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作者：薛晓轩，杨玲，刘艳，王朝歆，王超，李文华，苑舒淇，陆峥，北京中医药大学东方医院；陈辉，首都医科大学附属北京安贞医院

心脏损害是终末期肾病的严重并发症之一，同时也是慢性肾衰竭患者死亡的主要原因之一。慢性肾衰竭可引起肾性高血压、高钾血症、酸中毒等疾病，而这些疾病又可导致心脏受损，使左心负荷增加，心肌细胞纤维化、凋亡，进而发生心律失常、心肌炎、心力衰竭等，致使心脏结构、功能出现器质性病变。因此，早期诊断慢性肾衰竭患者心脏损害情况，有助于指导临床治疗方案的制订，并为判断患者预后提供影像学依据。

超声心动图是临床诊断心脏疾病，观察患者心脏形态结构、功能的首选影像学手段，但常规二维超声易受影像科医师主观目测等因素影响，对诊断的准确性有较大影响。近年来，实时三维超声心动图（real-time three-dimensional echo cardiography，RT-3DE）自动定量检查因具有操作简单、诊断快速、无创等优点，为客观定量评价心脏疾病提供了可能。

实时三维超声能够从多方位、多角度对心脏进行立体成像，可清晰显示各心腔大小、室壁运动状况、相关心血管位置以及各瓣膜实时运动状况，尤其是能够将二维超声无法显示的三尖瓣口、肺动脉瓣口、室间隔及房间隔的情况显示出来，为诊断提供更为丰富的临床信息。现就RT-3DE评价慢性肾衰竭心功能的研究进展予以综述。

1.  RT-3DE检查的工作原理

RT-3DE主要由三维空间定位系统、高通量数据处理系统以及阵列换能器组成。其中，换能器至少由3600个微小体元构成，依照16∶1的比例并行处理，使其能够同时发射出多个声束，而声束根据相控阵的形式沿着预定的X轴由近至远形成扫描线，然后，该条扫描线沿Y轴方向变动形成二维图像，二维图像再沿Z轴进行仰角转向就会形成类似于“金字塔”的三维图像。最后，应用系统的切割功能将获得的三维图像沿X、Y、Z轴任意切割，动态获取任意一个切面的心脏结构进行定量分析。

2.  RT-3DE检查在慢性肾衰竭心功能评价中的临床应用

2.1  RT-3DE评价左心室舒张功能

相关文献报道，慢性肾衰竭患者左心室舒张功能障碍是其心肌损害的早期标志。目前，临床上评价患者左心室舒张功能的超声指标主要来源于二维图像以及多普勒成像测定，但所获得的参数均会不同程度地受心脏前后负荷、左心室结构等因素影响，具有一定的局限性。近年已有研究证实，RT-3DE评价左心室舒张功能具有较高的临床价值。RT-3DE通过手动或自动的方式描记出患者的心内膜，快速准确地获取心动周期中左心室容积的动态变化，进而能够准确地反映左心室舒张功能变化情况。

杨丽等研究报道，采用RT-3DE检查能够快速取得左心室容积相关图像资料，使心室容积在整个心动周期中的连续变化可随时显示出来，且与磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）心脏检查相比具有较好的相关性。

滕花等研究表明，RT-3DE能够评估早期左心室舒张功能，在非选择性连续患者中成功率更高，对于不同图像质量的患者，RT-3DE更容易识别图像质量较好患者的心内膜小梁，能够更加快速、准确地评价其左心室舒张功能，为临床提供一种快速、无创、准确性高的新型评价手段。朱法望等应用RT-3DE，并根据不同肾功能水平进行分组检查分析，结果发现，RT-3DE所获得的心脏舒张功能参数能够有效区分不同肾功能水平患者舒张功能受损程度。

文童等对尚未接受透析的尿毒症患者进行RT-3DE检查，发现RT-3DE能够准确评估患者的左心室舒张功能，可以为临床评价尿毒症型心脏损害患者左心室舒张功能及同步性提供一个快速、简便、准确的新方法。由此可见，临床采用RT-3DE评价人体左心室舒张功能具有较高的价值。

