临床上采用三维超声心动图诊断治疗先天性心脏病的研究进展

【摘要】 随着技术进步和计算机处理能力的提升，三维超声心动图已逐渐成为临床上诊治疾病的一种常规的医疗工具。临床上其对先天性心脏病的诊断具有相当大的优势，采用一个心动周期内的无缝、实时、全容积三维成像技术，能够更加精确地评价复杂的心脏解剖结构和心功能。本文就临床上采用三维超声心动图诊断治疗先天性心脏病的研究进展进行综述。

【关键词】 三维超声心动图；先天心脏病；诊断治疗；研究进展

doi：10.3969/j.issn.1004-7484（s）.2013.09.775 文章编号：1004-7484（2013）-09-5421-02

三维超声心动图像早期是基于二维图像的脱机连续成像技术，然而早期的技术在图像采集及后期处理方面都存在局限性，由于最近全心实时成像技术和全自动定量功能的发展使得三维超声心动图成为临床上常规的一种诊治疾病的检查手段，对于心脏超声的诊断和治疗评估能力有了进一步的提升。目前，三维超声心动图能够提供全心的近似实时容积图像便于心腔解剖和功能的评价，包括心肌运动同步性、瓣膜病和先天性心脏病等。与二维超声相比，三维超声心动图能提供更为全面的全心实时图像资料，这项技术为先天性心脏病的检查开辟了新的途径。本文综述了临床上采用三维超声心动图诊治先天性心脏病的研究进展，现报道如下。

1 发展历程

心脏三维超声图像采集最先在1974年问世，早期主要采用基于二维图像的脱机连续成像技术，因在图像采集及后期处理方面的局限性、获取图像较差的分辨率及当使用二维图像进行三维重建的费时不能被广泛使用。最近，为了克服早期的困难，研究出一种矩阵排列的探头，此探头的压电晶片的排列优于二维薄片探头，能够进行锥形扫描，快速准确获取三维图像。最初的矩阵排列的探头能够获得60*60的实时三维锥形容量资料。新一代的探头采用全信号排列，使得图像治疗有了明显的提高，并能实现高质量图像的同时采集，同时提供多种模式如多平面、实时三维、三维局部、全容积和三维彩色多普勒。最新的革新运动已达到通过同时多束采集从而得到一个心动周期内无缝、实时、全容积的三维图像的阶段。另外一些革新如基于智能化工作流程和识别模式软件相结合的工作模式，能够全自动的提取和定量测量所需的全部资料，增大了工作效率，减少操作所花费的时间。基于智能库和全自动定量识别模式软件相结合的工作模式使得三维超声心动图能够克服目前的限制为常规临床实践服务成为可能[1]。在不远的将来，三维超声心动图将整合到心脏影像检查中，甚至可能取代部分二维超声检测从而进一步减少检查时间[2]。

2 三维超声心动图在诊断中的优势与局限

临床上与传统二维超声心动图比较，三维超声心动图在临床应用上表现有诸多优势[3]：

2.1 在左室容量、质量指数和射血分数的评估方面无需几何假设，无透视缩小等错误。

2.2 在左室室壁运动异常的评估中能包含全部的左室收缩动力学信息，对图像的采集更加迅速，对室壁运动异常的判定更为准确；在左室运动同步化的评估方面，单一图像就能分析16阶段的运动，能进行半自动化处理，无角度依赖性，同时可以结合左室容量和功能的定量测量等。

2.3 对瓣膜功能和疾病的评估方面，不受图像平面位置的限制，对瓣膜的结构更加形象和全面的理解。

2.4 在先天性心脏病的评估中能够更加清晰地阐述复杂的心脏结构，从而指导外科手术的操作。

当然，三维超声心动图也存在一些不足，一方面是在心律失常或呼吸不稳的患者中，心电图门控及缝接所需的全容积图像可能出现人工干扰，三维超声心动图的准确性和可用度降低；另一方面三维超声心动图虽然能够大大减少扫描所花费的时间，但是最终图像的空间和时间分辨率还有待进一步提高[4]。

3 三维超声心动图在诊治先天性心脏病中的应用

三维超声心动图能通过提供更为全面的全心实时图像资料，为先天性心脏病的检查提供了新的途径。作为一种无创的心血管检查手段，三维超声心动图也越来越多地用于行导管检查的病人。

3.1 在先天性心脏病解剖形态学方面的应用[5]

