Chin J Lab Diagn,June,2015,Vo1 19,No.6 文章编号:1007—4287(2015)06—1038—04 超声心动图评价左心功能的临床应用 吴东垣,时 非,王丽岩 (吉林市中心医院,吉林吉林132001) 近年来,随着生活方式和饮食习惯的改变,人们 罹患心脏疾病的几率呈现不断上升的趋势。临床实 心室的内径发生改变(经立方法计算后误差会更明 显)而导致测量结果有偏差、图像质量和重复性较 践证实,采取影像学方法及时、精确地评估心脏疾病 患者的心功能在增强其临床疗效及改善其预后方面 具有重要的意义。左心室容积、射血分数均是衡量 左心室功能的重要指标,在诊治心脏疾病及判断此 病患者预后方面有重要的临床价值。在现阶段,评 估左心室功能的影像学检验方法有很多,最常用的 仍然是超声心动图。下面笔者就结合近期国内外关 于此方面的文献资料将超声心动图评定左心功能的 临床应用方法总结报告如下。 1 M型超声心动图 M型超声心动图是指在胸骨旁长轴二维切面 上取M型图像,以显示左心室舒张末内径(LVDd)、 左心室收缩末内径(LVDs),并计算出ESV、EDV、 LVEF、LVFS的一种检查方法。目前,M型超声心 动图是评价左心室收缩功能的首选方法之一,有操 作方法简易的特点。但此检查方法仅适用于检查左 心室形态结构变化较小的患者。在为患者进行M 型超声心动图检查时,可通过集中探查某一点使曲 线上体现出精细、迅速的活动,从而可对患者的病情 作出更准确的诊断。M型超声心动图可与心尖与 脉搏搏动图、Doppler、心电图、心内压力曲线等检查 方法同步进行数据记录,从而可进行难以完成切面 图的波形分析、血液动力学研究。在连续记录患者 的M型超声心动图曲线时,能显现出其多个心动周 期的情况。与应用切面超声心动图相比,应用M型 超声心动图能更清晰、更精确地对收缩期、舒张期心 壁及瓣膜活动的规律、心腔缩短分数及射血分数等 进行观测。在进行声学造影检测时,M型超声心动 图能显示造影剂反射光点形成的流线。M型超声 心动图检查主要采用立方法对受检者左心室的容积 进行测量:设定人正常心脏的左心室呈椭圆形,采用 超声心动图测出左心室的短轴径,计算出左心室的 容量。但人的心脏并不会呈标准的椭圆形。因此, M型超声心动图检查在估测左心室容量时可因左 差。此外,M型超声心动图只能呈现一维图像,定 点反映心脏的状况。作为一种位置及时间曲线,此 检测方法不能显示心脏内结构的空间和方位。 2二维超声心动图 二维超声心动图(2DE)能较全面地显示心脏腔 室的大小、室壁的厚度及运动状态等形态结构,并可 通过此类二维图像较准确地检测出心室的收缩功 能。在临床上,2DE几乎适合任何有需要的受检者 使用。在为患者进行2DE检测时,可采用双平面 Simpson’S法测量其左心室的容积,将心脏分成多 平面显示二维空间图像,直观地表达心内结构的空 间和方位(其显示出的图形与心脏的解剖图形相似, 易于辨认)。在显示解剖异常的心脏结构(如间隔缺 损、动脉导管未闭等)时,2DE的效果尤其优秀,可 较准确地获取左心室收缩功能的指标。临床实践证 实,将二维超声心动图检查与M型超声心动图联合 起来应用可相互参照,收集到更丰富的数据。另一 方面,二维超声心动图的测定和计算方法复杂,费时 较多,因此更适合经M型超声心动图检测出现明显 误差的患者使用。节段性室壁运动异常或室壁瘤患 者使用2DE检测的结果误差相对较大。 3血流多普勒超声 3.1二尖瓣血流频谱 二尖瓣舒张期血流频谱的 主要参数包括E/A、IVRT、DT、舒张早期血流速度 峰值(E)、舒张晚期血流速度峰值(A)、舒张晚期血 流持续时间(AT)等。