实时三维超声心动图左室重构指数与心功能测量评价冠心病的临床研究

发布时间：2020-08-17 21:36

【摘要】： 前言随着人民生活水平的提高和人口老龄化，冠心病(coronary artery disease，CAD)的发病率与死亡率呈迅速上升趋势。据调查，目前我国冠心病患者达6千万，每年死于各种冠心病的人数超过100万，而且发病率呈难以控制的上升趋势，近10年来，男性冠心病发病率较以往同期增加26．1％，女性增加19．0％；并有日趋年轻化的趋势，40岁以下青年冠心病患者现在已经占总发病人数的4．3％，35岁以下的青年人群患冠心病的比例也在不断上升。冠心病目前已成为对我国人民群众健康的最大威胁之一。在冠心病病变的进程中，随着冠状动脉病变程度的加重和累及冠脉支数的增多，心肌受损，左室必将发生形态、大小和功能的改变，即左室重构。冠心病治疗方法多种多样，其中冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass grafting，CABG)已成为部分冠心病患者的有效治疗方法之一，它通过重建冠脉血液循环，为缺血的心肌恢复血供氧供，恢复因缺血而受损的心肌功能，同时恢复血流的冠状动脉又可为多支血管病变者提供侧支供血来源，因此能减少心肌坏死、限制梗死范围及透壁程度，从而改善或恢复存活心肌(包括冬眠心肌、顿抑心肌和伤残心肌)的功能，有效地抑制左室重构，改善左室功能。传统二维超声心动图(two-dimensional echocardiography，2DE)以其简单方便、可重复测量等优点成为目前临床上评价左室形状、大小和功能的首选方法，对于正常形状的左室结构和功能的测量有很高的准确性，其基本原理是将左室假设为一近似真实心腔形态的几何模型，然后在统一的标准切面上进行测量，并通过特定公式计算左室形状、容积、质量、心功能等。但在病变情况下，如果心室腔形状偏离了假设模型，或在检查过程中需要的切面未能获得，则测量值与实际值之间会存在较大的误差。而且，在临床实践中，重构的左室腔不仅增大、变形，甚至局部室壁运动异常，或在一个心动周期可能有多种异常改变，此时所取的切面未必是标准切面，若用固定公式来计算变形的左室，得出的有关左室结构和心功能参数的测量值肯定会偏离实际值。静态与动态三维超声心动图(static three-dimensional echocardiography，dynamic three-dimensional echocardiography)需要心电呼吸门控、获取三维数据时间长、过程复杂、后处理慢等缺点而限制了其临床应用。实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE)是2000～2002年由Philips公司推出的一项新技术，经过数年的发展已经趋向于成熟，近年来的动物实验和临床研究均已证明，RT-3DE能实时、方便、准确地获取感兴趣区的立体数据库，并能直观地显示重构左室腔的立体结构及其在心动周期中的变化，以及对心肌梗死形成的室壁瘤均能真实显示。因此在心腔形状、容积、心功能、心肌的收缩和灌注异常等方面，特别是重构的左室结构和心功能的定量研究占有优势，显著高于M型和二维超声心动图。本文旨在充分发挥RT-3DE的优势，探讨RT-3D测量的左室重构指数(leftventricular remodeling index，LVRI)、左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)、左室局部峰值射血率(regional peak ejection ratio，rPER)，左室局部峰值充盈率(regional peak filling ratio，rPFR)、左室整体峰值射血率(global peak ejectionratio，gPER)、左室整体峰值充盈率(global peak filling ratio，gPFR)评价冠心病及CABG术效果的临床价值，以期为临床冠心病的诊治发挥更大的作用。本研究拟分为以下三部分：第一部分实时三维超声心动图评价冠心病患者左室重构指数的初步研究根据冠状动脉造影结果和临床资料将研究对象分为左旋支或／和右冠支病变组(LCX／RCA组)24例、单纯左前降支病变组(LAD组)21例、包含LAD病变的双支或多支病变组(多支组)27例，以及正常对照组22例，应用RT-3DE采集上述研究对象的左室全容积三维图像，在TomTec公司的4D LV analysis CAP 2．5分析软件上分别于左室收缩末期、舒张末期在心尖四腔心、三腔心、两腔心切面勾画左室心内膜及心外膜，软件自动测量出左室舒张末期容积(LVEDV)、左室舒张末期心外膜容积(LVEDVepi)，左室收缩末期容积(LVESV)，左室射血分数(LVEF)；再计算左室质量[LVM=1．05×(LVEDVepi-LVEDV)]、以及LVRI=LVM／LVEDV；并采用2DE双平面Simpson测量并计算上述各值。