2.2  RT-3DE评价左心室容积及收缩功能

现代医学认为，心血管系统并发症是晚期慢性肾衰竭患者的死因之一，晚期肾衰竭患者常并发心力衰竭、心绞痛，严重者可并发心肌梗死。晚期肾衰竭患者合并心脏病变后，患者的左心室负荷压力显著增加、左心室室壁增厚，导致心肌收缩力降低；另外，慢性肾衰竭患者机体长时间处于尿毒毒素环境中，也会对心脏结构、心功能产生不同程度的损伤，进而引起左心室收缩不同步的现象。因此，及时、准确评估慢性肾衰竭患者的左心室收缩功能对于病情诊断、预后判断均具有重要意义。

虽然MRI、心血管造影等均可准确测得人体心脏收缩功能，但具有检查费用高、可重复性差、有创等缺点，不适合普及应用。而超声心动图具有无创、操作简单、可重复性高、诊断准确率较高等优点，而且临床上评价左心室整体收缩功能的相关超声指标（如心排血量、每搏量、左心室舒张末期容积、左心室收缩期末起容积、左心室射血分数）均是在心室容积的基础上测量的。但常规二维超声仍有不足之处，如二维超声是基于左心室心腔几何结构进行的假设测量，当受检者存有节段性室壁运动异常、左心室形态异常时，其检查结果的准确率较低。

张琪等应用实时全容积三维超声心动图评价尿毒症患者透析治疗前后的左心室容积及收缩功能的变化情况，结果提示，RT-3DE可为尿毒症透析治疗患者提供更多有意义的新指标，使其能够更加准确地判断疗效以及预测患者的预后转归，具有较高的临床价值。

张群英等对61例尿毒症患者和31例正常对照者实施RT-3DE和MRI，检测左心室射血分数、左心室局部容量并进行组间对比，结果发现，RT-3DE能够早期发现慢性肾衰竭晚期血液透析患者的左心室整体和各个短轴水平内心肌运动的同步性特征，能够更加客观、准确地评价受检者的左心室容积及心室功能，为临床早期、无创且准确评估左心室整体、局部收缩功能提供了一种定性、定量的方法。由此可见，RT-3DE能够打破传统超声心动图的局限，快速获得整个左心室的容积数据，而且无须在心脏几何结构假设下即可直接测量得到真实的受检者左心室容积、收缩功能数据，其准确性和可行性已得到大量实验研究及临床实践的证实。

2.3  RT-3DE评价左心房功能

相关研究报道，左心房功能包括管道功能、储备功能以及助力泵功能，左心房结构和功能的改变与左心房的前、后负荷相关，其根本原因在于左心房功能受左心室功能的直接影响；终末期肾衰竭患者心脏功能早期病变表现为心室舒张功能受损，且左心房功能的变化可较敏感地反映心室舒张功能的损害情况。

左心房的结构大小、功能均可直接反映心腔房室压力差变化，同时也是左心房前、后负荷变化的直接体现，即在左心室舒张功能异常早期，左心房能够代偿性做功以使心室充盈量增加。因此，对终末期肾衰竭患者进行左心房功能评价，可及早发现其心脏损害情况，便于临床干预。

目前，临床上常应用二维心脏彩色超声进行心房功能检测，但人体左心房的解剖结构大多不规则，传统应用几何模型测量计算心房容积具有一定的局限性。而RT-3DE能够手动、自动描绘出心内膜，取得心房容积-时间曲线，进而能够动态显示每个心动周期中不同时间点左心房容积变化情况，一般将其作为二维彩色超声的补充和扩展，且RT-3DE检查不需要依靠几何形体的假设进行测定，而是采用三维容积测定，可真实检测出左心房容积大小。RT-3DE应用三维容积测定的方法，能够将左心房形态重构，动态、准确地反映整个心动周期不同时相下左心房的动态变化。

谈君等分别应用RT-3DE和二维斑点追踪显像技术评价慢性肾衰竭患者的左心房功能，结果显示，慢性肾脏病患者的左心房功能较正常人显著减退，二维斑点追踪技术在获取心房应变以及应变率参数方面具有优势，而RT-3DE则在获取心房容积变化参数方面更具优势。孔双双等应用RT-3DE检查慢性肾脏病患者的左心房容积及功能，结果显示，RT-3DE不依赖于几何形态的假设，可实时获得左心房立体形态及结构的信息，利于评估肾病患者左心房结构和功能的改变。因此，RT-3DE能够无创、准确地评价左心房功能，而且较二维心动图有更好的可重复性。

