應用實時三維超聲心動圖評價房間隔缺損介入封堵術(shù)前后左心室收縮同步性

周 怡， 左武旭， 潘翠珍， 葛均波

1. 新疆喀什地區(qū)第二人民醫(yī)院心內(nèi)科，喀什 844000 2. 復旦大學附屬中山醫(yī)院心臟超聲診斷室，上海 200032 3. 復旦大學附屬中山醫(yī)院心內(nèi)科，上海 200032

·論著·

應用實時三維超聲心動圖評價房間隔缺損介入封堵術(shù)前后左心室收縮同步性

周 怡1△， 左武旭2△， 潘翠珍2， 葛均波3*

1. 新疆喀什地區(qū)第二人民醫(yī)院心內(nèi)科，喀什 844000 2. 復旦大學附屬中山醫(yī)院心臟超聲診斷室，上海 200032 3. 復旦大學附屬中山醫(yī)院心內(nèi)科，上海 200032

△共同第一作者(Co-first authors).

目的應用實時三維超聲心動圖(real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE)技術(shù)評價房間隔缺損(atrial septal defect，ASD)患者介入封堵術(shù)前后左心室收縮同步性的變化。方法選擇2015年9月至2016年1月在復旦大學附屬中山醫(yī)院進行介入封堵術(shù)的ASD患者52例，于術(shù)前1 d、術(shù)后1 d和術(shù)后1個月分別對患者進行RT-3DE檢查。應用TomTec 4D LV-Analysis CRT 1.0軟件，繪制左心室各節(jié)段的容積-時間曲線(volume-time curve, VTC)，并計算16節(jié)段達到最小容積的時間(time to minimal segmental volume, Tmsv)及其標準差(time to minimal 16-segmental volume-standard deviation, Tmsv16-SD)、最大差值(time to minimal 16-segmental volume-difference, Tmsv16-Dif)。將上述數(shù)據(jù)與受檢者心動周期時間相除之后標化，得到Tmsv%、Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif%。定量分析左心室各節(jié)段術(shù)前及術(shù)后收縮幅度的變化情況。結(jié)果VTC顯示：術(shù)前1 d，ASD患者左心室16節(jié)段收縮同步性較差；術(shù)后1 d，左心室16節(jié)段收縮同步性得到改善；術(shù)后1個月與術(shù)后1 d改變相似。ASD患者術(shù)后1 d Tmsv及Tmsv%、Tmsv16-SD及Tmsv16-SD%、 Tmsv16-Dif及Tmsv16-Dif% 均較術(shù)前1 d改善(P<0.05)；術(shù)后1個月與術(shù)后1 d差異無統(tǒng)計學意義。術(shù)后1 d，僅少數(shù)左心室節(jié)段出現(xiàn)收縮幅度的明顯改變；術(shù)后1個月大部分節(jié)段的收縮幅度明顯改善(P<0.05)。結(jié)論ASD患者術(shù)前左心室各節(jié)段收縮同步性及收縮幅度均較差；術(shù)后1 d左心室各節(jié)段收縮同步性即得到改善，但收縮幅度改善不明顯；術(shù)后1個月，左心室各節(jié)段收縮同步性改善不明顯，但收縮幅度改善明顯。

實時三維超聲心動圖；左心室收縮同步性；介入封堵術(shù)

