宋 軍，高東梅，馮海艷，劉慶鑫

（1.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院超聲科，長(zhǎng)春 130031；2.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院腎病科，長(zhǎng)春 130031）

超聲心動(dòng)圖技術(shù)及參數(shù)評(píng)價(jià)左心功能的研究

宋 軍1，高東梅1，馮海艷1，劉慶鑫2*

（1.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院超聲科，長(zhǎng)春 130031；2.吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院腎病科，長(zhǎng)春 130031）

對(duì)M型、二維超聲心動(dòng)圖、左心腔聲學(xué)造影及四維超聲心動(dòng)圖技術(shù)從成像原理、應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)和局限性等方面進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)M型、二維超聲心動(dòng)圖技術(shù)均是建立在心室腔幾何學(xué)假設(shè)的基礎(chǔ)上，對(duì)于疾病引起的左室形態(tài)重構(gòu)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確率明顯降低，左心腔聲學(xué)造影需建立靜脈通道，個(gè)別患者會(huì)出現(xiàn)過敏反應(yīng)。而四維超聲心動(dòng)圖可以得出真實(shí)的左室形狀，能夠更準(zhǔn)確定量左室容量、評(píng)價(jià)左室整體及局部心功能。

超聲心動(dòng)圖；左室功能；左室形狀；左室容量

超聲技術(shù)作為能夠反映心臟結(jié)構(gòu)和血流動(dòng)力學(xué)的主要工具，已廣泛應(yīng)用于臨床，為評(píng)價(jià)心功能并且對(duì)于不同心臟疾病的診斷、治療方案的選擇、療效評(píng)價(jià)及預(yù)后估測(cè)提供了重要的信息。本文就超聲技術(shù)及相關(guān)參數(shù)評(píng)價(jià)心功能的研究及進(jìn)展作一簡(jiǎn)要綜述。

1 評(píng)價(jià)左心室功能的相關(guān)超聲技術(shù)

1.1 M型超聲心動(dòng)圖 M型超聲采用換能器以固定的位置和方向?qū)θ梭w掃描，心臟各層次結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為一條動(dòng)態(tài)的活動(dòng)曲線。在診斷過程中通過測(cè)量室壁運(yùn)動(dòng)的幅度，心室壁的厚度來反應(yīng)心肌的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)[1]。其有較好的空間及時(shí)間分辨率，能區(qū)分心臟各結(jié)構(gòu)節(jié)律性運(yùn)動(dòng)時(shí)的細(xì)微差別。其局限性：1）取樣線需要與室壁心內(nèi)膜保持垂直；2）取樣起于圖像頂端,僅能在90°內(nèi)觀測(cè)與超聲束發(fā)射方向相互垂直的心臟結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)曲線；3）Teichholz等[2]提出的校正公式的原理是對(duì)心臟進(jìn)行幾何假設(shè),當(dāng)左心室發(fā)生重構(gòu)以及心尖上翹時(shí)，往往造成取樣線不能與室壁相垂直，從而不能得到標(biāo)準(zhǔn)切面，此時(shí)若用固定公式來計(jì)算左室腔容積，會(huì)產(chǎn)生較大誤差[3]。

1.2 二維超聲心動(dòng)圖法（2DE） 2DE是一種無創(chuàng)性檢查，操作簡(jiǎn)單、可重復(fù)強(qiáng)，其原理是人體反射回來的信號(hào)以光點(diǎn)的形式組成切面圖像。目前臨床上常用Simpson，s法，它測(cè)量的原理是對(duì)心臟進(jìn)行幾何假設(shè)，顯示心臟各切面結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)變化,可直觀、準(zhǔn)確的顯示各結(jié)構(gòu)與病變區(qū)域的毗鄰關(guān)系，為臨床診斷提供更豐富的診斷依據(jù)。其局限性：2DE測(cè)量準(zhǔn)確性受主觀因素影響較大，也是建立在心室腔幾何學(xué)假設(shè)的基礎(chǔ)上，心室重構(gòu)的患者左室具有不同的形狀，評(píng)估心功能會(huì)存在較大誤差。

1.3 左心腔聲學(xué)造影（LVO） 臨床上經(jīng)常遇到肺氣腫、肥胖、胸壁畸形的患者，因?yàn)橥嘎暡疃膬?nèi)膜邊緣無法清晰顯示，常規(guī)檢查方法大大降低了臨床診斷的準(zhǔn)確性[4]。LVO是通過靜脈注射造影劑，清晰勾畫出心內(nèi)膜邊緣，從而準(zhǔn)確評(píng)價(jià)室壁運(yùn)動(dòng)、室壁增厚率和左室射血分?jǐn)?shù)。2014 年美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)指南指出， LVO技術(shù)左室心內(nèi)膜緣顯示效果與核磁共振成像相接近[5]。吳曉霞等[6]對(duì)81例心內(nèi)膜顯示不清患者行LVO，造影前對(duì)左心室內(nèi)膜顯示情況評(píng)分為5.27±1.74分，造影后為11.44±0.88分，心內(nèi)膜顯影率大大提高。其不足是造影劑用量會(huì)影響心內(nèi)膜顯影效果，需要調(diào)節(jié)機(jī)器以獲得最佳圖像。臨床上使用的微氣泡造影劑，安全性和患者耐性比較好，但是由于個(gè)體差異性，會(huì)有過敏反應(yīng)發(fā)生。

