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编号:10280723
动态三维超声心动图术中应用初步探讨
http://www.100md.com 《中国超声医学杂志》 1999年第3期
     作者:谢明星 王新房 李治安 胡 纲 刘 俐 吕 清 杨 娅

    单位:430022 武汉市同济医科大学附属协和医院心血管研究所

    关键词:动态三维超声心动图;术中超声心动图

    中国超声医学杂志990305 摘 要 目的:探讨动态三维超声心动图在心脏手术中的应用价值。方法:本文采用术中经食管旋转扫描方式获取二维数据,对12例施行房间隔缺损修补术、14例风心病二尖瓣人工瓣置换术、6例Fallot四联症矫正术、3例主动脉夹层固定术及4例左房粘液瘤摘除术患者在术中分别于开胸前及心脏复跳后采集感兴趣区二维图像,运用总体显示法(volume rendering display)对病变矫正前后的解剖结构进行了术中动态三维超声心动图重建,并将重建结果与术中所见进行对比。结果:重建图像可清晰显示病变的立体解剖形态与手术矫正后的心脏解剖结构改变。结论:动态三维超声心动图能于术中为外科医生提供病变结构的详细三维解剖信息,并可即时、准确地评价手术效果。
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    Initial Explore of Intraoperation Application of Dynamic

    Three-dimensional Echocardiography

    Xie Mingxing,Wang Xinfang,Li Zhian,et al

    Cardiovascular Institute and Union Hospital of Tongji Medical University,Wuhan 430022

    ABSTRACT Objective:To evaluate the value of dynamic three-dimensional echocardiography in surgery application.Methods:Use transesophageal rotational scanning to gather two-dimensional data and volume rendering display showing the stereoscopic views.The dynamic three-dimensional images were reconstructed in patients for repairing of atrial septal defect(12 cases),prosthetic mitral valve replacement(14 cases),total correction of tetralogy of Fallot(6 cases),replacement of aortic valve and ascending aorta(3 cases),and excision of left atrial myxoma(4 cases)in operative room.The reconstructed images were compared with operative findings and specimens.Results:Dynamic three-dimensional images could display the stereo-anatomic structures of the heart diseases and the postoperative corrective cardiac structures clearly.Conclusion:This new technique provides a great amount of information of heart malformation before operation and the immediate effects of operation.
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    KEY WORDS Dynamic three-dimensional echocardiography Intraoperative echocardiography

    在心脏外科手术中,经食管超声心动图对准确作出与修改诊断、协助手术方案制定、实施术中监测及即时评价手术效果有着重的临床价值〔1,2〕。但传统的二维超声心动图无法显示病变解剖结构的立体形态,给外科医生在切开心脏之前准确理解病变的解剖结构及其与毗邻结构的空间位置关系带来一定困难,并只能在二维切面上评价手术效果。动态三维超声心动图是近年发展起来的一项超声技术,可动态显示心脏结构本身固有的立体形态,其临床应用的可靠性与准确性正在被广泛研究〔3~5〕。本研究采取旋转扫描方式获取二维数据,对不同心脏手术患者进行了术中动态三维重建,探讨其术中应用价值。

    资料与方法

    研究对象 本组共39例患者,男21例,女18例,年龄16~58岁,平均28.6岁。其中房间隔缺损修补术患者12例,风心病二尖瓣人工瓣(Medtronic)置换术14例,Fallot四联症矫正术6例,主动脉夹层(Debakey Ⅱ型)固定术3例,左房粘液瘤摘除术患者4例。上述患者术前均经体格检查、超声心动图及X光拍片检查诊断。
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    仪器 所用仪器包括:(1)Tom Tec Echo-Scan 动态三维成像系统;(2)HP 1500彩色超声诊断仪;(3)HP多平面经食管探头,其操作柄上装置特制的步进马达,控制声束的旋转角度。

    二维图像采集与动态三维重建 (1)患者术中麻醉后,按常规方法插入经食管探头,连接心电图与呼吸阻抗触发电极。(2)进行常规术中经食管超声心动图检查,显示病变,将声束中心对准感兴趣区结构并固定,探头频率5.0MHz。(3)设置声束旋转角度间隔为2°,调节好恰当的心电图与呼吸阻抗触发范围,于手术皮肤切开前,启动计算机二维数据自动获取程序,扫描声束在360°范围内共90个方位上采集感兴趣区结构的二维数据。(4)二维数据输入三维成像工作站,重建方法见王新房所著〔6〕。(5)手术过程中,对手术所见及切除组织拍照,并与三维重建图像对照。(6)心脏复跳后,对感兴趣区结构再次采取二维数据,进行三维重建。

    结 果
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    1、房间隔缺损修补术患者 在左房侧或右房侧选择与房间隔平行方位重建三维图像,以显示房间隔缺损的整体形态。12例房间隔缺损患者修补前重建图像显示5例为巨大型房间隔缺损,缺损位于房间隔结构的中上部,缺损的部位、大小及整体形态清晰可见。4例为上腔静脉型,缺损的边缘与上腔静脉相连。3例为下腔静脉型,缺损的边缘与下腔静脉相连。动态观察时,见缺损在心动周期的不同时相内,其形态与大小明显发生改变,舒张期缺损面积明显大于收缩期。术中均采用补片修补,修补后重建图像可清晰显示补片的部位、形态、大小及与残存房间隔组织的缝接(图1)。