繼發(fā)孔型房間隔缺損(atrial septal defect，ASD)是成人中最常見的先天性心臟病[1]。ASD患者右心室容量負荷的增大會影響左心室的收縮功能[2]。隨著介入治療技術(shù)的發(fā)展，ASD患者已從中獲益[3]。ASD患者接受經(jīng)皮導管介入封堵術(shù)治療后，左心室的功能可得到明顯改善[4]。左心室收縮同步性是評價左心室收縮功能的良好指標[5-7]。本研究采用實時三維超聲心動圖(real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE)技術(shù)，從左心室收縮同步性方面進一步評價ASD患者介入封堵術(shù)前后左心室收縮功能的變化，評估該技術(shù)對于ASD患者左心室收縮功能的評價價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2015年9月至2016年1月在復旦大學附屬中山醫(yī)院擬行介入封堵術(shù)的ASD患者，進行前瞻性研究。入選標準：經(jīng)胸或食管超聲心動圖診斷為繼發(fā)孔型ASD；經(jīng)胸超聲可見清晰的右心室心內(nèi)膜緣；患者已知情，有較好的依從性。排除標準：重度肺動脈高壓伴右向左分流或雙向分流且有發(fā)紺者；心電圖示房顫或頻發(fā)早搏；活動性心內(nèi)膜炎，心內(nèi)有贅生物，或引起菌血癥的其他感染；合并需接受手術(shù)矯治的其他心臟畸形；依從性不良。共入選ASD患者67例，其中52例成功完成術(shù)前和術(shù)后1 d的檢查。52例患者中，男性32例(61.5%)，女性20例(38.5%)，年齡為18～65歲，平均年齡(41.5±13.6)歲。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，患者知情同意并簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 Philips公司iE33型超聲心動圖儀。該儀器可進行RT-3DE和全容積三維超聲心動圖(full volume three-dimensional echocardiography, FV-3DE)檢測。配備 S5-1(頻率為1～5 MHz)和X5-1探頭(頻率為2～4 MHz)。

ASD患者在介入封堵術(shù)術(shù)前1 d、術(shù)后1 d及術(shù)后1個月，于靜息狀態(tài)下左側(cè)臥位進行超聲心動圖檢查(3次測量采用隨機盲法)。使用 S5-1 探頭，于心尖四腔觀測量左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end diastolic diameter，LVEDD)、左心室收縮末期內(nèi)徑(left ventricular end systolic diameter，LVESV)、右心室舒張末期左右徑(right ventricular end diastolic diameter，RVEDD)和右心室收縮末期左右徑(right ventricular end systolic diameter，RVESD)。

使用X5-1探頭，待患者呼吸維持平衡時，在心尖四腔觀方位上，調(diào)整圖像深度和增益并提醒患者保持靜臥、短暫屏氣，以清楚呈現(xiàn)心室壁的心內(nèi)膜結(jié)構(gòu)；將儀器調(diào)整為全容積顯像方式，經(jīng)心電圖自動觸發(fā)，收集4個相鄰的15°×60°窄角“蛋糕塊”立體圖像，形成60°×60°的寬角“金字塔”樣全容積成像三維數(shù)據(jù)庫。用機器附帶的TomTec 4D LV-Analysis CRT1.0軟件進行三維圖像分析：將獲得的全容積三維圖像實施切割旋轉(zhuǎn)，在這個過程中將圖像調(diào)整到三個平面中，分別顯示左心室心尖四腔觀、短軸觀及兩腔觀；同時在心尖四腔以及兩腔剖視面位置各自設(shè)定舒張末期以及收縮期，標定室間隔、前壁、側(cè)壁、下壁、二尖瓣環(huán)的交接處及左心室心尖。軟件能按照標定點針對心內(nèi)膜緣實現(xiàn)自動識別，但須手動調(diào)節(jié)勾勒線至能和心內(nèi)膜緣完全貼合。

根據(jù)美國超聲心動圖學會相關(guān)標準，采取自動方式把左心室劃分成16個節(jié)段，自動獲得左心室舒張末期容積(left ventricular end diastolic volume，LVEDV)、收縮末容積(LVESV)及三維射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)以及左心室每搏輸出量(left ventricular stroke volume，LVSV)。通過軟件確定心電圖R波頂點，作為時間軸零點，用多種顏色代表各個節(jié)段，并繪制容積-時間曲線(volume-time curve，VTC)，計算16節(jié)段達到最小容積的時間(time to minimal 16-segmental volume, Tmsv)及其標準差(time to minimal segmental volume-standard deviation, Tmsv 16-SD)、最大差值(time to minimal 16-segmental volume-difference, Tmsv16-Dif)。將上述數(shù)據(jù)與受檢者心動周期時間相除后標化，得到Tmsv%、Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif%。定量分析左心室各節(jié)段術(shù)前及術(shù)后收縮幅度的變化情況。

