多平面经胸动态三维超声心动图对先天性心脏病的研究
http://www.100md.com
中国超生医学杂志 2000年第16卷第5期
王勇 张运 张梅 张薇 朱式娟 季晓平 季晓平 邢艳秋 张园园
摘 要 目的：探讨多平面经胸动态三维超声心动图对先天性心脏病的诊断价值。方法：对32例先天性心脏病患者进行多平面经胸动态三维超声心动图检查, 部分患者与手术结果对照。结果：32例患者中有30例获得了满意的三维图像, 其中16例接受手术的患者, 动态三维超声心动图的诊断与手术发现相符合。结论：多平面经胸动态三维超声心动图为先天性心脏病的定性及定量诊断提供了可靠的新方法。
关键词：经胸三维超声心动描记术 先天性心脏病
我们应用多平面经胸超声探头, 在32例先天性心脏病患者中进行了三维重建, 现将结果报告如下。
资料与方法
1998年2月至10月在我院行超声心动图检查的患者32例, 男21例，女11例，年龄3个月至45岁, 1岁以下2例, 1～12岁18例, 12～18岁4例, 18岁以上8例。其中, 房间隔缺损5例, 室间隔缺损3例, 法洛氏四联症3例, 法洛氏三联症1例, 完全性心内膜垫缺损2例, 单心房1例, 单心室1例, 埃勃斯坦氏畸形1例, 主动脉窦瘤破裂伴室间隔撕裂1例, 完全性肺静脉畸形引流伴房间隔缺损1例, 二尖瓣脱垂3例, 动脉导管未闭并发感染性心内膜炎1例, 完全性大动脉转位2例, 右室双出口伴完全性肺静脉畸形引流及房间隔缺损1例, 右室双出口1例, 共同动脉干2例, 二叶式主动脉瓣2例, 左室发育不良1例。所有患者均为窦性心律, 心功能Ⅰ～Ⅲ级。对于不能合作的患儿给予10%水合氯醛50mg/kg。
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使用仪器由三部分组成:HP Sonos 5500彩色多普勒血流成像化; TomTec Echo-View计算机成像系统; HP经胸多平面超声探头。
图像采集:将多平面经胸超声探头直接放置胸前, 选定最佳探头位置及方向后, 固定探头, 启动HP彩色多普勒血流成像仪中的三维程序, 以旋转扫查法驱使多平面经胸探头内镶嵌的换能器晶片旋转180°, 每隔2°采集一个切面的图像, 每个切面采集10～18帧图像, 从而获得一系列同轴的二维切面图像。采集时启用心电图和呼吸门控。将所有图像数字化后存储于可写式磁光盘内, 以供嗣后脱机处理。
三维重建:将存储于可写式磁光盘中的数据输入TomTec Echo-View计算机系统内存, 进行后处理, 把图像数据格式化。而后确定感兴趣区, 通过调整计算机提供的参考点、参考线以及平行移动钮选定合适的切面, 选择适当的分辨率等条件后, 即可由计算机进行三维重建。
, 百拇医药 结 果
在32例患者中有30例获得了满意的图像, 2例患者在图像采集过程中因身体或探头移位使三维重建失败。图像采集耗时约5～20分钟, 取决于患者的心率快慢、心律及呼吸是否规整; 三维重建耗时30～60分钟, 取决于病变的复杂程度。
30例患者中, 16例在我院进行了手术治疗, 其动态三维超声心动图的诊断与手术发现相同。在有房间隔或室间隔缺损的10例患者, 动态三维超声心动图所示缺损的位置、形状及手术类型均与手术所见一致(图1)。在2例法乐氏四联征患者中, 经胸二维超声心动图测量室间隔缺损直径分别为8mm和11mm, 而三维超声测值为15mm和16mm, 与手术实测值(17mm和15mm)更相符合; 三维图像发现室间隔缺损形状皆为较规则的椭圆形, 此椭圆形的长轴与胸骨旁左室长轴切面相垂直, 因此, 经胸二维超声于胸骨旁左室长轴切面所测量的室间隔缺损直径实际为其短轴直径(图2)。2例完全性心内膜垫缺损患者, 二维超声难以确定共同房室瓣为几组, 动态三维超声心动图诊断为一组, 经手术证实(图3)。2例二叶式主动脉瓣患者, 经胸二维超声心动图不能清晰显示主动脉瓣的短轴, 动态三维超声心动图则可选取其短轴切面, 显示为左右式二叶瓣, 由经食管超声心动图和手术证实(图4)。单心房或单心室患者中, 三维图像清晰地显示出房、室间隔完全缺如, 无残端(图5)。1例埃勃斯坦畸形的患者, 三维图像可明确三尖瓣明显低于二尖瓣水平, 三尖瓣瓣下结构无明显异常。1例主动脉窦瘤破入室间隔的患者, 三维图像可清晰地显示破裂的室间隔所形成的囊腔及其在心动周期中的运动情况, 诊断经手术证实(图6)。