E/A是可迅速测定左心室舒 张功能的指标之一,故二尖瓣血流频谱在临床上的 应用一直很广泛。DT与IVRT在二尖瓣血流频谱 中的变化情况相平行,仅分析这二种参数所得出的 结果准确率较低。联合应用AT与肺静脉血流频谱 参数可显著提高检测左心室舒张功能的准确性。目 前,二尖瓣舒张期血流频谱是临床上评定左心室舒 张功能最基础的方法。 3.2肺静脉血流频谱 肺静脉血流频谱由PVsl、 中国实验诊断学2015年6月 第19卷第6期 1039一 PVs2、PVa、PVd构成。研究发现,在左心室舒张功 果可作为预测左心室重构是否得以改善的指 能轻度受损时PVd将有所减小,当左心室舒张功能 进一步减退时PVd将大于PVa,PVa及其间期 (PVa—dur)均会增加。结合二尖瓣E/A可鉴别正常 的左心室舒张功能的和伪正常的左心室舒张功能: 若E/A>1,AT>PVa—dur,可判定左心室舒张功能 正常;若E/A>1,AT<PVa—dur,可判定左心室的 标。DTI的组织速度成像(TVI)可用彩色编码技术 显示心肌组织运动的速度和方向,用双向成像方式 评估心肌运动的情况。定量组织速度成像(QTVI) 技术可收集收缩运动时不同节段心肌组织运动的速 度、位移等可随时间变化的一系列曲线,定量测量各 参数,若是与心电图检查联用可定量分析心脏运动 舒张功能伪正常。肺静脉血流频谱检测会受到患者 年龄、心率等因素的影响,其检测结果与医师的操作 的同步性。这是DTI技术的在临床上的突破性进 展之一。DTI对心动周期中室壁节段长度、厚度变 技术有关 J。 3.3彩色M型多普勒超声若左心室呈持续松弛 的状态,血液就会在压力阶差的影响下自二尖瓣口 不断地向左心室尖部输送。检测这一情况的主要指 标是左心室舒张早期血流传播速度(FPV)。当心室 舒张功能被破坏时,FPV可显著变慢,可作为判断 二尖瓣血流频谱是否正常(或伪正常)的方法。在现 阶段,进行彩色M型多普勒检测所用的方法与参数 在临床上尚未统一,因此没有得到广泛应用。 3.4组织多普勒超声成像(TDI)TDI是在评价 心肌运动相关技术得到发展后产生的成像技术,可 实时地检测心肌运动的速度、室壁节段或瓣环速度 及加速度,此类指标可反映局部心肌收缩和舒张的 功能 ],弥补其他超声技术在检测此类指标方面的 不足。通常,可取心尖四腔及二腔心切面记录并得 到Sa、Ea及Aa。Sa是反映心肌收缩运动功能的主 要指标。在室壁的运动功能受损时,Sa值可显著降 低。Ea、Aa能较准确地反映心肌的舒张功能,若 Ea/Aa>1提示心肌的舒张功能正常,若Ea/Aa<1 提示舒张功能减退,无伪正常表现。DTI可对局部 左心室收缩舒张的功能进行评估,可在左心室运动 功能尚未出现明显异常时就发现左心室局部功能减 退的情况,与LVEF、E/A等指标相比敏感度更高。 Ray等 用DT1分析原发性心肌淀粉样变性患者 的心功能,结果发现,患者的左心室射血分数即使正 常,在进行DTI检测时也可发现心肌收缩功能受 损。DTI检测可利用二尖瓣环的运动参数对心脏功 能(尤其是心肌纵轴舒张的功能)进行分析,比传统 多普勒超声的敏感度更高。速度模式的DTI可记 录舒张期二尖瓣环沿长轴方向运动的情况,分析左 心室容积及心肌组织弹性回缩力的变化,其结果不 易受到心脏负荷等的影响。DTI检测可直接从心肌 中获取多普勒频移信号,定性、定量分析地心肌运 动,因此近年来其在检测心脏同步性方面的应用日 益广泛。Yu等人[4]的研究报告指出,DTI检测结 化的应变成像可作为定量评估局部室壁收缩和舒张 功能的可靠方法 ]。