欧洲超声心动图学会（European Association of Echocardiography，EAE）和美国

超声心动图学会（American Society of Echocardiography，ASE）关于三维超声心

动图图像采集及显像的建议 ——指南和标准

Roberto M. Lang, MD, FASE,*‡ Luigi P. Badano, MD, FESC,†‡ Wendy Tsang, MD,* David H. Adams, MD,*Eustachio Agricola, MD,† Thomas Buck, MD, FESC,† Francesco F. Faletra, MD,† Andreas Franke, MD, FESC,†Judy Hung, MD, FASE,* Leopoldo P_erez de Isla, MD, PhD, FESC,† Otto Kamp, MD, PhD, FESC,†Jaroslaw D. Kasprzak, MD, FESC,† Patrizio Lancellotti, MD, PhD, FESC,† Thomas H. Marwick, MBBS, PhD,*Marti L. McCulloch, RDCS, FASE,* Mark J. Monaghan, PhD, FESC,† Petros Nihoyannopoulos, MD, FESC,†Natesa G. Pandian, MD,* Patricia A. Pellikka, MD, FASE,* Mauro Pepi, MD, FESC,†David A. Roberson, MD, FASE,* Stanton K. Shernan, MD, FASE,* Girish S. Shirali, MBBS, FASE,*

Lissa Sugeng, MD,* Folkert J. Ten Cate, MD,† Mani A. Vannan, MBBS, FASE,*Jose Luis Zamorano, MD, FESC, FASE,† and William A. Zoghbi, MD, FASE*, Chicago and Oak Lawn, Illinois;Padua and Milan, Italy; New York, New York; Essen and Hannover, Germany; Lugano, Switzerland; Boston,Massachusetts; Madrid, Spain; Amsterdam and Rotterdam, The Netherlands; Lodz, Poland; Liege, Belgium;Cleveland, Ohio; Houston, Texas; London, United Kingdom; Rochester, Minnesota; Charleston, South Carolina;New Haven, Connecticut; Morrisville, North Carolina

(J Am Soc Echocardiogr 2012;25:3-46.) 关键词：超声心动图，二维，三维，经胸，经食管 参与机构和作者情况 参加机构有：美国伊利诺伊州芝加哥大学（RML，WT）；意大利帕多瓦大学

（L.P.B.）；纽约西奈山医疗中心（D.H.A.）；意大利米兰市圣拉斐尔医院（E.A.）；

德国埃森杜伊斯堡-埃森大学（TB）；瑞士卢加诺提契诺州心脏基金会中心（F.F.F.）；德国汉诺威市西罗亚地区坎普顿医学中心（A.F.）；马萨诸塞州波士顿市马萨诸

塞州总医院（JH）；西班牙马德里市圣卡洛斯大学医院（L.P.I.，J.L.Z.）；荷兰阿

姆斯特丹 VU 大学医学中心（O.K.）；波兰罗兹医科大学（J.D.K.）；比利时列日

大学（P.L.）；俄亥俄州克利夫兰诊所（T.H.M.）；得克萨斯州休斯顿市卫理公

会狄贝凯心脏和血管中心（M.L.M，WAZ）；英国伦敦国王学院医院（M.J.M）；

马萨诸塞州波士顿市塔夫茨大学医疗中心，（NGP）；明尼苏达州罗彻斯特市梅

奥诊所（P.A.P.）；米兰市意大利介入心脏病学，IRCCS（M.P.）；奥克朗伊利诺

伊州儿童心脏研究所（D.A.R.）；马萨诸塞州波士顿市哈佛医学院，（S.K.S.）；

查尔斯顿市南卡罗来纳州医科大学（G.S.S.）；康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学

（L.S.）；荷兰鹿特丹市伊拉兹马斯大学 MC，（F.J.T.C.）；北卡罗来纳州莫里斯

威尔 ASE 编写组（M.A.V.）。 以下作者自述与这篇文献没有实际或潜在利益冲突：Eustachio Agricola, MD,

Thomas Buck, MD, Judy Hung, MD,FASE, Leopoldo Perez de Isla, MD, PhD, FESC, Otto Kamp, MD, PhD, Patrizio Lancellotti, MD, PhD, FESC, Thomas H. Marwick, MBBS, PhD, Marti L. McCulloch, MBA, RDCS, FASE, Petros Nihoyannopoulos, MD, FESC, Mauro Pepi, MD, FESC, Wendy Tsang, MD, Jose Luis Zamorano, MD, FESC, FASE, and William

A. Zoghbi, MD, FASE.以下作者自述与一个或多个商业利益有关：RobertoM. Lang,MD, FASE 在飞利浦讲学; Luigi P. Badano, MD, FESC 已经以研究和测试为目的

应用 GE 医疗公司和 TOMTEC 的软件和设备，并且是 GE 医疗公司办事处的发言

人之一。David H. Adams, MD 是爱德华兹生命科学公司一名顾问和领取版权费的

发明者；Andreas Franke, MD, FESC 接受飞利浦、GE 医疗公司和西门子公司的硬

件和软件支持；Jaroslaw D. Kasprzak, MD, FESC 是 GE 医疗公司、飞利浦和西门子

公司的发言人之一；Mark J. Monaghan, PhD,FESC 接受飞利浦、GE 医疗公司、西

门子和 TOMTEC 的技术研究支持，并且是上述公司的发言人之一；Natesa G. Pandian, MD 接受飞利浦、东芝和 GE 医疗公司的设备支持并是上述机构的发言人

人之一；Stanton K. Shernan, MD, FASE,是飞利浦医疗公司的发言人；Stanton K. Shernan, MD, FASE 是飞利浦医疗集团的顾问，顾问委员会成员，研究经费的接受

者和讲师；Folkert J. Ten Cate,MD 是飞利浦三维教学课程的指导老师；Mani A. Vannan, MBBS, FASE 在 Lantheus 和西门子公司发言处就职，并得到其技术研究支

持和相应的酬金。

中文版翻译：复旦大学附属中山医院 心脏超声诊断科 程蕾蕾 主任医师

校译者：朱大明，Staff Cardiologist，Marshall Medical Center (California, USA) 缩写 CRT=Cardiac resynchronization therapy 心脏再同步化治疗 ECG=Electrocardiographic 心电图的 LV=Left ventricular 左室的 RV=Right ventricular 右室的 SDI=Systolic dyssynchrony index 收缩不同步指数 TEE=Transesophageal echocardiographic 经食管超声心动图的 3D=Three-dimensional 三维的 3DE=Three-dimensional echocardiographic 三维超声心动图的 TTE=Transthoracic echocardiographic 经胸超声心动图的 TV=Tricuspid valve 三尖瓣 2D=Two-dimensional 二维的 目录

1. 前言

2. 设备

a. 全容积矩阵探头

3. 采集数据

a. 3DE图像采集面临的挑战

4. 3DE显像

a. 切割

b. 脱机显像

c. 容积再现

d. 表面再现

e. 2D断层切面

5. 管理和工作步骤

6. 3DE彩色多普勒图像采集

a. TTE和 TEE数据采集

b. 切割方法

c. 定位与显像

d. 局限性

7. 经胸 3DE检查方案

8. 经食管 3DE检查方案

9. 评估 LV

a. 2DE评估解剖结构及局限性

b. 数据采集和切割

c. 定位和显像

d. 分析方法

e. 临床验证和应用

f. 前景

10. 评估 RV

a. 2DE评估解剖结构及局限性

b. 数据采集

c. 定位和显像

d. 分析方法

e. 临床验证和应用

11. 二尖瓣装置

a. 2DE评估解剖结构及局限性

b. 数据采集

c. 全面检查

d. 临床验证和应用

12. 主动脉瓣和根部

a. 2DE评估解剖结构及局限性

b. 数据采集

c. 临床验证和应用

13. 肺动脉瓣和根部

a. 2DE评估解剖结构及局限性

b. 数据采集

c. 临床验证和应用

14. 三尖瓣

a. 2DE评估解剖结构及局限性

b. 数据采集

c. 定位和显像

d. 分析方法

e. 临床验证和应用

15. 右房和左房

a. 2DE评估解剖结构及局限性

b. 数据采集

c. 临床验证和应用

16. 左心耳

a. 2DE评估解剖结构及局限性

b. 数据采集和显像

c. 临床验证和应用

17. 3D负荷超声心动图

a. 图像采集方法

b. 数据采集

c. 分析方法

d. 定位和显像

e. 临床验证和应用

18. 结论

通告和免责申明

1、前言 三 维 （ three-dimensional ， 3D ） 超 声 心 动 图 （ three-dimensional

echocardiography，3DE）显像是心血管超声领域一项重要创新。计算机和传感器

技术的创新使得实时三维超声心动图可以从任意空间视角采集和呈现心脏的结

构。业已证明 3DE 在以下几方面具备应用价值：（1）不依赖于几何学假设评估

心腔的容积和质量；（2）评价左心室局部室壁运动情况及量化心肌收缩不同步

性；（3）直观显示心脏瓣膜；（4）应用 3DE 彩色多普勒显像容积化评估反流

病变和分流情况；（5）3D 负荷显像。但是，要在临床实践中常规应用 3DE，还

须充分了解其技术原理，系统学习采集和分析图像的方法。本文的主要目的在于

提供一个可操作性指南，包括怎样应用 3DE 采集图像、分析和显示各种心脏结

构，并介绍 3DE 技术的局限性。此外，本文还阐述了 3DE 现有的和潜在的临床

应用及其利弊。 2、设备 （1）全容积矩阵探头 随着全容积矩阵探头的发展，实时 3DE 在 2000 年以后迅速达到了其发展历

史上一个重要的里程碑。得益于硬件和软件技术的显著发展，包括探头设计、微

电子技术、计算等，这些探头能提供很好的跳动心脏的实时三维图像。 目前，3DE 矩阵探头由近 3000 个压电元件组成，经胸超声心动图

（transthoracic echocardiography，TTE）和经食管超声心动图（transesophageal echocardiography，TEE）探头频率分别为 2 到 4MHZ 和 5 到 7MHZ。这些压电元

件排列在探头的矩阵配置内，需要大量的数据通路以连接这些全容积配件。为了

减少功率消耗以及缩小连接电缆尺寸，在探头内安置了几个小型电路板，使得部

分脉冲在探头内完成。此外，探头技术的发展减小了经胸探头的尺寸，改善旁瓣

抑制，增加了敏感性和穿透力，实现了灰阶和对比显像的谐波性能。最新一代的

矩阵探头较前体积明显缩小，而且两维（two-dimensional，2D）和 3D 显像的图

像质量显著提高，而且采用一个探头可同时获取 2D 和 3D 图像。 3、数据采集 目前，有两种采集 3DE 图像的方法，分别为实时 3DE 显像和心电触动的多心

动周期 3DE 显像。实时 3DE 是指单个心动周期获取多个每秒金字塔数据集。大

多数超声系统获取实时 3DE 容积图像有以下几种模式：实时 3D 窄角容积显像、

实时 3D 放大显像、实时 3D 全容积显像和实时 3D 彩色多普勒显像。尽管这种方

法克服了心律不齐和呼吸运动的限制（图 1），但其时间和空间分辨率差。

图 1 上图为经胸心尖切面心电触发的多心动周期 3DE 数据采集，4 个心动周期窄

角金字塔容积（左上）拼接在一起形成一个单体数据集（右上）。下图为实时

3DE 单心动周期采集显示整个心脏（左下）及经胸心尖切面左心室图像（右下）。 相形之下，多心动周期 3D 超声心动图的图像时间分辨率更高。它将数个心

动周期（2~7 个心动周期）多次采集的窄角容积数据连续拼接重塑成一个单体数

据集（图 2）。但是，心脏的门控显像易受到患者本身或呼吸运动及心律不齐的

影响而形成伪像。

图 2 多心动周期 3DE 采集可获取几个心动周期（从 2 到 7 个不等）的窄角容积

信息，随后将其整合创建为一个更大的容积数据集（A）。这种数据采集方法弥

补了单心动周期全容积实时 3DE 图像采集空间分辨率差的不足（B），但存在融

合伪像。 注：图中标注从上到下，从左到右依次翻译为：采集方法；2D 帧频/秒；门

控 3D，数个心动周期的图像融合；3D 容积/秒；每秒容积（VPS）；时间=1 秒 数据采集模式 同步多平面模式。同步多平面显像是矩阵探头的独特特点，能够在一个屏幕