2 結(jié) 果

2.1 ASD患者手術(shù)前后左、右心室常規(guī)超聲指標比較 術(shù)前右心室明顯增大，壓迫室間隔朝向左心室，使左心室在短軸上呈現(xiàn)“非圓形”的結(jié)構(gòu)。術(shù)后1 d左心室內(nèi)徑較術(shù)前明顯增大，術(shù)后1個月左心室內(nèi)徑較術(shù)后1 d明顯增大(P<0.05)。3個時間點，左心室每搏輸出量有同樣的趨勢。右心室內(nèi)徑術(shù)后1 d較術(shù)前明顯減小，術(shù)后1個月較術(shù)前1 d明顯減小(P<0.05)。ASD患者接受房間隔缺損封堵術(shù)后1 d及術(shù)后1個月 LVEF與術(shù)前1 d差異均未見統(tǒng)計學意義(表1)。

表1 ASD患者常規(guī)超聲心動圖指標 n=52,

LVEDD: 左心室舒張末內(nèi)徑; LVESD: 左心室收縮末內(nèi)徑; LVEF:左心室射血分數(shù); LVSV：左心室每搏輸出量; RVEDD: 右心室舒張末內(nèi)徑；EVESD: 右心室收縮末內(nèi)徑.*P<0.05與術(shù)前1 d相比;△P<0.05與術(shù)后1 d相比

2.2 ASD患者手術(shù)前后左、右心室收縮同步性比較 術(shù)前1 d，ASD患者左心室16節(jié)段VTC呈不規(guī)則拋物線形，達峰值時間不一致，以前壁、前間隔、室間隔最為顯著，說明左心室收縮不同步(圖1A)。術(shù)后1 d，16節(jié)段VTC形態(tài)規(guī)則、起伏一致，各節(jié)段幾乎同時達到最大容積和最小容積，提示術(shù)后1 d左心室收縮同步性較術(shù)前好(圖1B)。術(shù)后1個月的16節(jié)段VTC和術(shù)后1 d相似。

圖1 ASD患者術(shù)前1 d(A)及術(shù)后1 d(B)左心室16節(jié)段VTC

ASD患者術(shù)后1 d及術(shù)后1個月Tmsv、Tmsv%、Tmsv16-SD、Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif、Tmsv-Dif%與術(shù)前1 d差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；術(shù)后1個月與術(shù)后1 d相比上述指標差異無統(tǒng)計學意義(表2)。

表2 RT-3DE對ASD患者介入封堵術(shù)前后左心室收縮同步性的分析 n=52,

Tmsv: 16節(jié)段容積達到最小值時間；Tmsv%: Tmsv占心動周期的百分率； Tmsv16-SD: 16節(jié)段Tmsv的標準差；Tmsv16-SD%: Tmsv16-SD 占心動周期的百分率；Tmsv16-Dif： 16節(jié)段Tmsv之間的最大差值；Tmsv16-Dif%: Tmsv16-Dif占心動周期的百分率.*P<0.05與術(shù)前1 d相比

2.3 ASD患者手術(shù)前后16節(jié)段收縮幅度 術(shù)后1 d，側(cè)壁基底段和前壁中間段的收縮幅度較術(shù)前1 d增加，下壁基底段收縮幅度較術(shù)前1 d降低(P<0.05)，其余節(jié)段與術(shù)前1 d差異無統(tǒng)計學意義；術(shù)后1個月前壁基底段、前間隔基底段、室間隔基底段、側(cè)壁基底段、前壁中間段、室間隔中間段、側(cè)壁中間段和室間隔心尖段的收縮幅度較術(shù)前1 d增加(P<0.05,表3)；術(shù)后1個月前壁基底段、前間隔基底段、室間隔基底段、室間隔中間段、下壁中間段、后壁中間段、側(cè)壁中間段、室間隔心尖段、下壁心尖段和側(cè)壁心尖段較術(shù)后1 d增加(P<0.05,表3)。

表3 ASD患者手術(shù)前后16節(jié)段收縮幅度分析 n=52, ; V/mL

*P<0.05與術(shù)前1 d相比;△P<0.05與術(shù)后1 d相比

3 討 論

在正常情況下，左心室內(nèi)各節(jié)段可同步、協(xié)調(diào)地收縮和舒張，這對維持左心室正常的射血功能有重要作用。某些疾病會導致左心室內(nèi)各個節(jié)段收縮活動不同步。心室運動的不同步可分為電不同步和機械不同步。電不同步在心電圖上可表現(xiàn)為QRS波群持續(xù)時間≥120 ms。研究[5-7]表明，通過RT-3DE獲得的左心室機械同步性指標具有很高的臨床應用價值。

