实时三维超声心动图在风湿性心脏病诊断中的应用

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作者:无, 字数:19135

   【摘要】 目的:探究实时三维超声心动图(RT-3DE)在风湿性心脏病中的诊断价值。方法:选择2016年2月-2019年3月本院收治的104例单纯二尖瓣狭窄(MS)患者为研究对象。患者均行常规二维超声检查及实时RT-3DE检查,测定二尖瓣面积(MVA)并与手术切除MVA进行比较,并比较不同检查者采用三维超声测定MVA值的差异及相关性。结果:手术标本、二维超声直接法、二维超声压力降半时间法、实时双平面成像、三维全容积成像检查测得MS患者MVA的结果比较,差异无统计学意义(P>0.05)。Pearson相关性分析显示,二维超声直接法、二维超声压力降半时间法、实时双平面成像、三维全容积成像测定的MVA值与手术标本测定的MVA值均呈高度正相关(P<0.05)。實时三维容积成像对狭窄程度的诊断准确度为100%,二维超声诊断准确度为96.15%,两种方法诊断的准确度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。不同观察者采用三维容积成像检查测定患者MVA值比较,差异无统计学意义(P>0.05),Pearson相关性分析显示,2名医师所测MVA值具有良好的相关性(P<0.05)。结论:RT-3DE可较好的测定MS程度,较二维超声有更高的诊断价值。
   【关键词】 实时三维超声心动图 风湿性心脏病 二尖瓣狭窄 二维超声
  Abstract] Objective: To explore the diagnostic value of real-time three-dimensional echocardiography (RT-3DE) in rheumatic heart disease. Method: A total of 104 patients with simple mitral stenosis (MS) admitted to our hospital from February 2016 to March 2019 were selected as study subjects. All patients underwent conventional two-dimensional ultrasound examination and RT-3DE. The mitral valve area (MVA) was measured and compared with the MVA after surgical resection, and the difference and correlation of the MVA values measured by three-dimensional ultrasound were compared among different examinees. Result: Comparison of MVA results in MS patients measured by surgical specimens, two-dimensional direct ultrasound method, two-dimensional ultrasound pressure drop half time method, real-time biplane imaging, three-dimensional full volume imaging, the difference were not statistically significant (P>0.05). Pearson correlation analysis showed that the MVA values measured by 2D direct ultrasound method, 2D ultrasonic pressure drop half time method, real-time biplane imaging and 3D full volume imaging were highly positive correlated with the MVA values measured by surgical specimens (P<0.05). The diagnostic accuracy of real-time 3D volumetric imaging on the degree of stenosis was 100%, the accuracy of two-dimensional ultrasound diagnosis was 96.15%, the difference between the two methods was not statistically significant (P>0.05). Comparing the MVA values of patients measured by three-dimensional volumetric imaging among different observers, the difference was not statistically significant (P>0.05). Pearson correlation analysis showed that the MVA values measured by the two physicians had a good correlation (P<0.05). Conclusion: RT-3DE can better determine the degree of MS and has higher diagnostic value than two-dimensional ultrasound.