上同时显示两幅实时图像。通常，第一幅图像是一个特殊结构的参考视图，而第

二幅图像或“横向平面”是将参考平面旋转 30~1500 度获得的。多平面显像也可

获取仰角平面图像。彩色血流显像还可以叠加到二维图像上。 实时 3D 窄角成像模式。实时 3D 应用矩阵探头可以实时呈现 300*600 金字

塔容积图像。虽然扇形平面的大小通常不足以将某个单一结构的任意平面图像完

整呈现，但较高的空间和时间分辨率可以在保留最佳时间分辨率的同时，仍能提

供复杂病变的准确诊断。 聚焦宽角成像—“局部放大”。在“放大”模式中可聚焦、放大心脏结构的

扇形视图。必须指出的是，相对于实时 3DE 而言，过于放大目标区域会导致时

间和空间分辨率进一步下降。 全容积-门控模式。全容积模式具有最大采集扇形平面的可能性，可理想显示

某些特定结构如二尖瓣或主动脉根部。这种模式同时具有最佳的空间分辨率，能

够详细诊断复杂的病变，且时间分辨率高（>30Hz）。与实时 3D 和聚焦宽扇形

平面“放大”模式类似，全容积门控也可以通过旋转以显示某些特定结构如瓣膜

的特殊交界面。此外，全容积数据集可以被剪辑或多平面横断移除组织平面，以

识别容积内瓣膜结构组成或应用脱机分析软件呈现 2D 横截面 x，y 和正交面。 叠加彩色血流多普勒的全容积模式。当应用矩阵探头第一次推出 3DE 彩色血

流多普勒显像时，它只能应用全容积门控重建技术来显像。这需要根据心电门控

合并或“拼接”7-14 个单椎体容积平板，在上下径约 400*400 的扇形平面创建

成一个 3D 复合容积，频率范围 15-25Hz，具体依所选基线密度而定。然而，当

前低于 7-14 个单门控容积也可获得 3D 彩色全容积图像，并且最新研发的软件可

以仅采集 2 个心动周期的图像，当然时间分辨率会降低。 a.3DE 图像采集面临的挑战 时间分辨率与空间分辨率。3DE 显像的主要平衡点在于容积率（也就是时间

分辨率）和空间分辨率之间。为了提高空间分辨率，需要增加每幅容积的扫描线

数量（扫描线密度），这样采集和处理图像的时间会更长从而限制了整体容积率。

幸运的是，显像容积可以调整大小（如调小）在保持空间分辨率的同时增加容积

率。由于经常出现的和门控相关的伪像，超声公司正在研发能够提高超声系统处

理能力的实时技术，来提供具有足够空间和时间分辨率的全容积（90*90）实时

3DE 数据集。

心电图门控和屏气。门控数据采集最具挑战性的是心律失常和/或呼吸困难

的患者。图 3 为 3DE 门控采集产生伪像的 2D 描述的例子。值得注意的是图 3 左

侧部分似乎消除了伪像，而图右侧部分依然存在明显的伪像融合。如果门控采集

获得的快速扫描扇形切面与参考图像平行，那么每一幅平行于参考平面的图像将

显示正常。当从垂直于快速扫描平面的切面观察容积数据集时，门控伪像最明显。

表 1 描述了可减少门控伪像的方法。而且，心电波形要最优化来获得明显的 R波。因为门控采集最常见的是融合伪像，应该根据临床需要解决的问题调整采集

心动周期的数量，心动周期的数量越多，容积会越宽，时间分辨率会越高，这些

问题也应该考虑在内。为了提高空间分辨率（即每幅容积的扫描线数量），应该

优化金字塔容积以采集到含目标区域心脏结构较小的容积。采集 3DE 图像之前，

2D 图像也应该优化："次优的二维图像造就次优的三维图像"[1]。

图 3 若心电触发的多心动周期 3DE 采集子容积的整个过程中心脏位置都稳定，

子容积融合后就会无肉眼可见的融合或门控伪像。这在与扫描切面垂直的 2D 切

面（左上）或 3D 容积图像（左下）上可观察到。若采集子容积过程中由于患者

呼吸运动或心律不规则造成心脏位置不稳定则会产生融合伪像，这样组成 3DE图像的各个子容积成分，在 2D 切面（右上）和 3DE 容积（右下）图像中均可见。

AV：主动脉瓣；MV：二尖瓣。 表 1 避免门控采集出现伪像和提高 3D 数据集质量的方法 问题 图像 校正建议

增益过度 ·降低增益强度至中间范围—最大不超过 60 ·降低压缩/动态范围至中间水平 ·通过时间增益补偿（TGC’s）优化增益设置

（轻微过度增益） ·注意调节背景深度设置

增益过低 ·通过时间增益补偿（TGC’s）增加整体增益

（轻微过度增益） ·压缩或动态范围设置在中间水平

·增加增益强度至中间范围—在 50~60 之间 ·应注意调节背景深度

融合伪像 ·心律不齐伪像 —等心动周期稳定时采集 ·呼吸运动伪像—嘱咐患者深呼吸，观察到最

佳图像时嘱患者屏气 ·只在参考平面进行剪切和分析以减少伪像发

生或应用实时三维

分辨率差 ·平衡容积率和空间分辨率 ·增加扫描线密度（容积率会降低） ·正交平面上而非横断面上检查目标区域 ·最优化频率、加权、聚焦和映射参数

3D 优化。低增益设置导致声波丢失，以至于在后处理过程中人工消除的解

剖结构有可能不能被修复。然而，增益过大，分辨率会进一步下降，造成数据集

内 3D 图像立体或深度的损失。一般而言，增益和压缩设置都应该设置在中间范

围（50 个单位），并且轻微上调时间增益设置（时间增益补偿），以实现后处

理增益和压缩的最大灵活性。表 1 显示了增益上调和下调的情况。因此，建议通

过时间增益补偿而非功率-输出增益略微过度补偿图像的亮度。应用后处理控制

软件可以调整增益高低设置。然而，必须注意的是尽管应用时间增益补偿控制增

益均匀分布，因为亮度分布不均的区域仍不能被补偿或应用后处理控制更正。和

2D 超声心动图一样，优化横向和纵向分辨率对 3DE 图像采集同样重要。 4、3DE 显像 a.切割 切割的概念贯穿 3D 超声心动图。与横截面（即断层切面）方式相比，3D 超

声心动图需要的“观察视角”是与感兴趣区域连续的腔室。例如，为了看到房室

结的“正反面”，超声心动图检查者必须去除心尖和心底，才能从上到下或从下

到上观察房室结。同样，要看室间隔的两面，超声心动图检查者必须去除双侧心

室的游离壁才能由右向左看到室间隔的右室（RV）面，或者由左向右看到室间

隔的左室（LV）面。因此，超声心动图检查者的模式要从横截面方式向解剖学家

或外科医生的方式改变，即通过切割不同腔室室壁来暴露和观察心内的结构。三

维切割在图像采集前、采集中或采集后均可进行。在图像采集前切割具有更高的

时间和空间分辨率的优势，同时可以提供切割图像的及时可用性。但是，一旦裁

剪后的图像被保存，那后期该图像则不能呈现“未切割”状态。相反，如果先采

集好宽扇形图像后再进行切割，则具有保留更多诊断信息的优势，但会损失时间

和空间分辨率。

b.脱机显像 一旦获取了 3DE数据集，它可以交互使用多种 3DE显示和重建软件进行查看。

3DE 图像显示可分为三大类：（1）容积再现（图 4A）；（2）表面再现（包括

线框展示，图 4B 和 C）；（3）2D 断层切面（图 4D）。显示技术的选择通常取

决于临床应用。

图 4 三维超声心动图数据集可以应用不同的 3D 可视和重建软件包交互式查阅。

这类常用于呈现 3D 图像的技术大体可分为 4 类：容积再现（A），表面再现（B），线框模型（C）和 2D 断层切面（D）。

c.容积再现 容积再现技术是一种应用不同的计算方法（如光线投射、剪切变形或其他）

保留 3DE 的所有信息，经过处理后在 2D 平面上呈现[2]。本质上，这些计算方法

通过收集三维体素投射出一条光束。然后每一条光束上的所有像素加权后来获得

像素梯度强度，整合成不同层次的白点、阴影和亮光，允许单个独立结构显现出

固体（如组织）或液体（如血液）形态[3,4]。最后，各种阴影技术（距离阴影、

灰阶梯度编码和质地阴影）生成心脏结构深度和质地的 3D 显示。 3DE 数据集容积再现可以电子分段和分区。为了得到理想的切面，3D 数据集

可以被处理、切割和旋转。容积再现可以 3D 模式呈现复杂的空间关系，这对于

评价瓣膜和临近的解剖结构尤为重要。 d.表面再现 表面再现是一种可以呈现结构或器官表面的可视化技术。应用这项技术，图

像集分段也可用于识别目标结构[2]。3D数据集切分产生的横断面图像，通过手动

示踪或半自动边界检测计算方法追踪这些横断面图像的心内膜，从而得到选中结

构的表面重现。这些轮廓可以被整合在一起形成一个 3D 实体或用于构建 3D 立

体的线框结构[5]。线框重建是用整个数据集的子集来产生类似于鸟笼状图像的 3D图像。

左心室立体结构的呈现改善了左心室形状和结构的视觉评估以及心室腔容

积和功能的量化。然而，表面重现经常难以提供心脏结构或质地的详细的信息。

实体和线框表面重现技术可结合在一起评价心脏结构的运动程度（即心动周期中

心腔容积的变化）。 e.2D 断层切面 容积数据集可以被切片或裁剪，以获得与相应 3D 结构同一时相的多个 2D 视

图。在这种方式下，3D 超声心动图克服了常规 2D 超声心动图声学影像的限制，

几乎可以在任意声学窗采集不同的切面。事实上，有可能从 3D 容积图像集中选

定某特定的 2D 切面（这种切面用 2D 探头在标准切面中可能比较困难或几乎不

可能获得）在电影回放格式里呈现相应的 2D 断层图像。例如，一个心腔可以被

纵向或横向剪切，就是通常所指的长轴和短轴切面。 有多种切割方式，比如任意切面、正交（或任意角度）切面以及平行切面[6]。

任意切面允许超声心动图检查者在任意方向定位切面，以最佳的方式切割感兴趣

的心脏结构。正交 2D 切面模式可以同时呈现两个或三个 2D 平面（冠状面、矢

状面和横断面）。最后，有可能获得多个间隔距离相等的 2D 平行断层切面。 这些优化的心脏截面可以精准测量心腔的大小以及瓣膜或间隔的缺损面积，

同时可以提高不同结构形态和功能的评估，更客观和操作者依赖性更少[7-9]。正

交 2D 切面模式可以多方式呈现同一个心动周期内的同一节段，这有助于在负荷

超声心动图中分析心室功能和室壁运动。 5．管理和工作流程 直到 3D 超声心动图完全进入日常临床实践，其方案和技术仍是以所用重点

为导向，且需要根据疾病进展情况和机构使用情况变化。当前，许多实验室先完

成全面 2DE 检查，随后再进行 3DE 检查[12]。之所以进行繁冗的步骤是因为 3D TTE 探头获得的 2D 图像比专用的 2D TTE 探头获得图像质量差。因此，若要在临床

实践中成功应用 3DE 还需要一个切实可行的工作流程，这些流程需要满足：（1）2D 和 3D 显像均适用的单一探头（2）精确自动化心腔量化（3）自动呈现任意声

窗采集的标准 3DE 或 2DE 切面。最近一代的 3DTTE 和 TEE 探头已经满足了第一

个需求，因为用这些新探头获得的 2DE 图像与用专用 2D 探头获得图像质量一样。

同时，多家超声影像公司已经研发或正在研发针对第二和第三点需求的相关软

件，即可以自动量化腔室和自动呈现切面。 除了制定采集工作流程之外，数据管理即 3DE 数据集存储和回顾性分析，也

需要优化。当前，一个 2DE 检查需要平均 300-500MB 储存空间，而 3DE 和 2DE一起检查需要达 1.5GB 的存储空间。这些大数据集对超声室数字系统在传输和整

体存储方面产生了压力。2008 年曾批准了一个关于 3D 超声的医学数字成像和信

息标准，呼吁不被压缩的笛卡尔数据存储，这将需要一个大容量的数据存储空间。

因为存储需求，这个标准还没有被广泛采用。更多的使用这个标准或者可能采用

一个允许压缩的标准将会缓和 3DE 数据存储的问题。 6．3D 彩色多普勒图像采集 a.TTE 和 TEE 数据采集 与常规 2D 超声心动图相似，彩色多普勒是将血流信息叠加到 3DE 形态上。

三维彩色多普勒采集是用实时 3D 或多心动周期全容积采集模式完成的。尽管较

大的数据量可以应用多心动周期全容积彩色多普勒采集模式获取，但受到拼接伪

像的限制。相比较之下，实时 3D 彩色多普勒采集模式不受拼接伪像的影响，但

是受限于较小的彩色多普勒容积和较低的帧频。尽管 3D TTE 和 TEE 都可采集彩

色多普勒图像，但目前 3D TEE 采集的彩色多普勒图像质量明显更高，因此，建

议应用 3D TEE 详细分析彩色多普勒血流。与非彩色多普勒 3D 图像采集出现的问

题类似，3D 彩色多普勒容积的大小和位置应该根据要分析的血流区域谨慎定

夺。 b.切割方法 彩色多普勒血流分析包括以下几个方面：（1）远场流束；（2）瓣膜返流的

近血流区域；（3）通过心脏缺损如室间隔或房间隔缺损的血流。3D 彩色多普勒

数据集切割与无彩色的多普勒数据集的方法是一样的，主要取决于要分析的目

的。对于反流束，建议 3D 彩色多普勒数据集切割时显示流束最宽和最窄的两个

长轴视角。同时，也应该包括流束在射流缩颈水平的短轴切面（图 5[13]，6）。

此外，从 3D 彩色多普勒数据集选取多切面也可重现彩色多普勒血流，如图 7。

图 5 经胸 3DE 彩色多普勒显像显示功能性二尖瓣反流束的图像。从左心室看偏

心射流缩颈的正视图（左上）。注意射流缩颈沿交界线分布。从正视图切面量化

评估射流缩颈（左下）。将数据集剪切构建射流缩颈的 4 腔和 2 腔切面，可以呈

现射流缩颈的正视图（中上和右上图）及向上旋转 90 度的垂直视图（中下和右

下），显示射流缩颈的偏心性。AML：二尖瓣前叶；LVOT：左心室流出道；PJW：

近端射流宽度；VAC：射流缩颈面积。摘自 J Am Soc Echocardiogr [13]。

图 6 应用 3D 经食管超声心动图和 3D 彩色多普勒技术评估功能性二尖瓣反流。

两维横切面显示关闭时二尖瓣瓣叶不能退至瓣环水平，与瓣环之间成角（左上），

导致严重的二尖瓣偏心反流（中上）。三维超声心动图在二尖瓣视图仅显示二尖

瓣瓣叶中度局灶结节样退行性变（右上）。3D 彩色多普勒数据集剪切后显示射

流缩颈区域，在 5 腔心切面较窄（左下），在 2 腔心切面较宽（中下），二尖瓣

正面观可见沿交界线的偏心血流（右下）。A0：主动脉；LA：左心房；LAA：左

心耳；LV：左心室。

图 7 应用 3D 分析软件测量 3DTTE 彩色多普勒数据集（右下）中射流缩颈的大小。

将数据集剪切构建一个 4 腔心（左上）和 2 腔心（右上）视图。注意在 4 腔心测

量的射流缩颈宽度会比 2 腔心测量值偏小。还可以调整剪切平面呈现平面面积测

量值为 1.11cm2 的射流缩颈正视图（右下）。R：近场等速表面面积半径。 c.定位与显像 在显像切面上理解彩色多普勒血流的定位在临床上很重要。为了帮助定位，

建议至少在两幅不同的视图上呈现 3D 彩色多普勒数据，这两幅视图已在不同的

彩色切面显示各自定位。（图 5 和 7）。此外，还建议在呈现 3D 彩色多普勒数

据时一并呈现标准切面上特征性的 3D 解剖信息。 d.局限性 3DE 彩色多普勒采集的局限性包括较差的空间和时间分辨率，有望通过 3DE

技术的提高得到改善。当前，实时 3DE 彩色多普勒采集受限于小彩色多普勒容

积，后者通常又受限于仅为 10-15 像素/秒的时间分辨率。此外，彩色多普勒多

心动周期全容积采集尽管可以提供较大的彩色多普勒容积和容积率（可达到 40像素/秒），但受限于拼接伪像，导致不同的子容积显著移位（图 3 的底部）。

7. 经胸 3DE 检查方案 三维 TTE 全容积采集模式在一个 3D 数据集中几乎可以包含整个心脏结构。

然而，在现有的技术下，为了从单一声窗中获得整个心脏结构而扩大体积角所带

来的后果是时间分辨率和空间分辨率的降低，这是不切实际的。为了克服这些限

制，3DE 数据集的获取应该从多个经胸探头位点获得。 在临床实践中，业已采用两种方案：（1）聚焦性检查和（2）完整性检查[1,6]。

聚焦性 3DE 检查通常是由相对少的 3DE 数据集组成，用以补充一项完整的二维

研究。聚焦性 3DE 检查的例子有：（1）从心尖声窗获得心电门控三维超声心动

图的全容积数据集，以此定量左心室容积、左心室射血分数、左心室形状以及评

估心力衰竭患者左心室的不同步性；（2）经胸骨旁和经心尖获取的数据集可以

显现二尖瓣狭窄患者二尖瓣及其附属结构情况，并测量瓣口面积；以及（3）对

于怀疑二叶式主动脉瓣的患者，经胸骨旁的三维局部放大模式可以获得高清晰度

的主动脉瓣显像。在聚焦性检查中，先由 2D 图像定位感兴趣的结构，然后转换

为实时 3DE 显像模式以确认所选区域是否包含感兴趣的结构，接着在全容积模

式或放大显示模式下采集 3D 图像。在门控多心动周期采集模式下，若患者不能

屏住呼吸或者表现出严重的心律失常，应采用单心动周期全容积采集模式（若条

件允许）或者采用窄角 3D 图像采集模式。最后，选择包含感兴趣区域最高分辨

率模式。

一项完整的 3D TTE 检查需要多次采集来自胸骨旁、心尖、剑突下和胸骨上窝

位点的图像。表格 2 列举了 3DE 数据集所需要的 2D TTE 切面。鉴于容积再现 3D数据集可从不同切面进行切割以显示出一系列心脏内部结构，从而从不同方向去

