王培偉，呂函璐，何艷萍，劉英梅

（1.中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院心內(nèi)科，廣東廣州 510120；2.佛山市第一人民醫(yī)院超聲診療中心，廣東佛山 528000）

超聲心動(dòng)圖是診斷和評(píng)估心臟疾病的基本工具，與其他技術(shù)相比，超聲心動(dòng)圖具有許多優(yōu)點(diǎn)，如非侵入性和便攜性。它為我們提供了詳細(xì)的解剖，血液動(dòng)力學(xué)和生理信息［1-2］。其中最重要的參數(shù)就是左室容積及射血分?jǐn)?shù)的測(cè)量。目前臨床上常用的測(cè)量方法是傳統(tǒng)二維雙平面Simpson 法、傳統(tǒng)三維手動(dòng)測(cè)量（3D-manual）法。這兩種方法操作繁瑣、處理時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)要求高。而新近出現(xiàn)的一項(xiàng)新的三維全自動(dòng)左心容積定量技術(shù)（heart model，簡(jiǎn)稱HM）可以更快速、簡(jiǎn)便的測(cè)量左室容積及射血分?jǐn)?shù)［3］。關(guān)于HM 的研究在竇性心律、心肌梗死、房顫、主動(dòng)脈瓣二葉化畸形等人群中取得了可喜的成果，而針對(duì)植入心臟起搏器人群的研究尚未報(bào)道。本研究旨在評(píng)價(jià)HM 法定量心臟起搏器患者左室容積及射血分?jǐn)?shù)的準(zhǔn)確性、可行性及其在病人隨訪中的臨床價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院心血管內(nèi)科2017 年7 月1 日至2018 年11 月30 日心臟起搏器植入術(shù)后患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①先天性心臟病患者；②三維超聲心動(dòng)圖檢查中左心室心肌17 節(jié)段中顯示不清節(jié)段≥4；③人工瓣膜；④重度瓣膜狹窄或關(guān)閉不全。最終獲得50 例符合要求病例。男27 例，女23 例，年齡19～86 歲，平均體表面積（1.61±0.17）m2。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，受檢者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀 器 應(yīng)用經(jīng)胸彩色多普勒超聲診斷儀，型號(hào)：Philips Epiq 7C，配備X5-1 探頭，頻率1-5 MHz，具備HMACQ（HeartModel Acquisition Mode）圖像采集模式。檢查時(shí)連接心電圖，囑患者左側(cè)臥位，留取心尖四腔心、心尖兩腔心二維動(dòng)態(tài)圖像。囑患者呼氣末屏氣，啟動(dòng)HMACQ 程序，獲取三維全容積圖像4 個(gè)心動(dòng)周期，存儲(chǔ)以備后續(xù)分析。

1.2.2 雙平面Simpson 法 根據(jù)指南［4］用雙平面Simpson 法獲得LVEDV、LVESV、LVEF，并記錄所用時(shí)間。

1.2.3 HM 法 啟動(dòng)HM 程序，適當(dāng)時(shí)可微調(diào)邊界，自動(dòng)計(jì)算出LVEDV、LVESV、LVEF（圖1），并記錄所用時(shí)間。

1.2.4 3D-manual 法 利用飛利浦公司QLab10.5軟件脫機(jī)分析，選取3DQA 插件，在獲取的心尖四腔心、心尖兩腔心切面上于舒張末期依據(jù)提示分別標(biāo)記5 個(gè)參考點(diǎn)，于收縮期重復(fù)此步驟，得出LVEDV、LVESV、LVEF，并記錄所用時(shí)間。

1.2.5 重復(fù)性檢驗(yàn) 隨機(jī)抽取25 例受檢者圖像，分別對(duì)HM 法、3D-manual 法、雙平面Simpson 法測(cè)量的LVEDV、LVESV、LVEF 進(jìn)行觀察者內(nèi)和觀察者間重復(fù)性檢驗(yàn)。

圖1 HM 法測(cè)值結(jié)果Fig.1 Results displayed with heart model technology

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 24.0 及MedCalc18.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料先進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，呈正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，非正態(tài)分布資料以中位數(shù)及四分位數(shù)間距M（P25～P75）描述。雙平面Simpson 法、HM 法、3D-manual 法測(cè)值數(shù)據(jù)經(jīng)正態(tài)分布檢驗(yàn)不符合正態(tài)分布，多組之間比較采用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)。三種方法后處理時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)正態(tài)分布檢驗(yàn)符合正態(tài)分布，方差不齊，多組之間比較采用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)。相關(guān)性及一致性分析采用Pearson 相關(guān)分析及Bland-Altman 一致性檢驗(yàn)，雙側(cè)檢驗(yàn)，P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。應(yīng)用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)，ICC 值大于0.75 說(shuō)明可重復(fù)性較好，0.4 以下說(shuō)明可重復(fù)性較差。