本研究中， ASD患者術(shù)前1 d左心室16節(jié)段VTC呈不規(guī)則拋物線形，達峰時間不一致，以前壁、前間隔、室間隔最為顯著，顯示出左心室收縮不同步。在術(shù)后1 d，16節(jié)段VTC形態(tài)規(guī)則、起伏一致，各節(jié)段幾乎同時達到最大容積和最小容積，提示術(shù)后1 d左心室16節(jié)段收縮同步性較術(shù)前好。術(shù)后1個月的16節(jié)段VTC和術(shù)后1 d相似。已有文獻[2]表明，由于心室間相互依賴，右心室容量負荷的增加會影響室間隔的活動，繼而影響左心室的收縮功能。ASD患者心臟由于存在左向右分流，導致右心室的容量負荷增加，增大的右心室會推動室間隔向左心室移動，使左心室的內(nèi)徑減小，在短軸上呈現(xiàn)一個“非圓形”的形態(tài)改變。左心室的這種形態(tài)改變是收縮不同步的主要原因。雖然室間隔被動參與到右心室的運動中，但是其結(jié)構(gòu)及功能沒有發(fā)生不可逆的變化。因此，ASD患者接受封堵術(shù)后，右心室容量負荷減小，左心室容積在短時間內(nèi)即增大，形態(tài)也逐漸趨于正常，左心室各節(jié)段的收縮活動逐漸恢復正常。研究[8]表明，RT-3DE和磁共振評價LVEF有高度的一致性。但是，本研究中，與術(shù)前1 d相比，術(shù)后1 d和術(shù)后1個月LVEF沒有明顯變化。值得注意的是，ASD患者有一部分血液進入右心而不是進入體循環(huán)，因此術(shù)前LVEF可能會高估。由此可見，LVEF對于評價ASD患者左心室的收縮功能存在一定的局限性。

本研究還發(fā)現(xiàn)，ASD患者術(shù)后1 d、術(shù)后1個月相比，左心室16節(jié)段Tmsv、Tmsv%、Tmsv16-SD、Tmsv16-SD%、Tmsv16-Dif、Tmsv16-Dif%與術(shù)前1 d差異均有統(tǒng)計學意義，且呈逐漸減小的趨勢。Tmsv16-SD%顯示的是收縮不同步性指數(shù)(systolic dyssynchrony index，SDI)，SDI越大，則同步性越差[9]。在實時三維超聲應用于臨床前，評價左心室收縮同步性最常用的方法是二維組織多普勒超聲：以QRS波起點到心肌收縮速度峰值之間的延遲時間為收縮達峰時間(Ts-SD)，在心尖四腔切面，測量左心室基底段和心尖段12個節(jié)段的Ts-SD[10]；Ts-SD≥33 ms被認為存在收縮不同步。RT-3DE較二維超聲操作更簡便、結(jié)果更可靠。其不受心肌運動方向及運動方式的影響，可以提供時間對比，同時分析16個節(jié)段的左心室VTC，增強評價左心室收縮同步性的準確性。RT-3DE不僅可以分析長軸、徑向和圓周方向的運動，還能用不同顏色的曲線代表不同的節(jié)段，在同一個時間段內(nèi)和同一個心動周期，判別比較各個節(jié)段的同步性，進而清晰反映左心室每個節(jié)段的收縮期達峰時間。

本研究中，各節(jié)段的收縮幅度在術(shù)后1 d的變化卻并不顯著，至術(shù)后1個月明顯改善。這說明相比于收縮同步性，左心室收縮幅度的恢復需要更長的時間。但是術(shù)后1 d左、右心室的內(nèi)徑即明顯改變，左心室明顯增大，右心室明顯減小。左心室內(nèi)徑的變化與收縮幅度變化不一致，這可能是因為ASD(右心室容量負荷過重)患者的左心室收縮幅度也可能受心臟移動的影響，即術(shù)前“右大左小”的形態(tài)使得心臟整體畸形，與周圍組織的相對關(guān)系發(fā)生改變，而需要一定的時間才能恢復。