“观察”（指的是心脏相对人体轴的定位），“解剖平面”（指心脏本身）可以

用来描述图像的方位[14]。最常用的切割平面有（1）横切面，与身体长轴垂直的

水平切面，将心脏分为上下两部分；（2）矢状面，一个垂直面，可以将心脏分

为左右两部分；（3）冠状面，一个垂直切面，将心脏分为前后两部分（图 8）。

表 2 经胸 3D 超声心动图检查方案 三维超声心动图检查方案

主动脉瓣 左心室/右心室 肺动脉瓣

胸骨旁长轴切面，叠

加或不叠加彩色血流显

像（窄角以及局部放大模

式）

心尖四腔心切面（窄

角或宽角模式） 请注意保持图像呈倾

斜角度以便确保右心室

位于右心室采集模式图

像的中央

胸骨旁右心室流出道

切面，叠加或者不叠加彩

色血流显像（窄角以及局

部放大模式）

二尖瓣 房间隔和室间隔 三尖瓣

胸骨旁长轴切面，叠

加或不叠加彩色血流显

像（窄角以及局部放大模

式）

心尖四腔心切面（窄

角以及局部放大模式） 心尖四腔心切面，叠

加或不叠加彩色血流显

像（窄角以及局部放大模

式）

心尖四腔心切面，叠

加或不叠加彩色血流显

像（窄角以及局部放大模

式）

胸骨旁右心室流入道

切面，叠加或者不叠加彩

色血流显像（窄角以及局

部放大模式）

图 8 从横断面上切割心脏，这个与地平面平行的水平切面将心脏分为上下两部

分（左上图）；矢状切面是一个垂直的切面，它将心脏分为左右两部分（中间图）；

冠状切面是一个垂直的切面，它将心脏分为前后两部分（右上图）。图中下面一

行显示的 3D 图像都是从这些切面中得出。 8.经食管 3DE 检查方案 应用矩阵 TEE 探头进行全面 3DE 检查通常始于实时显像模式如实时三维和窄

角显像。[15]然而，若 ECG 和呼吸门控允许的话，还需应用门控 3DE 模式，包括

3D 彩色血流多普勒，来利用这些宽角图像的较好的空间和时间分辨率。三维 TEE数据集采集时采用矩阵探头，其图像包含面积和深度参数，因此，与标准的 2D TEE检查比较，不需要过多操作探头。此外，独特的正面 3DE 图像不但可以任意实

时旋转，并可任意切割，同时可脱机定量分析，势必帮助精确诊断，并最终完善

临床决策。[14，16-24]虽然指南推荐用系统方法进行全面 3D TEE 检查，但并不是所

有患者的所有切面都能尽如人意，对于复杂病变患者可能要求附加非常规切面以

获取额外的详细信息。 首先，在食管中段行实时 3DE，随之获取门控 3DE 数据集，评判左心室和右

心室的整体功能，辨别瓣膜的结构性异常。表 3 罗列了经食管超声心动图获取心

脏结构 3D 图像的推荐切面。表 4 显示了如何从原始 2D TEE 切面上展现心脏瓣膜

的 3D TEE 图像。可对食管中段五腔心切面门控 3DE 数据集进行脱机分析，以便

定量评估 LV 整体和局部功能。

表 3 经食管 3D 超声心动图检查方案 三维经食管超声心动图检查方案

主动脉瓣 左心室/右心室 肺动脉瓣

食管中段 60°，短轴切

面叠加或不叠加彩色显

像（局部放大或全容积显

像）

左心室：食管中段

0°~120°包括整个心室的

全部切面（全容积显像）

食管上段 90°切面，叠

加或不叠加彩色显像（局

部放大显像）

食管中段 120°，长轴

切面叠加或不叠加彩色

显像（局部放大或全容积

显像）

右心室：食管中段

0°~120°，倾斜右心室，使

其处于图像中央（全容积

显像）

食管中段 120°，三腔

心切面叠加或不叠加彩

色显像（局部放大显像）

二尖瓣 房间隔 三尖瓣

食管中段 0°~120°切面叠加或不叠加彩色显

像（局部放大显像）

从 0°旋转探头偏向房

间隔（局部放大或全容积

显像）

食管中段 0~30°，四腔

心切面叠加或不叠加彩

色显像（局部放大显像） 前屈探头 40°胃底切

面叠加或不叠加彩色显

像（局部放大显像）

表 4 心脏瓣膜显像 主动脉（第一行）：首先，2D 经食管超声心动图主动脉瓣应处于两个相互

垂直的切面的中央。这两个显示主动脉瓣的切面分别是食管中段 60°短轴切面以

及 120°长轴切面。之后切换至实时 3D 模式以优化增益设置。随后用全容积采集

模式。若从前述 2D 切面采集 3D 图像，为了显示主动脉瓣，需沿 Y 轴顺时针旋

转 90°，如此方可显示从升主动脉观察到的主动脉瓣，此时右冠窦处于六点钟的

位置。 二尖瓣（第二行）：首先，2D 经食管超声心动图二尖瓣应处于两个不同切

面的中央。这两个显示二尖瓣的切面分别为食管中段 90°“两腔心”切面和 120°长轴切面。基于这些切面，切换至全容积采集模式。采集完图像时，应将容积绕

着 X 轴逆时针旋转 90°。此时的图像是从左心房面观察二尖瓣。最后，将二尖瓣

图像逆时针旋转使得主动脉瓣位于 12 点的位置。 肺动脉瓣（第三行）：首先，2D 经食管超声心动图肺动脉瓣应处于 0°食管

上段切面的中央。基于这个切面，切换至全容积采集模式。采集完图像时，应将

容积绕着 X 轴逆时针旋转 90°。此时所显示肺动脉瓣正面图像恰如从肺动脉看向

肺动脉瓣。将图像旋转 180°使得前叶位于 12 点钟的位置，以便充分显示肺动脉

瓣。 三尖瓣（最底行）：首先，2D 经食管超声心动图 TV 应在偏离轴线的心尖四

腔心切面上获取图像，分别为两个三尖瓣位于中央的互相垂直的切面。基于这些

切面，切换至全容积采集模式。采集完图像时，应将容积绕着 X 轴逆时针旋转

90°。此时的图像是从右心房面观察 TV。然后，图像旋转 45°，使得间隔叶位于

六点钟的位置。 1.评估 LV 精确、可重复性定量评估 LV 大小和功能对于心脏器质性病变的诊断、治疗

和预后判断至关重要。从这一角度而言，或许 3D 超声心动图最重要的价值在于

LV 定量。[25]起初，繁琐的采图方法以及缺乏用户友好的分析软件使得 3D 超声心

动图无法被广泛应用，但是随着矩阵探头的问世，以及半自动化容积分析技术的

惊人进展，3D 超声心动图已经从一个复杂费时的研究工具发展为一种简便快捷

的、适用于临床日常工作的显像方法。 a.2DE 评估解剖结构及局限性 左心室 3D 显像的目的在于不依赖于关于左室形状的几何假设来测量容积和

射血分数。[25]在这个过程中，二尖瓣环和 LV 心尖部是两个重要的标志，在半自

动化定量软件中用于启动边缘检测。另外，左心室肌小梁和乳头肌在计算 LV 容

积时应包括在 LV 腔室之内。左心室肌小梁结构细小，在 3D 超声心动图图像中

常不易察觉，左心室造影是最佳观测方法，可以确保肌小梁包含在心腔之中。[26-29] 室壁运动的评估需要有参照框架对室壁区分节段。17 节段模型，是把左心室

基底段和中间段各区分为六个节段（下间隔、前间隔、前壁、侧壁、下侧壁、下

壁），心尖部区分为四个节段（室间隔、前壁、侧壁、下壁），以及心尖帽。[30]

这种室壁分段方法是以左心室长轴的二尖瓣环、乳头肌和心尖部来划分的。在短

轴切面上，每个节段包含 60°的室壁圆周弧度，节段划分始于室间隔中点，而室

间隔的范围是介于右心室前壁和后壁与间隔交界处之间的部分。局部 LV 容积的

定义还有点小问题，目前较为认可的测量方法是计算左心室心腔中线与心内膜边

缘之间的空间大小。这一虚拟的标志会因心肌梗死后 LV 重量发生改变以及重塑

而发生变化，从而低估部分节段容积的改变。虽然从外部寻找参考构架可以克服

以上问题，但该如何实现仍不可知。 3D 超声心动图可识别 LV 结构异常，包括室间隔缺损和包块，如 LV 血栓或肿

瘤。这些病变所在的位点通常用临近的标志结构或室壁节段予以阐述（二尖瓣环、

左室流出道或心尖）。 虽然 2D 超声心动图评价 LV 功能具有实用价值，但 2D 左心室显像仍有一些

重要的局限性，包括透视缩短、旋转不良以及成角问题。由于 2D 超声心动图测

量容积存在几何假设，故而当 2D 图像质量欠佳时容积测量往往不准确。同样，

如需恰当解释负荷试验时 LV 节段性变化，则应显示所有冠脉血管供血的室壁节

段，在静息和负荷状态下要显示类似的节段进行对比。 和在其他情况下相同，3D 超声心动图有两项基本的应用方法。一是运用全

容积数据集创建标准的 2D 图像，即优化切割平面以确保它们处在轴线上；这也

是阶段室壁运动分析和示踪左心室边界以计算容积的策略。在室壁节段成像中，

获取互相垂直的切面有利于确认任意室壁节段运动异常。其次是显示某结构的重

建的 3D 图像，例如在评估 LV 肿块或者血栓的应用中。

这些获益是以 3D 超声心动图的技术缺陷为代价的。首先，大多数经胸 3D 超

声心动图探头都较大，因肋骨干扰前壁和侧壁显像困难。近来，研发的新型 3D经胸探头相应缩小，得以克服这些局限性。其次，3D 超声心动图线阵密度较低，

因而空间分辨率较低，左室用造影剂显像可部分解决这个问题。[28]第三点，因为

3D 超声心动图可达到的容积率较低，所以 3D 超声心动图的时间分辨率也较 2D

超声心动图低。这一弊端可以通过缩小 3D 扇角和拼接多个子容积的方法处理，

但是拼接有产生伪像的风险，而且不适用于心律不规整或无法屏气的患者。 b.数据采集和切割 数据采集 采集整个左心室的 3DE 图像的时间通常小于 10 秒。尽管所有超声

心动图的标准透声窗都可采集 3D 图像，不过理想的首选是在心尖采集全容积 LV数据集（表 2，3 和 5）。依据心脏形态及其在胸腔中的位置，有时偏离正轴的

位置更适于采集到整个左心室的图像。为了保证最佳图像质量，需相应调节探头

频率和总增益。优化图像的次序是先 2D 再实时 3D，——尽管左心室实时图像的

价值有限（除非是肿块或血栓这样的结构性改变），这一步骤能帮助优化增益设

置——，与 2D 超声心动图相比，3D 的增益一般高些。全容积数据采集可以由两

个正交的切面分屏显示来获取，而分屏模式也可以同时显示两个或三个切面。全

容积采集应在屏息的状态下进行，使呼吸伪像（或拼接伪像）最小化。还有如上

面所讨论的，左心室造影在显像过程中通常是有帮助的。[26-29]

表 5 3DE 显示心脏结构

左心室 短轴切面（右图）或心尖部四腔心切面（左图）均可显示左心室。

LA=左心房，LV=左心室，RV=右心室 右心室 四腔心切面（左图）或左心房位于 12 点钟的短轴切面（右图）均可显示右

心室结构。 AV=主动脉瓣，LA=左心房，LV=左心室，RA=右心房 房间隔 从左房面观察，右上肺静脉应该位于房间隔图像的 1 点钟的位置（左图）；

从右房面观察，上腔静脉应该位于房间隔图像的 11 点钟的位置（右图）。 AS=房间隔，Ao=主动脉，LAA=左心耳，RUPV=右上肺静脉，SVC=上腔静脉 左心耳 从左心房面观察左心耳的正面，肺静脉位于上缘（左图）或者长轴方向（右