比较RT-3DE和2DE Simpson测量的LVEDV、LVRI、LVEF在各组间的差异，各组内的差异和相关性，以及RT-3DE和2DE Simpson测量的LVRI与LVEF、LVRI与LVEDV的相关性。以及观察者之间及观察者内RT-3DE和2DE测量LVRI的一致性和重复性。结果显示RT-3DE和2DE测量的LVRI、LVEF在正常对照组、LCX／RCA组、LAD组、多支组呈显著性递减，LVEDV呈显著性递增。RT-3DELVEDV：(74．82±10．43)ml vs(89．72±11．17)ml vs(101．27±19．58)ml vs(116．9±18．13) ml，RT-3DE LVRI：1．85±0．06 vs 1．75±0．11 vs 1．64±0．15 vs1．50±0．22及RT-3DE LVEF：(63．26±4．93)％vs (55．34±7．24)％vs(49．30±9．74)％vs (42．17±11．55)％(P＜0．05或P＜0．01)；2DE LVEDV：(74．58±9．95)ml vs(87．76±8．99)ml vs(95．86±17．60)ml vs(110．30±17．68)ml，2DE LVRI：1．86±0．05 vs 1．78±0．12 vs 1．70±0．09 vs 1．59±0．17及2DELVEF：(64．31±4．43)％vs(56．43±5．97)％vs(50．70±9．26)％vs(45．78±9．99)％(P＜0．05或P＜0．01)。RT-3DE和2DE两种方法测量的LVEDV、LVRI、LVEF在正常组及LCX／RCA组差异无统计学意义(P＞0．05)，在LAD组及多支组差异均有统计学意义(P＜0．05或P＜0．01)。相关性分析表明：1．除多支组内RT-3DE和2DE测量的LVRI无显著相关性(r=0．36，P＞0．05)外，RT-3DE和2DE测量的LVEDV、LVRI、LVEF在正常对照组、LCX／RCA组、LAD组、多支组均呈显著相关性(r=059～0．99，均P＜0．01)。2．RT-3DE和2DE测量的LVRI与LVEF在LCX／RCA组、LAD组、多支组均呈显著相关性(RT-3DE r=0．86、0．82、0．74，2DE r=0．78、0．86、0．59，均P＜0．01)，但正常组内无显著相关性(RT-3DE r=0．10，2DE r=0．28，均P＞0．05)。3．RT-3DE和2DE测量的LVRI与LVEDV在LCX／RCA组、LAD组、多支组均呈显著负相关性(RT-3DE r=-0．49、-0．77、-0．91，2DE r=-0．62、-0．83、-0．91，P＜0．05或P＜0．01)，但正常组内无显著相关性(RT-3DE r=0．12，2DE r=0．09，均P＞0．05)。RT-3DE测量的LVRI值观察者间及观察者内一致性和重复性较2DE好。第二部分实时三维超声心动图容积-时间曲线评价冠心病患者左室局部与整体心功能的研究本部分以冠状动脉造影示冠状动脉主要分支直径狭窄≥50％为阳性标准，将研究对象分为左旋支或／和右冠支病变组(LCX／RCA组)24例、单纯左前降支病变组(LAD组)21例、包含LAD病变的双支或多支病变组(多支组)27例及正常对照组22例，应用RT-3DE采集各研究对象的左室全容积三维图像，在TomTec公司的4D LV analysisCAP 2．5分析软件上分别于左室收缩末期、舒张末期在心尖四腔心、三腔心、两腔心切面勾画左室心内膜，获得左室整体与17节段容积时间曲线(volume-timecurve，VTC)，从VTC的数据库Excel表中得到gPFR、rPFR及LVEF。结果显示所有研究对象均获得满意的RT-3DE图像。1．正常对照组、LCX／RCA组、LAD组、多支组间gPER：(296．60±118．69)ml／s vs(225．49±89．52)ml／s vs(162．09±46．58)ml／svs(95．80±47．46)ml／s、gPFR：(209．69±101．65)ml／s vs(152．75±69．66)ml／s vs(106．77±34．54) ml／s vs(58．88±30．60)ml／s、LVEF：(63．27±4．92)％vs(55．33±7．18)％vs(49．48±9．38)％vs(42．11±11．49)％依次显著递减(P＜0．05或P＜0．01)；2．除LAD组、多支组下壁中间段的rPFR值，以及LCX／RCA组、LAD组、多支组部分心尖帽、下壁心尖段、侧壁心尖段的rPFR／rPER值，其余不同部位狭窄的冠状动脉所供血节段的rPER、rPFR较之相应正常冠状动脉所供血节段的rPER、rPFR显著减低(P＜0．05或P＜0．01)。相关性分析表明各组内gPER与gPFR(r=0．977～0．985，均P＜0．01)、以及gPER及LVEF值间(r=0．878～0．980，均P＜0．01)呈良好的相关性，各组各节段内rPER与rPFR亦呈良好的相关性(r=0．