2020年10月28日
本文提供了一套用于左心室三维超声心动图容积评估及斑点追踪分析的逐步采集与分析方案,特别关注可最大程度提高该技术可行性的实际操作要点。
三维超声心动图对心脏结构和功能的评估是心脏病学领域的一项突破性创新。左心室形态和收缩功能的定量分析是每项超声心动图检查方案中最重要的步骤。由三维超声心动图测得的左心室容积和射血分数与核心标准心脏磁共振成像(MRI)的相关性最高,且与传统的二维技术相比,具有更高的可重复性。
更准确的结果将转化为更精准的治疗决策,最终改善患者的预后。基于三维的左心室评估在科学和临床应用上的成功,为将类似技术应用于其他心脏结构(如右心室、心房甚至瓣膜)铺平了道路。规范的图像采集,继之以全面而严谨的图像分析,是实现恰当应用和准确测量的先决条件。
我们的视频文章提供了实现这一操作的逐步指南。在采集三维超声心动图图像时,将患者置于左侧卧位,并确认屏幕上的心电图描记质量良好。解冻图像后,使用探头开始检查患者,以获取常规的心尖四腔观图像。
为优化图像质量,调整扇区宽度以对准左心室,降低深度以截断左心房,并略微增加增益。按下 4D 按钮切换至 3D 模式,并在多心动周期或单心动周期模式下获取 3D 图像。使用多心动周期模式可获得更高的空间和时间分辨率,数据集将从两个、三个、四个或六个心动周期重建而成。
让患者屏住呼气末,同时保持探头位置稳定,以尽量减少拼接伪影。当完整容积由子容积重建完成且整个左心室均可见时,再次冻结图像。然后使用心动周期选择旋钮和周期数旋钮,选择最佳采集的心动周期,并按下图像存储按钮。
为进行左心室形态和功能的定量分析,选择适合分析的三维数据集,然后点击测量和容积。选择4D自动左心室定量分析(4D Auto LVQ)。在四分屏上,软件将提示:是否调整心尖切面至标准视角?
根据需要通过倾斜和旋转手动校正心尖切面,以获得相应的标准切面,从而消除缩短伪影。在长轴切面中拖动并移动卡尺,调整倾斜角度,使卡尺与左心室的长轴对齐;在短轴图像上旋转所有旋钮或调整卡尺位置,以设置旋转角度。完成切面校准后,点击进入舒张末期容积分析。
对于左心室内心内膜和外膜表面的半自动检测,需在任意一个心尖切面中手动选择两个解剖标志点,依次识别左心室心尖部以及左心室基底部的中点。算法将自动勾画出整个左心室的心内膜边界。需在三个心尖切面、三个不同层面的短轴切面以及第四个由用户控制的短轴切面上检查轮廓的可信度,以实现对所检测表面的可视化验证。
然后继续操作,测量收缩末期容积(方法与上述舒张末期容积的测量相同),以识别并校正收缩末期图像上的心内膜轮廓。接下来,进入容积波形界面。软件将显示左心室的动态三维模型,以及在整个心动周期中逐帧追踪心内膜表面所生成的时间-容积曲线。
进行左心室质量测量。软件将自动在舒张末期帧上勾画左心室心外膜轮廓,并计算左心室质量。单击以评估4D应变感兴趣区域。
该软件将自动在收缩末期帧上勾画心外膜表面,并计算左心室和收缩期质量。最后,点击4D应变结果。软件将逐帧显示在整个心动周期中,多个短轴和长轴平面上的三维心肌追踪图像,以及17个标准左心室节段对应的应变值。
将显示时间-应变曲线和牛眼图。还将计算并展示纵向、圆周、径向和面积应变,以及旋转和扭转。然后,点击批准并退出以结束分析。
在此展示了一名心室容积和功能正常的健康志愿者的左心室三维分析结果。该64岁男性患者的左心室三维分析显示扩张型心肌病,以及呈左束支传导阻滞形态的宽QRS波群。通过三维斑点追踪技术对心肌力学进行分析,可提供有关收缩不同步及节段性功能障碍的有意义数据。
在尝试本方案时,需牢记尽管经胸超声心动图及软件技术已取得诸多进展,但要获得准确的结果,仍需具备高质量的心脏图像。三维超声心动图对心室结构和功能的评估已不再仅仅是科研工具,其已准备好进入日常临床应用的黄金时段。
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本文介绍了一种利用三维超声心动图对左心室进行容积评估和斑点追踪分析的实验方案。重点强调了提高该创新技术可行性的实际操作要点。
三维超声心动图能够对左心室结构和功能进行精确且可重复的定量分析,直接影响转化研究中的早期心脏靶点验证和风险分层。高保真的容积和功能测量可在心血管药物发现和器械开发的关键转折点上提升预测可信度。整合三维成像分析技术可通过降低生物学不确定性并支持机制层面的风险评估,从而增强项目组合的决策能力。
三维超声心动图定量技术贯穿从早期发现到临床前验证的全过程,支持心血管研发中的先导化合物筛选和转化研究。