图）。 LAA=左心耳，Pul Veins=肺静脉 c.定位和显像 就切面如何显像尚未达成一致结论。“心尖部在图像底部”的三维显示方法

并未广泛应用于 LV 显像，也许是因为左心室显像是“3D 导出的 2D 图像”。本

文作者推荐的定位方法是左右相反、心尖在上的显示方法（图 9）。

图 9 三平面 2DE 采图示例。只从单一的经胸心尖透声窗采集。默认的设置三个

平面各自相隔 60°，同时采集四腔心（4C）、两腔心（2C）和心尖长轴切面（上

行）。三维全容积数据集切割之后同时显示心尖四腔心、两腔心和长轴的 3DE切面（下行）。3C，三腔。

d.分析方法 容积再现主要用于显示结构异常。在左心室内，可能包括血栓、肿块和间隔

缺损。这一方法对于量化左心室功能价值有限。 表面再现是评价整体与局部功能的重要测量方法，包括 3D 超声心动图引导

的 2D 显像测量 LV 容积、射血分数和心肌重量。大多数容积再现技术的软件支

持在线或脱机左心室定量分析。这一过程需要将数个传统二维切面上的解剖标志

如二尖瓣环、心尖初始化处理之后，将三维数据集分割为几个等角的二维长轴切

面。如果需要，可以手动校正心内膜边界[31]，半自动心内膜-血液分界面探测程

序可以计算心腔轮廓并根据容量时间曲线显示其在心动周期中的变化（图 10）。

这样，就形成了一个表面再现的心腔铸模，从而可以不需要几何形状的假设而直

接从立体像素中计算出左心室容积。

图 10 从经胸 3DE 超声心动图中获得左心室数据集（左图），示踪一个心动周

期内（右上图）左心室内膜（中上图）可以得到其容积。同时，根据 17 节段模

型可以将左心室内膜进行划分（中下图，），可以识别每个节段在心动周期中最

小容积的时相（右下图）。 线框模型可有效在时间和空间上定义左心室的不同节段。这些 3DE 数据可用

于评估左心室同步性、局部应变、曲率和室壁应力。然而这一操作的计算量很大，

在常规检查中不太适用。 与整体功能或评估形状相比，局部功能的分析更为复杂，难以表述。一种方

法是极坐标图结合室壁运动评分来表示；另一种与之相似但可以动态显现的方法

是采用收缩线映射图（contraction front mapping）（图 11），它可以显示心脏收

缩舒张的空间分布。

图 11 从心尖观察（左上图）和从前方观察（右上图），动态示踪 LV 心内膜而

得到的左心室三维 TTE 数据集。LV 舒张末期心内膜以网壳形式呈现，收缩末期

心内膜以固体壳形式呈现。17 节段收缩映射牛眼图显示每个节段达到最小 LV 容

积所需要的时间（左下图）。以时间为横轴、容积为纵轴的曲线图显示了每个节

段达到最小容积所需的时间（右下图）。 e.临床验证和应用 左心室结构异常（如血栓、室间隔缺损）这些可以目测或行 3DE 彩色血流显

像来评估。 LV 整体功能测量 包括左心室容积、射血分数、LV 形状、整体应变和局部应

变。这其中以左心室容积和射血分数临床应用价值最大。三维测量 LV 容积和功

能较为快捷，准确性和可重复性均优于 2DE，其准确性可以与磁共振相匹敌，尽

管图像质量不同以及操作者经验相异使三维超声的变异程度大于磁共振。[32]从

LV 腔室形状可以攫取心功能不全患者的其它定量信息（如三维球面指数）。[33]2D整体应变的评估对整体心功能来说是一个令人感兴趣的潜在标志；这一测量指标

在 3D 图像中的评估是否可靠目前尚不明确。

虽然与磁共振显像对照相关性很高，依然有数项研究显示 3D 超声心动图手

动或半自动轮廓描记的 LV 容积明显低估于磁共振测值。[28，31，34-49]3D 超声心动

图较磁共振低估 LV 容积的原因有很多，但一个系统性原因在于，3D 超声心动图

与核磁共振不同，前者无法恒定区分心肌与肌小梁。[32]为了尽量缩小不同检测技

术之间的差异，推荐行 3D 超声心动图描记 LV 心腔的心内膜时不要包括肌小梁。

同理，由于时间分辨率低，在单个心动周期中或许无法成功采集收缩末期图像，

从而无法准确测量收缩末期容积和射血分数。 多项研究已经评估了 3D 超声心动图测量 LV 容积和功能的可重复性。[31，35，

50，51]其中大部分研究都是另外的更大型的研究的一部分，这些研究中的患者会由

同一位观察者分析两次，并且由两位观察者进行分析。研究报道认为 3D 超声的

变异性小于 2D 超声心动图。患者的成像质量越好，检测的重复性越高。[52]观察

者之间的差异不太可能是技术原因造成的。尽管不同的半自动心内膜轮廓描记法

相应的基线设置之间存在显著的统计学差异，但这并不影响临床应用。基于性别

和体重的 LV 舒张末期和收缩末期容量正常值范围尚未建立，故本文也未提供正

常参考值。 LV 重量 需要更多的使用者互动，识别心外膜来计算 LV 重量。与磁共振相比，

虽然 3D 超声心动图测量 LV 重量数值略为高估，但对大多数患者而言，其准确

度与磁共振相似[35，42，53-57]。然而，就此观点也有不少反对意见。首先，示踪最

内层或最外层心内膜轮廓也许可以解释测值的不同，因为 LV 重量的增加是因为

把肌小梁包括进了 LV 室壁。其次，LV 质量的测量也依赖于准确的心外膜轮廓描

记，相比于心内膜轮廓描记难度更大。Takeuchi 等[58]和 Pouleur 等[48]利用超声心

动图半自动分析软件检测心内膜轮廓，随后估算加上 8.8 毫米的室壁厚度以计算

LV 重量。最后，短轴图像上分析的磁共振和长轴 3DE 图像肯定是截然不同的。 LV 不同步 评估 LV 不同步时，可在一个心动周期内标记出各个 LV 节段的容

积随时间变化的曲线。这些分析图可以测量各个节段时间对最小容积的时间上的

不同。节段最小容积（即最大收缩）通常发生在左心室各个节段收缩期的同一时

间。在左心室不同步的情况下，因为病变节段收缩期达到最小容积的时间延迟，

因而不同节段达到最小容积的时间互不一致（图 10 和 11）。收缩不同步指数

（systolic dyssynchrony index, SDI）是由节段达最小容积的射血时间的标准差计算

而来。牛眼图是识别和定位不同步的实用工具，可以在彩色牛眼图上显示出各节

段收缩的时间差。 3DE 评价左室不同步的文献主要关注于以下三方面：(1)阐述 SDI 在正常人群

和不同患者亚群中的正常参照值和可重复性；(2)将 3DE 测量的 SDI 与常规检测手

段即组织多普勒做比较；(3)3D 超声心动图测量的 LV SDI 预测心脏再同步化治疗

（cardiac resynchronization therapy, CRT）的疗效。 虽然组织多普勒图像具有很高的时间分辨率，但它只能提供左心室长轴切面

中段和基底段心肌收缩功能的情况，通常重复性较低。[59]相比较而言，3D 超声

心动图可以同时评价左心室所有节段心肌的收缩情况。由三维超声心动图获得的

LV SDI 可很有效地预测 CRT 治疗后随访 48 小时[60]、6 个月[61，62]和一年时[63]的反

应情况。CRT 的获益定义为随访时 LV 收缩末期容积缩小≥15%[60，62，63]，这一指

标可经 3D 超声心动图很方便地测量出来。 最后，一项探究 3DE 对 CRT 心脏再同步治疗疗效的研究强调了最佳左心室起

搏电极位置的重要性，这项研究在 LV 起搏电极位于最大机械延迟处的患者与起

搏电极位于最大机械延迟处远端的患者之间进行比较。在 3D 超声心动图引导下

放置左心室起搏电极至最佳位置对于改善 LV 功能、左室逆重构和峰值氧耗量有

重要意义，起搏电极的实际位置距离最佳起搏点位置越远，疗效越差。[64]当前，

由于此研究的数据来自小型、单中心、非随机试验，因而在有更多数据支持之前，

仍不提倡由 3DE 提供的参数来选择患者是否接受 CRT。 f.前景 大量证据表明，在图像质量较佳的情况下，3D 超声心动图测量的 LV 容积和

左心室射血分数与心脏磁共振测值差异甚小，与 2D 超声心动图相比具有更高的

可重复性，上述优点使得三维超声心动图成为日常临床评估 LV 容积和射血分数

的一种选择。[65]此外，3D 超声心动图评估 LV 不同步性在选择患者接受 CRT 或者

预测患者 CRT 的疗效有重要价值，同时还可以帮助优化 LV 起搏电极的最佳位置。[66]其他的进展，如 3D 应变测量[67]和 LV 形态分析[33]，在未来临床应用中也显示

出巨大潜能。硬件进一步的发展将会帮助采集时间和空间分辨率更高的单心动周

期宽角金字塔数据。为了继续促进 3D 超声心动图在临床中的应用，自动定量分

析软件将进一步深入研发，人们将得以快速、准确、可重复地在线测量。 目前，与 2D 超声心动图相比，更推荐采用 3D TTE 和 TEE 评估 LV 容积和射

血分数，业已证明 3D 超声心动图测量更准确、重复性更高。 1.评估 RV a.2DE 评估解剖结构及局限性 右心室由三个解剖和功能的亚单位组成，包括（1）从三尖瓣（tricuspid valve,

TV）环延伸至近端漏斗部边缘，（2）RV 体部至心尖部，以及（3）RV 流出道至

肺动脉瓣。因而将 RV 腔区分为三部份：流入道，心尖小梁部和流出道。右心室

的肌肉组织自房室交界处延伸至心室和动脉交界处。右心室内富含肌小梁，有数

条肌肉带，包括隔缘肉柱和节制索。从功能角度着眼，鉴于 RV 心肌纤维的走向，

用收缩时两个互相垂直的主要切面来评价右心室的整体功能是有难度的，这两个

切面包括: 纵向收缩的右室流入道和环行收缩的远端流处道。 右心室特殊的形态和功能使得 2D 超声心动图评价右心室带来诸多限制，而

3DE 门控宽角采集可以轻易突破这些限制，从而可以评估右心室整体几何形态、

容积和射血分数（图 12 和 13），并且显示出整个右心室包括流入道、心尖部和

流出道的表面图像。[68，69]

图 12 三维 TTE 右心室心尖四腔心（A4C）显像，收缩期（A）和舒张期（B）。

三维 TTE 主动脉瓣居中、TV 位于左侧、肺动脉瓣位于右侧的短轴（SAX）RV 流

出道显像，收缩期（A）和舒张期（B）。ANT=前壁；SEPT=室间隔。

图 13 从包括整个心脏的经胸 3DE 全容积数据集，经切割可以获得以下右心室

（RV）截面：矢状位右室流入道切面（左上图和右上图），冠状切面（左中图

和右中图），以及四腔心（4CH）切面（左下图和右下图）。LV=左心室，RA=右心房，RVOT=右室流出道。

b.数据采集 现有数种方法和软件包可用于评价右心室。心尖四腔心切面采集的全容积三

维数据集可包含整个右心室（表格 2 和 3）。三维超声心动图数据集可数字存储

并脱机分析。专门用于 RV 分析的软件包即将问世，将进一步促进这些测量方法

的临床实际应用。目前，RV 分析软件可从全容积 3DE 数据集上进行切割，显示

2D 的 RV 矢状面、四腔心切面和冠状切面。 C. 定位和显像 TV 和右心室的解剖结构及病理改变可以在容积再现图像中得到最佳展现（表

5）。当采用半自动边缘示踪软件数据运行容量分析时，右心室将以线框模型或

表面再现投射两种方式予以显示。研究显示线框模型可定量估测三尖瓣环扩大以

及瓣叶隆起。[70]可在 3DE 数据集中运用切割显像右室流入道和流出道。可分别

从右心房和 RV 两个方向显示 TV。从右心房观察三尖瓣，需调整为外科医生的视

野，如图 14 所示。但无论采用什么视野，都应该让 TV 的隔叶位于 6 点钟的位置。

多个切割平面均可显示右心房和右心室。从左心室长轴图像切割可以获得右心室

心尖部、中段和基底段的各个切面。如图 13 所示，是一个右心室的切面，在此

切面上 TV 和 RV 流出道位于左侧。从典型的四腔心切面、冠状切面和右室流入

道切面也可显示右心室长轴切割图像。这些切面的位置都在轴平面上予以显示。

四腔心切面上右心室显像的是 RV 游离壁和室间隔。冠状切面显示右心房、TV（隔

叶和后叶）、RV 流入道、流出道以及肺动脉瓣。RV 流入道切面显示右心房、三

尖瓣前叶和后叶以及室间隔。

图 14 三维 TEE TV 显像，无论是从右心房方向观察（左图）还是从右心室方向观

察（中图），均应将房间隔置于图像下方。右图是三维超声心动图彩色多普勒图

像显示三尖瓣返流时的血流汇聚。Ant=前叶；IAS=房间隔；IVS=室间隔；Post=后叶；Sept=隔叶。

d.分析方法 目前用来定量分析 RV 几何形态和功能的方法有圆盘法、旋转法以及最近研

发的容积半自动边缘探测法。其中的两种方法目前市面上有售，如图 15 所示。

图 15 从 3D 超声心动图数据集中用圆盘法获取 RV 容积（左图）。还有一种显示

方法：用网壳显示动态心内膜示踪获得的右心室舒张末期容积，用固体壳显示收

缩末期容积（中图）。可以将右心室心内膜壳进行划分，便于节段分析（右图）。 圆盘法和其他方法 在脱机状态下获得右心室 3DE 重建的方法有很多。采集

数据之后，自动显示 RV 舒张末期和收缩末期的形态，操作者沿着轴切面示踪心

内膜边界轮廓。这些示踪获得的轮廓会分割为高度固定（通常是 10mm）、长度

和宽度不等的圆盘，正如在其他 RV 正交切面下所呈现的。RV 腔容积的计算是将

所有的相互间隔 10mm 的圆盘叠加求和（即圆盘求和）。圆盘的数量要求覆涵

盖自基底部到心尖的整个右心室，数量为 7 至 8 个不等，视右心室大小而定。 日前可使用的 3D 超声心动图软件可以在不同横断面如矢状面（显示三尖瓣

轮廓的最佳切面）、四腔心切面（显示心尖轮廓）和冠状切面（显示右心室流出

道轮廓）下通过示踪舒张末期和收缩末期的心内膜边界求得右心室容积。操作者

常常需要在重建和定量分析之前手动调节示踪所得的心内膜轮廓。肌小梁通常会

包括在心内膜的边界内，但心尖部的节制索则需除外。RV 容积是把完整数据集

里的各薄片容积求总和得出。每一个容积数据集都将输入至电脑，以便在三个正

交切面中的任何一个切面进行旋转、成角和剪切。这种带有手动校正的半自动边

缘探测的软件分析已经进行了以磁共振为金标准的体内和体外模型的验证。

容积显示 不同的软件包均可进行右心室表面再现投射。舒张末期和收缩末

期容积以及 RV 射血分数可以测量出来并且自动显示。可以对右心室的三个主要

组成部分（流入道、心尖、流出道）进行局部分析。也可以获得并分析右心室整

体和局部的功能曲线。 e.临床验证和应用 RV 容积和功能的测值对很多包括瓣膜病、先天性心脏病、肺动脉高压和心

力衰竭在内的心脏疾病的诊断和判断预后来说都是至关重要的数据。三维超声

心动图可以定量分析正常人群和患者的右心室容积和功能。[72]数项临床研究表

明，对于特定人群，3DE 和磁共振评估 RV 容积和射血分数相关性很好，尽管在

容积的测量方面三维超声心动图较磁共振略有低估。[71，74-76] 男性（129±25 mL）和女性（102±33 mL）的 RV 容积存在差异，但经体重（不

是体表面积或身高）校正之后，就没有区别了。[76-78]业已验证 3D 经胸超声心动

图[79-81]对肺动脉瓣反流、继发孔型房间隔缺损、法洛式四联症修复手术、Ebstein畸形以及 RV 心肌病的应用价值。3D 经胸超声心动图引导儿童 RV 心内膜活检的

可行性和实用性也得到了肯定。[82] RV 功能评估对心血管外科意义很大，因为对于瓣膜病和先天性心脏病、冠

状动脉搭桥、心脏移植后，右心衰竭是一种常见的发病率和病死率。强调应准确

进行右心室功能的术前评估，帮助更好地进行风险分层、进行早期和精确的术后

随访以优化治疗。在这点上，2DE 和多普勒参数（三尖瓣环收缩期位移，瓣环的

组织多普勒成像）存在一定局限性，特别是在术后随访中。采用 3D 超声心动图

评估 RV 容积和射血分数克服了 2DE 方法的很多限制。[83] 目前，用 3DE 评估右室容积和射血分数大有前途。但是，因为软件包准确分

析要求经胸超声图像质量良好，因而使其常规临床应用受到限制。

11.二尖瓣装置 a.2DE 评价解剖结构及局限性

二尖瓣装置由双曲抛物面型（即马鞍形）的瓣环，相对应的前外侧和后内侧合缝

处连接在一起的多个扇相互交错的瓣叶，以及两组乳头肌连接的形态各异的腱索

和左室壁附着点组成的瓣下结构组成。二尖瓣装置的正常功能有赖于多个解剖部

分的机制复杂的协调统一，且每一部分有独一无二的几何学功能。三维超声心动

图显像可理想地查看二尖瓣装置的每一个部分的功能。[84]

二尖瓣叶。二尖瓣前叶较大，附着部位占据瓣环的约三分之一圆周。后叶的

附着部位更大（占据瓣环的三分之二），形态为四边形。两个瓣叶都被分成三个

部分：前叶 A1、A2、A3，后叶 P1、P2、P3（分别从左到右；图 16）。瓣叶分区

对准确定位二尖瓣脱垂的部位以及解剖病变尤其有用。关闭时瓣叶闭合线为向上

的弧形，可观察是否存在裂缝。当从 LV 以改进的倾斜视角观察房室切面的时候，

二尖瓣前叶与主动脉瓣的左冠瓣和无冠瓣相延续（主动脉-二尖瓣连接[85]）（图

16）。

图 16 主动脉和二尖瓣的正常解剖示意图（左）和三维 TEE 显像（中）。从左房

方向观察，二尖瓣的三维 TEE 显像（1）二尖瓣后叶凹陷（右上图）被定义为瓣

叶局部与整体不延续，但并未累及到瓣环水平，（2）二尖瓣后叶裂缺（右下图），

它被定义为瓣叶局部与整体不延续，并一直达到瓣环水平。Cor=冠状动脉。 三维 TTE 数据可从胸骨旁或心尖透声窗获取二尖瓣图像。局部放大（可达最

大时间和空间分辨率）最适合清晰显示二尖瓣叶的解剖和启闭活动。当评估整个

二尖瓣装置时需要全容积采集图像。 与常规 2D 超声心动图只能从 LV 面显示二尖瓣叶正面不同，3D 超声心动图

能分别从 LV 方向和左房方向观察二尖瓣。后者也被称作“外科视野”，因为它

类似外科手术中，外科医生站在病人右边并打开左房所看到的二尖瓣的图像。图

16 显示了一例 3D TEE 容积再现之后的正常二尖瓣的“外科视野”。除了观察二

尖瓣叶（中央）以及左房耳（左侧），这个经典显像还可显示三尖瓣环（右侧）

和主动脉瓣（上部，大约一点钟的地方）的相互空间关系（图 16-18，表 4 和 6）

图 17 分别从左心房（LA）方向（A,B）和左心室（LV）(C,D)方向观察，3D TEE局部放大的舒张期(A,)和收缩期(B,D)的二尖瓣显像。不论哪个视野，定位二尖瓣