1例动脉导管未闭并发感染性心内膜炎的患者, 三维图像可发现右室流出道和肺动脉近段3个团块状赘生物(图7)。2例完全型大动脉转位患者, 三维图像可见肺动脉与主动脉平行排列, 前方为主动脉, 自解剖右室发出, 后方为肺动脉, 自解剖左室发出(图8)。2例右室双出口患者, 三维图像可显示主动脉和肺动脉均由右室发出, 同时并存室间隔缺损。在1例合并完全性肺静脉异位连接及房间隔缺损的患者, 三维图像可见房间隔存在较大的缺损, 左房内无肺静脉开口。2例永存动脉干患者, 三维图像可明确显示左室和右室共同发出一条动脉干, 而肺动脉和主动脉都由此动脉干发出(图9)。1例左室发育不良患者, 三维图像清晰地显示出了左室内由于肌小梁压缩不良所导致的异常发达的、纵横交错的肌小梁(图10)。1例法洛三联症患者, 三维图像可显示房间隔缺损的形态、位置、大小及在心动周期中的变化。1例完全性肺静脉异位连接伴房间隔缺损患者, 三维图像可见房间隔存在较大的缺损, 左房内无肺静脉开口。
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图1 房间隔缺损, 从左心侧以垂直方向观察缺损,可清楚显示缺损的部位、形态及大小
图2 法洛四联症, 选取室间隔所在平面为切割平面,可显示室间隔缺损其形状皆为较规则的椭圆形
图3 完全性房室隔缺损,选取共同房室瓣所在平面为切割平面, 可明确为一组房室瓣
图4 二叶式主动脉瓣, 显示主动脉瓣的横截面结构, 确定为左右式二叶式主动脉瓣
, 百拇医药
图5 单心室,显示出室间隔缺如
图6 主动脉窦瘤破入室间隔,可见破裂的室间隔所形成的囊腔及囊壁的结构
图7 动脉导管未闭并发感染性心膜炎, 可见3个团块状赘生物
图8 完全型大动脉转位, 显示两个呈环状的动脉, 肺动脉位于主动脉后方
, 百拇医药
图9 永存动脉干可显示左室和右室共同发出一条动脉干
图10 左室发育不良,可见左室内异常
发达的、纵横交错的肌小梁
讨 论
与二维超声心动图相比, 动态三维超声心动图具有以下优点:(1)可从任意切面观察, 提供了更多的信息; (2)立体化重现心脏结构, 易于理解; (3)可模拟手术野; (4)测量准确〔1～4〕。
三维超声心动图的图像采集有经胸和经食管两种途径, 经食管超声心动图具有一定的创伤性, 且目前尚不能应用于儿童; 而经胸三维超声心动图以往多采用以下三种方式:(1)探头平移法:将探头固定于支架上, 在计算机控制下, 沿特定轴线平行移动。由于探头形状的限制, 此方法不能获取剑突下、胸骨上窝和锁骨上窝切面图像; (2)旋转法:将探头固定于一特制支架上, 由计算机控制探头沿其轴线旋转获取图像; (3)扇形扫描法:多用于腹部脏器的三维重建〔5、6〕。我们所采用的多平面经胸探头是由彩色多普勒血流显像仪中相应的程序控制置于探头内部的步进马达, 旋转探头的换能器晶片, 从而采集图像。该方法相对于以往所用方法具有以下优点:探头与胸壁接触面小, 可置于任意位置进行图像采集; 不需任何辅助设备; 图像采集更精确; 采集简便, 无创伤。
, 百拇医药
多平面经胸动态三维超声心动图尚有不足之处:多平面经胸探头所发射的超声束穿透力较低, 在成年人, 尤其是透声窗较差者, 较难获得满意的图像; 三维图像质量依赖于二维图像, 二维超声心动图因分辨率所限而不能显示的病变三维超声心动图也不能显示; 三维重建过程耗时较长, 临床应用受到限制。随着超声和计算机技术的改进, 上述缺陷将会得到改进。
因此我们认为, 多平面经胸动态三维超声心动图可应用于先天性心脏病的诊断, 对较复杂的先天性心脏病尤其具有独到的诊断价值。
王勇(250012 山东省立医院内科)
张运(山东医科大学附属医院心内科)
张梅(山东医科大学附属医院心内科)
张薇(山东医科大学附属医院心内科)
, http://www.100md.com
朱式娟(山东医科大学附属医院心内科)
季晓平(山东医科大学附属医院心内科)
邢艳秋(山东医科大学附属医院心内科)
张园园(山东医科大学附属医院心内科)
参考文献
