均全部準確診斷，二維超聲有4例誤診，進一步證實其在觀察診斷方面有獨特的優(yōu)勢。

既往二維超聲的劣勢在于其測定受操作者經(jīng)驗影響較大，本研究對不同檢查者三維容積成像測定的MVA值進行比較，結(jié)果顯示，2名醫(yī)師所測得MVA值比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。且具有較高程度的正相關(guān)，提示其可能更加有助于超聲醫(yī)師對圖像檢查質(zhì)量進行觀察，提高工作效率，對于年輕醫(yī)師來說，這一技術(shù)也可能縮短其學習曲線，降低檢查效率對檢查者經(jīng)驗的依賴性[15]。實時三維超聲成像系統(tǒng)功能強大，可在短時間內(nèi)收集患者心臟二尖瓣三維數(shù)據(jù)，圖像顯示清晰，周圍結(jié)構(gòu)清楚，可一定程度縮短操作者的學習曲線，提高工作效率[16-17]。但仍有較多因素可影響其診斷，如目前常用超聲探頭體積較大，透聲窗極易限制其聲束通過，影響結(jié)構(gòu)的顯示;另外在三維全容積成像過程中，受試者呼吸及輕微身體移位可造成圖像重組的錯位，因此在進行三維超聲成像時，需遵循儀器設置要求及操作規(guī)范，提高自身操作技術(shù)水平，降低患者等因素對圖像質(zhì)量的影響[18-19]。

綜上，RT-3DE可較好的測定MS程度，較二維超聲有更高的診斷價值，對于評估手術(shù)效果、指導后期治療具有一定獲益。

參考文獻

[1] Hovis I W，Namuyonga J，Kisitu G P，et al.Deceased Prevalence of Rheumatic Heart Disease Confirmed Among HIV Positive Youth[J].Pediatr Infect Dis J，2018，38（4）：1.

[2]姚宗芹，周紀星，張志剛，等.二尖瓣形態(tài)和結(jié)構(gòu)對老年人經(jīng)皮二尖瓣球囊擴張術(shù)近遠期療效的影響[J].中華老年醫(yī)學雜志，2019，38（7）：742-745.

[3]王霽陽，宋怡，楊旭，等.風濕性二尖瓣狹窄合并小左心室患者手術(shù)治療的三年隨訪結(jié)果[J].中國循環(huán)雜志，2016，31（7）：687-691.

[4] Ipek E G.Subclinical left ventricular systolic function in rheumatic mitral stenosis： What is the role for clinical practice？[J].Anatol J Cardiol，2017，17（3）：249.

[5] Nampiaparampil R G，Swistel D G，Schlame M，et al.Intraoperative Two- and Three-Dimensional Transesophageal Echocardiography in Combined Myectomy-Mitral Operations for Hypertrophic Cardiomyopathy[J].J Am Soc Echocardiogr，2018，31（3）：275-288.

[6]苗俊旺，程輝，王智芬，等.經(jīng)胸實時三維超聲心動圖評價急性心肌梗死經(jīng)皮冠狀動脈介入術(shù)前后二尖瓣構(gòu)型變化[J].中華超聲影像學雜志，2017，26（11）：940-946.

[7] Elsayed H M M，Hassan M，Nagy M，et al.A novel method to measure mitral valve area in patients with rheumatic mitral stenosis using three-dimensional transesophageal echocardiography： Feasibility and validation[J].Echocardiography，2017，35（3）：368-374.

[8] Sattarzadeh R，Tavoosi A，Saadat M，et al.Calculation of Mitral Valve Area in Mitral Stenosis： Comparison of Continuity Equation and Pressure Half Time with Two-Dimensional Planimetry in Patients with and without Associated Aortic or Mitral Regurgitation or Atrial Fibrillation[J].Acta Med Iran，2017，55（11）：696-704.

[9]文鶴齡，魏薪，梁中書.風心病二尖瓣置換術(shù)后有效瓣口面積的超聲定量評價[J].中國心血管病研究，2018，16（6）：38-40.

[10]童仙君，曹慧，熊文峰，等.實時三維超聲心動圖檢測左室質(zhì)量指數(shù)評價主動脈瓣置換術(shù)后左心室重構(gòu)的改善情況[J].實用醫(yī)學雜志，2019，10（13）：18-19.

[11]孫文兵，李秀蘭，丁波，等.實時三維超聲評價心肌梗死患者介入術(shù)后心臟整體及局部收縮功能[J].檢驗醫(yī)學與臨床，2016，13（18）：2599-2601.

[12] Liu S，Ren W D，Ma C Y，et al.Congenital Double-Orifice Mitral Valve in Asymptomatic Patients[J].Int Heart J，2018，59（1）：213-215.

[13]王吳剛，王浩，王志斌，等.全身成像三維量化法評估二尖瓣反流嚴重程度的診斷價值[J].中華超聲影像學雜志，2017，26（1）：12-16.

[14]劉琳，秦蕓蕓，崔存英，等.經(jīng)食管實時三維超聲對二尖瓣成形術(shù)患者二尖瓣結(jié)構(gòu)及功能的定量評價[J].中華超聲影像學雜志，2018，27（7）：569-573.

[15] Karamnov S，Burbano-Vera N，Huang C C，et al.Echocardiographic Assessment of Mitral Stenosis Orifice Area： A Comparison of a Novel Three-Dimensional Method Versus Conventional Techniques[J].Anesth Analg，2017，5（10）：125.

[16] Al'Aref S J，Devereux R B，Cheung J W，et al.Bioprosthetic Mitral Valve Paravalvular Leak Closure Using Intracardiac Echocardiography-Guided Three Dimensional Electroanatomic Mapping[J].Catheter Cardiovasc Interv，2017，92（2）：55-58.

[17]滕花，任建麗，冉海濤，等.三維超聲心動圖自動定量技術(shù)在評價左心腔容積及功能中的應用價值[J].中華超聲影像學雜志，2019，28（3）：192-199.

[18] Bevilacqua C，Eibel S，F(xiàn)oldyna B，et al.Analysis of circumflex artery anatomy by real time 3D transesophageal echocardiography compared to cardiac computed tomography[J].Int J Cardiovasc Imaging，2017，33（4）：1-8.

[19]劉昕，薛娜，高磊，等.無節(jié)段性室壁運動異常冠心病患者左心室三維應變與冠狀動脈造影的對比研究[J].中華超聲影像學雜志，2015，24（12）：1028-1032.

（收稿日期：2019-12-04） （本文編輯：姬思雨）