时要以主动脉瓣位于 12 点钟位置为参照。AMVL=二尖瓣前叶；PMVL=二尖瓣

后叶。 图 18 分别从 LV 方向(A–-C)和左房方向 (LA) (D-–F)观察，3D TTE 局部放大的

二尖瓣图像。请注意，不论哪个视野，定位二尖瓣时要以主动脉瓣位于 12 点钟

位置为参照。AMVL=二尖瓣前叶；PMVL=二尖瓣后叶。 表 6 3DE 显示心脏瓣膜 二尖瓣 左心房 左心室

无论从左心房方向观察还是从左心室方向观察，显示二

尖瓣时使主动脉瓣位于上方。 AV=主动脉瓣，Lat=左心室侧壁，PMVL=二尖瓣后叶

三尖瓣 右心房 右心室

无论从右心房方向观察还是从右心室方向观察，显示三

尖瓣时使间隔处于下方六点钟的位置。 Ant=前壁，Post=后壁，IAS=房间隔，IVS=室间隔

主动脉瓣 主动脉 左室流出道

无论从主动脉方向观察还是从左室流出道方向观察，显

示主动脉瓣时使右冠瓣处于下方六点钟的位置。RCC=右冠瓣

肺动脉瓣 肺动脉 右室流出道

无论从肺动脉方向观察还是从右室流出道方向观察，显

示肺动脉瓣时使肺动脉前叶处于十二点钟的位置。 AC=肺动脉瓣前叶，LA=左心房

总而言之，二尖瓣后叶最佳透声窗为胸骨旁位置，而前叶心尖部和胸骨旁透

声窗均可。[86]推荐于心尖透声窗从心室方向观察二尖瓣前叶，若要从外科视野

观测脱垂的瓣叶部分，则胸骨旁和心尖透声窗均可。[86]除了正面观之外，实际

操作中 3D 超声心动图可任意切割心尖或胸骨旁透声窗采集的数据集，获取常规

或非常规的二尖瓣切面图像。这对准确定位异常的二尖瓣叶节段很有必要。此外，

基于 3D 超声心动图采集的数据信息，建议不能根据 2DE 四腔心切面图像诊断

二尖瓣脱垂。 瓣下结构。二尖瓣瓣下结构功能的完整性可从 LV 长轴切面进行观察。从左

室方向正面观察二尖瓣，可评估腱索连接到二尖瓣叶尖端的部分（初级腱索）、

体部（二级腱索）以及根部（三级腱索）。反之，腱索断裂伴二尖瓣连枷或脱垂

可从左房方向进行观察和／或选择长轴切面。 二尖瓣环。两维超声心动图不能提供有关二尖瓣环形态的信息，因为人脑根

据不同 2D 图像重建的信息与 3D 容积切割后重建的并不一致。相反，由 3DE 外科视野最能显示二尖瓣环的椭圆形状，一次采图即可显示整个瓣环形态。此外，

脱机重建可最佳评估二尖瓣的马鞍形结构，可具体描绘这个马鞍形的轮廓，前侧

和后侧位置较高，外侧和内侧位置较低。商业软件已经发展到精确定量测定二尖

瓣环的尺寸、形状以及弯曲度。这可帮助我们更好理解二尖瓣的机械动力学。而

且，还可辅助外科医生评估二尖瓣修复的可行性，提供有价值的二尖瓣环设计的

信息。 左心室。在收缩期，为了保障瓣叶功能，需要左心室和二尖瓣环正常运动和

收缩。LV 任何影响乳头肌位置的 LV 几何形态变化均能影响腱索和瓣叶的轴向

关系，导致瓣叶关闭不良。三维经胸超声心动图不仅可以进行左室大小、几何形

态、局部功能的定性评估，还能够通过数项参数直观地定量评估 LV 形态和功能。

另外，动态 3D二尖瓣显像可根据局部室壁运动异常或伴随器球形指数增大的 LV整体扩大（导致缺血和功能性二尖瓣反流）区分正常二尖瓣活动和系链的瓣膜。

三维经食管超声心动图可用一些独特的切面图像以及附加信息补充经胸 3D超声心动图，或者当 TTE 无法成像时替代后者（譬如术中监测 3D 经胸超声心

动图的透声条件欠佳时）。[87]当然，经食管 3D 超声心动图较 3D 经胸超声心动

图有更高的空间分辨率，能更好地显示二尖瓣的解剖细节。因此，对自身和人工

二尖瓣进行病理评估是 3D TEE 最强的适应症。[24] 2D TEE 检查整个二尖瓣装置需要反复调整探头的操作，在三个不同的食管深度

显示六个不同的切面，180°旋转多平面探头，不断进行旋转和弯曲探头的操作。

相比较而言，矩阵探头的 3DE 图像在同一个平面上不但有显像范围，还有图像

深度（譬如容积显像时）。所以，此时 3D 经食管超声心动图检查时可减少探头

操作，而检查过程更为有效。 b.数据采集 同时多平面模式。此模式可以同时在两个平面实时观察二尖瓣。第一个图像

一般是参考平面，在食管中段的四腔心或五腔心切面显示二尖瓣装置，第二个图

像或者说“侧面”则是一个从参考平面旋转 30-150°的平面。高位多平面成像亦

可实施，但不如在食管中段行 TEE 显像二尖瓣装置价值更大。可在 2D 图像上

叠加彩色血流多普勒成像。 实时 3D 模式：窄角成像。用矩阵探头可实时显示 30°×60°的 3D 金字塔形

容积，这时通常在一个显像平面上难以显示整个二尖瓣装置。然而，优质的空间

和时间分辨率使得可以在保持最佳时间分辩率的同时，对复杂病变进行准确诊

断。 聚焦宽角显像：局部放大。局部放大模式的焦距固定，可宽角显示二尖瓣装

置从瓣环到乳头肌尖端的结构。必须注意的是，过度地扩大感兴趣区之后，时间

分辨率将有所下降。虽然这种方式能实时观察、旋转以及切割整个二尖瓣装置，

但这种情况下相对于实时三维超声心动图，局部放大会牺牲空间和时间分辨率。 全容积显像：门控采集图像。全容积模式图像达到了最大采集图像宽度，是

理想的整个二尖瓣装置成像方式。这种模式的空间分辨率也很好，可对复杂病变

进行详细诊断。与此同时，其空间分辨率也很高 (>30 Hz) ，当诊断异常二尖瓣

叶运动机理时特别可取。与实时 3D 和聚焦宽角局部放大模式一样，门控全容积

显像方式亦可旋转，分别从左心房方向和 LV 方向观察，独特地正面显示二尖瓣

装置。此外，全容积数据集可以被切割，或多平面切取以识别容积图像中二尖瓣

装置的不同组份，或从 x 和 y 轴上观察其 2D 图像，或使用脱机分析软件得到其

正交平面。这种模式下可同时行彩色血流多普勒显像，进一步评估二尖瓣反流束。 c. 全面检查 双平面显像。全面检查二尖瓣装置始于先采用 2D 多平面探头叠加或者不叠

加彩色血流多普勒初步评估二尖瓣，初步判断二尖瓣功能障碍的机理及病因。因

此，双平面成像在固定的食管深度能帮助采集全面的二尖瓣装置的 2D 多平面图

像。 实时 3D 显像。实时 3D 的成像范围通常不足以显示整个二尖瓣装置。即便

如此，减少成像深度和适当焦距的 3D 金字塔形容积成像显示二尖瓣，还是具备

足够的空间和时间分辨率，可初步快速 3D 评估二尖瓣装置。实时 3D 可以从左

房方向或者 LV 方向正面显示二尖瓣装置。需在食管中段五腔心切面行实时 3DE显示整个左心室（增加显像深度和聚焦），以观察二尖瓣装置与 LV 室壁以及冠

状动脉窦的关系。最后，还需从胃底两腔心切面实时 3D 显示二尖瓣装置，更清

晰地显示乳头肌和腱索，较之食管中段切面，这些结构与超声束更为垂直，因而

显像更好。 聚焦宽角局部放大显像和全容积显像。在食管中段五腔心切面采用局部放大

模式采集二尖瓣装置图像，可从瓣环至乳头肌进行观察，此时空间和时间分辨率

略有下降。采用全容积模式采集二尖瓣图像时，应依据 ECG 门控状态并斟酌采

集图像的时间，相应选择最大超声发射线密度以及最薄的门控成像厚度，以求获

得最佳时间和空间分辨率。 叠加彩色血流多普勒的全容积显像。对于二尖瓣反流和/或二尖瓣狭窄患者，

全容积采图时需叠加彩色血流多普勒。类似于宽角局部放大显像技术，开始时要

在正交切面上定位感兴趣区，再获取 3D 彩色血流多普勒图像。感兴趣区的范围

应限制在二尖瓣装置以及彩色多普勒血流束，在此基础上优化达到最佳帧频。此

外，超声发射线的密度越高越好，而超声发射线密度较低时成像范围的角度可变

宽。应依据 ECG 门控状态并斟酌采集图像的时间尽量使门控成像平面厚度最薄

（7 至 14 层）。一旦采集了叠加彩色血流多普勒的全容积显像，首先看到最初

食管中段的五腔心金字塔形容积图像，然后可分别从左心房方向和 LV 方向观察

二尖瓣装置，并识别血流束的起点(图 19) 。进一步进行切割以及二维增益抑制

可用于识别二尖瓣狭窄和二尖瓣反流患者的有效二尖瓣口面积以及反流口面积。

图 19 二尖瓣反流的三维 TEE 彩色多普勒显像(左图)。三维 TEE 彩色多普勒成

像从右心房面观察植入的 Amplatzer 房间隔封堵器(右图)。从封堵器中部射入右

心房的血流束（黑色箭头）为正常现象。还有残余分流（白色箭头）。

AMP=Amplatzer 封堵器；AMVL=二尖瓣前叶；AV=主动脉瓣；LA=左心房；RA=右心房。

d. 临床验证和应用。 采用 3D 超声心动图评估二尖瓣装置对于下列情况最有价值：（1）确定病变

的位置和范围，（2）确定瓣膜功能异常的机制和严重程度，（3）当需要干预

时，向心脏介入医生和外科医生介绍超声心动图的检查结果。采用上述各种 3DE显像方法，可显示粘液性退行性变患者的疾病程度，以及病变引发前后叶弥漫性

增厚、多个瓣叶节段部分脱垂、以及单个瓣叶脱垂或孤立性局部连枷病变部位的

瓣膜功能异常 (图 20) 。这些信息对外科手术尤为重要。3D 超声心动图优于 2DE技术更重要的可能表现在，术中监测时可直接确定病变部位，判断复杂二尖瓣病

变的程度，特别是对于合缝处病变或裂缺（图 16）。[88-90]3DE 技术也改善了对

人工二尖瓣功能的评估，特别是识别瓣周漏(图 19) 的位置和严重程度，指导经

皮植入闭合装置的位点。[91-94]

图 20 Barlow’s 综合征患者的 3D TEE 二尖瓣局部放大显像，病变累及多个瓣

叶节段，两个瓣叶均增厚累赘(A) ，以及弹性纤维组织缺损引起的 P2 连枷，和

断裂的腱索(B)。瓣叶增厚累赘定义为收缩期瓣叶体部冗长突向左心房，而瓣叶

游离缘依然位于二尖瓣环水平以下。显像二尖瓣时需将主动脉瓣置于 12 点钟的

位置。 伴随图像质量的改善，商业软件已可用于客观地量化二尖瓣改变。采用 3DE

数据集，可以示踪瓣环和瓣叶来显示二尖瓣的 3D 模型（图 21）。从这些模型，

可估测二尖瓣环高度、二尖瓣叶表面面积、二尖瓣环的尺寸以及乳头肌的位置（图

22）。这些测量有助于了解不同的二尖瓣病变，并可能指导瓣叶修复手术。[95]

图 21 正常二尖瓣的三维形态学分析。手动勾画二尖瓣环，并显示在多个旋转切

面上（A），从而在瓣膜正面观上叠加瓣环的 3D 轮廓 (B)。然后手动在多个平

行平面上勾画二尖瓣叶(C)，从而在彩色编码的、3D 渲染的瓣叶表面上显示瓣叶

闭合线(D)。AL=前侧方，Ao=主动脉，P=后方，PM=后侧中部。

图 22 二尖瓣的容积定量可以准确测量马鞍形二尖瓣的高度 (左上), 二尖瓣环的

两个交界处的直径测量(左下), 二尖瓣环表面积 (右上), 主动脉根部和二尖瓣环

之间的夹角 (右下)。A=前方，AL=前外侧，Ao=主动脉，P=后方，PM=后内侧。 三维超声心动图也是定量估测二尖瓣狭窄的首选方法，与 2D 彩色多普勒方

法如近端等速表面积法不同，3D 方法不依赖于狭窄瓣膜的开放角度以及血流汇

聚的半径（图 23）。同理，多平面 3DE 重建三维图像可对最小狭窄瓣口进行面

积测量，这些 3DE 面积测量与有创性 Gorlin 公式面积测量法关联非常好。[7，96]

