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1、郑州大学博士学位论文动态三维超声心动图在先天性心脏病诊断和治疗中应用价值的 研究姓名：许迪申请学位级别：博士专业：内科学（心血管病）指导教师：陆凤翔2003.5.1南京医科大学博士学位论文2 D E3 D EA A oA oA S DA S oA VC D F IC SE FI A SI V CI V SL AL VL V E D VL V E S VM VP AP MP VR AR P VR T 3 D ER V缩略词T w o - d i m e n s i o n a lE e h o c a r d i o g r a p h y二维超声心动图T h r e e - d i m e n
2、 s i o n a lE c h o c a r d i o g r a p h y三维超声心动图A s c e n d i n gA o r t a升主动脉A o r t a主动脉A t r i a lS e p t a lD e f e c t房间隔缺损A m p l a t z e rS e p t a lO c c l u d e rA m p l a t z e r 问隔封堵器A o r t i cV a l v e主动脉瓣C o l o rD o p p l e rF l o wI m a g e彩色多普勒血流显像C o r o n a r yS i n u s冠状静脉窦E j
3、e c tF r a c t i o n射血分数I n t e r a t r i a lS e p t u m房间隔I n f e r i o rV e n aC a v a下腔静脉I n t e r v e n t r i e u l a rS e p t u m室间隔L e f tA t r i u m左心房L e f tV e n t r i c l e左心室L e f tV e n t r i c u l a rE n dD i a t o l i cV o l u m e左室舒张末期容积L e f tV e n t r i c u l a rE n dS y s t o l i c
4、V o l u m e左室收缩末期容积M i t r a lV a l v e二尖瓣P u l m o n a r yA r t e r y肺动脉P a p i l l a r yM u s c l e乳头肌P u l m o n a r yV a l v e肺动脉瓣R i g h tA t r i u m右心房R i g h tP u l m o n a r yV e i n右肺静脉R e a l - t i m eT h r e e d i m e n s i o n a lE c h o c a r d i o g r a p h y实时三维超声心动图R i g h tV e n t r
5、 i c l e右心室，南京医科大学博士学位论文R V o TS V CT E ET T ET T 0T VI U g h tV e n t r i c u l a rO u t f l o wT r a c kS u p e r i o rV e n aC a v aT r a n s e s o p h a g e a lE c h o c a r d i o g r a p h yT r a n s t h o r a c i cE c h o c a r d i o g r a p h y_ T r a n s t h o r a c i cO m n i p l a n eT r i
6、 c u s p i dV a l v e4右室流出道上腔静脉经食管超声心动图经胸超声心动图经胸多平面超声探头三尖瓣南京医科大学博士学位论文摘要背景：近年来，先天性心脏病的介入治疗技术迅速，尤其是房间隔缺损( A S D ) ，室间隔缺损( V S D ) 的介入封堵技术逐步成熟，目前有成为间隔缺损首选治疗方法之趋势。对心内结构的全面了解，将直接影响介入治疗的疗效和预后。超声心动图在术前病例筛选、术中引导和监测以及术后评价植入装置与功能状况方面有着其他影像技术不可替代的作用，经胸和( 或) 经食管的二维超声( 2 D E )显像可显示心内结构，但由于透声窗的限制以及二维平面的特性，难以全面、立
7、体地显示间隔缺损的形态及与毗邻心脏结构的关系，从而影响术前手术指征的掌握、术中封堵器型号的选择以及封堵术的疗效。随着计算机技术的不断进步，三维超声心动图( 3 D E ) 近两年来有了飞速发展，研究显示，动态三维超声心动图可从不同方向观察一个心动周期内心脏结构的形态、位置、大小、走向、空间关系、活动状态及心脏与大血管的连接关系。然而，3 D E 在A m p l a t z e r 封堵器介入治疗中的应用价值研究少有报道。目的：通过对体外心脏标本的研究，建立重建三维图像的方法，探索合理的三维超声检查优化方案，以提高三维重建的效率，为三维超声检查提供方法学依据。评估三维超声测定左室容积的可行性和
8、准确性。评估先天性心脏病( A S D 、V S D ) 患者心脏目标结构三维重建的可行性和准确性，探讨2 D E 、3 D E 在h m p l a t z e r 封堵器介入治疗中的应用价值。方法：1 使用荷兰P h i l i p s 公司生产的携有3 D E 采样软件包的S o n o s 5 5 0 0 型超声诊断系统和多平面经胸超声探头( T r a n s t h o r a c i c0 m n i p l a n e ，T T 0 ) ，对离体人心和( 或) 离体猪心标本进行二维图像的获取( 采样) ，采用T o m t a c 工作站中的E c h o v e i w 4