1，Michael Vogel, Sideh Losch. Dynamic three-dimensional echocardiography with a computed tomography imaging probe: Initial clinical experience with transthoracic application in infants and children with congenital heart defects. Br Heart J, 1994, 71:462～466
, http://www.100md.com
2，刘延玲, 王 浩, 李 澎,等.经胸动态三维超声心动图在临床应用方面的探索性研究.中国超声医学杂志,1997,13:17～18
3，Nixon JV, Shelley IS, Kirk, L, et al. Three-dimensional echocardiography. Am Heart J, 1983,106:435～441
4，William AZ, Jay CB, Margaret AM, et al. Determination of left ventricular volumes with use of a new nongeometric echocardiographic method: Clinical validation and potential application. J Am Coll Cardiol, 1990.15:610～614
5，Jonathan ES, Joseph K, Olaft R. Real-time orthogonal mode scanning of the heart. I.System design. J Am Coll Cardiol, 1986, 7:1279～1284
6，Hitoshi S, Junichi F, Kazuzo K, et al. Three dimensional reconstruction of the left ventricle from multiple cross sectional echocardiograms: Value for measuring left ventricular volume. Br Heart J, 1983,50:438～444, http://www.100md.com
摘 要 目的：探讨多平面经胸动态三维超声心动图对先天性心脏病的诊断价值。方法：对32例先天性心脏病患者进行多平面经胸动态三维超声心动图检查, 部分患者与手术结果对照。结果：32例患者中有30例获得了满意的三维图像, 其中16例接受手术的患者, 动态三维超声心动图的诊断与手术发现相符合。结论：多平面经胸动态三维超声心动图为先天性心脏病的定性及定量诊断提供了可靠的新方法。
关键词：经胸三维超声心动描记术 先天性心脏病
我们应用多平面经胸超声探头, 在32例先天性心脏病患者中进行了三维重建, 现将结果报告如下。
资料与方法
1998年2月至10月在我院行超声心动图检查的患者32例, 男21例，女11例，年龄3个月至45岁, 1岁以下2例, 1～12岁18例, 12～18岁4例, 18岁以上8例。其中, 房间隔缺损5例, 室间隔缺损3例, 法洛氏四联症3例, 法洛氏三联症1例, 完全性心内膜垫缺损2例, 单心房1例, 单心室1例, 埃勃斯坦氏畸形1例, 主动脉窦瘤破裂伴室间隔撕裂1例, 完全性肺静脉畸形引流伴房间隔缺损1例, 二尖瓣脱垂3例, 动脉导管未闭并发感染性心内膜炎1例, 完全性大动脉转位2例, 右室双出口伴完全性肺静脉畸形引流及房间隔缺损1例, 右室双出口1例, 共同动脉干2例, 二叶式主动脉瓣2例, 左室发育不良1例。所有患者均为窦性心律, 心功能Ⅰ～Ⅲ级。对于不能合作的患儿给予10%水合氯醛50mg/kg。
, http://www.100md.com
使用仪器由三部分组成:HP Sonos 5500彩色多普勒血流成像化; TomTec Echo-View计算机成像系统; HP经胸多平面超声探头。
图像采集:将多平面经胸超声探头直接放置胸前, 选定最佳探头位置及方向后, 固定探头, 启动HP彩色多普勒血流成像仪中的三维程序, 以旋转扫查法驱使多平面经胸探头内镶嵌的换能器晶片旋转180°, 每隔2°采集一个切面的图像, 每个切面采集10～18帧图像, 从而获得一系列同轴的二维切面图像。采集时启用心电图和呼吸门控。将所有图像数字化后存储于可写式磁光盘内, 以供嗣后脱机处理。
