金祉儒，章曉鋒，李京濤，蔡雍至，吳 棘

（廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院超聲科，南寧 530021）

房顫是一種心電圖表現(xiàn)為不規(guī)則RR間期、無(wú)重復(fù)P波以及不規(guī)則心房激動(dòng)的室上性快速性心率失常，同時(shí)房顫導(dǎo)致的左心功能的改變往往會(huì)伴隨著血栓栓塞、心力衰竭和心肌梗死等的風(fēng)險(xiǎn)，因此對(duì)房顫患者左心功能的監(jiān)測(cè)顯得尤為重要[1]。目前臨床上對(duì)于房顫患者的左心功能的評(píng)估主要依賴于二維超聲心動(dòng)圖，但受限于房顫患者多為老年患者，存在肺氣干擾和患者體型影響等因素常難以采集清晰的二維超聲圖像，因此對(duì)左心功能的評(píng)估準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響[2]。三維超聲心動(dòng)圖（three-dimensional echocardiography，3DE）作為一種快速、便攜的檢查方式可以很好地顯示心內(nèi)膜邊界，提高房顫患者的超聲圖像清晰度，幫助準(zhǔn)確測(cè)量左心室大小或體積以及射血分?jǐn)?shù)來(lái)評(píng)估心功能，彌補(bǔ)了二維超聲的不足，為房顫患者并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了影像學(xué)依據(jù)[3]。然而傳統(tǒng)3DE檢查分析步驟繁瑣，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)和操作水平有一定要求。三維全自動(dòng)左心容積定量技術(shù)（heart model，HM）是最近一種基于人工智能開(kāi)發(fā)的全新技術(shù)，提供了一種更加簡(jiǎn)便快速的方式來(lái)測(cè)量左室容積以及射血分?jǐn)?shù)，可以很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)量方式的缺點(diǎn)[4]。本研究旨在探討HM技術(shù)在陣發(fā)性房顫患者左室容積及射血分?jǐn)?shù)測(cè)量中的準(zhǔn)確性、可行性和可重復(fù)性，并評(píng)價(jià)其在臨床中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021年3月1日至2022年3月1日在廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科住院治療的房顫患者。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床心電圖診斷確診為房顫，同時(shí)超聲心動(dòng)圖檢查圖像顯示清晰。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）先天性心臟病患者；（2）分流性疾病、急性心肌梗死、急性心絞痛或其他嚴(yán)重心外疾病的患者；（3）三維超聲心動(dòng)圖檢查中左心室心肌17節(jié)段中4個(gè)節(jié)段以上顯示不清者；（4）人工瓣膜；（5）重度瓣膜狹窄或關(guān)閉不全者；（6）臨床資料缺失患者。最終獲得40例符合要求的病例，其中男25例，女15例，年齡39～72歲，平均（61.10±9.17）歲，均為心電圖診斷為陣發(fā)性心房顫動(dòng)的患者，平均心率（82.11±15.61）次/min，平均收縮壓（16.86±2.04）kPa，平均舒張壓（11.16±1.95）kPa，平均體表面積（1.75±0.18）m2，其中合并高血壓20例，糖尿病5例。本研究受檢者均簽署知情同意書(shū)，并經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器 采用心血管超聲診斷系統(tǒng)Philips Epiq 7C，探頭X5-1，頻率1～5 MHz，內(nèi)配備HMACQ（Heart Model Acquisition Mode）圖像采集模式。囑患者取左側(cè)臥位并連接心電圖，在陣發(fā)性房顫患者正常心率時(shí)采集心尖四腔心與心尖兩腔心二維超聲動(dòng)態(tài)圖像。囑患者配合在呼氣末期屏氣并啟動(dòng)HMACQ系統(tǒng)采集4個(gè)心動(dòng)周期的三維全容積圖像以便后續(xù)分析。

1.2.2 雙平面Simpson法 采集4個(gè)心動(dòng)周期的心尖四腔心與心尖兩腔心二維超聲動(dòng)態(tài)圖像并依據(jù)指南[5]中的雙平面Simpson法計(jì)算出左心室舒張末容積（LVEDV）、左心室收縮末容積（LVESV）以及左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF），同時(shí)記錄使用時(shí)間，見(jiàn)圖1A。