9、2 软件对原始图像进行三维重建、三维图像剖切分割与理解和三维图像的显示，应用软件中任意剖切功能对所感兴趣区的心脏三维剖视以显示目E南京医科大学博士学位论文标结构的三维形态，并与实物标本进行对照。2 。选取对三维重建影响较大且需通过手动调节或设定的采样角度间隔、图像增益、图像压缩、灰阶闽值及透明度等参数作为正交试验设计的5 个因素，每个因素下设四个水平。采用L 。35 正交试验表，应用正交设计助手I I “3 0 版) 设计出试验计划表。通过正交试验设计主效应分析法，以三维重建显示效率为主效应，优选在尽可能短的时间内达到最佳的信息采集和三维重建方案。3 采用三维超声重建离体人心和离体猪心的左心室
10、腔，同时制作出左心室腔的石膏模型，并与三维重建心腔立体外形进行比较；分别采用二维超声、三维超声及心腔石膏模型进行左心室容积的测量，分析其间的相关性。4 对拟行经导管A m p l a t z e r 间隔封堵器修补房间隔缺损治疗且三维超声重建成功的继发孔型房间隔缺损患者采用二维、三维超声进行房间隔缺损大小的测量，并与介入治疗术中房间隔缺损口的x 线影像测值及测量板测值进行对比分析；同时应用三维超声观察封堵术前房间隔缺损口和周围组织结构的形态及术后封堵器的位置和形态。5 选择拟行经导管A m p l a t z e r 间隔封堵器修补房间隔缺损治疗的继发孔型房间隔缺损患者6 2 例。二维超声捡查
11、用于( 1 ) 术前患者筛选；( 2 ) 术中采用经食管超声心动图进行封堵术中引导和监测；( 3 ) 术后复查，观察封堵器的位置、周围结构的关系、有无残余分流等。采用T T E 、T E E 和球囊x 线影像三种测量方法对房间隔缺损大小进行测量并比较。6 选择拟行经导管偏心性A m p l a t z e r 室间隔封堵治疗的膜部室间隔缺损患者2 6 例，二维超声检查用于( 1 ) 术前患者筛选；( 2 )术中封堵器放置的引导和监测；( 3 ) 术后复查，观察封堵器的位置、周围结构的关系、有无残余分流等。并将室间隔缺损直径的二维超声测值与左心室造影测值进行对比分析。6南京医科大学博士学位论文7
12、 对行经导管A m p l a t z e r 间隔封堵器修补室间隔缺损治疗且三维超声重建成功的膜部室间隔缺损患者采用二维、三维超声进行室间隔缺损大小的测量，并与介入治疗术中室间隔缺损口的x 线影像测值进行对比分析；同时应用三维超声观察封堵术前室间隔缺损口和周围组织结构的形态及术后封堵器的位置和形态。8 应用动态三维超声心动图对1 8 例行经导管A m p l a t z e r 间隔封堵器修补室间隔缺损治疗的膜部室间隔缺损患者进行术前、术后即刻及术后3 天左心室容积重建，每次三维重建后取舒张末期、收缩末期各重建左室容积1 次，求出左室舒张末容积( L V E D V ) 和左室收缩末容积(
13、L V E S V ) ；左室射血分数( E F ) 采用公式：E F = ( L V E D VL V E S V ) L V E D V 10 0 进行计算。结果1 离体心脏均成功地完成了超声三维重建，将三维重建的剖视面、视角显示结果与直视下相同切面及视角剖切所见进行对比观察。发现图像高度一致，左室长轴剖切面可清晰地观察到左心室流入道、流出道、左室腔及室阊隔左室面的结构，心房长轴剖切面可清晰地显示房间隔左、右房面的形态。依照正交试验设计直观判断法进行分析，考察的5 因素对提高三维重建效率均起到一定的作用，其中，采样角度间隔所起作用最大。按平均极差值大小排序，采样角度间隔 灰度阈值 图像压缩
14、 透明度 图像增益；进行三维超声图像重建优选的信息采集和重建方案为：采样时设采样角度间隔为3 。，图像增益为8 0 ，图像压缩为2 0 ；重建时设灰阶阈值为15 ，透明度为1 5 ，该组设置能够在较短时间内达到较理想的三维显示。2 石膏模型测得的左室容积为2 0 3 3 土2 6 l m l ，三维重建测得的左室容积为1 9 6 3 2 2 7 m l ，二维超声测得的左室容积为1 4 4 1士2 5 0 m l ，石膏模型测值与三维重建测值之间无统计学差别( P 0 0 5 ) ，二者高度相关( r = 0 9 1 ) ，直线回归方程Y = 1 0 4 x - 0 0 9 ，7南京医科大学博
15、士学位论文S E E = I 1 6 m l ；石膏模型测值与二维超声测值之间存在着统计学差别( p 0 0 5 ) 。5 例行手术治疗的患者，术前三雏重建显示的A s D 立体形态，部位、相对大小及其与邻近组织结构的关系，与手术途径显示的A S D 相似。4 6 2 例A S O 患者均在T E E 引导采监测下成功地完成A S D 封堵。缺损口的测量：T T E 测值( 19 1 5 8 m m ) 与术中球囊测值( 2 5 1 土6 4 m m ) 之间存在显著性统计学差异( P o 0 5 ) 。5 2 6 例V S D 患者均在超声心动图引导和监测下成功地完成缺损封堵。其中最初6 例
16、应用经食管超声心动图( T E E ) ，余20 例为经胸超声心动图( T T E ) 进行引导和监测，超声图像均能满足手术要求。术前超声检查测量室间隔膜部缺损直径4 8 4 0 8 8 m m ( 3 m m 一8 衄) ，左心室造影测量室间隔膜部缺损直径5 1 7 1 0 6 m m ( 3 m m 7 r a m ) ，超声测值与造影测值间无显著性差异( P 0 0 5 ) ；V S O 距主R南京医科大学博士学位论文动脉瓣环的残缘长度：超声测量为3 2 8 1 3 5 r a m ( 2 m m 一5 m m ) ，左心室造影测量为5 6 4 土i 8 4 r a m ( 3 5 7 8 m m ) ，两者间存在显著性差异( p 0 0 5 ) ，三种方法之间的相关性良好。对于v s D 距主动脉瓣环的残缘测量二维超声测值小于x 线影像测值，二者之间存在统计学差异( p 0 0 5 ) ，且高度相关( r = 0 9 7 ，P