三维重建:将存储于可写式磁光盘中的数据输入TomTec Echo-View计算机系统内存, 进行后处理, 把图像数据格式化。而后确定感兴趣区, 通过调整计算机提供的参考点、参考线以及平行移动钮选定合适的切面, 选择适当的分辨率等条件后, 即可由计算机进行三维重建。
, 百拇医药 结 果
在32例患者中有30例获得了满意的图像, 2例患者在图像采集过程中因身体或探头移位使三维重建失败。图像采集耗时约5～20分钟, 取决于患者的心率快慢、心律及呼吸是否规整; 三维重建耗时30～60分钟, 取决于病变的复杂程度。
30例患者中, 16例在我院进行了手术治疗, 其动态三维超声心动图的诊断与手术发现相同。在有房间隔或室间隔缺损的10例患者, 动态三维超声心动图所示缺损的位置、形状及手术类型均与手术所见一致(图1)。在2例法乐氏四联征患者中, 经胸二维超声心动图测量室间隔缺损直径分别为8mm和11mm, 而三维超声测值为15mm和16mm, 与手术实测值(17mm和15mm)更相符合; 三维图像发现室间隔缺损形状皆为较规则的椭圆形, 此椭圆形的长轴与胸骨旁左室长轴切面相垂直, 因此, 经胸二维超声于胸骨旁左室长轴切面所测量的室间隔缺损直径实际为其短轴直径(图2)。2例完全性心内膜垫缺损患者, 二维超声难以确定共同房室瓣为几组, 动态三维超声心动图诊断为一组, 经手术证实(图3)。2例二叶式主动脉瓣患者, 经胸二维超声心动图不能清晰显示主动脉瓣的短轴, 动态三维超声心动图则可选取其短轴切面, 显示为左右式二叶瓣, 由经食管超声心动图和手术证实(图4)。单心房或单心室患者中, 三维图像清晰地显示出房、室间隔完全缺如, 无残端(图5)。1例埃勃斯坦畸形的患者, 三维图像可明确三尖瓣明显低于二尖瓣水平, 三尖瓣瓣下结构无明显异常。1例主动脉窦瘤破入室间隔的患者, 三维图像可清晰地显示破裂的室间隔所形成的囊腔及其在心动周期中的运动情况, 诊断经手术证实(图6)。1例动脉导管未闭并发感染性心内膜炎的患者, 三维图像可发现右室流出道和肺动脉近段3个团块状赘生物(图7)。2例完全型大动脉转位患者, 三维图像可见肺动脉与主动脉平行排列, 前方为主动脉, 自解剖右室发出, 后方为肺动脉, 自解剖左室发出(图8)。2例右室双出口患者, 三维图像可显示主动脉和肺动脉均由右室发出, 同时并存室间隔缺损。在1例合并完全性肺静脉异位连接及房间隔缺损的患者, 三维图像可见房间隔存在较大的缺损, 左房内无肺静脉开口。2例永存动脉干患者, 三维图像可明确显示左室和右室共同发出一条动脉干, 而肺动脉和主动脉都由此动脉干发出(图9)。1例左室发育不良患者, 三维图像清晰地显示出了左室内由于肌小梁压缩不良所导致的异常发达的、纵横交错的肌小梁(图10)。1例法洛三联症患者, 三维图像可显示房间隔缺损的形态、位置、大小及在心动周期中的变化。1例完全性肺静脉异位连接伴房间隔缺损患者, 三维图像可见房间隔存在较大的缺损, 左房内无肺静脉开口。
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图1 房间隔缺损, 从左心侧以垂直方向观察缺损,可清楚显示缺损的部位、形态及大小
图2 法洛四联症, 选取室间隔所在平面为切割平面,可显示室间隔缺损其形状皆为较规则的椭圆形
图3 完全性房室隔缺损,选取共同房室瓣所在平面为切割平面, 可明确为一组房室瓣
图4 二叶式主动脉瓣, 显示主动脉瓣的横截面结构, 确定为左右式二叶式主动脉瓣
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图5 单心室,显示出室间隔缺如
图6 主动脉窦瘤破入室间隔,可见破裂的室间隔所形成的囊腔及囊壁的结构
图7 动脉导管未闭并发感染性心膜炎, 可见3个团块状赘生物
图8 完全型大动脉转位, 显示两个呈环状的动脉, 肺动脉位于主动脉后方
, 百拇医药
图9 永存动脉干可显示左室和右室共同发出一条动脉干
图10 左室发育不良,可见左室内异常
发达的、纵横交错的肌小梁
讨 论
与二维超声心动图相比, 动态三维超声心动图具有以下优点:(1)可从任意切面观察, 提供了更多的信息; (2)立体化重现心脏结构, 易于理解; (3)可模拟手术野; (4)测量准确〔1～4〕。
