三維超聲心動圖在結構性心臟病中的應用

楊 軍，張 梅

(1.中國醫科大學附屬第一醫院心血管超聲科，遼寧 沈陽 110001；2.山東大學齊魯醫院心血管內科，山東 濟南 250012)

近年來，伴隨三維矩陣探頭的應用和計算機技術的不斷發展，三維超聲心動圖(three-dimensional echocardiography， 3DE)的空間分辨率和時間分辨率均得到很大提升，使3DE不再是一項少數專家在研究室里研究的“新技術”，而已作為超聲設備的常規配置，成為臨床日常工作中超聲心動圖檢查的重要組成部分，使廣大心臟病患者受益。

3DE的優勢之前已多有報道。目前3DE的應用主要體現在評價心腔容量和收縮功能，診斷瓣膜病、先天性心臟病等結構性心臟病，心臟病介入治療術前篩選、術中監測及術后療效評估等方面，是對常規二維超聲的重要補充，在有些方面的作用為二維超聲所無法實現，如在測量右心室容積、介入夾合二尖瓣關閉不全術中引導夾合器釋放及觀察心臟結構空間關系等。

本期編排了一組《三維超聲與結構性心臟病》的專題報告，主要涵蓋超聲心動圖在瓣膜病、先天性心臟病等結構性心臟病中的應用，從成人經胸或經食管超聲三維成像到經孕婦腹部胎兒心臟三維血流成像，包括從疾病診斷到介入治療前選擇治療裝置型號、治療過程中監測及術后療效評估，從檢測心臟結構異常到心臟的3D打印。

瓣膜病的診斷與治療一直是超聲心動圖技術最有應用價值的一個方面。二維超聲心動圖對瓣膜病的診斷價值已經被認可，與多普勒超聲結合，可替代有創心臟導管和造影檢查，成為首選影像學檢查方法。但受二維切面的限制，在很多情況下對瓣膜病的定位和定量診斷不夠準確，甚至出現錯誤診斷，如在確定二尖瓣脫垂區域和范圍、檢出三尖瓣畸形及全面顯示瓣葉等方面具有較大局限性。3DE 在精準定位、精確定量診斷瓣膜病和評估瓣膜形態方面取得了長足進步。此外，3DE 也廣泛應用于診斷先天性心臟病，如房間隔缺損，可實時觀察缺損形態和定量評估缺損面積。3DE技術可以顯示心臟空間立體結構，對診斷某些先天性心臟病具有獨特價值。

近年來，術中超聲在心臟外科手術和心臟介入手術中的應用越來越廣泛，在術前選擇適應證、術中超聲監測和術后療效評估方面，三維經食管超聲心動圖(three-dimensional transesophageal echocardiography， 3D-TEE)發揮著越來越重要的作用。本期劉琳教授團隊的《實時三維經食管超聲心動圖診斷二尖瓣乳頭肌斷裂》和謝明星教授團隊的《實時三維經食管超聲心動圖評估主動脈夾層》均在手術室內術前應用3D-TEE，與外科醫師共同評估病變部位和程度，選擇適當術式并進行術中即時療效評估，發現并發癥并及時以糾正，以避免二次手術。近年發展起來的經導管主動脈瓣植入術(transcatheter aortic valve implantation， TAVI)、二尖瓣夾合術、左心耳封堵術及心肌內室間隔射頻消融術等心臟介入手術對超聲技術的依賴更大。本期馬小靜教授團隊報道了3D-TEE在62例經皮左心耳封堵術中的應用價值，通過與血管造影對比分析，發現3D-TEE對于左心房切面左心耳口的觀察更為準確，其價值高于2D-TEE。在TAVI中，選擇瓣膜型號的依據是主動脈瓣環徑線，使得準確測量主動脈瓣環徑成為手術成功的關鍵。此外，冠狀動脈發出部位與主動脈瓣環之間的距離也是TAVI關注的重要參數，常規測量多依靠MDCT，而部分老年患者由于病情嚴重或合并腎功能不全或對比劑過敏等原因不宜接受MDCT檢查，此時3D-TEE成為選擇瓣膜型號的主要技術手段。本期唐紅教授團隊發表的《經導管主動脈瓣置換術前實時三維經食管超聲自動測量主動脈瓣環徑》展示了未來3D-TEE與人工智能相結合，在定量評估方面可能更加準確、客觀、省時。近期開展的二尖瓣夾合術對超聲監測的需求更是直接建立在3DE基礎上，3D-TEE的雙平面模式可顯示夾合器夾住二尖瓣前后葉中間位置，為二維超聲單一平面所無法完成。

本期張穎教授等報告采用時空影像關聯(spatio-temporal image correlation， STIC)技術結合超聲斷層顯像(tomographic ultrasound imaging， TUI)對45胎胎兒主動脈弓畸形進行診斷，結果顯示三維超聲診斷的準確率明顯優于傳統二維超聲檢查(97.78% vs. 71.11%)。與經胸3DE和3D-TEE不同，目前胎兒三維超聲是應用容積探頭實現，基于一次自動掃描所獲取的容積數據進行三維重建。隨著探頭技術和計算機技術的進步，有理由期待將來實現實時胎兒三維成像。

周青教授團隊報道的《基于超聲-CT圖像的心臟影像融合數據處理方法》令人耳目一新。該研究首先對比格犬成功完成了左心室超聲和CT的心臟融合，建立了方法學，之后在41例心房顫動患者中驗證了該方法的可行性，為獲取更有臨床價值的3D打印模型提供了有效的方法學和真實數據。最近，3D打印技術在醫學中的應用帶來諸多革命性變化，如3D手術預規劃模型、3D打印植入物，以及假肢、助聽器等康復醫療器械。目前已有創建精確打印心臟模型的報道，這可能對介入心臟病學家、心胸外科醫師和心臟病學教學都是有益的。通過改進介入和手術計劃以及減少患者和醫師輻射暴露，心臟3D打印技術有可能提高心臟手術的效率以及患者和醫師的安全性。通常心臟MRI和CT是獲得3D打印的源數據集，但對于瓣膜成像，超聲技術明顯優于CT。進一步提高3DE的空間分辨率和時間分辨率，對于未來實現心臟3D打印技術的臨床應用非常關鍵。

3DE時代已經到來，并將進一步改變對結構性心臟病的認識、診斷和治療。