1.2.3 實(shí)時(shí)3DE（RT-3DE）法 采集全容積模式下的4個(gè)心動(dòng)周期中的心尖四腔心的動(dòng)態(tài)圖像，使用飛利浦公司Qlab 10.7軟件3DQ Advance插件進(jìn)行脫機(jī)分析，分別在心臟舒張末期和收縮末期的心尖長(zhǎng)軸四腔心切面、兩腔心切面的二尖瓣環(huán)水平和左心室心尖部心內(nèi)膜面進(jìn)行標(biāo)記，合計(jì)5個(gè)參考點(diǎn)，計(jì)算得到LVEDV、LVESV、LVEF，同時(shí)記錄使用時(shí)間，見(jiàn)圖1B。

1.2.4 HM法 啟動(dòng)HM系統(tǒng)，調(diào)整圖像使左心室中心在心尖四腔心切面上位于軸線上，點(diǎn)擊HMACQ按鈕自動(dòng)計(jì)算分析獲得LVEDV、LVESV、LVEF，同時(shí)記錄使用時(shí)間，見(jiàn)圖1C。

1.2.5 重復(fù)性檢驗(yàn) 分別使用HM法、雙平面Simpson法和RT-3DE法對(duì)隨機(jī)抽取的20例受檢者圖像進(jìn)行重新測(cè)量，并對(duì)兩名有經(jīng)驗(yàn)的超聲醫(yī)師重新測(cè)量獲得的LVEDV、LVESV、LVEF進(jìn)行觀察者間重復(fù)性檢驗(yàn)，30 min后由同一名超聲醫(yī)生重新測(cè)量進(jìn)行觀察者內(nèi)重復(fù)性檢驗(yàn)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料如呈正態(tài)分布的以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，非正態(tài)分布資料則以中位數(shù)及四分位數(shù)間距[M（P25～P75）]描述。非正態(tài)分布數(shù)據(jù)多組之間比較使用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析；一致性分析使用Bland-Altman來(lái)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。應(yīng)用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)，ICC值＞0.75則認(rèn)為可重復(fù)性較好，＜0.4以下認(rèn)為可重復(fù)性較差。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3種方法的測(cè)量結(jié)果比較

Simpson法測(cè)量的LVEDV與LVEF大于HM法和RT-3DE法測(cè)量結(jié)果（均P＜0.05）。HM法與RT-3DE法LVEDV、LVESV以及LVEF的測(cè)量結(jié)果比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），且在LVESV測(cè)量結(jié)果中，Simpson法、HM法和RT-3DE法3種測(cè)量方法的結(jié)果比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），見(jiàn)表1。

表1 3種方法的測(cè)量結(jié)果比較 M（P25～P75）

2.2 3種方法的相關(guān)性和一致性

HM法與RT-3DE法測(cè)值的相關(guān)系數(shù)較高（LVEDVr=0.945；LVESVr=0.928；LVEFr=0.847，均P＜0.001），且兩種方法的一致性同樣較好[偏倚bias；LVEDV（mL）bias=2.3；LVESV（mL）=0.2；LVEF（%）bias=0.7]。而HM法與Simpson法之間相關(guān)系數(shù)較低（LVEDVr=0.495；LVESVr=0.832；LVEFr=0.635，均P＜0.001）且一致性較差[偏倚bias；LVEDV（mL）bias=-11.9；LVESV（mL）=1.7；LVEF（%）=-5.6]。RT-3DE法與Simpson法的相關(guān)系數(shù)和一致性同樣較低[LVEDVr=0.565；LVESVr=0.836；LVEFr=0.726，均P＜0.001。偏倚bias；LVEDV（mL）bias=-14.2；LVESV（mL）=1.4；LVEF（%）bias=-6.3]，見(jiàn)圖2～圖4。

圖2 HM法與RT-3DE法的LVEDV、LVESV和LVEF的相關(guān)性以及Bland-Altman一致性檢驗(yàn)圖

圖3 HM法與Simpson法的LVEDV、LVESV和LVEF的相關(guān)性以及Bland-Altman一致性檢驗(yàn)圖

圖4 RT-3DE法與Simpson法的LVEDV、LVESV和LVEF的相關(guān)性以及Bland-Altman一致性檢驗(yàn)圖

2.3 3種方法測(cè)量時(shí)間比較

Simpson法處理所耗時(shí)間為65.00（61.00～73.00）s，HM法為20.00（18.25～22.00）s，RT-3DE法為100.50（82.50～118.75）s。HM法所消耗的時(shí)間少，其次為Simpson法，耗時(shí)最長(zhǎng)為RT-3DE法，3種方法測(cè)量時(shí)間比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001），見(jiàn)圖5。

圖5 3種測(cè)量方法消耗用時(shí)

