超聲心動圖不同技術方法評價健康志愿者左心室收縮功能的對比研究

熊云濤，曹禮庭

(1.成都大學附屬醫院超聲科，四川 成都 610000；2.川北醫學院附屬醫院超聲科，四川省醫學影像學重點實驗室，四川 南充 637000)

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超聲心動圖不同技術方法評價健康志愿者左心室收縮功能的對比研究

熊云濤1，曹禮庭2

(1.成都大學附屬醫院超聲科，四川 成都 610000；2.川北醫學院附屬醫院超聲科，四川省醫學影像學重點實驗室，四川 南充 637000)

目的：比較M型超聲心動圖(M-mode echocardiography,MME) 、二維超聲心動圖(two-dimensional echocardiography,2DE)、實時三維超聲心動圖(real-time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)定量評價健康志愿者左心室收縮功能(left ventricular systolic function,LVSF)指標的測值大小、相關性和可重復性。方法：分別采用MME的Teichholz公式法、2DE的雙平面Simpson法、RT-3DE測量31名健康志愿者左室射血分數(left ventricular ejection fraction，LVEF)和每搏量(stroke volume，SV)，并比較3種方法的測值大小、相關性和可重復性。結果：(1)MME、2DE、RT-3DE測得的射血分數(ejection fraction，EF)分別是(67.50±3.38)%、(66±3.31)%、(60.11±3.40)%，SV分別是 (69.46±14.90)mL、(65.58±12.40)mL、(59.29±12.31)mL，差異均有統計學意義(P<0.05)，EF、SV均呈遞減趨勢，即MME測值最大，RT-3DE測值最小；(2)3種方法測定的EF和SV相關性均好，其中MME與2DE、RT-3DE測得的EF相關系數分別為0.802、0.933；2DE與RT-3DE測得的EF相關系數為0.822；MME與2DE、RT-3DE測得的SV相關系數分別為0.901、0.689；2DE與RT-3DE測得的SV相關系數為0.735；(3)Bland-Altman圖顯示同1測試者前后及不同測試者之間測值均有較好的重復性。結論：3種方法均能正確評價正常健康者的LVSF，且相關性和重復性均好，其中MME測得EF和SV相對偏高，RT-3DE測得EF和SV相對偏低。

超聲心動圖；健康者；收縮功能；左室

左室收縮功能(left ventricular systolic function，LVSF)的準確測定對心臟疾病患者的心功能狀態判斷、治療方案選擇、預后分析及療效評價具有重要意義[1-2]。超聲心動圖測量心臟功能是目前臨床上最常用的無創性檢查方法。傳統采用M型超聲心動圖(M-mode echocardiography,MME)及二維超聲心動圖(two-dimensional echocardiography,2DE)測量左心室射血分數(left ventricular ejection fraction，LVEF)，每搏輸出量(stroke volume，SV)等評價LVSF，已得到廣泛應用[2-3]。實時三維超聲心動圖(real-time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)是超聲醫學領域新近發展起來的一項技術,臨床上尚未廣泛常規應用。目前較多的研究是與心臟核磁共振(cardiac magnetic resonance imaging，CMRI)比較[4-6]。本研究分別應用MME、2DE及RT-3DE對健康志愿者的LVSF進行測量，旨在比較3種方法的測值大小、相關性和可重復性。

1 資料與方法

1.1 研究對象

為確保圖像清晰，選取正常志愿者31名(本校在讀研究生和本科生)，其中男性16名，女性15名，年齡21～31歲，平均(23.7±2.2)歲,平均心率(76.8±7.5)次/min，均符合以下條件：無胸痛及呼吸困難病史，體格檢查無異常發現，血壓正常，心電圖、胸部X線片及相關實驗室檢查結果正常，超聲心動圖檢查無異常發現。所有受檢者均簽署知情同意書，并經醫院倫理委員會同意。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器 使用GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，配備M5S探頭(頻率1.7～3.3 MHz)，V3三維矩陣探頭(頻率1.7～3.3 MHz)。