相比而言，2D 测面积法在患者图像质量欠佳、或最窄瓣口横断面积不容易显示

时常常被高估。

图 23 局部放大的 3D 经食管超声心动图多平面风湿性二尖瓣狭窄瓣膜的重建

图像（右下）。舒张中期的最小的二尖瓣口的正交图像（左上和右上），以及与

之相垂直的切面，正面显示二尖瓣口面积(MVA) ，并进行测量（左下）。 对于风湿性二尖瓣狭窄病例行经皮球囊二尖瓣成形术，与 2D 超声心动图

Wilkins 评分比较，3D 超声心动图评分更能预测手术的成功率。[97]这种改善是

通过在评分中增加了对二尖瓣交界区的评估，分别评价每个瓣叶的不同节段，从

而知晓风湿性二尖瓣狭窄瓣叶病变不一的解剖异常。最重要的是，不同评分项目

的权重，是根据其预测经皮球囊二尖瓣成形术可行性的相对重要性来调整的。 鉴于二尖瓣装置复杂的几何形态，3D 超声心动图最适合用于评估二尖瓣反

流。勾画有效的反流口面积和流颈是 3D 超声两大强项。在大多数患者中行 3D超声心动图估测流颈面积，已经揭示其并非圆形，尤其对于功能性二尖瓣反流更

是如此(图 5 和 6)。与 2D 流颈直径比较，三维法流颈面积更接近多普勒法估测

的有效反流口面积。多项研究显示，可在分层的短轴切面上行 3D 彩色二尖瓣反

流束显像定量估测流颈面积，再在四腔心和两腔心切面上予以显示，这样就可以

正面显示流颈（图 513中上和右上），然后向上倾斜 90°，即可得到与之垂直的

切面（图 5，中下和右下），以此验证流颈是偏心的。3D 超声心动图和彩色血

流显像还可定量二尖瓣反流束的容积。一项研究对比了 2DE 评估反流束面积法

和 3DE 评估反流束容积法，后者与血管造影的结果更为相关。这种差距在偏心

性反流患者中更为明显。[98]还有一种新兴的二尖瓣反流 3D 定量方法是直接在二

尖瓣叶的正面观上勾画二尖瓣反流口的面积并显示相应参数。对于瓣膜几何学形

态较为复杂者，或者反流口不在同一个平面上时，直接测量法更为有效。 到目前为止，在机定量估测流颈和反流口面积必须手动完成；半自动估测方

法将提高测量进程的效率、更为人性化。而且，目前还没有指导 3D 定量估测二

尖瓣反流的专业学会指南，也没有经过验证的比较 2D 和 3D 测量结果的参考标

准。尽管存在这些困难，3DE 依然是评估二尖瓣反流的有效工具，尤其是对于

那些感觉 2D 显像方法可能低估了二尖瓣反流程度或解剖结构较为复杂的患者。 三维 TTE 和 TEE 评估二尖瓣病变应该被纳入常规临床实践，因其能很好

地提供二尖瓣的生理和形态学信息。推荐在介入二尖瓣手术中行三维经食管超

声心动图指导手术。 12. 主动脉瓣和根部 a. 2DE 评估解剖结构及局限性 主动脉根部由主动脉瓣的三个半月瓣组成，也是瓦氏窦和瓣膜间纤维三角的

组成部分。主动脉瓣叶依据是否发出冠状动脉予以识别(左冠瓣、右冠瓣和无冠

瓣) (图 24)。每一个半月瓣贴合在主动脉壁上的接合部都是弯曲的，接合部的基

底部位于左心室低于解剖学心室主动脉连接处，而远端附着于窦管交界处。[99]

瓦氏窦和窦管交界是瓣膜功能机制的有机组成部分，因而这些结构明显扩张就会

导致主动脉瓣关闭不全。总而言之，当描记主动脉瓣叶的附着点行径，可见主动

脉瓣的三维空间结构类似于一个皇冠。

图 24 局部放大的 3D TEE 图像，舒张期（左上）和收缩期（中上）从升主动脉

（Ao）侧观察主动脉瓣，以及舒张期（左下）和收缩期（中下）从 LV 流出道（LVOT）侧观察主动脉瓣。不管从哪种视角，主动脉右冠瓣总是定位于下方。切割 3D TEE数据集在舒张期（右上）和收缩期（左上）显示长轴向的主动脉瓣。LCC=左冠

瓣；NCC=无冠瓣。 通常从胸骨旁和心尖部行 3D 经胸超声心动图显示主动脉瓣。包含主动脉根

部信息的三维数据集可进行切割和旋转，动态显示主动脉瓣的 3D 图像，可从主

动脉侧和心室侧分别进行观察，亦可在任意长轴或倾斜切面进行切割。从主动脉

侧进行观察可最佳显示瓣叶形态，而从心室侧进行观察能很好地观测主动脉肿瘤

或赘生物或瓣下梗阻。 在二维短轴面上有时候很难得到精准的主动脉瓣口正面图像，特别是当存在

主动脉根部病变或是水平体位的时候。另外，因心动周期中 LV 基底部在长轴方

向上的活动偏移，从而导致主动脉瓣环跨平面运动，这经常妨碍了在活动的心脏

中充分观测真实的主动脉瓣口和形态。采用三维超声心动图，无论主动脉根部在

人体的实际空间位置如何，均能较为容易地获取主动脉瓣环口的正面图像。此外，

3D 正面显像可在整个心动周期中全面观测整个主动脉瓣。三维超声心动图还可

提供周围毗邻结构的空间关系，诸如 LV 流出道和二尖瓣环，而无需像行 2D 超

声心动图时那样劳神费力。 2DE 主动脉瓣和根部的胸骨旁长轴切面经常低估 LV 流出道的面积，因为二

维超声将其假设为环形。三维超声心动图能够多平面显示主动脉瓣（譬如在长轴

和短轴上同时显示瓣膜），展现 LV 流出道的真实形态。而且，当一个平面上的

结构可从另一个正交平面实时观察时， 3D 超声心动图经常可确定正常和异常的

发现。 当胸骨旁图像显示欠佳时，3D 超声心动图可从心尖成像，正面显示主动脉

瓣。尽管此时的空间分辨率不如胸骨旁成像，但依然能够从心尖图像上精确地评

估主动脉瓣形态（瓣叶数目，活动度，开口，反流口）和 LV 流出道的解剖形态。

调整增益和阈值，确保显示主动脉瓣的解剖细节，而叠加的各种色彩图则提升了

三维的深度感知。然而，有时经胸 3D 超声心动图难以充分显像，无论是对于正

常情况（很薄的瓣叶，导致瓣体信号失落）或者是严重钙化的主动脉瓣，或当声

窗受限时。三维彩色多普勒可以与 3D 经胸超声心动图和 3D 经食管超声心动图

显示的解剖信息相叠加，提供关于主动脉瓣功能和完整性的重要数据。 b.数据采集 在食管上段行三维经食管超声心动图评估主动脉瓣，其空间分辨率和图像质

量较佳（图 24），当 3D 经胸超声心动图无法确诊时可采取这种方法。 双平面显像。可行 2D 多平面显像方法初步探查主动脉瓣，可叠加或不叠加

彩色血流多普勒，以识别主动脉瓣狭窄或反流的机制、病因和严重程度。 实时 3D 显像。行经食管超声心动图 2D 显像，在食管中段 60°短轴切面和食

管中段 120°长轴切面均可显示主动脉瓣的切面。完善 2D 图像之后，再对 3D 图

像进行窄角优化，以检测主动脉瓣和根部的解剖形态。从正面观察，无论从主动

脉侧还是 LV 流出道侧进行观察，右冠瓣总是位于下方的位置（表 4 和表 6）。 聚焦宽角局部放大显像和全容积显像。当采集了主动脉根部的宽角 3D 数据

集，在长轴图像上，可以平行于主动脉瓣瓣口切割平面，这样就可以获得主动脉

瓣瓣口的短轴 3D 图像，用来测算主动脉瓣口面积。同理测算左室流出道、瓦氏

窦和窦管交界处的横截面面积。最后，可垂直或平行于主动脉瓣瓣环切割图像，

来评估瓣上和瓣下的各种狭窄。 叠加彩色血流多普勒的全容积显像。彩色多普勒 3D TEE 显像可检测收缩初

始的血流改变。这些彩色多普勒信号亦可在瓣膜水平进行平行切割，评估瓣口面

积和流颈。 C.临床验证和应用 定量主动脉瓣口面积。运用平面几何法[100-103]或连续性方程法[104-105]，3D 超

声心动图改进了主动脉瓣口面积的定量测算方法。92%的患者能够行三维 TTE平面几何法测算瓣膜面积，且结果与 2D TTE 几何平面法和经胸超声心动图连续

方程法相关良好。三维 TTE 测算的主动脉瓣口面积比 2D TTE 测算的结果更接

近侵入性检查得到的测量数值。[104]其原因是 3D 超声可以获得最佳的测算主动

脉瓣口面积的 2D 横断面，这样就减少了因操作者而引起的变异性。 3D 超声除了能准确定位用于测算主动脉瓣口面积的 2D 平面，它也能准确测

算 LV 流出道的面积。[108]三维超声心动图显示该结构是椭圆形而非圆形。和 3DE平面几何法测算主动脉瓣口面积相似，3DE 平面几何法测算 LV 流出道的面积重

复性也有很好。[109-110]左室流出道面积的准确测算，避免了连续方程法中的几何

学假设，使得 3D 超声心动图测算得到的主动脉瓣口面积比常规 2DE 法更加精

确。 其他学者在运用连续方程法计算主动脉瓣口面积时，尝试着避开 LV 流出道

的测算。[104]这就需要半自动检测左心室心内膜边缘获取 3DE 每搏心输出量。结

果显示用该方法获得的每搏心输出量优于 2DE 的结果，并与磁共振测量结果有

很好的可比性。[45] 定量分析主动脉根解剖结构。CT 研究早已证明主动脉环是椭圆形的，而不

是圆的。[108，111]在 3D 超声中这一点显示得更加清楚，3DE 正面显像主动脉瓣环，

测算的主动脉瓣环直径比 2D 超声心动图测算的更加准确，重复性更好（图 25）。准确测量主动脉瓣环直径对经皮瓣膜手术操作选择瓣膜尺寸很有帮助，瓣环的大

小还能对外科手术和保留主动脉瓣的技术提供参考。此外，3D 超声心动图还可

以测量许多显示主动脉根附近结构空间关系的数据，这些都是 2D 超声无法得到

的。3D 超声心动图还可测量瓣叶交界处之间的距离、瓣叶游离缘的长度，这些

数据在保留瓣膜的主动脉根部的手术中均可帮助选择人工血管的尺寸。[20]三维

超声心动图还可以测量瓣环和瓣尖与冠状动脉开口处的距离，这对于经皮人工瓣

膜植入到最佳位置来说至关重要。

图 25 切割过的三维 TEE 图像在长轴上显示主动脉（A，上图），在这个图像

上可正面显像并获得了窦管交界（A，左下图）、瓦氏窦（A，中下图）和主动

脉瓣环（A，右下图）。可以对主动脉瓣瓣叶（B，左上图）和瓣环（B，右上图）

进行动态勾画，在整个心动周期显示主动脉瓣口面积（B，中间偏左和下方的条

带）。自动勾画的模型如图所示（中间偏右）。 定量主动脉瓣反流。3DE 彩色多普勒能够准确显示主动脉瓣反流的垂直面，

来测算流颈面积。[112]其结果与主动脉瓣反流的主动脉造影分级方法相关良好。

同样，当反流口的形状不对称时，流颈的几何形状假设是无效的；这时 3DE 直

接测量可避免这种缺陷，因而可提高测量的精确性。[113]三维彩色多普勒超声心

动图可直观评估多束反流，操作简便，与外科手术中所见形态学上相关性很好。[113]但此研究的实用价值有限，因为它使用的是心电图门控三维彩色超声显像，

实践中必须要运用实时容积彩色多普勒超声显像，才能真正评价三维超声定量主

动脉瓣反流的可行性和准确性。 建议联合应用三维TTE 和TEE来评估主动脉瓣狭窄的程度和阐明主动脉瓣

反流的机制。推荐行三维经食管超声心动图指导经导管主动脉瓣植入术。 13.肺动脉瓣和根部 a.2DE 评估解剖结构及局限性 肺动脉根部复合体由三个瓣叶组成的肺动脉瓣、瓦氏窦、瓣叶间三角和独立

的右心室远端肌肉漏斗部组成。肺动脉瓣的三个瓣叶根据它们与室间隔和主动脉

瓣的位置不同而予以区分。附着在室间隔上的两个瓣叶称为左叶和右叶，相当于

主动脉瓣的左右瓣叶。第三个瓣称为前叶（或者，参照主动脉瓣，称为无冠瓣）。

用 2D 超声心动图评价肺动脉瓣非常困难，因为难以显示瓣叶的短轴切面，并且

通常只能同时显像两个瓣叶。3D 超声心动图可获取正面图像，可以同时评估三

个瓣叶，还能评估 RV 流出道和肺动脉主干。这就改进了肺动脉瓣反流和狭窄的

定量评估。 肺动脉瓣最好行 3D 经食管超声心动图检查，行经胸 3D 超声心动图时胸骨

旁透声窗会更好些。[114]优化 2D 经胸超声心动图肺动脉瓣图像之后，实时 3DTTE肺动脉瓣显像的成功概率会大大增加。

b.数据采集 双平面显像。可行 2D 多平面显像方法初步探查肺动脉瓣，可叠加或不叠加

彩色血流多普勒，以识别肺动脉瓣狭窄或反流的机制、病因和严重程度。 实时 3D 显像。用 3D 显像肺动脉瓣时，TEE 探头可放置在食管上段 90°，

或者先在 120°显示左心室三腔心-主动脉根部切面，然后逆时针旋转探头显示肺

动脉瓣。一旦实时 3D 能清楚看到瓣膜，即可从肺动脉侧或右心室侧正面观察肺

动脉瓣。从正面观察，不管从哪个视角，需将前叶置于 12 点钟的位置。（表 4和表 6）

聚焦宽角局部放大显像和全容积显像。局部放大时可同时观测肺动脉瓣叶、

肺动脉主干和 RV 流出道。一旦获取了金字塔容积，即可正面显像瓣膜。同样地，

可通过切割图像来评估肺动脉主干和 RV 流出道的直径。[115]最后，通过平面切

割，可在一幅图像中显示 RV 流出道、肺动脉瓣和肺动脉主干。 叠加彩色血流多普勒的全容积显像。对于肺动脉瓣狭窄或反流患者，需叠加

彩色血流多普勒全容积显像。应将感兴趣区范围限定为肺动脉瓣和彩色血流多普

勒血流束以优化帧频。如前所述，应依据 ECG 门控状态并斟酌采集图像的时间

尽量使门控成像平面厚度最薄。一旦采集了金字塔容积，即可进行旋转，从肺动

脉侧和右心室侧观察肺动脉瓣，识别肺动脉瓣反流的起始位点。通过进一步切割

图像及黑白图像压缩技术，能够得到有效瓣口面积、反流瓣口面积、3D 近端等

流束表面积和流颈。 c.临床验证及应用 应用 3D 超声心动图来判断肺动脉瓣膜病变的位置及确定瓣膜功能障碍的机

制和严重程度是最有效的方法。3D 超声心动图可用于确定先天性肺动脉瓣疾病

患者的瓣叶数目、厚度和活动度，以及判断类癌心脏瓣膜病、心内膜炎等疾病过

程。此外，3D 超声心动图可以准确测量先天性右室流出道梗阻患者的右室流出

道肺动脉瓣上、瓣下及瓣口内径。最重要的是，3D 超声心动图提高了评估肺动

脉瓣反流的准确性，这对确定外科干预时机提供了依据。[116] 目前尚无证据支持常规使用 3D 经胸超声心动图或经食管超声心动图评价肺

动脉瓣病变。 14.三尖瓣 a.2DE 评估解剖结构及局限性 TV 由瓣环、瓣叶、腱索和乳头肌构成。三尖瓣环由纤维环构成，瓣叶悬挂于

此。正常的三尖瓣环面积介于 8cm2 至 12cm2 之间，约比二尖瓣环大 20%。三维

超声心动图评价三尖瓣环显示三尖瓣环呈双峰曲线（似马鞍形），较高点或较上

点（指向右心房）位于瓣环的前面和后面，而低点或底点（指向右心室）位于瓣

环的内侧和外侧。[117-119] TV，顾名思义，有三个瓣叶，命名为前叶、隔叶及后叶。三尖瓣前叶面积最

大，沿三尖瓣环前外侧（游离壁）面附着；隔叶沿室间隔表面附着；而后叶沿瓣

环后部附着。在胚胎时期，隔叶及后叶由共同的心内膜垫发育而来，但由一裂隙

分为隔叶与后叶。三尖瓣叶比二尖瓣薄且透光性更好。 三尖瓣装置有一前一后两组主要的乳头肌，时常由漏斗部（圆锥或右室流出

道）发出第三组乳头肌。每组乳头肌发出的腱索附着了所有三尖瓣叶。 b．数据采集 TV 二维超声心动图成像需要多平面重建。[120]TV 的三维 TTE 图像能够在单一

