实时三维超声对冠心病左室心尖构型和功能的量化分析

华j临床医学实践杂志2007年 12月第 6卷第6期 Chin J Cli Med Pra．Dec 2007，Vo1．6．No．6 ·393· 实时三维超声对冠心病左室心尖构型和 功能的量化分析 任堂 黄云洲 刘晓程 临 床 论 著 · [摘要] 目的 应用实时三维超声心动图技术测定左室心尖部的容积及其功能参数，探讨其 在评价冠心病左室重构的临床价值。方法 在26例正常人和42例冠心病患者中应用实时三维超 声心动图技术测量左室心尖部舒张期和收缩期的容积 ，计算其所 占容积比例、球形指数及排空分 数，对所获得结果进行统计学分析。结果 除基底段室壁瘤组外，冠心病各组参数与对照组 比较， 差异均有统计学意义，心尖部室壁瘤组与对照组各参数均值差最大，不典型组次之。冠心病中无心 衰组与心衰组比较，心尖部左室容积和功能参数差异有统计学意义。前问隔心肌梗塞、心尖部室壁 瘤形成的患者，心尖收缩末期容积显著增大 ，而心尖排空分数显著减低。结论 实时三维超声测定 左室心尖部容积及收缩功能参数可较客观地反映冠心病左室心尖部的构型特征 ，为冠心病左室重 构的评价，尤其局部心肌病变如心尖室壁瘤等患者，提供一组新的多维度超声参数。 [关键词] 超声心动描记术 实时三维 冠心病 左室重构 心尖 [中图分类号] R541．4 [文献标识] A [文章编号] 1684—7458(2007)06—0393—04 Quantitative analys~ of the apical left ventricular shape and function in patients、 th coronary artery disease by real—time three—dimensional echocardiography．Ren Shntang，Hna ng Yunzhou， Liu Xiaocheng．Department of Ultrasound，TEDA International Cardiovascular Hospital，Tianjin Medical University Clinical Cardiovascular Col~ge，Tianjin 300457，China． [Abstract]0bjective To investigate the left ventricular(LV)apical shape and contractile function by real—time three—dimensional echocardiography(R-T一3 DE)，in order to approach the assessment of LV remodeling in patients with coronary artery disease(CAD)．Methods Apical Left ventrieular end— diastolic volumes(a—LVEDV)，apical Left ventrieular end—systolic volumes(a—LVESV)，apical left ventrieular ejection fraction(a—LVEF)，and apical left ventricular sphericity index(a—LVSI)(a— LVEDV divided by the half of the volume of a sphere，the diameter of which is the LV major end—diastolic long axis)were determined by RT一3 DE in 26 healthy subjects and 42 patients with coronary artery disease (CAD)． J^l the patients with CAD had undergone coronary angiography or CT coronary artery imaging for confirm ation respectively，The obtained data were compared and analyzed statistically，Results In the apical wall aneurysm group and the non—aneurysm group，a—LVEDV，a—LVESV，a—LVSI，a—LVEF were signifieandy different from the control subjects．but those of the basal wall aneurysm group were of no significant difference from the control subjects，The apical wall aneurysm group had larger a—LVEDV，a— LVESV，a—LVSI than did the non—aneurysm group and the control subjects，but had lower a—LVEF than did the other group．