三维超声心动图

第四节　三维超声心动图

一、三维超声心动图的原理

实时三维超声图像技术采用数千个以上的晶体组成的矩阵探头进行图像采集，运用高通量的计算机数据处理系统和三维空间定位技术，达到实时图像的显示效果。在实际操作中，应用全容积显像，屏幕上出现左右排列的两幅互为正交的二维图像后，仪器将采集到的三维图像重建为包容整个心脏的“金字塔”状的三维图像。心脏三维图像随着时间的变化呈现实时变化，达到心脏实时图像的显示效果。当今的实时三维超声随着计算机技术的快速发展，其三维容积采集的深度、容积厚度均不断增加，且能做到一个心动周期的心脏容积成像。应用较为常用的是左心室分析模式时，能同时显示多个二维图像参考面，然后自动勾画出左心室动态三维心内膜轮廓，所生成的左心室三维容积块可分为17个容积节段，分别用17种不同颜色表示。显示左心室整体时间容积曲线和17节段时间容积曲线。

图5-5　实时三维超声的左心室三维模型图

左心室可分为17个容积节段，并描绘于圆形的牛眼图上。

实时三维超声所生成的左心室三维模型被分为17个容积节段，并描绘于一个圆形平面图上（图5-5），心尖段位于圆形平面图的中心，基底段居于平面图的外周，中间段处于平面图的中环圈，构成了实时三维超声节段牛眼图。实时三维超声节段牛眼图能以时间位移牛眼图或位移牛眼图的方式显示。该时间位移牛眼图可用于分析心室同步化，也可通过调节心肌节段运动位移幅度阈值的大小，将心肌位移阈值以上的区域显示为绿色，而将心肌位移阈值以下的区域显示为黑色，这样就能达到显示左心室内相当于阈值的节段运动幅度心肌节段的分布范围的目的，直观地阅读左心室各节段运动的定量信息（图5-6）。

图5-6　实时三维超声心肌节段时间位移牛眼图

时间位移牛眼图将正常运动的心肌显示为绿色，而将处于心肌运动阈值以下的区域显示为黑色。

二、三维超声心动图临床应用

实时三维超声心动图（TR-3DE）为心脏疾病的临床诊断和治疗提供了极大的便利。它能够显示二维超声所不能显示的心内结构，显著提高了超声心动图检查的诊断准确率，具有重要的临床价值。

1.瓣膜病变　实时三维超声能准确显示瓣膜的形态，精确测定瓣口狭窄的程度，相比之下，二维超声在测定二尖瓣狭窄时，因易受显示瓣尖部切面角度的影响，故测量精确度与操作者经验有关，而实时三维超声相对不受操作因素的限制。实时三维超声还能测量二尖瓣裂的宽度与深度，显示瓣叶裂边缘纤维化和挛缩的范围、以及附加腱索的情况，可为先天性二尖瓣畸形患者提供可靠的细节特征描述。实时三维超声对二尖瓣成形术也有重要的指导作用，尤其用经食管实时三维超声能观察二尖瓣脱垂部位，实时三维超声显示的图像与手术视野非常接近，故能帮助外科医师确定二尖瓣脱垂的部位。实时三维超声可精确地对房室瓣反流、半月瓣反流进行定量评估，实时三维超声在二尖瓣反流、主动脉瓣反流动物模型上证实了定量的准确性。

实时三维超声对显示三尖瓣有独特的作用，克服了二维超声无法同时显示三尖瓣三个瓣叶的缺点，可同时显示其三个瓣叶的几何形态与活动。实时三维超声可显示三尖瓣下移畸形患者下移瓣膜的形态、下移程度，为选择手术治疗提供了极大的帮助。可采用实时三维超声分析心内膜垫缺损房室瓣的发育状况，显示房室瓣叶裂或瓣叶缺如；实时三维超声术前分型与术后分型符合率较高，实时三维超声图像经旋转切割等后处理，显示房室瓣发育及血流情况较常规二维超声更加直观、全面及准确，对房室瓣发育异常情况可达到更全面及精确的诊断。实时三维超声也能显示三尖瓣闭锁的形态观察以及合并畸形，所提供的影像学视野与右心切开手术野一致，为临床提供更准确的诊断信息。