1.4 四維超聲心動(dòng)圖 最新推出的四維超聲技術(shù)它不依賴幾何模型假設(shè)，可以得出真實(shí)的左室形狀，能夠更準(zhǔn)確定量左室容量、評(píng)價(jià)心功能，尤其適用于心肌梗死等心臟形狀不規(guī)則患者[7]。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單,成像速度快,能夠?qū)崟r(shí)顯示心臟立體形態(tài)及其動(dòng)態(tài)變化。對(duì)心肌梗死后左室重構(gòu)、室壁瘤切除及預(yù)后的評(píng)估有重要的作用。Kesavan等[8]通過體外模型得出四維超聲心動(dòng)圖可以準(zhǔn)確測(cè)量各種不對(duì)稱心室腔容積，所測(cè)左室SV與體外模型最大壓縮排出量具有很高相關(guān)性（r=0.99）。Buck等[9]測(cè)量了23例左室室壁瘤患者左室容積，結(jié)果發(fā)現(xiàn)四維超聲測(cè)量結(jié)果與MRI相關(guān)性很好(r=0.97)。另外，四維超聲心動(dòng)圖更適于心尖部等近場(chǎng)觀察，大大減小了誤差。

2 評(píng)價(jià)心肌局部室壁運(yùn)動(dòng)功能的參數(shù)與指標(biāo)

2.1 應(yīng)變及應(yīng)變率參數(shù) 應(yīng)變是指物體的相對(duì)形變，是心肌形變的重要參數(shù)。應(yīng)變值可以用于描述每一節(jié)段的功能，也可以計(jì)算出所有節(jié)段應(yīng)變的平均值，反應(yīng)心肌總體應(yīng)變。臨床研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)段性應(yīng)變和總體應(yīng)變可以反映與血管分布一致的區(qū)域性應(yīng)變。應(yīng)變率是單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)變。心臟在節(jié)律性運(yùn)動(dòng)中具有應(yīng)變能力，心肌組織隨時(shí)間發(fā)生形變。心肌應(yīng)變及應(yīng)變率具有較高的時(shí)相分辨率，在反映心肌局部運(yùn)動(dòng)方面較少受到心臟自身運(yùn)動(dòng)變化及鄰近組織牽拉的影響，從而更好地評(píng)價(jià)局部缺血心肌心功能的變化。朱文暉等[10]對(duì)模擬心力衰竭的試驗(yàn)大鼠左室收縮功能研究結(jié)果表明，超聲應(yīng)變及應(yīng)變率成像可定量測(cè)量局部心肌功能，重復(fù)性好。Kukulski等[11]研究發(fā)現(xiàn)，冠心病患者缺血或梗死心肌節(jié)段的峰值收縮應(yīng)變及應(yīng)變率明顯降低，時(shí)間延長(zhǎng)。

2.2 二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（2D-STI） 2D-STI在感興趣區(qū)域逐幀斑點(diǎn)追蹤從而獲得速度、應(yīng)變和應(yīng)變率等參數(shù)，了解局部心肌的形變。它不受入射角度的影響，可以對(duì)感興趣心肌任何方向進(jìn)行定量測(cè)量。同MRI相比，2D-STE通過測(cè)量徑向和環(huán)向應(yīng)變?cè)\斷節(jié)段性心室功能異常的敏感性和特異性都很高，可以準(zhǔn)確鑒別正常運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)減低或無運(yùn)動(dòng)的節(jié)段[12]。Reidar Winter等[13]對(duì)PCI術(shù)后8名患者相應(yīng)心肌梗死節(jié)段進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，心肌缺血部位心肌應(yīng)變及旋轉(zhuǎn)角度明顯減小。其局限性：1）左室心肌在收縮期發(fā)生縱向、圓周、徑向上的縮短或延長(zhǎng)以及發(fā)生旋轉(zhuǎn)，2D-STE只能在固定平面追蹤，而旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致部分聲學(xué)斑點(diǎn)移出追蹤平面以外，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確；2）應(yīng)用較高的幀頻來避免心動(dòng)過速造成的取樣不足，會(huì)因此降低圖像質(zhì)量和空間分辨率。3）取樣不當(dāng)造成心室腔縮短會(huì)影響心肌運(yùn)動(dòng)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