Meanwhile，the non—aneurysm group had increased a—LVEDV，a—LVESV，a— LVSI than the control subjects except decreased a—LVEF．Conclusions Real—time three—dimensional eehocardiography can provide a series of poly—dimensional parameters，the left ventrieular apical volume、 shape and contractile indexes，that describe the apical geometric characteristic of LV，for evaluating the LV remodeling in CAD，especially in apical wall aneurysm after anterior myocardial infarction． [Key words] Eehocardiography Three—dimensional Real—time imasing Coronary Artery Disease Le ft ventricular remordelling Apical 作者单位：300457 天津医科大学心血管病临床学院 泰达国际心血管病医院超声科 天津市 维普资讯 http://www.cqvip.com 中华临床医学实践杂志2007年12月第6卷第 6期 Chin J Cli Med Pra．Dec 2007．v0】．6．No．6 冠心病左室重构的超声观测指标较多，但多限 于心腔径值和整体容积的评价，对室壁瘤等局部心 腔形态发生变化者不能准确反映。本文应用全容积 三维超声 心动图 (full volume three—dimensional echocardiography，FV一3DE)分别测量一组正常人和 一 组冠心病患者的左室左室心尖部的容积大小及其 比例，旨在寻找一组能够评价左室局部构型的三维 超声指标。 1 资料和方法 1．1 研究对象 1．1．1 正常对照组 均为我院门诊健康体检者，共 26例，男 l5例，女 1 1例，年龄38～68岁，平均52．2 岁，经查体、心电图和超声心动图均排除心血管系统 疾病。 1．1．2 冠心病组 均为我院住院患者，共42例，男 31例，女1 1例，年龄4O～69岁，平均59．3岁，全部 病例中32例经本院或外院冠状动脉造影检查、lO 例经 CT冠状动脉成像诊断为冠状动脉狭窄。其中 l6例经冠状动脉搭桥手术治疗，4例经冠状动脉支 架植人术治疗。全部病例均经过二维超声心动图诊 断为冠心病(室壁运动计分指数 >1)。 1．2 仪器和方法 1．2．1 仪器 采用 Philips Sonos 7500型实时三维 超声诊断仪，经胸二维超声探头和实时三维矩阵超 声探头频率均为 2～4MHz，配备 了实时三维超声 (real—time three—dimensional echocardiography，RT 一 3DE)和全容积三维超声 (full volume three— dimensional echocardiography，FV一3DE)两种技术， 德国 Tom Tec计算机工作站。 1．2．2 检查方法 所有受检查者取半左侧卧位，连 接肢体导联心电图，全部病例应用二维超声心动图 (1TrE)和实时三维超声 (RT3DE)技术进行诊断。 所有 1TrE 图像 存 储 于本 院局 域 网 (GE公 司 Centricity Web 1．0 PACS系统)，RT3DE图像存储于 光盘，以备分析。 1．2．3 资料分析 冠心病依据室壁运动节段不同 及是否合并室壁瘤分为以下三组：I组、共 l3例，男 11例，女 2例，均有左室前壁或间隔的心尖部室壁瘤 形成(图1)；嘲 、共5例，男4例，女 1例，均有左室下 壁或后壁基底段室壁瘤形成；11I组、共24例，男 l6例， 女 8例，室壁运动计分指数 >1，均无明确室壁瘤。全 部冠心病 中，LVEF≥50者共 24例(男 l5例，女 9 例)，LVEF<50者共 l8例(男 l6例，女2例)。 应用 TomTec 4D Cardio—View RT4．0软件测量左室 容积。所有病例均采取 8切面进行容积测量(图 2)。以乳头肌上下缘的中点为界将左室腔分为基 底部左室腔、心尖部左室腔两部分，每例分别测量以 下数据：左室舒张末期容积(1eft ventricular end— diastolic volume，LVEDV)、左室收缩末期容积(1eft ventricular end—systolic volume，LVESV)和舒张末期 心尖部左室容积 (apical—left ventricular end— diastolic volume，a—LVEDV)、收缩末期心尖部左室 容积((apical—left ventricular end—systolic volume， a—LVESV)。