891～0．99，均P＜0．01)。第三部分实时三维超声心动图左室重构指数与心功能测量评价冠脉搭桥术效果的研究 52例研究对象分成正常对照组与CABG组。使用Philip iE33 RT-3DE全容积探头采集正常对照组和CABG术前三天内、CABG术后一周、CABG术后一月三个时间点的各研究对象的左室Full Volume三维图像；于TomTec 4D LV analysis CAP 2．5分析软件的三维工作站上，测量LVEDV、LVESV、LVEDVepi，分析软件自动获得LVEF，再从获得的VTC的数据库Excel表中得到gPER和gPFR。并计算左室质量、LVRI。比较各组各时间点内LVRI、LVEF、gPER、gPFR之间的关系，以及LVRI、LVEF、gPER、gPFR在正常对照组与CABG组的差异及在CABG手术前后的变化情况。结果显示CABG术前及术后一周、一月的LVRI、LVEF、gPER、gPFR均较正常对照组显著减低。CABG术前vs CABG术后一周vs CABG术后一月vs正常对照组的比较显示，LVRI：1．59±0．16 vs 1．62±0．17 vs 1．71±0．15 vs 1．85±0．06，LVEF：(43．46±11．88)％vs(44．18±10．47)％vs ( 51．55±9．36)％vs(63．26±4．93)％，gPER：(102．33±48．50)ml／s vs (105．16±49．51)ml／s vs(197．22±73．81)ml／s vs(296．60±118．69)ml／s，gPFR：(63．02±32．91)ml／s vs(66．59±34．78)ml／s vs(139．81±54．65)ml／s vs ( 209．69±63．02)ml／s；均P＜0．01)。CABG组中LVRI、LVEF、gPER、gPFR手术前后的比较显示，CABG术后一周较CABG术前无显著改变(LVRI：1．62±0．17 vs 1．59±0．16，LVEF：(44．18±10．47)％vs (43．46±11．88)％，gPER：(105．16±49．51)ml／s vs(102．33±48．50)ml／s，gPFR：(66．59±34．78)ml／s vs(63．02±32．91)ml／s；均P＞0．05)、CABG术后一月较CABG术前显著增高(LVRI：1．71±0．15 vs 1．59±0．16，LVEF：(51．55±9．36)％vs (43．46±11．88)％，gPER：(197．22±73．81)ml／s vs(102．33±48．50)ml／s，gPFR：(139．81±54．65)ml／s vs(63．02±32．91)ml／s，均P＜0．01)。相关性分析表明：LVEF与gPER、gPER与gPFR在正常对照组、CABG术前、CABG术后一周、CABG术后一月均有显著相关性(LVEF与gPER：r=0．977，0．898，0．957，0．855；gPER与gPFR：r=0．975，0．983，0．982，0．974；均P＜0．01)；CABG术前、CABG术后一周及术后一月的LVRI与LVEF，LVRI与gPER及LVRI与gPFR均有显著相关性(LVRI与LVEF：r=0．803，0．890，0．738；LVRI与gPER：r=0．805，0．928，0．762；LVRI与gPFR：r=0．764，0．919，0．705；均P＜0．01)，但正常组内均无显著相关性(r=0．096，0．134，0．117；均P＞0．05)。结论 1．RT-3DE与2DE测量的LVRI均能评价冠心病的左室重构，反映左室收缩功能；RT-3DE测量的LVRI能更准确评价左室重构，有望为临床评价左室重构提供一种新的方法。 2．RT-3DE容积-时间曲线测量指标rPER、rPFR、gPER、gPFR、LVEF能准确评价冠心病患者左室局部与整体心功能。 3．RT-3DE测量的LVRI与gPER、gPFR、LVEF联合应用，可更好地评价冠心病患者的左室重构与心功能变化。 4．RT-3DE测量指标LVRI、gPER、gPFR、LVEF可综合评价CABG术效果。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R541.4;R445.1
【图文】：

冠心病患者,舒张末期,心内膜

华中科技大学博士学位论文图1一 1RT一3DE勾问冠心病患者左不收缩末期和舒张末期四腔心心内膜图1一 2RT一3DE勾问冠心病患者左室收缩末期和舒张末期四腔心心外膜图l一 3RT一3DE勾画冠心病左室心内膜后自动获得的全容积及LVEF图

曲线,冠心病,左室,容积

华中科技大学博士学位论文图2一 1RT一3DE勾![lll冠心病舒张末期心尖四腔心、两腔心、腔心左室心内膜图2一2冠心病组左室整体容积在心动周期中的变化曲线图2一3冠心病组左室整体容积随时间变化率曲线

变化曲线,冠心病,左室,容积

【引证文献】