全容积数据集中显示 TV 的全部结构或使用高分辨率的窄角图像采集模式对特定

TV 部位行聚焦检查。[120-122]与 2D 超声心动图相比较，三维 TTE 图像相对受到低

时间分辨率的限制。 c.定位和显像 3D 超声心动图能够以标准 2D 超声心动图无法显示的方式展现瓣膜结构。例

如，3D 超声心动图可从右房或 RV 视角观察 TV 正面观（图 14）。当显示三尖瓣

时，不论哪个视野，隔叶都应该朝向 6 点钟位置（表 4 和 6）。这些正面观对定

位瓣叶病变如瓣叶脱垂、穿孔或者赘生物有很大帮助，也可以确定定位反流的起

点，或通过平面几何方式测算三尖瓣口面积以评估三尖瓣狭窄的严重程度。[121，

122]除了标准切面，也可调整切面以显示特定 TV 部位。 d．分析方法 以标准方式行切割法可以获取相似的显示视角。标准 3DE 数据集切割应在经

胸骨旁或心尖部的透声窗中获取。剑突下 3DE 数据集同样可以获取，但取决于

剑突下透声窗的图像质量。可优化全容积数据集来显示 TV 和右心室。当切面显

示出心脏结构之后，可以通过调节增益、压缩及放大设置参数来优化图像。 胸骨旁成像。从 RV 流入道观察的 TV 图像要进行优化， 来进行 3D 全容积数

据采集。对数据集进行切割的切面应显示出 TV 前叶和后叶。在大多数的切面中，

同时应显示冠状静脉窦开口和 Eustachian 瓣（如果存在）。第二个胸骨旁数据集

应在短轴获取 TV、RV 流出道以及主动脉瓣结构。 心尖成像。对数据集进行剪切的切面应沿冠状平面获取包含三尖瓣前叶、隔

叶及其腱索附着的四腔心切面。然后，切面应沿矢状面显示 TV 后叶和前叶。最

后，将切面顺时针旋转（45°）使其显示出主动脉瓣。此调整可观察到 TV 隔叶及

前叶。 横向成像。对数据集进行剪切的切面是从右心房方向的横切面。类似的图像

可以从右室方向进行切割以显示 TV 右室面及瓣下结构。 e.临床验证和应用 TV 的三维超声心动图可以提供精细的正常及病变 TV 解剖。[121,122]一项由 29

例各种 TV 病变患者参与的研究中，与 2D 超声心动图相比较，3D 超声心动图在

确定病因及定位病变瓣叶节段上具有更高的诊断价值。[123]三维超声心动图显示

TV 环为双峰或马鞍形，其高（上）点位于前部和后部，低（底）点位于内侧和

外侧。[117]双峰的形状类似于二尖瓣环。随着功能性三尖瓣反流的出现，三尖瓣

环变得更平坦、更圆，大多是沿前外侧缘扩大。[117,118] 在描述性研究中，3D 超声心动图对肺动脉高压[70]和先天性心脏病患者的三

尖瓣反流机理有了进一步的认识。[124-126]在一项由 87 名心脏起搏器患者或埋藏

式心脏复率除颤器患者参与的研究中，3D 超声心动图可观察到电极通过 TV 及有

时引起的三尖瓣反流。[127]

3. 三尖瓣反流彩色多普勒显像 鲜有 3D 彩色多普勒评价三尖瓣反流的数据。Velayudhan 等[128]最近发表的文

章表明使用 3D 彩色多普勒数据在测量三尖瓣返流束流颈的有效性。图 14 显示

了一项应用彩色 3D 超声心动图指导流颈测量的例子。3D 指导下流颈面积测量以

定量三尖瓣反流优于 2D 彩色多普勒评估，因为它不需要几何形状的假设或依赖

远端流束进行量化分析。然而，与 2D 彩色多普勒相比，3D 彩色多普勒时间分辨

率较低，并且测量流颈面积能力在某些患者可能受到技术限制。随着更多的经验

积累以及技术的进步，应用 3D 彩色多普勒评估三尖瓣反流会越来越多。 有证据支持常规应用 3D 经胸超声心动图或经食管超声心动图用于评价 TV

病变。 15.右房和左房 a.2DE 评估解剖结构及局限性 心脏电生理学的快速发展重新激发了对心房腔及目标结构解剖的兴趣。尽管

在电生理检查中，X 线透视检查常规应用于定位心房的解剖标志，这项技术仍受

到复杂 3D 结构的 2D 投影的限制，导致结果难以解释和分析、特定心房结构如

卵圆窝、界嵴、Eustachian 瓣、冠状静脉窦开口及肺静脉开口难以显示。因此，

电生理检查操作前的对各种心房标志物的评估具有临床意义，它可向电生理学家

提供有用的术前解剖“路线图”。[17]最近显示，因为心房紧邻食管，3D 经食管

超声心动图可以提供心房内部结构的良好解剖数据。[129] 横断面分析法已应用多时而且仍是最常用的心脏超声图像显示方式。使用 3D

经食管超声心动图，同一解剖结构可以从无数的角度观测。因此，对于分散的心

房标志，“基于结构”的检查方法更适用，而非“横断面”分析法。一旦某个特

定的解剖目标被识别（通常使用局部放大模式，双平面定向），容积数据集可以

被切割、扩展和定向以获得最有效的视角。 右心房解剖。右心房由四部分组成，包括右心耳、静脉部分、前庭以及房间

隔，后者与左心房共用。然而，特定解剖结构如界嵴、三尖瓣环峡部、Eustachian瓣、冠状静脉窦开口和卵圆窝受到特别关注是因为这些结构是经导管手术的目

标。 界嵴。外部凹槽由脂肪填充，界沟将心房的静脉部分与右心耳（真正的原始

心房）分开。窦房结位于凹槽靠近腔静脉心房结合部的上面。界沟在内部对应界

嵴，是一个近乎 C 形的肌性带，将右心耳粗糙壁与静脉部分光滑壁分离开来。[130] 梳状肌从界嵴蔓延到右心耳。嵴可有不同尺寸和厚度，可表现为小、薄、瓣膜状

或宽基底的结构。团块样大界嵴可见于房间隔脂肪瘤样肥厚，由界沟广泛脂肪浸

润引起。界嵴是标志性的区域，几乎三分之二发生在非结构性心脏病的右心房心

动过速病灶沿界嵴分布[131]，偶尔也是经导管射频消融治疗的目标。界嵴起源于

上腔静脉，将右心耳与静脉窦分开，上腔静脉和右心耳都是定位界嵴的有用标志。[22]当界嵴有宽基底的嵌入部分，如图 26，展示了一个最简单的从右侧视角呈现

界嵴全貌的方法。 图 26 两个相互垂直的 2DTEE 切面（A，B）可以获得房间隔的局部放大 3DTEE数据集（C）。房间隔（AS）左侧面经 90°上下旋转（弯箭头）数据集后可正面

显示（D）。图 D 经切割移除左半房间隔（E），逆时针旋转 90°（弯箭头）可观

察到界嵴（CT）从上腔静脉（SVC）到下腔静脉（箭头）的全程，如图像 F。AO=主动脉；CS=冠状静脉窦；FO=卵圆窝；LA=左房，RA=右心房；RAA=左心耳；RUPV=右上肺静脉。

三尖瓣环峡部及周围结构。三尖瓣环峡部是明确界定的心房组织的区域，该

区域与典型心房扑动的起源有关。三尖瓣环峡部呈大致的四边形心房壁，与前方

的三尖瓣转折线和后方的 Eustachian 瓣毗邻。冠状静脉窦开口的下缘沿峡部上内

侧缘，而峡部的下外侧缘由界嵴终末支划定。[132] 在正常的心脏，三尖瓣环峡部

并不平坦。通常在 Eustachian 脊和 TV 之间有一个轻微凹陷（Eustachian 瓣下袋或

Keith 窦）。在某些个体，这个袋状结构可能比正常者深，甚至呈瘤样扩张。

Eustachian 瓣是一种由纤维或纤维肌肉组织构成的半月皮瓣，可保护下腔静脉入

口。Eustachian 瓣内侧有由肌肉延续的带状结构叫。后者是卵圆窝和冠状静脉窦

口的界限。有时，Eustachian 瓣可以很突出。冠状静脉窦口是冠状窦的入口，由

薄纤维组织皮瓣（称为 Thebesian 瓣）保护。由于三尖瓣环峡部并非一个明确存

在的结构，而是右心房腔内的肌性分界区域，通过临近的易于识别的解剖标志可

以得到峡部的虚拟边界。无论最初采用何种切面（四腔心切面、基底部短轴或双

腔观），聚焦于心房腔内均可同时显示三尖瓣后叶转折线、Eustachian 瓣及冠状

静脉窦口。冠状静脉窦口位于 Eustachian 瓣的内侧，可由四腔心切面顺时针旋转

90°获得显像（图 27 和图 28）。 图 27 三尖瓣环峡部（CVTI）正面观的三维 TEE（右上），类似于左前斜透视投

影。垂直视角可以观察到 CVTI 自 Eustachian 瓣（EV）嵌入点到白色圆点代表的

三尖瓣转折线（左上）。EV 的 3DE 正面放大图像（左下），其上边界显示非常

明确。轻微的旋转，可以显示其下边界（中下和右下）。AO=主动脉；CS=冠状

静脉窦；FO=卵圆窝；IVC=下腔静脉，SVC=上腔静脉。 图 28 心脏十字形结构的三维 TEE 图像，是心房和心室的间隔切面与房室交接区

切面的十字型交叉（A）。轻微旋转图像暴露房间隔右侧面，可充分显示冠状静

脉窦（CS）开口（B），同时可观察到位于冠状静脉窦下缘与三尖瓣转折线之间

的房间隔峡部（SI）（C）。图 D 是类似图 C 的解剖标本图像。LA=左心房；LV=左心室；MV=二尖瓣；RA=右心房；RV =右心室。

卵圆窝是一个有价值的解剖标志，在行房间隔穿刺术左侧导管术及左侧肺静

脉消融时具有重要识别意义。卵圆窝的大小、位置及解剖形态因人而异。卵圆窝

凹面位在房间隔右侧。在左侧，原发隔覆盖在该区域，通常并无特征。卵圆窝实

际上代表了“真实”的房间隔，也就是说它直接分隔形成两个心房腔。剩余的大

部分分隔心房的组织由心外膜延伸而来的纤维脂肪组织所形成的心房壁反折构

成。[133]卵圆窝的图像通常从 2DTEE 双腔切面获得。金字塔形数据集的深度应调

整为只包括房间隔的左、右两侧。这个特殊的设置使得整个房间隔可以以 3D 模

式获取而并不包含周围结构。金字塔形数据集经 90°上下翻转可正面显示房间隔

的整个左侧面（图 29）。获取房间隔左侧面后，经 180°逆时针旋转可显示房间

隔的右侧面，以及房间隔的凹陷即卵圆窝（图 30）。有时经任意切面获取良好

切面以消除可能覆盖房间隔的心房周围结构的影响很有必要。为避免卵圆窝的回

声失落以及房间隔缺损的假象产生需要将增益设置在中等水平。

图 29 2D 经食管超声心动图显示两个相互垂直切面的组合图像（A，B）用来获取

房间隔（AS）的局部放大 3DTEE 数据集（C）。需注意，该扇区在 x 轴与 z 轴方

向较大和二在 y 轴方向较短。这些设置可以获得房间隔的高分辨率图像，而不包

括可能掩盖房间隔右侧面的右心房结构。金字塔形数据集由上向下转动 90°（弯

箭头）可以显示房间隔的左心房侧（D）。LA=左心房；MV=二尖瓣；RA=右心房；

RUPV=右上肺静脉。

图 30 三维 TEE 房间隔（AS）的左侧面，右上肺静脉（RUPV）位于上方（A）。

沿着弯箭头的方向逐渐旋转图像（B）可以显示火山口状的卵圆窝（FO）（C）上腔静脉入口（SVC）和冠状静脉窦（CS）（D）。

左心房解剖。左心房由三部分组成：左心耳、前庭及静脉部分。左心耳是位

于左上肺静脉和左心室之间的多叶结构。前庭是左心房围绕二尖瓣口的部分，其

中没有显著的解剖学特征。经肺氧合的血液通过肺静脉经椭圆形的开口排入左

房。虽然肺静脉尺寸、形状和分支类型不尽相同，最常见模式为每个肺门发出两

根肺静脉后进入左房。与下肺静脉相比，上肺静脉的开口更大，从开口至第一级

属支的距离更长。右上肺静脉紧邻上腔静脉后方。左肺静脉与左心耳被 Marshall带分隔。

b.数据采集 双平面显像。左心房的初步检查可以采用 2D 多切面方式，同时叠加或不叠

加彩色血流多普勒使用侧切面鉴别出肺静脉。 实时 3D 显像。总体而言，左心房容积和功能的测量应从 TTE 图像或经胃的

TEE 图像获取（表 2 和 3）。食管中段 TEE 切面不能在金字塔形图像内完整显示

左心房，不能用来测量左心房容积。同样，3D 经食管超声心动图无法完整显示

整个心房后壁及所有四根肺静脉。然而，它可以提供一个或两个肺静脉口及周围

左心房组织的高质量图像。三维经食管超声心动图是显示房间隔及其毗邻结构的

理想工具（图 31）。 食管中段 90°TEE 视角显示二尖瓣和左心耳后轻微的逆时针旋转，可以显示一

根或两根左肺静脉。当 2D TEE 图像达到最优时，采用窄角采集模式获取优化 3D图像（图 31）。由于两根左肺静脉方向不同，轻微地上下操纵 TEE 探头可分别

获得最佳的上、下肺静脉的开口图像。 图 31 3D 经食管超声心动图显示左上肺静脉（LUPV）及左下肺静脉（LLPV）（A）。

轻微的旋转角度可以同时显示两者的开口。3D 经食管超声心动图分别于长轴（B）及短轴（C）显示右上肺静脉（RUPV）及右下肺静脉（RLPV）。AV=主动脉瓣；

AS=房间隔；LOM=Marshall 韧带；MV=二尖瓣。 从食管中段左肺静脉视角，顺时针旋转可以正面显示完整的房间隔。该图像

可以通过旋转分别从左、右心房视角显示房间隔。右肺静脉出现在长轴方向。由

下至上轻微的转动，可以观察到右侧两根肺静脉的开口。 聚焦宽角局部放大显像和全容积显像。获得房间隔的宽角采集 3D 数据集后，

可利用切面显示间隔及其与二尖瓣、右上肺静脉和主动脉等结构关系的优化视野

（表 5）。同时，切面可以调整使其垂直于肺静脉口，以获取开口直径（图 32）。 图 32 由左心房方向得到的左心耳（LAA）口的局部放大 3D TEE 图像（左上）和