2 結(jié)果

2.1 患者的基線資料

最終入選的50 名患者的臨床基本資料及起搏器類(lèi)型見(jiàn)表1。

表1 患者的基本資料Table 1 Baseline date of patients［median（IQR）or n（%）］

2.2 三種方法的測(cè)量結(jié)果比較

三種方法所測(cè)得LVEDV、LVEF 測(cè)值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05；表2），所測(cè)得LVESV 測(cè)值差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以3D-manual 法測(cè)值為基準(zhǔn)進(jìn)行比較，HM 法LVEDV、LVESV 測(cè)值均比其大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）；LVEF 測(cè)值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。

雙平面Simpson 法與3D-manual 法進(jìn)行比較，LVESV 無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）；LVEDV、LVEF 均較小，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。

2.3 三種方法的相關(guān)性和一致性

以3D-manual 法測(cè)值為標(biāo)準(zhǔn)，HM 法與3Dmanual 法相關(guān)性極高（LVEDVr=0.959；LVESVr=0.986 ；LVEFr=0.926，均P<0.001），一致性更好（偏倚bias；LVEDV（mL）bias=17.0；LVESV（mL）=10.3；LVEF（%）=-0.1）（圖2）。雙平面Simpson法與3D-manual 法相關(guān)性同樣極高（LVEDVr=0.966；LVESVr=0.978；LVEFr=0.923，均P<0.001），一致性稍差［偏倚bias；LVEDV（mL）bias=28.0；LVESV（mL）=23.5；LVEF（%）=-5.9］

2.4 HM 法重復(fù)性

HM 法所測(cè)LVEDV、LVESV 及LVEF 值，觀察者內(nèi)ICC（95%CI）分別為：0.98（0.93～0.99）、0.96（0.91～0.98）、0.96（0.90～0.98），觀察者間ICC（95%CI）分別為：0.95（0.86～0.98）、0.92（0.84～0.96）、0.91（0.86～0.95）。HM 法測(cè)值觀察者內(nèi)、觀察者間可重復(fù)性較好。

2.5 三種方法后處理時(shí)間比較

分別統(tǒng)計(jì)這50 例患者運(yùn)用HM 法、雙平面Simpson 法和3D-manual 法的后處理時(shí)間，得到結(jié)果如下。HM 法后處理時(shí)間為30（27.75～33.0）s，雙平面Simpson 法為69（65.0～71.25）s，3D-manual法為160（139.75～170.0）s，總體差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（H=132.572，P<0.001）。經(jīng)過(guò)兩兩比較，HM 法后處理時(shí)間均少于其余兩種方法后處理時(shí)間，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.001；圖3）。

表2 HM、Simpson、3D-manual 法測(cè)值比較Table 2 The results of HM，Simpson and 3D-manual median （IQR）

圖2 HM 與3D-manual 法測(cè)量LVEDV、LVESV 和LVEF 的相關(guān)性和Bland-Altman 一致性檢驗(yàn)圖Fig.2 Correlation and Bland-Altman analyses of LVEDV，LVESV and LVEF obtained through HM and 3D-manual

圖3 三種方法后處理所需時(shí)間Fig.3 Analysis time of the three methods

3 討論

對(duì)左室容積及射血分?jǐn)?shù)的定量測(cè)定一直以來(lái)是臨床醫(yī)師和超聲心動(dòng)圖醫(yī)師最為關(guān)注的問(wèn)題之一。最初，二維雙平面Simpson 法測(cè)定左室容積及射血分?jǐn)?shù)應(yīng)用廣泛，由于它是基于左室形態(tài)的幾何假設(shè)，如果心室腔形狀偏離了假設(shè)模型，將導(dǎo)致誤差較大，而且因圖像的透視縮短現(xiàn)象成像可致低估心室容積。在三維超聲心動(dòng)圖問(wèn)世以后，歐美各大指南紛紛推薦應(yīng)用三維超聲心動(dòng)圖進(jìn)行左室容積及射血分?jǐn)?shù)測(cè)定的方法。然而傳統(tǒng)的3Dmanual 法測(cè)量需要超聲醫(yī)師有比較豐富的經(jīng)驗(yàn)，且手動(dòng)輸入步驟多、耗時(shí)長(zhǎng)，在臨床工作中比較難以推廣。新近出現(xiàn)的HM 法，是基于事先存儲(chǔ)于機(jī)器的數(shù)千個(gè)不同形態(tài)的左心數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)時(shí)獲得的病人左心形態(tài)信息，匹配最合適的模型，自動(dòng)描繪左心室內(nèi)膜邊界，并根據(jù)心電圖自動(dòng)識(shí)別舒張期和收縮期來(lái)計(jì)算左室容積及射血分?jǐn)?shù)。該方法大大減少了人工操作步驟，減少了檢查者耗費(fèi)的時(shí)間，相對(duì)于傳統(tǒng)3D-manual，HM 是一種更加方便可行的方法。

