三维超声心动图能够体现心脏立体结构,直观地了解房室、瓣口及大血管的形态、立体方位与连续关系,已经代替多方位二维超声。三维超声显像的概念被提出后,其技术不断发展,从20世纪90年代的静态三维超声心动图到动态三维超声心动图,直至20世纪末研制成功并于2002年投入应用的实时三维超声心动图(real time three dimensional echocardiography,RT-3DE)。在CHD中RT-3DE最具有诊断价值的是对房室间隔缺损的立体显示。它不仅可以显示间隔的连续性中断,还可以通过对两个正交切面的切割显示缺损的平面,因此可以准确判断缺损的有无、位置、边缘、形状、面积及其与相邻结构的关系。运用RT-3DE测量的房间隔和室间隔缺损的面积、形态与术中所见高度一致。RT-3DE不仅可以获得与二维超声相似的瓣膜横切面,而且可以从上下面和侧面观察瓣膜的形态,因而可以准确判断瓣膜的狭窄程度和范围,并能准确测量瓣膜的面积;RT-3DE可以清晰显示各瓣膜形态及瓣下装置,明确瓣膜界限,准确测量瓣膜面积。另外能很好显示瓣膜脱垂、瓣膜穿孔、瓣膜裂的部位和程度及多种先天性瓣膜疾病。RT-3DE对心脏、大血管的空间方位和连接关系的诊断:RT-3DE可以显示二维超声难以显示的心脏和大血管的空间方位和连接关系;应用RT-3DE结合“VanPraagh节段分析法”来判断心室位置、心室与大动脉连接关系、病变类型后认为RT-3DE为诊断复杂型CHD提供了更准确的方法和空间解剖信息。该技术在较短时间内完成操作,实时显示心脏与大血管的形态、厚度、腔径、方位、走向及空间关系,特别是活动状况,对心血管疾病诊断有重要价值。　　 目的：　　 本研究应用RT-3DE重建心脏纤维骨骼结构的可行性和准确性,拟采用铜丝制作空间结构模型,模型的形状包括模拟部分及整体心脏纤维骨骼结构和模拟大动脉走形的立体几何构型,利用RT-3DE将模型结构重建测量相关参数,与真实测量值相比较,验证测量方法的准确性。应用RT-3DE重建心脏纤维骨骼结构的可行性和准确性,分别制作犬心脏停跳在收缩期和舒张期的动物心脏模型,将活体犬心脏三维重建后计算的参数与模型实际测量值作对比,验证测量方法的准确性。采集小儿右室双出口患者心脏三维图像进行分析,重建心脏纤维骨骼结构,测量相关三维参数,与正常值相比较,并在治疗后再次进行数据分析。　　 方法：　　 第一部分：　　 用铜丝制作空间结构模型,模型的形状包括近似于心脏纤维骨骼结构和其他一些立体几何构型,利用RT-3DE将模型结构重建测量相关参数,与真实测量值相比较,验证测量方法的准确性。金属丝制作类似于心脏纤维骨骼结构的空间模型14个,模型设计具体方案如下:单独马鞍形环状模型、单独正圆形模型、紧密相联的正圆形模型和马鞍形模型、分离开并成一定角度的正圆形模型和马鞍形模型、紧密相连并成一定角度的两个正圆形模型。双螺旋结构模型、心脏纤维骨骼整体结构模型。设计方案相同的模型制作中尺寸略有不同。　　 Philips iE33彩色多普勒显像仪,配有实时三维超声成像系统,X3-1矩阵探头,频率为2-5MHz。QLab8.1定量分析软件可对三维数据库进行实时定量分析。将模型固定于水槽中,固定探头。选用三维探头,调节双平面夹角获得最佳图像储存。应用PHILIPS公司Q1ab8.1分析工作站读取三维图像信息。观察重建模型形状与实际模型形状的符合程度。利用三维坐标计算模型三维参数与实际测量值相比较,评价三维重建方法的准确性。　　 第二部分：　　 采集健康成年犬活体心脏实时三维超声图像,利用RT-3DE重建犬心脏纤维骨骼结构,计算相关参数,制作犬心脏停跳模型并测量相应三维参数,将其与RT一3DE重建后计算得出的参数相比较,验证测量方法的准确性。　　 健康成年杂种狗8只,性别不限。常规术前准备后用3%戊巴比妥(30mg/kg)麻醉实验动物;气管插管连接呼吸机辅助呼吸,调节通气频率和潮气量于合适水平;体表记录心电图。