该技术相对不受心脏负荷状 态、心率等影响,但由于受到声束一室壁运动方向夹 角及正常节段对异常节段拖带效应的干扰,其临床 使用受到一定的。 3.5声学定量技术 声学定量(AQ)技术是指,根 据血液和心肌背向散射分值不同的理论,利用计算 机数字化图像边缘检测技术实时分析心脏的回声信 号,区分心肌组织和血液散射回声的信号,从而得出 心内膜轮廓和心腔容量随时间变化的曲线。对患者 的心功能进行AQ评价可计算出心腔变化的情况, 检测心肌收缩力、心脏泵功能的相关指标 j。在 AQ技术中,自动边缘检测技术(ABD)在临床上较 为常用,而研究工作主要集中在心功能的测定方 面 ]。经由AQ技术描绘的左心室面积改变曲线图 能识别出心动周期时相变化的情况,并将其与心脏 的舒张功能相关联[8]。不适合经多普勒超声检测评 价心脏舒张功能的患者尤其适合使用AQ技术。在 与其他技术结合起来使用时,AQ检测结果的准确 性可得到显著的提高。在高帧频和谐波技术上构建 的声学定量检查系统能准确评价节段性室壁运动的 情况。Mor—Avi等人_9]的研究报告指出,心功能指 标、心腔容积与导管检验结果具有相关性。I in等 人口叩将多平面探头与声学定量结合起来对心内膜 轮廓进行了快速的动态三维重建,进而检测出了局 部三维图像的运动和时间参数。近年来,声学定量 在临床上的应用价值已经得到了人们的充分肯定。 当然,该技术仍存在一定的缺点。例如,其对因体重 超标、肺病等导致的图像边缘不清晰的结果分析存 在误差,且受心率影响较大。 3.6彩色室壁动力学技术 彩色室壁动力学(CK) 技术的理论基础是声学定量技术,CK技术是指:由 计算机分析来自组织和血液的回声强度,将心内膜 位移进行彩色编码,建立反映室壁运动的彩色图像。 CK技术能用鲜明的彩图将心内膜位移随时间变化 的动态过程进行描绘,并从时间和空间分别对室壁 运动进行定量分析,反映室壁运动的空间幅度及时 相变化,而且不受声束角度影响,能对室壁运动进行 全方位地观察。同时,该技术能在同一幅图像上显 示整个心动周期中室壁运动的变化,更直观地进行 室壁运动的半定量分析,更简易地对联机的室壁运 动进行定量检测I1 。国外学者_1。 的研究报告指出, CK技术可准确检测左心室的舒张功能,尤其在检 测峰值快速充盈率(PRFR)方面最为准确。与多普 勒超声心动图检查相比,用CK技术测得的舒张期 二尖瓣口E/A比值在评价舒张功能不全方面效果 更优。Mor-Avi等人n 的研究报告指出,局部心内 膜运动幅度和时间的定量指标可在对CK图像进行 节段分析后获得。但CK图像的质量受二维图像质 量、时间增益补偿、辉度压缩等技术的影响,同时也 会受到患者左心室腔内乳头肌、瓣膜运动等因素的 干扰。使用CK技术对透声窗较差的患者进行检测 时常可出现彩带的边缘细碎和显色不连续等情况。 3.7斑点追踪技术和速度向量技术近年来,关于 心功能的研究已从单纯地评价左心室的运动功能转 变为从力学角度分析心室空间变形的能力。大量现 有的研究结果证实,分析心脏的扭转及解旋运动能 对左心室收缩和舒张的功能进行更准确地评价口 。 应变和应变率是反映心肌形变的重要参数,能真实 反映局部心肌的舒张运动,且不受心脏整体运动及 相邻节段牵拉等的影响[1引。在临床上,测量左心室 扭转最可靠的指标是磁共振成像检测。但是,磁共 振成像具有获取图像所需时间较长、帧频较低、标记 物易衰减的缺点,其应用受到较大的口 。近年 来,斑点追踪技术(STI)、速度向量技术(VVI)成为 评价左心室扭转的新方法。STI可定量显示心肌运 动的速度、旋转角度及位移,反映心肌组织的实时运 动和变形。