然后依据下列等式计算出舒张末期心 尖部左室容积百分比(apical—left ventricular end— diastolic volume percentage，a—LVEDV％)、收缩末 期心尖部左室容积百分比((apical—left ventricular end—systolic volume percentage，a—LVESV％)以及 心尖部 左室 排空 分数 ((apical —left ventricular ejection fraction，a—LVEF)、心尖部左室球形指数 (apical—left ventricular sphericity index；a—LVSI)o a—LVEDV(％)=a—LVEDV／LVEDV×100％ a—LVESV(％)=a—LVESV／LVESV×100％ a—LVEF(％)=(a—LVEDV —a—LVESV)／a — LVEDV ×l0o％ a—LVSI(％)=a—LVEDV／(圆球容衫 2)× l0o％ 圆球容积 =4"rr(I．．／2)。／3= L3／6 L=心尖四腔观的左室长轴 1．3 统计学方法 计量资料以中位数 ±四分位距 (M(Q ))表示，数据分析应用SPSS 10．0统计软件 包。应用多组完全随机设计 的 Kruskal—wallis H 检验对冠心病 I组、Ⅱ组、Ⅲ组和正常对照组作数据 分析。冠 心病心衰 组 (LVEF<50)和无 心衰组 (LVEF~>50)采用 Mann—Whitney U检验。P<0．05 认为差异有统计学意义。 2 结果 ， 2．1 冠心病心尖室壁瘤组(冠 I组)、无室壁瘤组 (冠Ⅲ组)与对照组 比较，a—LVEF、a—LVSI、a— LVESV、a—LVESV(％)和 a—LVEDV的差异有统 计学意义(表 1)，其中心尖部室壁瘤组与对照组差 别幅度最大，基底部室壁瘤组次之，不典型组次之。 各组a—LVEDV(％)差别无统计学意义。 2．2 冠心病 LVEF>~50组(无心衰组)与 LVEF<50 组(心衰组)比较，心尖部左室容积和功能参数差异 均有统计学意义(表 2)。 维普资讯 http://www.cqvip.com l{】华临床医学文践杂志 2007年 12月第6卷第 6期 Chin J Cli Med Pra．Dec 2007，Vo1．6．No．6 ·395· 注：Kruskal—Wallis H检验 ，}P>0．ol 表2 冠心病无心衰组与心衰组的参数比较(M(Q )) 注 ：}Mann—Whitney U检验 ，{P>0．01 3 讨论 观察发现，冠心病在不同病程阶段常表现为心 尖部膨隆或扩张，在左室前壁或前间隔心梗的病人 尤为明显，甚至形成心尖部室壁瘤。本研究表明，应 用实时三维超声心动图技术测量左室乳头肌水平至 心尖的心腔容量及其收缩功能，可准确描述冠心病 这种左室构型变化，展示了一新的冠心病左室重构 的评价指标。 正常人左心室形态较为，以乳头肌水平为 界，上段心腔近似圆柱体，下段心腔则近似圆锥体 (apical cone)，上、下两半心腔的容量 比例较为恒 定，这种心脏构型适应于人类机体的生理状况和活 动强度，可提供最佳心脏作功或心功能储备。而在 冠心病患者，由心肌缺血和／或梗死而引起持续的收 缩不同步，心腔容量因而发生适应性再分布，其容积 一 压力偏离了左室的自然构型，心腔则出现局部变 形和扩大(左室心尖部尤为多见)，并导致进行性的 左室扩大和心功能恶化。目前超声心动图尚无专用 于评价左室心尖构型的量化指标。晚近国外学者 Mannaerts等(2004)应用经胸三维超声技术测定 33 例急性 心肌 梗 塞患 者 三维球 形 指 数 (three— dimensional sphericity index)，该指数为左室舒张末 期容积除以左室舒张末期长轴为直径的球体容积， 以评价左室重构，研究取得了满意效果⋯。本研究 中，笔者采用左室心尖舒张末期容积除以该球体的 一 半容积，以所得比值作为左室心尖球形指数(a— LVSI)，正常人参考值约为0．34±0．08(x±1．96s)， 该值越大，表明心尖曲度越趋于球形，结果显示心尖 部室壁瘤组和无室壁瘤冠心病组该值均较对照组增 大，表明心尖室壁瘤组和无室壁瘤冠心病组的心尖 均发生明显变形。本文结果还表明，心尖室壁瘤组 和无室壁瘤组冠心病患者的 a—LVEDV和 a— LVESV均显示出明显区别于对照组的增大。引起 冠心病心尖部扩张的原因考虑与心肌缺血多发生于 前壁或前间隔有关。Solomon等(1998)通过正交旋 转超声图像重建左室模型技术对室壁各节段应力进 行了对比研究，发现左室前壁心梗患者较诸正常人 和下壁心梗患者，其心尖区域的室壁应力明显增高， Solomon认为这是造成左室前壁心梗患者左室重构 的一个重要促进因素 。本研究结果亦证实了这 一 推论。另外，本研究结果显示，与对照组比较，心 尖室壁瘤组的a—LVESV平均值的增大程度较 a— LVEDV更为明显，亦 即左室心尖收缩功能 (a— LVEF)较左室整体收缩功能下降更显著，心功能衰 竭与无心功能衰竭的冠心病患者之间的对比亦符合 这一规律。早期的研究认为(White 1987)，AMI后 左室容积增加是远期发生心脏猝死的危险因子，而 LVESV的预测价值最高，其次是 LVEDV，EF列第三 位l3 J。笔者认为，冠心病左室重构早期主要表现为 室壁质量和左室容量的分布不均衡，最先体现于心 维普资讯 http://www.cqvip.com · 396· 中华临床医学实践杂志2007年l2月第6卷第6期 Chin J Cli Med Pra．