建立四肢静脉通道补液及给药。胸骨左缘4、5肋间切口开胸,剪开心包制成心包吊篮。应用PHILIPS公司iE33超声诊断仪,X3-1三维矩阵超声探头,探头置于心前区自制水囊中,分别选择胸骨旁取样容积和心尖取样容积及其他非标准取样容积,选择fullvolume和3Dzoom模式采集三维超声图像。应用PHILIPS公司Qlab8.1分析工作站读取三维图像信息。采用iE33实时三维超声心动图获取包含二尖瓣环的容积图像后,将原始数据导入工作站,并用三维分析软件QLab8.1加以分析。选择MPR模式通过三个正交平面观察心脏结构,初始的三个正交平面分别为:正视图、侧视图和俯视图。瓣环定义为瓣叶的铰合点,通过图像回放确定环,在正视图、侧视图和俯视图上分别标记瓣环,并测量三维坐标,平行移动观察平面重复上述操作,将测量的坐标点输入三维软件重建三维图像,利用三维坐标计算相关三维参数:二、三尖瓣中心连线与主动脉瓣、肺动脉瓣中心连线成角、主动脉瓣与肺动脉瓣平面成角、升主动脉中轴线与主肺动脉中轴线成角、二尖瓣环中轴线与主动脉环瓣中轴线成角、三尖瓣环中轴线与肺动脉环瓣中轴线成角。向8只犬心内注射6m110%氯化钾(KCI),使其心脏停跳在舒张期。摘下心脏,剪除心房壁及部分大动脉,充分暴露心脏纤维骨骼结构。为尽量接近生理状态,使用大容量注射器自主动脉向左室内加压注水,使左室充盈房室瓣关闭,从而使闭合线形成,用细软铅丝拟合出需要测量的各个角度,使其与实际角度尽可能吻合,然后对铅丝塑形进行测量。将三维重建后计算的参数与相应的实际测量值相比较评价三维重建方法的准确性。　　 第三部分：　　 采集1天～5岁复杂先天性心脏病患儿50例(排除单纯房间隔缺损、单纯室间隔缺损、单纯动脉导管未闭患儿)。年龄匹配正常对照组10例。应用PHILIPS公司iE33超声诊断仪,X3-1三维矩阵超声探头,分别选择胸骨旁取样容积和心尖取样容积及其他非标准取样容积,选择full volume和3Dzoom模式采集三维超声图像。应用PHIMPS公司Qlab7.0分析工作站读取三维图像信息。利用切割后的图像以三平面(正视图、侧视图、俯视图)形式呈现,根据三维图像测量原理对心脏纤维骨骼空间结构上各个目标点的三维坐标进行逐一测量,即得到不同取样容积中心脏纤维骨骼空间结构的三维坐标。并根据所测量的三维坐标对相关三维空间参数进行计算,计算参数如下:二、三尖瓣中心连线与主动脉瓣、肺动脉瓣中心连线呈角、主动脉瓣与肺动脉瓣平面呈角、升主动脉中轴线与主肺动脉中轴线呈角、二尖瓣环中轴线与主动脉环瓣中轴线呈角、三尖瓣环中轴线与肺动脉环瓣中轴线呈角。　　 结果：　　 第一部分：　　 所有模拟铜丝模型均获得满意的RT-3DE全容积数据。RT-3DE图像与实际模型形态相一致。本研究中共14个模型,测量数据分为三类,长度、面积和角度,所有模型测量数据与实测真实值之间均无统计学差异,相关系数分别为:应用三维重建方法测量的数据与实际测量真实值相比较,测量的一致性较好。　　 第二部分：　　 犬心脏纤维骨骼结构的实时三维超声心动图测值与实际犬心脏标本解剖测值极为相近,具有高度的相关性。　　 第三部分：　　 所有研究对象均获得较满意的实时三维超声心动图图像,并对图像进行分析。对比病例组与对照组,所有三维测量数据中,有三个数据差别有统计学意义,分别为;主动脉瓣环与肺动脉瓣环角度,升主动脉中轴线与主肺动脉中轴线成角和二、三尖瓣中心连线与主动脉瓣、肺动脉瓣中心连线成角。三组数据均为病例组较正常组减小,差异有统计学意义。　　 结论：　　 第一部分：　　 RT-3DE图像三维重建技术能够较好的测量目标物体的三维空间参数,具有较高的准确性,适合于对心脏纤维骨骼结构的研究。　　 第二部分：　　 实时三维超声心动图可以对犬心脏纤维骨骼结构的形态结构加以研究分析。　　 第三部分：　　 实时三维超声心动图可以对小儿心脏纤维骨骼结构的形态结构加以研究分析。