实时三维超声心动图在心脏再同步化治疗中的应用现状

·综述·实时三维超声心动图在心脏再同步化治疗中的应用现状徐亮　许迪 慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）是大多数心血管疾病的最终归宿和主要死因，其发病率逐年上升，远期生存率低，严重威胁人类生命健康。

研究显示大约25%耀50%的心力衰竭患者存在心电机械延迟和心室机械收缩不同步，降低心脏收缩功能。

尽管各种减轻心脏前、后负荷及增加各种心脏收缩力、减少心室重构的药物应用已使慢性心力衰竭患者的生存期及生活质量得到较大改善，但患者预后仍很差。

近年来，心脏再同步治疗（cardiac resynchronization therapy，CRT）通过心房同步双心室起搏恢复心室收缩协调性，改善心脏功能，延缓心力衰竭的进展，已成为近年来研究的热点，其为心力衰竭的治疗开创了新途径。

超声心动图由于具备操作简单，无创伤性，直观，重复性好等优点，在CRT领域发挥了及其重要的作用。

其中，实时三维超声心动图（real⁃time three⁃dimensional echo⁃cardiography，RT⁃3DE）是近年来出现的一项新技术，其克服了二维超声的不足，不仅显示室壁全貌，能够对心尖段进行评价，而且RT⁃3DE可以对室壁多种形式的运动所产生综合效应进行评价，因此对于不同步运动评价更加全面。

该技术已成为研究心脏收缩不同步的重要工具。

现将对RT⁃3DE在慢性心力衰竭CRT治疗中的应用作一综述。

一、RT⁃3DE成像原理RT⁃3DE由Philips公司于2002年首次推出，其成像所用的矩阵排列换能器由美国Duke大学提出［1，2］。

该系统采用超矩阵探头、高通量数据处理系统和三维空间定位系统等3种先进技术，探头晶片由约3600个阵元组成，以矩阵排列，探头在沿晶片矩阵X轴同步发射多条声束，构成若干帧二维超声心动图图像的同时，可沿矩阵Y轴依次发射声束，构成二维超声图像，从而形成立体发射和立体接收的三维超声图像。

其图像显示方式是：（1）窄角样显示为真正的RT⁃3DE 图像，显示60°×30°金字塔形图像且不需要呼吸门控；（2）全容量显示，是由8个连续的心动周期60°×60°全容量心脏立体成像。

其特点为：（1）侧向分辨率高；（2）更高的敏感性和穿透性；（3）增加了二次谐波技术以及三维彩色血流多普勒立体成像技术。

因此，RT⁃3DE可从多方位显示心脏结构的立体关系，其全容积成像方式从心尖位置采集图像测量左心室容量和心脏射血分数，后处理分析时手动结合半自动描记心内膜，获得左心室的动态容量模型及局部和整体左心室容量 DOI：10.3877/cma.j.issn.1672⁃6448.2011.02.033 作者单位：210029　南京，南京医科大学第一附属医院心脏科超声心动图室时间曲线，可以根据节段容积⁃时间变化曲线的离散度定量左心室内的不同步。

二、RT⁃3DE在CRT中的作用1.评价心脏不同步：心力衰竭时心脏不同步可存在以下3种表现形式：（1）房室间不同步：PR间期延长导致心室激动延迟，由于窦房结、房室结的功能障碍，引起心室活动的延迟，使房室收缩不同步。

（2）心室间不同步：左心室激动延迟而左心室收缩开始和终止均迟于右心室。

（3）心室内不同步：部分心室节段激动延迟。

而心室内不同步对于心力衰竭疾病进展及转归具有重要意义，CRT治疗可纠正心室内不同步，显著改善患者症状，因此客观、准确评价心室内不同步具有重要临床价值。

本文所述不同步也主要是指心室内不同步。

正常人的各节段时间⁃容积曲线排列有序，随着心动周期变化几乎同时达到收缩末最小容积，各节段达到最小容积的时间相差很小，各节段几乎同时达到最大容积和最小容积，收缩协调一致。

而收缩不同步的患者，时间⁃容积曲线杂乱无章，各节段达到收缩末最小容积的时间差异较大，明显长于正常人［3］。

Kapetanakis等［4］应用RT⁃3DE技术对221例研究对象进行左心室不同步性评价，其中包括78例正常体检者及143例心血管疾病患者，结果显示收缩期不同步性指数（systolic dyssynchrony index，SDI）能反映左心功能不全，与左心室节段性应变相关性良好。

并且该研究还发现SDI可重复性良好，与正常人相比患有心血管疾病而射血分数正常的患者SDI升高，而随着心功能恶化，SDI也相应升高，接受CRT治疗后显著降低。

对CRT治疗有反应的患者术前SDI显著高于无反应的患者，同时随访结果也证实有反应患者远期SDI降低，而无反应者反而升高。

在Takeuchi等［5］和Park等［6］的研究中，与组织多普勒相比，也证实RT⁃3DE可以分析心力衰竭患者的左心室机械不同步性，并且结果显示两者具有很好的相关性。

除此之外RT⁃3DE还可通过牛眼图定量分析整体和局部室壁运动变化，直观地反映心室的不同步。

牛眼图是将左心室17节段信息同时投射到圆形的二维平面图之上，心尖段位于牛眼图中心，基底段位于外周，进行同步化评价时不同节段运动时相信息可用相应颜色标记，通过观察不同心肌节段颜色变化获得心肌各节段运动分布的信息［7，8］。