完整左心耳长轴（LAX）图像（中上）。在 3DE 数据集中，可显示左心耳的两正

交 LAX2D 长轴切面（左下和中下）以及短轴切面（右下）。肺（Pul）静脉横截

面的局部放大 3D TEE 图像（右上图。A =面积；D=距离。

叠加彩色血流多普勒的全容积显像。彩色多普勒 3D 成像同样可以应用于评

估肺静脉内的血流。

经胸超声心动图。评估左、右心房容积时，考虑到要包括全部的心房腔，数

据集应从心尖途径获取。有时（例如：心房扩大）需要专门获取整个左或右心房

图像。 c.临床验证和应用 三维经胸超声心动图已被用于评估接受经导管射频消融术治疗的房颤患者

左心房容积。[134-136] 3D 超声心动图获取的容积小于血管造影及电解剖测绘的结

果。这些结果表明，血管造影或电解剖测绘所得的左心房容积不应作为无创检查

随访的基线值。同时，这些研究还表明若消融后可以保持窦性节律，左心房容积

和功能将得到改善。

3D 经胸超声心动图在提高左心房容积测量准确性方面大有前景。但是，尚

无研究评估右心房容积的数据。

16.左心耳 a.2DE 评估解剖结构及局限性 左心耳呈长管状、多叶结构，通常包含大量的肌性小梁结构，即所谓的梳状

肌。左心耳口位于左上肺静脉和左心室之间，向前延伸跨过房室沟（冠状沟）。[137，138] 心耳口将左心耳的小梁壁与左心房的光滑壁分隔开来（图 32）。[139] 左冠状动脉回旋支紧贴左心耳开口基部走形。左心室的心脏淋巴引流通过左心耳下

方。[137,140] 研究已经证实左心耳容积、长度、主轴角和开口直径存在较大变异。[139，141，142]

b.数据采集和显像 双平面显像。左心耳的二维多平面图像可以从左心耳 0°、45°、90°或 135°的

单平面获取。操纵侧平面可以识别出左心耳的分叶。 实时 3D 显像。在左心耳的 2D TEE 平面从 0°、45°、90°或 135°视角，通过窄

角 3D 图像优化增益设置（表格 3）。 聚焦宽角局部放大显像和全容积显像。在局部放大图像中，可通过切面获得

左心耳口的正面观并测量之。同时，调整该平面获得左心耳深度。表格 5 对左心

耳的情况作了描述。 c. 临床验证和应用 三维超声心动图在经皮左心耳封堵术中扮演重要角色。已经证明在心房纤颤

患者鉴别左心耳梳状肌与血栓方面，三维超声心动图要优于 2D 经食管超声心动

图。[100]同时，为确定封堵装置的尺寸，准确测量左心耳口面积很有必要。研究

表明，3D TEE 从正面测量左心耳口面积与 CT 值测量有较好的相关性，而 2D 经

食管超声心动图会低估左心耳口面积。重要的是，3DE 图像在术前、术中及术后

均可以很好的显示左心耳。 17. 3D 负荷超声心动图 三维负荷超声心动图在评价缺血性心脏病方面有重要进展。以运动[143,144]、

多巴酚丁胺[10,145-148]和潘生丁[11,149]进行负荷，三维负荷超声心动图对检测出冠状

动脉造影异常的病变具有高可行性、良好的敏感性和特异性。三维负荷超声心动

图已成功与造影剂联合应用。[150,151] 虽然行 3D 负荷超声心动图存在一个学习曲

线，3D 负荷超声心动图的优点包括（1）LV 心尖部显示更佳，而 2DE 心尖图像

常按视图缩短；（2）在恢复期心率下降前可以快速采集峰值负荷图像；（3）单

一数据集可以从不同平面评价多个节段。缺点包括空间分辨率及帧频较低。此外，

最近 3D 超声心动图技术可以并行显示静息状态及负荷状态下的图像来进行比

较。 a.采集方法 矩阵探头允许通过不同方法行多平面或 3D 负荷超声心动图采集。能否同时

采集两个甚至三个平面图像取决于设备的性能。 在双平面模式下，两图像平面的空间关系可以在三个方向上进行调整：围绕

一个中心稳定的纵向轴线旋转，抬高和侧向倾斜（图 33）。在三平面模式下，

三个图像平面可以围绕纵向轴线（y 轴）进行各种旋转（图 9）。通过矩阵探头

在双平面或三平面扫描模式下获取的图像，其空间和时间分辨率类似于常规的

2D 图像。但是，由于双平面或三平面模式的图像是同时采集，所以采集的时间

通常较短。

图 33 （上图）双平面模式显示两个图像平面的空间关如何在三个方向上进行调

整：围绕中心稳定的纵轴旋转（y 轴）（左平面），抬高倾斜（围绕冠状轴旋转、

x 轴）（中平面）、侧面倾斜（围绕交汇点垂直轴旋转、z 轴）（右平面）。采

用多平面的方法，两平面（左下图）或三平面（右下图）的图像可围绕纵轴进行

不同角度的旋转（y 轴）。成像平面之间的角度默认设置为 60°。

获取门控 3DE 数据集后可行全周的 LV 壁分析而并不限于所选的两个或三个

平面图像所对应的室壁段，这种情况会引起图像平面定位误差。时间分辨率取决

于获取子容积的数量及节段深度，但通常在 30～50 容积/秒之间。获取子节段的

数目越小、角越宽，空间和时间分辨率将越低。在单心动周期中行 LV 全容量数

据采集是一些供应商的新进展，目前正在评估这些系统的空间和时间分辨率。 b.数据采集 类似常规的 2D 技术，3D 超声心动图可在静息状态、低负荷和峰值负荷或剂

量以及恢复期间行负荷试验。物理负荷（自行车或跑步机运动）和药物负荷（主

要药物是多巴酚丁胺和阿托品）可以和 3D 超声心动图联合实施。双嘧达莫的优

势在于不显著增加心率，在使用有时间分辨率限制的技术时更体现其价值。在每

个负荷水平图像采集之前立即行连续输注或弹丸注射左心造影剂以提高心内膜

轮廓显影。然而，在数个心动周期内利用门控 3DE 数据集进行采集时，首选造

影剂输注来维持数据采集期间的微泡浓度。许多 3DE 系统目前有类似于 2D 超声

心动图的造影剂特殊设置。 双平面显像。该模式允许在胸骨旁长轴和合适的胸骨旁短轴同时采集图像，

在心尖方向以 30°至 40°侧向切割所得的第二个平面可最佳完成。从心尖途径，

通过双平面模式可以同时获得四腔心图像及两腔心图像。矩阵探头的定位首先要

在左侧屏幕上获得解剖学准确的四腔心最优图像。利用沿固定的 y 轴进行旋转

（长轴旋转），第二个图像平面（即右侧屏幕）经旋转约 30°后可使下壁呈现在

屏幕左侧，而前壁呈现在右侧。然后，将右侧图像旋转 240°，在所显示的心尖

长轴图像中后壁在左而前间隔节段在右。双平面中的另一个图像（即左侧屏幕）

保持固定，显示心尖四腔心图像。因此，三个心动周期的数据必须从两个超声心

动图窗中连续获得，以便记录所有必须的图像平面。图像平面的定向必须以特定

设置存储在超声心动图设备中，以便对静息和负荷状态下的图像并排显示和比

较。 三平面成像。三平面数据采集通常无法经胸骨旁透声窗进行，但能从心尖超

声心动图窗获取。在大多数患者中，三个平面之间默认设置间隔 60°时可以同时

显示四腔心、两腔心以及心尖长轴图像。此外，当忽略胸骨旁的数据记录时，三

平面扫描可使每个负荷水平下单一探头位置的图像获取变得容易。所有三个图像

平面获得的多周期数据被单独存储并以与常规 2D 负荷超声心动图相类似的方式

进行分析。

门控模式。在负荷试验期间，采用门控 3DE 数据集需要连续获得的心动周期

数有所减少。全容积数据集模式下的负荷超声心动图通常从单一心尖途径进行，

类似于三平面方式。大多数患者经胸骨旁的门控 3DE 记录方式因不能覆盖整个

左心室而不被推荐。在每个负荷水平应获得至少一个单容积数据集。在负荷超声

试验中，常规 2DE 与多平面、尤其是全容积 3D 负荷三超声心动图的主要区别在

于其显著缩短完成研究所需的扫描时间。 基于这种快速采集数据的方法，在峰值负荷的窄时间窗，特别是进行运动负

荷时，获得一个完整的三维数据集更加有效。双平面或三平面负荷超声心动图可

使得在较高心率时采集到运动负荷时的图像，进而易于缺血的检测。此外，心尖

部最佳声窗选定后，无需改变探头的位置。这使得超声心动图方面的初学者和专

家们可以更容易、更快的获取图像资料。（图 34）

图 34 图解在一个完整的负荷超声心动图研究中，常规 2DE、多平面和全容积 3D显像模式所需获得的不同平面图像的数目。随着采集数目的减少，研究所需的扫

描时间将变得更短。4CV=四腔心观；PLAX=胸骨旁长轴；PSAX=胸骨旁短轴；3CV=三腔心观；2CV=两腔心观。

c.分析方法 分析过程需要用到包含整个左心室的 3DE 全容积数据集。为达到容积率最优

化，在采集过程中，数据集的大小应做相应的调整，使得多余的结构如右心室和

左心房可被排除在外。此外，如果 3D 超声系统具备提高容积率的选项（也许通

过使用更多的子容积），那就应当选择该选项。

在一些 3DE 系统中，单心动周期全容积数据可以在合理的容积率下一次性获

得，从而避免将子容积进行拼接合成。事实上，如果数据集通过子容积创建后，

在进行分析之前确认其完整性是非常重要的。从心尖进行横向平面剪切获得这些

子容积，进而检查子容积间的拼接伪像。用于分析时，左心室全容积数据集可以

使用切片技术进行多种切割方式来实现半常规 2D 超声心动图的左心室切面（图

4）。这些通常包括三个纵向平面：心尖四腔心、两腔心和左室长轴切面以及一

系列的横向（短轴）平面。短轴平面通常包含是六个或九个，这些平面按惯例自

左心室基底段至心尖进行等间距的排列（图 35）。这与磁共振成像显示的方法

相类似。

图 35 一个 3D 经胸超声心动图全容积数据集可以从心尖窗（左图）获得，然后

从心尖至左心室基地段裁剪成若干横切面（右图）。这种图像显示在三维负荷研

究中特别有用。

获取包含整个左心室的心尖全容积数据集的一个重要优势在于其可以避免投影

缩减。虽然采用较高位肋间隙通常可以获得高质量的心尖 2D 超声心动图，但这

将会导致左心室投影缩减，使真正的左室心尖部无法显示。而这可以通过使用三

维超声心动图加以避免，因为，如果整个左心室包含在数据集中，获取图像后进

行剪切可以创建无投影缩减的 2D 等效图像。此外，在三个方向上使用切片方法

调整这些平面易于几何校正，并确保没有平面偏离轴线。利用三维图像，每一个

平面均可进行调整以确保其在几何学正确性，同时可找到与在不同负荷水平所采

集的相对应的平面。

然而，手动剪切左室数据集比较耗时。因此，整合了自动裁剪功能的 3D 负

荷超声心动图软件，基于心尖全容积数据集获取于标准定向的假设，其(便)可创

建标准的 2D 视图。之后，这些自动裁剪的平面可以在此基础上进行手动调整以

达到预期的视图。手动裁剪调整的方式可以被用作模板，软件可在随后的负荷阶

段利用这些模板进行视图创建。再次，手动调整可在每个负荷阶段加以实现。一

些 3D 负荷超声软件使用整合了预装 3D 图像模板的特征提取技术。模式识别被

用来辨认 3D 数据集内的解剖标志，以简化并允许自动化的裁剪过程。除了使用

切片技术从 3D 数据集创建“标准”的 2D 视图外，同样可以在图像回放过程中

不断地移动或旋转剪切平面进而能够有效地创建诸多的平面。例如，一个四腔心

等效平面可以慢慢旋转 180°以帮助确定离轴室壁的运动异常，否则可能被忽视。 d.定位与显像 常规的 2D 负荷超声心动图通常是由在不同的负荷阶段的相同视图进行并排

分析。如果从 3D 负荷数据集中得到多平面模式，亦将其并排显示，那么对于大

多数用户因此会觉得更加熟悉。新的 3D 负荷软件支持这一功能，在这项功能可

用时其被推荐使用。与此同时，将会限制同时显示在监视器上的大小和分辨率适

当的视图的数量以方便分析。另一种显示模式是仅仅选择一个视图，将其与在其

他阶段获得的相同视图同时显示。 e.临床验证和应用 3DE 负荷研究的多层视图应当用类似常规的 2D 负荷研究的方式评估负荷诱

导的室壁运动及增厚异常。并排显示基线与不同负荷阶段的图像更易于发现研究

过程中的上述异常情况。调整图像平面避免透视缩减，以及确保扫描平面在不同

负荷水平时的重复性，将进一步增加 3DE 负荷超声心动图技术的准确性。现已

证明，在评价负荷超声心动图的诊断和预后价值方面，不仅局部室壁运动异常存

在和严重程度与冠状动脉病变程度及预后有关，而且射血分数和心室容积的变化

同样重要。[152,153] 为更准确的评估 LV 容积和射血分数，特别是静息状态下存在

室壁运动异常的患者，3D 超声心动图有潜力进一步提高 2D 负荷超声心动图的准

确性，但其仍受限于目前技术水平下的时间分辨率。 LV 不同步，类似于迟缓运动，也是负荷诱发缺血的标志，可以通过 3D 超声

心动图及其他技术所检测。三维负荷研究利用收缩动态图（图 11，左下图）识

别收缩延迟的区域来进行准确定位及评估负荷诱导的缺血严重程度。 由于其可以在一个心动周期内获得整个 LV 室容积，3D 负荷经胸超声心动图

未来有希望被应用于临床实践。

18.总结 目前，在日常临床实践过程中，三维经胸超声心动图通过提供附加的容积信

息成为常规 2D 超声心动图的有效补充。然而，3D 经胸超声心动图的全部互补潜

力并没有被充分利用。表 7 所描述的指南编写组的观点基于现有的 3D 超声心动

图在评估心脏功能和结构方面的文献。本建议旨在成为当前结合了标准超声心动

图系统和在机软件的 3D 经胸和经食管超声心动图技术的实用操作文献。随着未

来系统与软件的进步，这些内容将会过时；但一旦充分理解基本的术语和菜单并

开始将 3D 超声心动图用于临床，那么可以更容易地紧跟未来的发展。但是，3D图像使用统一的方式显示是非常重要的，因其便于各个研究之间的解释和比较

（表 5 和 6）。在不久的将来，在单心动周期获得具有较高时间和空间分辨率的

全容积数据集，以及包含更大角度的实时 3DE 彩色多普勒成像将成为可能。所

有这些将在日常的临床实践过程中不断增强 3DE 超声心动图的实用性和效率。 表 7 三维超声心动图的适应症总结

推荐用于临

床实践 具有临床 研究前景

活跃的 研究领域

无相关 研究

左心室功能评价 容积 √ 形状 √

射血分数 √ 不同步性 √ 质量 √

右心室功能评价 容积 √ 形状 √

射血分数 √ 左心房评价

容积 √ 右心房评价

容积 √ 二尖瓣评价

解剖 √ 狭窄 √ 反流 √

三尖瓣评价 解剖 √ 狭窄 √ 反流 √

肺动脉瓣评价 解剖 √ 狭窄 √ 反流 √

主动脉瓣评价 解剖 √ 狭窄 √ 反流 √

感染性心内膜炎 √ 人工瓣膜 √

指导经导管手术* √ *二尖瓣钳夹术，二尖瓣成形术，经导管主动脉瓣植入术，瓣周漏封堵术，房缺

封堵术，室缺封堵术，左心耳封堵术 注意事项和免责声明：

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