   [Key words] Real-time three-dimensional echocardiography Rheumatic heart disease Mitral stenosis Two-dimensional ultrasound    First-author’s address: Lianyungang Guanyun Renji Hospital, Lianyungang 222200, China
   doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2020.20.033
   风湿性心脏病是由溶血性链球菌感染引起的自身免疫性疾病,其中单纯二尖瓣狭窄(mitral stenosis, MS)占25%以上[1]。在疾病活动期可累及心脏瓣膜,导致瓣膜边缘、基底部水肿,二尖瓣面积(mitral valve area, MVA)缩小,疾病进展可进一步累及腱索、乳头肌,导致瓣膜狭窄及关闭障碍[2]。未加以控制的风湿性心脏病可引起心室腔扩大、心肌细胞变形及坏死,最终发展为心力衰竭。對于MS,临床主要治疗手段为通过介入治疗纠正狭窄的二尖瓣口面积,准确评价MS程度可为临床提供可靠的诊疗数据[3-4]。二维超声心动图是临床测定MVA的常用方法,但在临床实践中其应用准确性受受检者声窗条件及操作者技术的影响。三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiogram, RT-3DE)包括三维双平面成像、灰阶成像及全容积成像等方式,可允许实时、直观显示心脏解剖结构的三维立体影像,也可允许在实时显像下随意旋转图像,从各个方位进行切割,直至获得理想图像,以便于医师对病变有更好的理解,提高诊疗效率[5-6]。本研究以本院收治的MS患者为研究对象,分析RT-3DE及二维超声评估MVA的效率,并分析RT-3DE对手术前后MS左心功能的评价价值。现报道如下。
  1 资料与方法
  1.1 一般资料 选择2016年2月-2019年3月本院收治的104例MS患者为研究对象,其中男56例,女48例;年龄22~78岁,平均(40.12±8.45)岁。(1)纳入标准:拟行手术治疗;超声检查透声条件良好,可获得满意的二维及三维超声图像;行二尖瓣置换术,可获得手术二尖瓣标本。(2)排除标准:多普勒检查提示E/A<1或>2的患者;存在左房栓塞史者;存在主动脉瓣病变者;未控制的感染性心内膜炎者。患者均对本研究知情并签署同意书,研究经医院伦理委员会批准。
  1.2 方法
  1.2.1 检查仪器 飞利浦Sonos 7500三维彩色多普勒超声诊断仪,常规超声采用S4探头,频率为2~4 MHz;三维超声采用X4探头,频率为2~4 MHz。
  1.2.2 常规超声检查 (1)直接法测定MVA:患者取左侧卧位,检查时保持平静呼吸,采用S4探头,选取胸骨旁二尖瓣口水平左室短轴切面,增益以刚好显示瓣口为宜,选取舒张早期瓣口开至最大时停帧,采用轨迹法测定瓣口面积,取3个连续心动周期瓣口的平均测定值。(2)多普勒频谱压力降半时间测定:取S4探头,调整角度使其清晰显示心尖四腔面,在多普勒引导下将取样容积置于心尖瓣下0.5 cm,记录心尖瓣向前血流频谱,采用压力降半时间法测定二尖瓣口面积。
  1.2.3 RT-3DE检查 (1)实时双平面成像:取X4探头,调整角度选取胸骨左室长轴切面,显示二尖瓣,调整位置保证二尖瓣尖位于显示器中央,启动Biplane按键显示长轴及短轴相互正交切面,调整侧向旋转角度使短轴切面超过二尖瓣尖,采集图像并测定面积。(2)实时灰阶成像:在二维超声显示最好的情况下启动Live键,生成“瓜瓣样”立体图像,调节功能键及轨迹球观察二尖瓣病变的三维立体图像。(3)三维容积成像:在清晰显示心尖四腔面情况下启动Full volume键,显示二尖瓣结构相交的二维切面,固定探头启动Acquire键,采集4个瓜瓣图叠加形成的三维数据,储存图像,使用Q-Lab5.0三维图像处理工作站,选择三维成像满意的数据,调节平滑度及三维视觉效果,使图像达到最佳效果,旋转图像,在冠状、矢状及水平面上对图像进行剖切,转动轨迹球,观察二尖瓣的三维空间关系,选取二尖瓣平面,采用心电图标记并计算舒张早期二尖瓣口最大开放时的瓣口面积。
  1.2.4 重复性检验 在获得的数据库中随机收取20例受检者图像,由2名超声中心医师采用三维容积成像进行盲法测定MVA。
  1.2.5 手术二尖瓣测定 取手术切除的二尖瓣标本,手术标本取停跳于舒张期,保留完整瓣口、瓣叶的二尖瓣,采用外科测口器撑开,在纸上勾画其轮廓,扫描打印轮廓图像并用已知长度的线段定标,采用Photoshop7.0处理图像,描记瓣口并测定其面积。
  1.3 观察指标 (1)分析实时三维超声显像对二尖瓣显示情况。(2)分析各检查方法对MVA测定结果及各检查方法与手术标本测定MVA值的相关性。(3)比较二维超声及三维超声对MS的判定结果。(4)比较不同观察者采用三维容积成像检查测定患者的MVA值。
  1.4 统计学处理 采用SPSS 19.0软件对所得数据进行统计分析,计量资料用(x±s)表示,比较采用t检验,多组间比较行单因素方差分析;计数资料以率(%)表示,比较采用字2检验;各方法测定值的相关性采用Pearson相关性分析。检验水准α=0.05,以P<0.05为差异有统计学意义。