1.2.2 檢查方法 受檢者左側臥位，同步記錄心電圖。取胸骨旁左室長軸觀，M型超聲取樣線通過標準的2a區后凍結存圖；取標準心尖四腔及二腔觀并清晰顯示心內膜后凍結存圖。換用3V探頭，取心尖四腔觀，待圖像滿意后囑受檢者呼氣末屏氣，啟用4D模式，連續采集6個心動周期的圖像后拼接成左心室三維全容積圖像，選擇清晰完整的圖像凍結儲存。使用Echo PAC-110軟件對存儲的圖像資料進行脫機分析。分別采用MME的Teichholz公式法、2DE的雙平面Simpson法、RT-3DE測量射血分數(ejection fraction，EF)及SV(圖1)。以上3種方法均連續測量3次，取其平均值。

1.2.3 重復性測量 7 d后于工作站隨機抽取10例受檢者，由同1測試者及另1測試者均采用3種方法測量EF和SV，比較兩測試者間及同1測試者前后的差異。

1.3 統計學分析

2 結果

MME、2DE、RT-3DE測得的EF和SV比較，見表1。運用隨機區組設計方差分析及SNK法兩兩比較，3種方法測量EF和SV的差異均有統計學意義(P<0.05)，其中MME較2DE測得的EF和SV均偏高，RT-3DE較2DE測得的EF和SV均偏低。

表1 MME、2DE和RT-3DE測得EF和SV的比較

MME、2DE、RT-3DE測得的EF和SV散點圖均呈直線趨勢，且數量變化的方向相同(圖2)。應用Pearson直線相關分析3種方法測定的EF和SV相關性均好(P<0.01)，EF：MME與2DE、RT-3DE相關系數分別為0.802、0.933；2DE與RT-3DE相關系數為0.822。SV：MME與2DE、RT-3DE相關系數分別為0.901、0.689；2DE與RT-3DE相關系數為0.735。

重復性檢驗：Bland-Altman分析圖顯示同1測試者前后及兩測試者間差值與均值呈一致性的變化趨勢，具有很好的一致性(圖3)。

3 討論

目前可用于評估左心室收縮功能的超聲方法很多，其中MME、2DE是常規的經典方法，RT-3DE等則是新技術。

傳統MME在分析LVSF時簡便省時。采用Teichholz校正公式是以幾何學假設為前提[7]來計算左室容積,當心室形態不規則,心腔過大或過小,以及心尖上翹M型取樣線不能與室壁垂直時,均可高估或低估左室功能。該公式適用于左心室形態結構變化較小的受檢者并且沒有明顯室壁節段運動異常的患者。

2DE可以較全面的顯示心臟的形態結構。常采取雙平面Simpson法，即心尖四腔和心尖兩腔切面分別測量左室舒張末期容積和收縮末期容積，可獲較準確的LVSF指標。該方法要求左室心內膜面必須清晰顯示，常受圖像質量的影響，且不同操作者之間的有一定誤差，相對仍較費時。適用于心肌缺血或心肌梗死后存在節段性室壁運動異常等左室重構的病人或M型超聲圖像不滿意者。該方法是目前應用最廣泛的方法[2,8]。

RT-3DE能實時地顯示心臟的三維解剖結構,不依賴于左室腔形狀假定進行定量分析LVSF，成像速度快,三維立體圖像逼真,操作簡便,在測量LVSF方面具有很大優勢[6]。國外多篇文獻[9-11]報道RT-3DE如果能獲得滿意的圖像，則測得的EF較2DE更準確并且重復性好。但是 RT-3DE還存在一些局限性，如透聲條件差的患者很難獲得滿意的三維圖像；視野較局限，可能出現心室部分容積的殘缺；受檢者呼吸、心律失常也影響圖像的合成。所測LVSF的準確性將受到一定的影響。

本研究應用MME、2DE、RT-3DE分別測量31名健康志愿者的LVEF和SV，結果顯示EF、SV均呈遞減趨勢，即MME最大，RT-3DE最小，差異均有統計學意義(P<0.05)。3種方法測定的EF和SV相關性均好，其中MME與2DE、RT-3DE，2DE與RT-3DE測得的EF相關系數均在0.80以上；MME與2DE、RT-3DE，2DE與RT-3DE測得的SV相關系數在0.689～0.90。這與國內學者秦敬莉等[12]研究結果類似。3種方法測定EF和SV的Bland-Altman圖表明同1測試者前后及不同測試者之間均有較好的重復性。