Notomi等人[1 用STI选取心底短轴和 心尖短轴检测15例心脏病患者左心室扭转运动的 情况,并与MRI检查的相关结果进行对比分析后发 现,用斑点追踪技术和MRI检测的左心室扭转、解 旋具有高度的相关性。斑点追踪技术的优势是:① 不受声束方向和组织运动夹角的影响。②无角度依 赖性。③可精确测量心室扭转角度、应变及应变率。 ④检测快速、无创。应用4D-STI技术检测心室扭 转的优势是:可在同时相测量多个平面的心脏旋转, 更准确地检测心脏扭转。VVI是应用像素的空间 相干及追踪技术,采用实时心肌运动跟踪运算法跟 踪每帧图像的像素点,在二维高帧频灰阶图像上获 Chin J Lab Diagn,June,2015,Vo1 19,No.6 得的心肌运动方向和速度综合性曲线。该技术对声 束角度无依赖性,可对多个平面心肌组织的结构力 学变化进行定量分析。因此,VVI能准确地反映心 室运动的情况,评价心脏的扭转、解旋、应变及应变 率_】 。Jurcut等人口9]应用VVI技术对急性心肌梗 死患者及健康志愿者的心肌收缩功能进行了对比分 析。结果显示,此技术能准确诊断节段性收缩功能 不全。在帧频低时,STI技术和VVI检测技术可能 会因对图像清晰度要求较高而导致瞬时信息缺损。 这两种检测方法的参考标准均尚未统一,有待于更 深人的研究。虽然这两项技术均有些许不完善处, 但可真实评估心脏的运动功能,在诊治心血管疾病 方面具有较高的价值。 4三维超声心动图 2O世纪70年代,世界上首例 心脏三维超声重建试验获得成功。至今,三维超声 技术已进入“实时成像时代”__2 。超声三维重建技 术可用立体结构显示常规二维彩超无法表达的信 息L2 。三维超声可按照左心室的实际形状在心内 膜进行多点数据采集,进而准确地计算出左心室的 容积,而且重复性较好 但使用该技术进行心脏结 构三维重建的耗时较长,在处理图像时易丢失某些 重要信息。近年来,实时三维成像技术在心脏超声 诊断史上写下了新的篇章 引。实时三维超声心动 图(RT~3DE)可在全容积成像模式下分析在线容积 定量,得到EDV、LVEF、EsV等重要的指标。与二 维超声相比,RT-3DE的检测结果更准确,能从三维 甚至四维空间真实地展现心脏的结构和功能,全面 地反映患者发生冠心病心肌缺血时心室功能、心室 容积及室壁运动的动态变化。此技术能对心脏的整 体和局部功能进行准确的评估,为诊治冠心病提供 完整、可靠的定量信息。研究发现,运用RT-3DE 技术和磁共振技术检测所得的心容积和心功能指标 有较好的相关性L2 ,而且具有无创、价廉、重复性好 的优点,具有较高的临床应用价值。 5展望 随着影像学技术的不断发展,左心功能评估的 研究方向已经逐渐转向分层研究。目前,关于超声、 CT等检查手段对冠心病、先心病、心肌梗死及梗死 后心肌重塑患者左心功能评价的研究已有很多。但 为疑似患有心脏疾病者使用CMR、MSCT进行左 心功能评估的临床研究仍很少。临床实践证实,超 声心动图评价心功能与CT、导管法左室造影等具 有良好的相关性,而且超声检查简便、价廉,便于床 旁检查及重复检查,特别是多普勒超声技术和三维 中国实验诊断学2015年6月第19卷第6期 超声心动图等新技术的应用,为超声心动图评价左 室功能提供了更加广阔的发展前景。 作者简介:吴东垣(1983一),男,主治医师,医学硕士,主要从 事心血管超声的临床应用研究。 参考文献: [1]谭瑶,吴棘.超声评价高血压不同左心室构型与心功能关系 的研究进展FJ].广西医学,2008,30(2):209. 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