  2 结果
  2.1 实时三维超声显像对二尖瓣显示情况分析 实时双平面成像可快速获取胸骨旁二尖瓣口左室长轴、短轴交互切面,观察MS图像,无需改变探头方向即可快速测定二尖瓣口面积;三维灰阶成像可从多个方位、角度观察二尖瓣结构及活动,但显示范围较小,难以进行瓣口面积的测定;三维容积成像可从各角度观察二尖瓣结构及其周围立体结构和活动,从左房可见瓣膜狭窄呈现漏斗状,左室观察可见狭窄瓣口呈鱼口状。见图1。
  2.2 各检查方法对MVA测定结果分析 手术标本、二维超声直接法、二维超声压力降半时间法、实时双平面成像、三维全容积成像等检查方法测得MS患者MVA分别为(0.96±0.25)、(1.01±0.28)、(1.07±0.30)、(0.98±0.33)、(0.97±0.32)cm2,上述各检查方法测定MVA的结果比较,差异均无统计学意义(F=2.317,P>0.05);Pearson相关性分析显示,二维超声直接法、二维超声压力降半时间法、实时双平面成像、三维全容积成像测定的MVA值与手术标本测定的MVA值均呈高度正相关(P<0.05)。见表1。   2.3 二维超声及三维超声对MS的判定结果比较 104例MS患者中,实时三维容积成像显示重度狭窄40例、中度狭窄59例、轻度狭窄5例,与手术结果相符,其诊断准确度为100%;二维超声显示重度狭窄36例、中度狭窄63例、轻度狭窄5例;其中4例二维超声提示中度狭窄的病例经手术确诊为重度狭窄,二维超声诊断准确度为96.15%,二维超声及三维超声诊断MS准确度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。
  2.4 不同观察者采用三维容积成像检查测定患者的MVA值比较 2名医师采用三维容积成像检查测定的20例患者的MVA值分别为(0.97±0.33)cm2及(0.97±0.32)cm2,2名医师所测得MVA值比较,差异无统计学意义(P>0.05)。Pearson相关性分析显示,2名医师所测MVA值具有良好的相关性(r=0.896,P<0.05)。
  3 讨论
   二维超声直接法及二维超声压力降半时间法是临床常用的MS测定方法,二维超声测定MVA的关键在于显示真正的二尖瓣平面,对于检查医师的经验要求较高,检查者操作熟练程度及患者声像透视条件不同均可影响其对二尖瓣平面的显示,影响测定结果[7]。压力降半时间法是通过经验公式测定MVA的方法,可不受轻度二尖瓣反流、心脏输出量的影响,因此测定准确度稍高[8-9],本研究中二维超声直接法及二维超声压力降半时间法所测定的MVA与手术所测值有较高的相关性,提示其对MS均有一定诊断价值。
   实时三维超声成像包含三种技术,三维双平面成像是让超声声束在横向及纵向进行同时成像的技术,减少操作者需移动探头进行观察的操作,其本质是两个不同平面的实时二维图像,因此其所测得的MVA仍为一个二维平面概念,但该技术简化了图像采集的过程,减少对操作者经验的要求,为经验较少的操作者快速获取感兴趣平面提供便利[10-11]。本研究中实时三维双平面技术与手术标本测定的MVA值相关性高于常规二维超声测定值,这一结果与既往文献[12-13]研究结果类似。实时三维灰阶图像显像较窄,但该方法为真正意义上的三维实时成像,其图像直观,伪影较少,可实时、动态、任意角度观察病变情况并测定面积,对于临床诊断有重要价值,本研究三维灰阶成像对所有受试者二尖瓣结构均显示良好,对于观察二尖瓣病变情况及空间结构有较大助益,但因图像较窄,不能获取瓣口全貌,因而不能测得MVA数值。实时三维全容积成像是通过任意旋转及切割三维图像获取任意方向二维图像并准确定位有效的二尖瓣瓣口平面,从而达到准确测定瓣口面积的方法,该方法突破前面几种方式对测定瓣口平面的限制,可更为准确地寻找最佳测定平面,从而达到更好的测定效果[14]。本研究三维全容积成像技术与手术MVA值相关性较好,优于二维超声心动图方法,提示其在测定MS方面有较高的价值。另外本研究通过三维容积成像技术对MS均全部准确诊断,二维超声有4例误诊,进一步证实其在观察诊断方面有独特的优势。
   既往二维超声的劣势在于其测定受操作者经验影响较大,本研究对不同检查者三维容积成像测定的MVA值进行比较,结果显示,2名医师所测得MVA值比较,差异无统计学意义(P>0.05)。且具有较高程度的正相关,提示其可能更加有助于超声医师对图像检查质量进行观察,提高工作效率,对于年轻医师来说,这一技术也可能缩短其学习曲线,降低检查效率对检查者经验的依赖性[15]。实时三维超声成像系统功能强大,可在短时间内收集患者心脏二尖瓣三维数据,图像显示清晰,周围结构清楚,可一定程度缩短操作者的学习曲线,提高工作效率[16-17]。但仍有较多因素可影响其诊断,如目前常用超声探头体积较大,透声窗极易限制其声束通过,影响结构的显示;另外在三维全容积成像过程中,受试者呼吸及轻微身体移位可造成图像重组的错位,因此在进行三维超声成像时,需遵循仪器设置要求及操作规范,提高自身操作技术水平,降低患者等因素对图像质量的影响[18-19]。
   综上,RT-3DE可较好的测定MS程度,较二维超声有更高的诊断价值,对于评估手术效果、指导后期治疗具有一定获益。
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  (收稿日期:2019-12-04) (本文编辑:姬思雨)

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