三維超聲心動圖左房自動定量技術及Simpson’s雙平面法在心房顫動患者左房容積和功能檢測中的參數比較

湯躍躍 李淑敏 楊寒凝 陸永萍

云南大學附屬醫院 云南省第二人民醫院超聲科，云南昆明 650021

心房顫動（atrial fibrillation，AF）的發生、復發與左房大小增加和功能受損呈正相關[1-3]。左房容積和功能的準確評估對于治療和預防AF 的策略至關重要。Simpson’s 雙平面法測量左房容積與金標準心臟核磁共振無差異[4]，其是目前的常用方法，但存在手工描記耗時費力、觀測者間變異大的缺點。三維超聲心動圖是目前指南推薦的測量左房容積及功能的方法，但耗時較長且依賴于大量的人工輸入，難以在臨床開展常規檢查。基于人工智能的三維自動定量技術省去了大量人工輸入的步驟，可以簡便、迅速定量左房容積與功能[5-7]。本研究應用三維超聲心動圖左房自動定量技術及Simpson’s 雙平面法評估AF 患者左房的容積及功能，探討三維超聲心動圖左房自動定量技術評價AF 患者左房容積及功能的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020 年4 月至12 月云南大學附屬醫院（以下簡稱“我院”）收治的AF 患者54 例，男28 例，女26例；年齡31～83 歲，平均（66.08±10.1）歲。納入標準：①符合AF 診斷標準[8]；②陣發性房顫、持續性房顫。排除標準：①AF 合并左房血栓；②左心室擴大，左心室收縮功能減低（射血分數＜50%）；③合并慢性病，如肝腎疾病、冠心病、高血壓、糖尿病、甲狀腺功能亢進等；④圖像質量差。所有研究對象均簽署知情同意書，本研究經我院倫理委員會審核批準（2020146）。

1.2 儀器與方法

應用GE Vivid E95 彩色多普勒超聲診斷儀，4Vc探頭，頻率1.4～5.2 MHz，配備EchoPAC 203 工作站。圖像采集：受檢者連接心電圖后，取左側臥位，平靜呼吸，必要時囑其屏氣，獲得清晰的圖像后，連續采集3個心動周期動態圖像后保存，采用EchoPAC 203 工作站脫機分析。

數據收集：①Simpson’s 雙平面法測量左房容積。分別于心尖四腔心及心尖兩腔心切面手動描記左房壁內膜，獲取左房最大容積（left atrial maximum volume，LAVmax），左房最小容積（left atrial minimum volume，LAVmin），左房收縮前容積（leftatrialpre-atrialcontraction volume，LAVpreA），經體表面積標準化后的左房最大容積指數（left atrial maximum volume index，LAVImax），左房總射血分數（left atrial total ejection fraction，LAEF），記錄分析時間。②三維超聲心動圖左房自動定量技術測量左房容積。在三平面成像模式下同時獲得心尖四腔心、兩腔心切面、心尖長軸切面后根據提示調整采樣點，軟件自動識別并包裹左房內膜，結合圖像實際調整直至滿意，系統自動獲取左房容積及功能參數。記錄LAVmax、LAVmin、LAVpreA、LAVImax、LAEF 及分析時間。

左房功能相關參數[9]：左房擴張指數（left atrial expansion index，LAEI）=（LAVmax-LAVmin）/LAVmin×100%；左房被動射血分數（left atrial passive ejection fraction，LAPEF）=（LAVmax-LAVpreA）/LAVmax×100%；心室舒張早期及中期左房主動射血分數（left atrial active ejection fraction，LAAEF）=（LAVpreA-LAVmin）/LAVpreA×100%；心室舒張末期左房總射血分數（left atrial total ejection fraction，LAEF）=（LAVmax-LAVmin）/LAVmax×100%。

觀察者間可重復性檢驗：在收集成功的病例中隨機抽取20 例，由兩名年資不同醫師在互不知情情況下對圖像進行分析。觀察者內的重復性檢驗：同一操作者在1 周后對所選患者再次進行數據分析。

1.3 統計學方法

采用SPSS 26.0 統計學軟件進行數據分析。計量資料先進行Shapriro-Wilk 正態性檢驗，符合正態分布的用均數±標準差（）表示，比較采用配對t 檢驗；計數資料用例數表示，比較采用χ2檢驗；組內相關系數（interclass correlation coefficient，ICC）及變異系數（coefficient of variation，CV）（每個患者兩次測量的差值/均值）進行重復性檢驗，ICC 值＞0.75 說明可重復性較好，0.40～0.75 說明可重復性一般，＜0.40 說明可重復性較差。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 AF 患者三維超聲心動圖左房自動定量技術與Simpson’s 雙平面法各測量參數比較