本研究提示，正常心臟左室近似橢球體，且圖像清晰，采用以上3種方法測量LVSF指標均可靠。臨床上，常見左室擴大、不規則并且透聲條件差[5]，此時除首選Simpson法外，應考慮RT-3DE法；若前二者均不理想或無法測量，MME仍可作為補充方法，必要時使用解剖M型。吳偉春等[13]研究表明即使存在節段性室壁運動異常的冠心病患者，當M型超聲心動圖取樣線通過異常節段時，對左室收縮功能的測值仍可做出粗略的評估。譚國娟等[14]對心肌梗死患者研究發現，≥2個部位心肌梗死時，RT-3DE對LVSF的檢測更全面準確，對單部位心肌梗死針對不同的梗死部位選擇合適的 M 型或 2DE對LVSF進行檢測仍可保證檢測結果的準確性。

我們體會在臨床實踐中，判斷LVSF參數時可參考不同測量方法的正常參考值，這樣更趨合理。同時應考慮不同種族的差異性[8,15]和不同性別、年齡及體表面積等對心功能的影響[16-17]。

本研究的局限性：樣本量較少，僅僅對正常青年志愿者的EF和SV進行了對比研究，未對不同年齡及病理狀態下的LVSF進行比較，故尚需今后進一步研究。

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(學術編輯：劉麗萍)

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Comparative study on left ventricular systolic function in healthy volunteers using echocardiography

XIONG Yun-tao1,CAO Li-ting2

(1.DepartmentofUltrasonography,AffiliatedHospitalofChengduUniversity,Chengdu610000;2.SichuanKeyLaboratoryofMedicalImaging,DepartmentofUltrasonography,AffiliatedHospitalofNorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,Sichuan，China)

Objective：To compare the left ventricular systolic function (LVSF) value,correlation and repeatability in healthy volunteers using M-mode echocardiography (MME),two-dimensional echocardiography (2DE) and real-time three-dimensional echocardiography (RT-3DE).Methods：Left ventricle ejection fraction (LVEF) and stroke volume (SV) were separately measured by MME Teichholz formula,2DE biplanar Simpson method,RT-3DE in 31 healthy subjects.The measuring value,correlation and repeatability were compared within the three methods above.Results：(1)EF was (67.50±3.38)%,(66±3.31)%,(60.11±3.40)% and SV was (69.46±14.90)mL,(65.58±12.40)mL,(59.29±12.31)mL respectively.There were statistically significantly different in above measurements(P<0.05).EF and SV all showed diminishing trend,namely the parameter measured by MME was maximal but it was the opposite by RT-3D.(2)The correlations of EF and SV among three methods were good.The correlation coefficient of EF measured by MME with 2DE,RT-3DE was 0.802,0.933, the correlation coefficient by 2DE with RT-3DE was 0.822.The correlation coefficient of SV measured by MME,2DE and RT-3DE was 0.901,0.689,the correlation coefficient by 2DE with RT-3DE was 0.735.(3)The results showed high repeatability in intra-observer as same as inter-observer in Bland-Altman chart.Conclusion：All of the three methods can correctly evaluate LVSF in healthy subjects,meanwhile the correlation and the repeatability are good.EF and SV measured by MME is higher.On the contrary,RT-3DE is lower.

Echocardiography;Healthy subjects;Systolic function;Left ventricular

10.3969/j.issn.1005-3697.2016.02.01

南充市科學技術和知識產權局項目(13A0025)

2015-10-11

熊云濤(1975-)，男，碩士，主治醫師。E-mail：912150575@qq.com 通訊作者：曹禮庭，E-mail：caoltnc@163.com

時間：2016-4-25 11∶31

http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20160425.1131.002.html

1005-3697(2016)02-0150-04

R445.1

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