Dec 2007，Vo1．6．No．6 室舒张期 ，而收缩期可以无变化，这对维持正常心搏 量起到正性作用，但随着重构的进一步发展，病变节 段的室壁张力亦增高，左室收缩末期亦发生构型变 化，同时有进行性的左室球形扩大，最终影响到左室 的射血分数。因此，正确评价这种左室不均匀性的 心腔容量超负荷，将有助于临床及时判断和逆转冠 心病左室重构。在左室前壁心肌梗塞的患者，a— LVEDV和a—LVSI增高较早出现，显示左室前负荷 分布失衡，进而发展为a—LVESV亦增高，显示心尖 室壁应力增高，此时可出现 a—LVEF减低，最终结 局为 LVEDV、LVESV增高和心脏泵功能下降。可 以认为，心尖部左室扩张是左室球形扩张的一个早 期表现。 本研究中，5例基底段室壁瘤患者，a—LVEDV、 a—LVESV及其所占左室比例的平均值较对照组没 有统计学意义上的差异，且 a—LVSI值较对照组轻 度增高。这一结果与作者预想有出入，作者考虑其 原因可能为：(1)本组病人均不同程度合并有左室 前壁和室间隔心肌病变；(2)下、后壁基底段室壁瘤 造成的心腔扩张远远小于心尖部室壁瘤者；(3)左 室心尖球形扩张可能系冠心病左室重构的一个共性 指征，而基底段室壁瘤扩张程度最轻。 冠心病左室重构机制复杂，影响因素亦较多，既 往二维超声参数评价左室构型可能失之偏颇。心尖 球形指数、心尖舒张和收缩末期容积比例等三维超 声指标采用心腔 自身比值 ，可以剔除患者性别、身 高、体重等因素的影响，较为客观地反映冠心病左室 局部构型的特征性变化，是一组较为理想的超声参 数。目前上述参数尚需专门的动态 3一DE软件系 统进行脱机测量，程序较为繁琐，相信随着 RT一 3DE技术的发展，必将出现同时具备智能化声学定 量技术(AQi)和自动测量软件的 RT一3DE技术，有 望克服上述限制条件，从而大大简化对左室心尖构 型与功能的测量程序，增加其可操作性。 由于本研究例数较少，对冠心病左室心尖部构 型和功能变化的详细机制和临床价值 ，亟待更多超 声同仁的进一步研究探讨。 参考文献 1 Mannaerts HF，Van Der Heide JA，Kamp O，et a1．Early identification of left ventricular remodelling after myocardial infarction，assess~ by transthoracic 3D echocardiography． Eur Heart J．2004 Apr；25(8)：680—7． 2 Solomon SD，Aikawa Y，Martini MS，et a1．Assessment of regional left ventficular wall stress after myocardial infarction by echocardiography—based structural analysis．J Am Soc Echocardiogr．1998 Oct；11(10)：938—47． 3 White HD，Norris RM ，Brown MA，et a1．Left ventricular end—systolic volume as the major determinant of survival after recovery from myocardial infarction．Circulation．1987 Jul；76(1)：44—51． (收稿 日期：2o07．09．29) (本文编辑：李朝辉) (上接第420页)儿童长骨骨单位形成是由内向外，外 层是板层骨，弹性模量大；小儿骨外膜厚而坚韧，软组织合叶 作用；弯曲骨折均是传导暴力；骨骼受拉性能差；尺、桡骨构 成类似关节结构，两者间通过韧带和骨间膜稳定，受伤暴力 通过骨问膜传导，两骨问易成桡骨直接暴力，尺骨间接暴力， 扭转、垂直和剪切暴力同时存在，共同作用形成弯曲骨折。 由于不同年龄儿童骨骼结构不同，所以处理方法有差 别。4—6岁以下儿童，大于2O。成角需要复位；至 lO岁儿 童，弯曲骨折治疗有争议；10岁以上儿童，lO—l5就建议复 位。最重要的是影响合并骨折的复位，不管年龄大小，必须 复位弯曲骨折 J。 弯曲骨折骨外板层有机质丰富，拉伸性能较成熟骨骼 好；内层骨单位数量少而仅改变问距，不能自行修复，必须矫 正。弯曲骨折复位较困难，根据 Borden J，复位所需力量为 100～150％患儿体重，持续几分钟。我们认为复位力量以轻 度矫枉过正为限，可重复 2～3次，每次维持几分钟。有时完 全复位很困难，复位至小于 lO。认为是可以接受的。对 1O岁 以上的儿童，因易造成完全性双骨折，可以考虑手术治疗。 参考文献 l Firl M．Wumch L．Measurement of bowing of the radius．J Bone Joint Surg Br．2004 Sep；86(7)：1047—9． 2 Borden S 4th．Roentgen recognition of acute plastic bowing 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