AF 患者三維超聲心動圖左房自動定量技術與Simpson’s 雙平面法各測量參數比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1、圖1。

圖1 三維超聲心動圖左房自動定量技術分析圖

表1 AF 患者三維超聲心動圖左房自動定量技術與Simpson’s 雙平面法各測量參數比較（）

表1 AF 患者三維超聲心動圖左房自動定量技術與Simpson’s 雙平面法各測量參數比較（）

注AF：心房顫動；LAVmax：左房最大容積；LAVmin：左房最小容積；LAVpreA：左房收縮前容積；LAVImax：左房最大容積指數；LAEF：左房總射血分數；LAAEF：左房主動射血分數；LAPEF：左房被動射血分數；LAEI：左房擴張指數

2.2 三維超聲心動圖左房自動定量技術與Simpson’s雙平面法分析時間比較

三維左房自動定量法分析時間為（43.32±7.98）s，短于Simpson’s 雙平面法的（83.72±10.74）s，差異有統計學意義（P＜0.05）。

2.3 三維超聲心動圖左房自動定量技術與Simpson’s雙平面法測量觀察者內及觀察者間的一致性及重復性

三維超聲心動圖左房自動定量技術測量觀察者內及觀察者間的一致性及重復性優于Simpson’s 雙平面法。見表2。

表2 三維超聲心動圖左房自動定量技術與Simpson’s 雙平面法測量觀察者內及觀察者間的一致性及重復性

3 討論

目前臨床測量左房容積與功能的常用方法是Simpson’s 雙平面法，但其測量基于幾何學假設，依賴人工手動描繪心內膜，主觀性強，導致測量誤差較大。美國超聲心動圖學會和歐洲超聲心動圖協會聯合推薦使用Simpson’s 雙平面法測量左房容積，圖像質量條件好的患者盡可能使用三維超聲心動圖來評估左心室容積和功能[10-11]。對于左房容積的評估，三維超聲心動圖可以呈現左房立體結構，更能準確測量左房容積和功能。但是，傳統三維成像需要收集多個心動周期后人工手動勾勒心內膜邊界，主觀性強、耗時長，無法在臨床普及[12]。三維超聲心動圖左房自動定量技術可自動獲取心臟的三維立體容積數據，測量無須幾何學假設，在線軟件自動識別心內膜邊界，自動選擇視圖、自動定位標記和修改邊界，立刻獲得定量結果[13-14]，不僅減少了分析時間，最大化去除主觀性干擾，提高分析數據的可重復性。

本研究結果顯示，AF 患者三維超聲心動圖左房自動定量技術與Simpson’s 雙平面法測量各參數比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。提示三維超聲心動圖左房自動定量技術能夠準確評估左房容積及功能[15-16]。本研究結果顯示，三維超聲心動圖左房自動定量技術所測左心室容積和功能與Simpson’s 雙平面法測值一致性及重復性均較好，且優于Simpson’s 雙平面法，而且本研究觀察者間選取的是高年資醫師與低年資醫師，兩者間變異性也很小，提示三維超聲心動圖左房自動定量技術在人工智能技術的輔助下，彌補了專家和新手之間的差距，提高了測量的可重復性[17-19]。本研究結果顯示，三維超聲心動圖左房自動定量技術分析時間短于Simpson’s 雙平面法（P＜0.05）。Simpson’s 雙平面法需手動勾畫心內膜邊界，人工定位左房收縮前容積，導致分析時間長，而且持續性AF患者P 波消失，獲得左房收縮前容積只能肉眼觀察二尖瓣重新打開前的最后一幀，人為主觀性增強，引發測量結果的差異增大，而三維超聲心動圖左房自動定量技術自動定位，自動獲得所有數據，用時更少，同時也降低了人為主觀因素的數據測量誤差[20-21]。

綜上所述，三維超聲心動圖左房自動定量技術作為一項新發展起來的超聲定量分析技術，可快速準確測量左房容積和功能[22-25]，耗時較二維超聲更少，一致性和重復性好，能對左房容積和功能進行評價分析。本研究局限性在于樣本量偏少，未能將AF 患者進一步分組，沒有加入應變參數豐富研究，在后續研究中需擴大樣本量，加入應變參數，以獲得三維自動定量成像研究AF 患者左房更加全面的數據支持。