2.3 三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)(3D-STE) 3D-STE克服了角度依賴性及 “ 跨平面失追蹤” 局限性，不受心肌運(yùn)動(dòng)方向限制，能夠在三維容積內(nèi)客觀、準(zhǔn)確地追蹤心肌的運(yùn)動(dòng)軌跡，準(zhǔn)確評(píng)估心肌在三維空間內(nèi)的復(fù)雜形變，更好的評(píng)價(jià)心臟解剖結(jié)構(gòu)和心臟功能。3D-STE可以得到左室17節(jié)段縱向、徑向及圓周應(yīng)變，對(duì)左室局部心肌功能進(jìn)行量化分析。研究[14]發(fā)現(xiàn)，用磁共振和3D-STE分別對(duì)正常志愿者及不同心功能不全患者進(jìn)行節(jié)段劃分，結(jié)果顯示3D-STE測(cè)得所有心功能不全患者相應(yīng)心肌節(jié)段的應(yīng)變值小于正常對(duì)照組的應(yīng)變值。證實(shí)3D-STE可以敏感的檢測(cè)缺血心肌或梗死心肌。其局限性是幀頻較低，可能會(huì)限制對(duì)快速事件的分析。對(duì)圖像質(zhì)量具有高度依賴性，若心內(nèi)膜和心外膜的界定不清晰，會(huì)導(dǎo)致追蹤效果不滿意。

2.4 四維應(yīng)變技術(shù) 實(shí)現(xiàn)了真正意義上的四維心肌定量，提供了更真實(shí)的心肌運(yùn)動(dòng)全方位分析，根據(jù)現(xiàn)有的臨床報(bào)道認(rèn)為，四維應(yīng)變有可能成為評(píng)估心肌功能，及早發(fā)現(xiàn)許多亞臨床心肌受累疾病以及量化心肌缺血性心臟病和受損區(qū)域的有價(jià)值方法[15]。四維應(yīng)變隨著時(shí)間的推移，在三個(gè)層面執(zhí)行追蹤，便于操作者觀察感興趣區(qū)放置合適與否并且更易評(píng)價(jià)追蹤質(zhì)量，操作簡(jiǎn)單，耗時(shí)短，在取得三維影像后，啟用自動(dòng)左心室定量軟件，可以自動(dòng)跟蹤心內(nèi)膜和心外膜，最終得到舒張末和收縮末容積、射血分?jǐn)?shù)、左室重量以及左室縱向、徑向、面積及整體應(yīng)變等參數(shù)。

3 結(jié)語

綜上所述，在研究局部心肌運(yùn)動(dòng)方面，各種方法都有其優(yōu)越性和限制條件。新技術(shù)四維應(yīng)變?cè)跍y(cè)量左室容量和射血分?jǐn)?shù)方面與“金標(biāo)準(zhǔn)”MRI具有高度相關(guān)性，同時(shí)可以對(duì)左室17個(gè)節(jié)段進(jìn)行量化分析，能夠敏感的檢測(cè)出心肌缺血引起的心肌功能的改變，并且耗時(shí)短，可重復(fù)性強(qiáng)，將為臨床提供更加快速和可靠的參考指標(biāo)。

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Advances in left ventricular function evaluation of echocardiographic technique and parameters

SONG Jun1, GAO Dongmei1, FENG Haiyan1, LIU Qingxin2*
(1. Department of Ultrasound, China Japan Union Hospital of Jilin University, Changchun 130031, China; 2. Department of Nephropathy, China Japan Union Hospital of Jilin University, Changchun 130031, China)

The paper made a comparative analysis of M-mode, two-dimensional echocardiography, left ventricular contrast and four dimensional ultrasound echocardiography from the imaging principle, advantages and limitations of the application. The techniques of the M-mode and two-dimensional echocardiogram are based on the hypothesis of the ventricular cavity geometry, thus has a low accuracy rate on the measurements of the left ventricular morphology modeling secondary to the disease developments. The technique of the LVO has limitations such as the need to establish venous channels, and the occasional severe allergic reactions by some hypersensitive individuals. The technique of the four-dimensional echocardiography has the ability of more accurately delineating the left ventricular contour, quantifying the left ventricular volume, and evaluating the systemic and regional left ventricular function.

echocardiogram; left ventricular function

R540.4

A

2095-6258(2017)04-0650-03

??輯：張 忠

2017-02-21）

10.13463/j.cnki.cczyy.2017.04.046

吉林省科技發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目（20150204089SF）。

宋 軍（1968 -），女，醫(yī)學(xué)博士，主任醫(yī)師，副教授，主要從事心血管疾病的超聲診斷研究。

*通信作者：劉慶鑫，男，醫(yī)學(xué)博士，主任醫(yī)師，副教授，電子信箱- liuqingxin2477@sina.com.cn