三维超声心动图的图像采集有经胸和经食管两种途径, 经食管超声心动图具有一定的创伤性, 且目前尚不能应用于儿童; 而经胸三维超声心动图以往多采用以下三种方式:(1)探头平移法:将探头固定于支架上, 在计算机控制下, 沿特定轴线平行移动。由于探头形状的限制, 此方法不能获取剑突下、胸骨上窝和锁骨上窝切面图像; (2)旋转法:将探头固定于一特制支架上, 由计算机控制探头沿其轴线旋转获取图像; (3)扇形扫描法:多用于腹部脏器的三维重建〔5、6〕。我们所采用的多平面经胸探头是由彩色多普勒血流显像仪中相应的程序控制置于探头内部的步进马达, 旋转探头的换能器晶片, 从而采集图像。该方法相对于以往所用方法具有以下优点:探头与胸壁接触面小, 可置于任意位置进行图像采集; 不需任何辅助设备; 图像采集更精确; 采集简便, 无创伤。
, 百拇医药
多平面经胸动态三维超声心动图尚有不足之处:多平面经胸探头所发射的超声束穿透力较低, 在成年人, 尤其是透声窗较差者, 较难获得满意的图像; 三维图像质量依赖于二维图像, 二维超声心动图因分辨率所限而不能显示的病变三维超声心动图也不能显示; 三维重建过程耗时较长, 临床应用受到限制。随着超声和计算机技术的改进, 上述缺陷将会得到改进。
因此我们认为, 多平面经胸动态三维超声心动图可应用于先天性心脏病的诊断, 对较复杂的先天性心脏病尤其具有独到的诊断价值。
王勇(250012 山东省立医院内科)
张运(山东医科大学附属医院心内科)
张梅(山东医科大学附属医院心内科)
张薇(山东医科大学附属医院心内科)
, http://www.100md.com
朱式娟(山东医科大学附属医院心内科)
季晓平(山东医科大学附属医院心内科)
邢艳秋(山东医科大学附属医院心内科)
张园园(山东医科大学附属医院心内科)
参考文献
1，Michael Vogel, Sideh Losch. Dynamic three-dimensional echocardiography with a computed tomography imaging probe: Initial clinical experience with transthoracic application in infants and children with congenital heart defects. Br Heart J, 1994, 71:462～466
, http://www.100md.com
2，刘延玲, 王 浩, 李 澎,等.经胸动态三维超声心动图在临床应用方面的探索性研究.中国超声医学杂志,1997,13:17～18
3，Nixon JV, Shelley IS, Kirk, L, et al. Three-dimensional echocardiography. Am Heart J, 1983,106:435～441
4，William AZ, Jay CB, Margaret AM, et al. Determination of left ventricular volumes with use of a new nongeometric echocardiographic method: Clinical validation and potential application. J Am Coll Cardiol, 1990.15:610～614
5，Jonathan ES, Joseph K, Olaft R. Real-time orthogonal mode scanning of the heart. I.System design. J Am Coll Cardiol, 1986, 7:1279～1284
6，Hitoshi S, Junichi F, Kazuzo K, et al. Three dimensional reconstruction of the left ventricle from multiple cross sectional echocardiograms: Value for measuring left ventricular volume. Br Heart J, 1983,50:438～444, http://www.100md.com