    A:上腔静脉型房缺,缺损的边缘与上腔静脉入口相连

    B:从左房侧显示继发孔型房间隔缺损(箭头),缺损的部位、大小、形态清晰可见

    C:与图B为同一患者,房缺修补后从右房侧显示补片(patch)形态
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    ASD:房间隔缺损;IAS:房间隔;RA:右房;TV:三尖瓣;RV:右室;REMAIN:残存房间隔;SVC:上腔静脉

    图1 房间隔缺损术中三维重建

    2、风心病二尖瓣人工瓣置换术患者 置换前在左房或左室侧选择与二尖瓣环相平行方位进行重建,以显示二尖瓣的整体形态。重建图像显示二尖瓣狭窄患者瓣叶边缘增厚,瓣叶粘连,舒张期开口面积减少。瓣叶及狭窄瓣口的立体形态显示清楚。伴关闭不全者,收缩期二尖瓣前后叶对合处可见裂缝。人工瓣置换术后,由于左室侧金属支架的强回声干扰,只可在左房侧重建。在重建图像上,人工瓣支架与瓣周组织的缝合处清晰可见。舒张期人工瓣充分开放,收缩期对合良好(图2)。

    A:风心病二尖瓣狭窄患者,置换术前从左室侧显示狭窄的二尖瓣口(MVO)
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    B:手术切下的二尖瓣标本

    C:置换术后,从左房侧显示机械瓣(Medtronic)形态及其与瓣环组织相连,收缩期人工瓣关闭(箭头)

    D:舒张期人工瓣开放(箭头)

    图2 二尖瓣置换术前后三维重建

    3、Fallot四联症矫正术患者 矫正前重建图像可显示缺损的室间隔、骑跨的主动脉与狭窄的右室流出道的立体解剖形态以及相互间的空间位置关系。术中对缺损部位进行补片修补,对右室流出道狭窄部位纵行切开并加补心包膜进行拓宽。术后重建图像显示右室流出道明显增宽,心包膜加宽部位的立体形态清晰可见(图3)。

    A:矫正前右室流出道长轴方位重建,显示右室流出道狭窄(箭头)
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    B:术中将狭窄右室流出道纵行切开,用患者自身心包膜拓宽,重建

    图像清楚显示右室流出道增宽及心包补片的范围(箭头)

    RVOT:右室流出道

    图3 Fallot四联症矫正术前后重建

    4、其它 主动脉夹层固定术患者,术前于主动脉瓣上方重建,见主动脉根部内膜全部剥离,剥离的内膜呈套筒状位于主动脉腔内,主动脉瓣失去支撑脱向左室流出道。术中将剥离的主动脉内膜复位并用缝线将其固定于主动脉壁上。术后重建显示主动脉壁为单一回声层,主动脉瓣对合良好。左房粘液瘤摘除前重建图像可显示粘液瘤的整体形态,其大小与附着部位清晰可见。舒张期瘤体经二尖瓣口进入左室,收缩期整个瘤体则位于左房内,摘除后重建图像上左房内无瘤体显示,左房壁光滑。

    讨 论
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    近年来,动态三维超声心动图的成像方法日臻成熟,其临床应用已涉及心血管疾病的多个领域7,8〕,但此项技术的术中应用研究目前在国内外尚少见报道。通过本研究我们体会如下:

    1、动态三维图像可在开胸前为外科医生提供较详细的三维解剖结构信息。其可直接显示病变结构的立体形态,病变的部位、大小、程度及动态变化,图像客观逼真 ,使观察更为简便准确,在全部病例中,手术切开心脏所见及所切下的病理标本与三维图像所示相吻合。通过观察三维图像,还可协助制定手术方案,如摹拟与选择手术切口、估测补片的形状与大小等。

    2、心脏复跳后重建图像可即刻评价手术效果。术中重建可显示矫正后心脏结构的整体形态,可观察到房间隔补片及人工瓣环支架与周围组织的缝合紧密,无残存漏口。二尖瓣位人工瓣舒张期充分开放,收缩期对合良好,功能正常。狭窄的右室流出道拓宽程度清晰可见。同传统的二维超声心动图相比,其对手术效果的评价更为直观、准确,具有重要的临床价值。
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    3、采用多平面经食管探头旋转扫描方法获取二维数据最适合术中应用。三维重建时,现阶段较成熟的二维数据获取方法有三种:扇形扫描法、平行扫描法与旋转扫描法。与另外两种方法相比,旋转扫描法直接利用了多平面经食管探头声束能在180°范围内任意扫描的优势,并可十分精确地控制声束的扫描角度间隔,且声束中心轴能准确定位于感兴趣区结构。其操作简便,获取的二维数据具有良好的重组性。

    由于本文所观察的病种及病例数有限,对此项技术在术中的应用价值尚需进一步探讨。但随着三维成像技术的进一步完善和对其在术中的应用进行更广泛的研究,动态三维超声心动图将具有重要的术中应用价值。

    参考文献

    [1]Lee E,Schiller NB.Ambulatory and intraoperative transesophageal echocardiography.Cardiol Clin 1989,7:511~524
, http://www.100md.com
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    [3]Belohlavek M,Foley DA,Gerber TG,et al.Three-and four-dimensional cardiovascular imaging:A new era for echocardiography.Myo Clin Proc 1993,68(3):221~240

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    [6]Wang XF,Li ZA,Cheng TO,et al.Four-dimensional echocardiography:Methods and clinical application.American Heart J 1997,13(3):672~684

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    [8]Li ZA,Wang XF,Xie MX,et al.Dynamic three-dimensional reconstruction of abnormal intracardiac blood flow.Echocardiography 1997,14(4):375~381

    (1998-09-21收稿), http://www.100md.com