2.先天性心脏病　实时三维超声可模拟手术途径，对先天性心脏病，房、室间隔缺损的部位、形态、大小及其在心动周期中的变化进行直接的动态观察，对缺损的周边毗邻关系、残端大小提供明确的描述，因此可以应用于选择适合介入封堵术的患者，并进行术中监测、术后随访。实时三维超声也能评价房间隔缺损患者Amplatzer封堵术后右心房、右心室形态及功能的变化，实时三维超声见ASD患者经封堵术后，右心房、右心室显著缩小，封堵术不仅消除了异常分流，而且使右心室的容量负荷状态得以纠正，也改善了右心室的收缩功能。应用实时三维超声诊断复杂性先天性心脏病，可采用Van Praagh节段分析法和局部解剖学的剖视方法进行，实时三维超声能提供心内解剖结构及大血管走行的空间解剖信息，提高心脏畸形的诊断能力。

3.心肌病　实时三维超声能对扩张型心肌病的心室扩大、心室功能减退进行影像学诊断，也能够显示肥厚型心肌病的异常心肌，实时三维超声也可用于限制型心肌病的鉴别诊断。采用实时三维超声可见尽管扩张型心肌病患者大多数心肌节段运动显著减低，但其各个心肌节段运动幅度减低的程度仍然存在较大的差异，大多数心肌节段运动显著减低，但仍有一部分心肌节段表现为运动幅度相对增强，以维持心脏的输出。

致密化不全在实时三维超声影像上呈现几何学上的特征表现，心腔内可见许多粗大、突出的肌小梁及小梁间深陷的隐窝，呈现心内交错排列的蜂窝状影像学特征，可用于致密化不全与其他心脏疾病间的鉴别诊断。实时三维超声能够对致密化不全患者，快速而精确地显示肌小梁的形态与数目，还能观察肌小梁的形状及肌小梁间的丝状物、排列、肌小梁间的隐窝等，了解致密化不全受累节段的分布范围及节段运动，帮助定量分析非致密化的程度。

图5-7　实时三维超声的左心室心肌节段时间容积曲线

左心室容积曲线可用于判断各个心肌节段运动是否同步。

4.心室同步化分析　实时三维超声的节段时间容积曲线（图5-7），可判断各个节段的运动在时间上是否一致，是通过一个心动周期中左心室各个节段容量变化来判断的。假如左心室各个节段同步收缩，那么在心动周期的收缩期末左心室各个节段会同时达到最小容积；如果左心室收缩不同步，那么左心室各个节段就会在不同的时间到达各自的最小容积。左心室收缩不同步的程度（左心室收缩不同步指数）可以用各节段达最小容积的时间的标准差作表示，常用的有左心室16～18个节段、12个节段及6个节段达到最小容积的时间的标准差。实时三维超声能在同一心动周期内比较左心室各节段的同步性，为临床评价左心室内不同步提供了实用的方法，并能用于判定同步化治疗的疗效。

5.冠心病　实时三维超声心动图是一种设计用以全方位显示左心室的成像形式，应用实时三维超声左心室节段时间位移参数显像图，可判定缺血心肌节段的分布范围。还能利用实时三维超声诊断冠心病的并发症，如显示室壁瘤、诊断缺血性二尖瓣反流等。实时三维超声能直观地显示左心室形态、评价冠心病的左心室重构。为冠心病患者选择治疗方案、判定预后，以及治疗后定期随访、评价疗效提供了重要手段。

由于近年来计算机三维图像技术的进步，实时三维超声的设备与技术正在快速发展。有的作者针对实时三维心脏图像随时间变化显示三维图像的特征，称之为四维超声心动图，不过，空间维与时间维应予以分开使用为宜。综上所述，鉴于实时三维超声全面显示心脏的形态，能够显示与手术视野相近的图像，为手术治疗提供了准确的图像信息；又能准确测定心脏的整体与局部功能，具有较好的实用价值与应用前景。

（陈　明　刘　怡）