2.4  RT-3DE评价右心功能

终末期肾衰竭患者机体慢性容量长时间负荷过度，再加上继发性的肺动脉高压，均有可能导致慢性压力负荷过重而引发右心衰竭，因此，及早发现、定量评价慢性肾衰竭患者的右心功能对指导临床治疗和患者预后转归至关重要。但右心腔的形态较为特异，为非对称的新月形，在实际检查中较难通过某一径线、面积测定右心室的容积，是影像学诊断技术的难题之一。

以往临床极少应用二维超声、M超声模式测定右心容积和右心功能，而实时三维超声的出现实现了这一大突破。RT-3DE能够重建结构完整、心内膜清晰度高、形态逼真的左右心室图像结构，便于临床准确测量心腔容积，特别是对于形态不规则的右心室容积的检查意义更大。

颜紫宁等对比单光子发射计算机断层扫描仪、MRI、RT-3DE评估右心功能的效果，结果显示，RT-3DE能够准确、可靠地评价右心功能。孙敏敏等用RT-3DE评价慢性终末期肾衰竭患者右心室整体及节段收缩功能的变化，并结合分析软件测定患者右心室舒张末期和收缩末期内径，计算出右心室的每搏量，结果发现，RT-3DE评价右心室整体及节段收缩功能准确可靠。RT-3DE能够快速显示右心室三维立体结构，为临床测量右心室容积提供准确、可靠的手段，进而更精准地评价右心功能。

3.  RT-3DE的优点及局限性

3.1  RT-3DE的优点

RT-3DE的优点包括：①能够实时、快速地成像；②不局限于单一平面，无角度依赖性，能够从多个方位、多个角度观察二维超声不易显示的解剖结构，从而更准确、全面地评价心肌整体和局部的运动情况；③空间分辨率高，可以实时获得三维空间下的心脏运动信息，且图像更加直观、全面；④操作简单且无创，可重复性高；⑤能够准确显示病变部位与周围重要脏器结构的位置关系，且图像质量较高；因此，RT-3DE能够帮助临床医师准确判断慢性肾衰竭患者的心脏功能，对于指导临床制定治疗方案有潜在价值。

3.2  RT-3DE的局限性

RT-3DE的局限性包括：①三维超声的全容积成像由4个心动周期连续采集图像重叠制得，并不是100%实时，故受检者在RT-3DE检查过程中有可能因体位变动、深呼吸等因素造成超声图像重组错位；②RT-3DE在左心室功能评价方面主要局限于左心室整体“泵血功能”，因此不能早期对左心功能变化进行全面、客观的评价；③RT-3DE图像质量易受二维超声图像质量、透声条件等影响，检查时若透声条件较差则诊断误差风险随之增加；④由于RT-3DE检查采用的“金字塔样”宽角模式，其全容积扇角60°×60°，因此部分心腔显著增大的受检者在进行检查时可能会出现部分室壁残缺的情况，影响临床诊断。

4.  小结

随着计算机技术的不断发展以及三维超声研究经验的积累，在三维超声以及二维斑点追踪技术基础上发展而来的三维斑点追踪技术有望使慢性肾衰竭患者的心脏功能评价进入到一个新的认知水平。RT-3DE能够从三维空间通过连续追踪心肌的真实运动轨迹，计算出心肌的运动和形变信息，为慢性肾衰竭患者心肌功能早期监测提供指导性依据。此外，RT-3DE也可以与其他超声技术相结合，如经过改良的矩阵型经食管三维超声心动图，由于不受肺气干扰、胸廓畸形、肋间隙狭窄、肥胖等因素的影响，可近距离显示心脏各个房室结构的立体图像，因此诊断的准确率显著提高，使患者能够及时得到有效治疗，改善临床结局。

来源：薛晓轩,杨玲,陈辉,刘艳,王朝歆,王超,李文华,苑舒淇,陆峥.实时三维超声心动图自动定量评价慢性肾衰竭心脏功能的研究进展[J].医学综述,2020,26(21):4333-4336+4341.

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