3.1.1 对房室间隔缺损的诊断 房室间隔缺损（AVSD）又称为心内膜垫缺损（ECD），是临床上最为常见的一种先天性心脏病，主要病变是在房室环上、下方心房和心室间隔组织部分缺失，且伴有不同程度的房室瓣畸形。三维超声心动图能够准确地判断房室缺损的有无、形状、位置、面积、边缘及其与相邻结构的关系。黄国英[6]等探讨了应用三维超声心动图技术指导房室间隔损伤经导管封堵术的价值，在实行封堵术前先进行先天性心脏病的诊断，在清楚显示ASD和VSD二维图像的基础上，通过启动三维超声心动图从而显示缺损的大小和其周边组织的解剖特点。三维超声心动图从多个角度立体显示封堵器左房盘和右房盘的空间关系，封堵器与缺损边缘的吻合情况，以及与肺静脉、上下腔静脉、房室瓣的关系。结果显示，14例房室间隔损伤患者在三维超声心动图的监测下12例患者一次封堵成功，说明三维超声心动图在指导经导管封堵心脏间隔损伤方面具有较高的优越性[7]。

3.1.2 对先天性心脏瓣膜疾病的诊断 心脏瓣膜的病变会影响血液的运动，从而造成心脏功能异常，最常受累的是二尖瓣，其次为主动脉瓣，其病变的发生主要是由于风湿热、粘性变性、退行性改变、先天性畸形、缺血性坏死、感染或创伤等引起的。临床上超声心动图作为重要的诊疗手段能够帮助了解瓣膜形态及功能、心室功能、室壁厚度、心腔大小、肝静脉血流和肺静脉以及肺动脉压力。郭盛兰[8]等对20例患者进行了经胸超声心动图（TTE）及RT-3DE检查，观察心脏瓣膜病变的范围、程度，病变与瓣上或瓣下结构的关系，结果显示三维超声心动图能够形象、立体、多角度地显示心脏瓣膜及其瓣上瓣下结构的真实形态，能够发现TTE难以发现的病变，对先天性心脏病的诊断符合率高于TTE，具有更高的临床价值。杨洪昌[9]通过总结30例经手术证实为心脏瓣膜病患者的三维超声心动图检查情况，与二维超声心动图比较，结果显示三维超声心动图能够提示更多的内容，且能明确判断病变的位置，对外科瓣膜手术有指导意义，有广阔的临床应用前景。

3.1.3 对复杂型先天性心脏病的诊断 复杂型先天性心脏病是临床上比较难诊断的疾病，需要进行多种详细的非标准切面检查，传统的二维超声心动图不能对其进行准确诊治。三维超声心动图在复杂先天性心脏病的诊断中表现出相当大的优越性，它能够全面地显示心脏和大血管的空间方位和连接关系，能发现及判断心房和心室的异常连接以及大血管的相互位置，大大地提高了诊断的准确性。梁雪村[10]等应用节段分析法对57例复杂型先心病患者分别进行RT-3DE及二维彩色多普勒超声心动图（CDE）诊断，并与手术和（或）心血管造影结果进行对照，结果发现RT-3DE结合“Van Praagh节段分析法”为超声诊断复杂型先天型心脏病提供更准确的方法，尤其在判断心室位置、心室-大动脉连接关系、病变类型等方面能提供更准确的空间解剖信息。

3.2 在评价心室功能方面的应用

3.2.1 对右室功能评价的应用 临床上对心脏右室功能的研究主要通过三个方面，第一，分析三尖瓣口的血流频谱；第二，分析右室构型的改变；第三，分析上下腔静脉及肝静脉的血流。三维超声心动图相比于二维超声心动图，其对右室容积的测量更为准确，能够更加准确可靠的测量右室的容积变化。王良玉[11]等探讨了三维超声心动图及常规二维超声心动图测量先天性心脏病右室扩大病人的右室收缩末期及舒张末期容积（RVESV和RVEDV）、右室射血分数（RVEF）、右室重量（RVmass），从而评价先天性心脏病右室扩大病人的右室功能变化。结果显示，三维超声心动图能够准确地测量右室的容积变化，有一定的临床意义。

3.2.2 对左室功能评价的应用 三维超声心动图能够3DE能够快速实时地显示心脏三维空间结构、能够对心脏指标进行三维空间上的准确定量[12]，任慧斌[13]等通过对冠心病患者进行三维超声心动图检查，并计算左室舒张末期容积（EDV）、收缩末期容积（ESV）和左室射血分数（LVEF）来评价患者左心室功能，结果与二维超声心动图比较测量的准确性有显著提高，对临床上评价左心室的功能有更好的应用价值。

4 讨论

综上所述，三维超声心动图在临床上诊断疾病的显著优越性是超声领域的一大重要突破[14]，其不仅在先天性心脏病的解剖形态学上有重要的应用并能表现出极大的优势，帮助外科医生确立规范的诊断方案，有利于疾病的成功且及时地治疗，另外对心室功能的评价也有很高的临床应用价值。三维超声心动图这一技术在新血管领域将会发挥巨大的潜能，在将来的发展中，该技术可以与其他超声检查手段相结合[15]，更加全面地诊疗疾病，从而带动和促进超声医学的发展，为人类造福。

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