2.4 HM法重復(fù)性檢驗(yàn)

隨機(jī)抽取20例患者由不同醫(yī)師采用HM法重新測(cè)量LVEDV、LVESV和LVEF數(shù)據(jù)，將測(cè)量所得數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可得觀察者間ICC分別為0.978、0.993、0.959；其中同一名醫(yī)師通過(guò)再次測(cè)量，結(jié)果分析可得觀察者內(nèi)ICC分別為0.996、0.999、0.994。

3 討論

超聲心動(dòng)圖是一種無(wú)創(chuàng)檢查手段，其通過(guò)二維超聲表現(xiàn)來(lái)測(cè)量計(jì)算左心室容積和射血分?jǐn)?shù)，評(píng)價(jià)左心室功能。因此，如何減少測(cè)量誤差，準(zhǔn)確測(cè)量左心室容積和射血分?jǐn)?shù)一直是超聲心動(dòng)圖研究中的熱點(diǎn)。當(dāng)前二維雙平面Simpson法測(cè)量左室容積和射血分?jǐn)?shù)是臨床最常使用的方法[6]。其通過(guò)取心尖四腔心和兩腔心切面，手動(dòng)描繪心內(nèi)膜輪廓計(jì)算左心室容積，因此常因測(cè)量者的不同產(chǎn)生誤差。傳統(tǒng)RT-3DE法測(cè)量對(duì)醫(yī)生操作經(jīng)驗(yàn)有一定的要求，且操作步驟繁多，消耗時(shí)間長(zhǎng)，難以在臨床上廣泛使用。HM法通過(guò)算法智能匹配數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存的左心室模型，自動(dòng)識(shí)別描繪左心室心內(nèi)膜輪廓，計(jì)算左心室容積和射血分?jǐn)?shù)[7]。這種方法可以很好地簡(jiǎn)化操作步驟，縮短測(cè)量消耗時(shí)間，解決了傳統(tǒng)測(cè)量方式的缺點(diǎn)，提供了一種更加簡(jiǎn)便、可行的測(cè)量方式。

由于房顫帶來(lái)的房、室運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)會(huì)使左心室舒張末期壓力上升，引起左心室舒張及收縮功能下降，最終導(dǎo)致心排出量減少[8-9]。此外，左心房收縮功能降低會(huì)導(dǎo)致左心室舒張末期血容量下降，會(huì)進(jìn)一步降低心排出量，增加心衰的風(fēng)險(xiǎn)[10]。因此，左心室容積和射血分?jǐn)?shù)的測(cè)定對(duì)于房顫患者而言顯得尤為重要。

為避免房顫對(duì)于測(cè)量結(jié)果的影響，本課題組在陣發(fā)性房顫患者心率正常時(shí)采集TTE超聲圖像并測(cè)量數(shù)據(jù)分析。從測(cè)量值結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析中可以看出，HM法與RT-3DE法LVEDV、LVESV和LVEF測(cè)值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且兩者的相關(guān)性與一致性都很高。這些證據(jù)表明HM法可以在減少測(cè)量操作步驟、縮短測(cè)量時(shí)間的同時(shí)獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，更有利于在臨床中應(yīng)用。重復(fù)性檢驗(yàn)結(jié)果表明，HM法測(cè)量左室容積和射血分?jǐn)?shù)在觀察者間和觀察者內(nèi)都具有很高的可重復(fù)性，這一結(jié)果與Xing等[11]的研究結(jié)果相一致。因此，HM法的高可重復(fù)性可以很好避免因?yàn)槌曖t(yī)師在臨床左心功能測(cè)定操作中的經(jīng)驗(yàn)不同所帶來(lái)的測(cè)量誤差，提高測(cè)量檢查的精確性。然而本研究存在一定的局限性：研究的樣本量較小，需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量；心血管磁共振成像（cardiovascular magnetic resonance，CMR）作為無(wú)創(chuàng)性評(píng)估心臟結(jié)構(gòu)和功能的金標(biāo)準(zhǔn)，本研究中缺少CMR數(shù)據(jù)，未能與其作對(duì)比[12]。

本研究通過(guò)對(duì)3種不同測(cè)量方式對(duì)房顫患者左心室容積和射血分?jǐn)?shù)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果表明HM法測(cè)量步驟簡(jiǎn)便，耗費(fèi)時(shí)間短，測(cè)量結(jié)果與RT-3DE法具有很高的相關(guān)性與一致性，同時(shí)具有較好的可重復(fù)性。這與Feng等[13]在高血壓患者中采用HM法測(cè)定左心功能的結(jié)論相仿。本研究結(jié)果表明HM法在房顫患者中同樣可以高效、快速地測(cè)量獲得準(zhǔn)確的左心室容積和射血分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)。