此外，研究[11-12]證實，RT-3DE技術(shù)在ASD封堵術(shù)中亦發(fā)揮著重要的作用，不僅可以實時監(jiān)測導管和封堵器的位置以及固定情況，觀察有無反流等并發(fā)癥，同時還能指導封堵器的釋放，對整個手術(shù)過程進行監(jiān)測。RT-3DE技術(shù)亦有其局限性：RT-3DE不受性別及年齡的影響，但是Tmsv16-SD和Tmsv16-Dif受到心率的影響[14]。因此，本研究將這兩個數(shù)據(jù)用心動周期進行標化，以消除這種影響。

綜上所述， ASD患者術(shù)前左心室收縮同步性及收縮幅度均較差，術(shù)后1 d左心室收縮同步性即得到顯著改善，術(shù)后1個月各節(jié)段收縮幅度顯著改善。本研究結(jié)果說明，RT-3DE技術(shù)可較好地評價ASD患者術(shù)前、術(shù)后左心室收縮同步性。

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Real-time three-dimensional echocardiography in evaluating left ventricular systolic synchrony in patients with atrial septal defect before and after interventional occlusion

ZHOU Yi1△, ZUO Wu-xu2△, PAN Cui-zhen2, GE Jun-bo3*

1. Department of Cardiology, the Second People’s Hospital of Kashgar Prefecture, Kashgar 844000, Xinjiang, China 2. Department of Echocardiography, Zhongshan hospital, Fudan University, Shanghai 200032， China 3. Department of Cardiology, Zhongshan Hospital, Fudan University, Shanghai 200032, China

Objective： To investigate the dynamic change of left ventricular systolic synchrony in patients with atrial septal defect (ASD) before and after interventional occlusion using real-time three-dimensional echocardiography (RT-3DE).MethodsA total of 52 patients undergoing interventional occlusion in Zhongshan Hospital from September 2015 to January 2016 were enrolled in this study. All subjects were assigned to take RT-3DE one day before, one day and one month after the interventional occlusion. TomTec 4D LV-Analysis CRT 1.0 software was used to analyze volume-time curves (VTC) of the 16 segments of the left ventricle. Parameters including time to minimal segmental volume (Tmsv), time to minimal segmental volume-standard deviation (Tmsv16-SD), and time to minimal segmental volume-difference (Tmsv16-Dif) were analysed. These three parameters were standardized by dividing cardiac cycle to generate other three parameters: Tmsv%, Tmsv16-SD%, and Tmsv16-Dif%.ResultsVTC before the interventional occlusion suggested dyssynchronation of the left ventricular systole; VTC of one day after the interventional occlusion suggested synchronization of the left ventricle. So did the results of one month after the interventional occlusion. Accordingly, parameters including Tmsv, Tmsv%, Tmsv16-SD, Tmsv16-SD%, Tmsv16-Dif, and Tmsv16-Dif% were significantly improved one day after occlusion as compared with one day before occlusion. These parameters were not significantly changed one month after occlusion as compared with one day after occlusion. In terms of the contraction amplitude, only a few segments showed a significant improvement one day after the interventional occlusion, most segments did not improve until one month later.ConclusionsInterventional occlusion significantly improved left ventricular systolic synchronization in patients with ASD one day after occlusion. Additionally, the contraction amplitude was significantly improved one month after the interventional occlusion.

real-time three-dimensional echocardiography; left ventricular systolic synchronization; interventional occlusion

2017-06-09接受日期2017-07-12

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學基金(2015211C230). Supported by Natural Science Foundation of the Xinjiang Uygur Autonomous Region of China (2015211C230).

周 怡, 碩士, 主治醫(yī)師. E-mail：33755410@qq.com

左武旭, 碩士生.E-mail：15211210017@fudan.edu.cn

*通信作者(Corresponding author). Tel: 021-64041990, E-mail：jbge@zs-hospital.sh.cn

10.12025/j.issn.1008-6358.2017.20170494

R 540.4+5

A

[本文編輯] 姬靜芳