2.阐述CRT机制：CRT治疗使心室运动恢复协调，一方面减轻了心室机械运动不同步，另一方使患者二尖瓣反流减轻，左心室的充盈时间增加。

Zhang 等［9］对13例行CRT治疗的心力衰竭患者进行RT⁃3DE研究，而这部分患者分别在左心室起搏“开启”和“关闭”情况下进行超声检查，并以左心室6、12及16节段收缩期容积达到最小值时的时间标准差或者最大差值的绝对值作为评价心室收缩不同步性的指标，结果发现CRT后上述不同步指标立即增大，提示左心室起搏关闭后左心室收缩不同步恶化。

由此证明，CRT起搏对于心脏功能具有独立效应。

另一方面患者接受CRT治疗后由于左心室同步性得到改善，从而使得乳头肌运动更加协调，进一步使二尖瓣反流减轻，反流量减少，心房充盈压降低，心室前负荷下降，左心室的充盈时间也进一步增加。

3.筛选患者，预测反应：虽然大部分接受CRT治疗的患者出现症状缓解、心功能提高，仍约有30%的患者对该治疗无反应［10⁃12］。

而这些患者接受CRT治疗主要依靠心电图QRS宽度，心电图QRS宽度>120ms，左心室射血分数（left ven⁃tricular ejection fraction，LVEF）<35%作为筛选标准。

而诸多研究表明心室内的不同步性与患者对CRT反应密切相关［13］。

因此，QRS间期不能作为评价左心室不同步、筛选接受CRT患者的标准。

而且已有多项研究证实心室的同步性与QRS宽度没有必然关系［4，14，15］。

鉴于此，越来越多的研究检查倾向于心室同步性的检测。

而RT⁃3DE由于其敏感性强、特异度高和重复性好等优点，在心脏同步化评价、筛选接受CRT治疗患者中发挥着不可替代的作用，具有较高的临床可行性。

国内吴雪英等［16］应用RT⁃3DE技术对22例行CRT治疗的扩张型心肌病患者各节段时间⁃容积变化曲线进行分析，结果显示症状改善者术前SDI较高，CRT 后SDI减小，LVEF增加，左心室舒张末容积减小，左心室重构得到逆转，预后良好。

而无症状改善者术前SDI较低，CRT治疗后SDI及左心室舒张末容积增加，LVEF无明显改变，预后较差。

而Marsan等［17］以心力衰竭患者CRT术后48h左心室收缩末容积减少15%为界，将患者分为有反应组和无反应组，结果同样发现有反应组术前SDI较无反应组高，术后SDI明显下降；无反应组手术前后SDI无明显变化，并且通过ROC曲线还发现RT⁃3DE预测CRT不仅有效，而且其敏感性和特异性均较高。

这些结果表明RT⁃3DE能够准确预测并选择出对CRT治疗有反应的患者。

4.指导起搏电极植入：前面提到，部分患者对CRT治疗无反应，很大原因是入选的标准有问题，而另一个影响CRT疗效的因素是左心室起搏导线的放置。

已有研究显示如果左心室起搏电极未能放置于心室最晚激动位置，那么将导致患者对CRT的反应不良［18］。

而另有研究显示优化左心室电极导线的位置较随机选择左心室电极导线心功能可增加40%以上［19］。

因此CRT左心室电极导线植入位置除了要考虑相关静脉植入的难易程度，还应考虑左心室延迟收缩的部位。

过去，起搏器的植入主要是在X线指导下进行，近年来，强调超声心动图指导起搏器的植入，特别是对植入有困难者。

冠状窦是起搏技术的重要位点，RT⁃3DE 可对冠状窦解剖结构、形态和毗邻关系进行较全面的显示，对冠状窦电极的植入，观察电极位置、电极走行和电极植入中是否出现夹层具有潜在的临床价值，并且RT⁃3DE能够计算出SDI，识别左心室收缩最延迟的节段，因此对于起搏电极植入位置的优化起着指导作用［20，21］。

5.术后疗效评价：CRT能够提高患者每搏输出量、心输出量及逆转左心室重构，与二维超声比较，RT⁃3DE不依赖于几何假设，可实时测量左心室容积，并计算心输出量，特别对不规则腔室及室壁运动异常心室的测量尤为重要。

目前许多研究都证实［22，23］，通过RT⁃3DE数据计算的左心室容积、LVEF与二维和心脏MRI及实际容积比较，其定量准确，重复性更好。

RT⁃3DE可以直接测量左心室舒张末、收缩末容量、每搏输出量及射血分数，为快速评价心脏功能及心室重构提供了新方法。

另外，Marsan等［17］、Van Dijk等［24］和Delgado等［25］的研究均证明，RT⁃3DE可用于准确评价左心室运动的同步性和CRT治疗后疗效。

总之，RT⁃3DE在CRT治疗的应用中有着诸多优势，并且已得到广泛的认可，但其作为一种新技术仍有一些不足之处，主要有以下4个方面：（1）探头较大，不适于小儿患者；（2）扫查范围较小，心脏显著扩大的心力衰竭患者有时难以包括整个感兴区域；（3）受呼吸、心律失常及心脏移位影响，造成图像重组时错位；（4）图像质量有待进一步提高。

尽管如此，随着计算机技术及超声技术的不断发展，有理由相信RT⁃3DE技术将会日趋完善，其在CRT领域的应用也会越来越广，今后必将掀开三维超声崭新的一页。

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