目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)HM 的研究較多，主要研究對(duì)象為竇性心律患者、節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常、高血壓、主動(dòng)脈瓣二葉畸形、房顫患者及兒童等［5-8］，均取得令人滿意的結(jié)果。然而起搏器植入患者這一人群并未納入目前已知的HM相關(guān)研究中。正如Medvedofsky 等［2］在其研究中所說(shuō)，針對(duì)植入心臟起搏器人群的研究是其下一步研究的重點(diǎn)方向。本實(shí)驗(yàn)就是針對(duì)這一人群展開(kāi)實(shí)驗(yàn)的。心臟起搏器作為一種植入型醫(yī)療器械，無(wú)論對(duì)右心還是左心均有明顯影響。文獻(xiàn)報(bào)道，單腔起搏器可導(dǎo)致左心室重構(gòu)、左室射血分?jǐn)?shù)降低，雙腔起搏器可導(dǎo)致心臟的激動(dòng)收縮順序改變，導(dǎo)致二尖瓣反流，進(jìn)而可導(dǎo)致其心排血量下降，損害心臟功能［9-10］。因而對(duì)植入心臟起搏器人群左室容積及射血分?jǐn)?shù)的準(zhǔn)確測(cè)定對(duì)臨床判斷和決策有非常重要的意義。

本實(shí)驗(yàn)中，與3D-manual 法相比，HM 法測(cè)得LVEF測(cè)值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05），LVEDV、LVESV值較高（均P<0.05），與Tsang 等［11］的研究結(jié)果一致。其可能原因在于心內(nèi)膜-血池邊界的識(shí)別上，HM 法的邊界比3D-manual 法的邊界更偏近于心肌處，故舒張期、收縮期容積等比例增大，射血分?jǐn)?shù)基本不變。Levy 等［12］在研究中發(fā)現(xiàn)HM 法與MR 測(cè)得左室射血分?jǐn)?shù)高度相關(guān)。Ernest Spitzer等［13］在研究中發(fā)現(xiàn)HM 與3D-manual、MR 均有較高的相關(guān)性，且HM 法測(cè)值比3D-manual 法更高、更接近MR 的測(cè)值。本研究結(jié)果顯示，HM 法的LVEDV、LVESV、LVEF 的測(cè)值與3D-manual 法的測(cè)值均具有極高的相關(guān)性和一致性（見(jiàn)圖2）。同時(shí)HM法LVEDV、LVESV的測(cè)值均大于3D-manual法的測(cè)值，由此推測(cè)HM 法左室容積測(cè)值更接近MR 的測(cè)值，與Spitzer 等［13］的研究結(jié)果相似。

本實(shí)驗(yàn)顯示HM 法測(cè)值無(wú)論從觀察者內(nèi)、觀察者間，重復(fù)性均極高，r值均大于0.9，與李萌等的研究結(jié)果一致［14］。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)病人隨訪具有重要意義。由于患者每次進(jìn)行超聲心動(dòng)圖復(fù)查時(shí)，面對(duì)的檢查醫(yī)師可能不同，故而增加了不同檢查者帶來(lái)的誤差。應(yīng)用了HM 軟件算法以后，不同的檢查醫(yī)師留取三維圖像以后，用同一軟件算法計(jì)算左心功能，可以減少因不同檢查者帶來(lái)的誤差，確保顯示出真實(shí)的左室容積及射血分?jǐn)?shù)的變化情況，更好的評(píng)估左心功能變化情況，有利于指導(dǎo)臨床治療。本實(shí)驗(yàn)顯示HM法后處理時(shí)間是三種方法中最少的。這與Tsang 等［11］的研究結(jié)果一致。說(shuō)明HM 法可縮短檢查時(shí)間、提高效率，有利于在臨床中推廣應(yīng)用。

本研究表明HM 法在評(píng)價(jià)心臟起搏器植入患者這一特定人群的左心功能測(cè)定中快速、可行，與3D-manual 具有高度相關(guān)性和一致性，且重復(fù)性高。在既往其他人群（如竇性心律患者、節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常、高血壓、主動(dòng)脈瓣二葉畸形、房顫患者及兒童）的研究中顯示，以Carvajal-Rivera［6］的研究為例，HM 法在兒童這一特定人群中測(cè)定左心功能與3D-manual 法具有高度相關(guān)性和一致性，重復(fù)性高。故本研究表明HM 法在起搏器人群中獲得結(jié)果與其他人群結(jié)果一致。

本實(shí)驗(yàn)的局限性：首先，未與心臟MR 檢查作對(duì)照研究，而是采用3D-manual 法測(cè)值為標(biāo)準(zhǔn)。但相關(guān)文獻(xiàn)已證明3D-manual 法測(cè)值與通過(guò)心臟MR 獲得的結(jié)果有很好的相關(guān)性，許多研究同樣以3D-manual 法作為比較的基準(zhǔn)。其次，納入研究的病例數(shù)偏少，有待下一步擴(kuò)大樣本量。