超聲心動圖評價左心功能的臨床應用

吳東垣，時 非，王麗巖

（吉林市中心醫院，吉林吉林132001）

超聲心動圖評價左心功能的臨床應用

吳東垣，時 非，王麗巖

（吉林市中心醫院，吉林吉林132001）

近年來，隨著生活方式和飲食習慣的改變，人們罹患心臟疾病的幾率呈現不斷上升的趨勢。臨床實踐證實，采取影像學方法及時、精確地評估心臟疾病患者的心功能在增強其臨床療效及改善其預后方面具有重要的意義。左心室容積、射血分數均是衡量左心室功能的重要指標，在診治心臟疾病及判斷此病患者預后方面有重要的臨床價值。在現階段，評估左心室功能的影像學檢驗方法有很多，最常用的仍然是超聲心動圖。下面筆者就結合近期國內外關于此方面的文獻資料將超聲心動圖評定左心功能的臨床應用方法總結報告如下。

1 M型超聲心動圖

M型超聲心動圖是指在胸骨旁長軸二維切面上取M型圖像，以顯示左心室舒張末內徑（LVDd）、左心室收縮末內徑（LVDs），并計算出ESV、EDV、LVEF、LVFS的一種檢查方法。目前，M型超聲心動圖是評價左心室收縮功能的首選方法之一，有操作方法簡易的特點。但此檢查方法僅適用于檢查左心室形態結構變化較小的患者。在為患者進行M型超聲心動圖檢查時，可通過集中探查某一點使曲線上體現出精細、迅速的活動，從而可對患者的病情作出更準確的診斷。M型超聲心動圖可與心尖與脈搏搏動圖、Doppler、心電圖、心內壓力曲線等檢查方法同步進行數據記錄，從而可進行難以完成切面圖的波形分析、血液動力學研究。在連續記錄患者的M型超聲心動圖曲線時，能顯現出其多個心動周期的情況。與應用切面超聲心動圖相比，應用M型超聲心動圖能更清晰、更精確地對收縮期、舒張期心壁及瓣膜活動的規律、心腔縮短分數及射血分數等進行觀測。在進行聲學造影檢測時，M型超聲心動圖能顯示造影劑反射光點形成的流線。M型超聲心動圖檢查主要采用立方法對受檢者左心室的容積進行測量：設定人正常心臟的左心室呈橢圓形，采用超聲心動圖測出左心室的短軸徑，計算出左心室的容量。但人的心臟并不會呈標準的橢圓形。因此，M型超聲心動圖檢查在估測左心室容量時可因左心室的內徑發生改變（經立方法計算后誤差會更明顯）而導致測量結果有偏差、圖像質量和重復性較差。此外，M型超聲心動圖只能呈現一維圖像，定點反映心臟的狀況。作為一種位置及時間曲線，此檢測方法不能顯示心臟內結構的空間和方位。

2 二維超聲心動圖

二維超聲心動圖（2DE）能較全面地顯示心臟腔室的大小、室壁的厚度及運動狀態等形態結構，并可通過此類二維圖像較準確地檢測出心室的收縮功能。在臨床上，2DE幾乎適合任何有需要的受檢者使用。在為患者進行2DE檢測時，可采用雙平面Simpson’s法測量其左心室的容積，將心臟分成多平面顯示二維空間圖像，直觀地表達心內結構的空間和方位（其顯示出的圖形與心臟的解剖圖形相似，易于辨認）。在顯示解剖異常的心臟結構（如間隔缺損、動脈導管未閉等）時，2DE的效果尤其優秀，可較準確地獲取左心室收縮功能的指標。臨床實踐證實，將二維超聲心動圖檢查與M型超聲心動圖聯合起來應用可相互參照，收集到更豐富的數據。另一方面，二維超聲心動圖的測定和計算方法復雜，費時較多，因此更適合經M型超聲心動圖檢測出現明顯誤差的患者使用。節段性室壁運動異常或室壁瘤患者使用2DE檢測的結果誤差相對較大。

3 血流多普勒超聲

3.1 二尖瓣血流頻譜 二尖瓣舒張期血流頻譜的主要參數包括E／A、IVRT、DT、舒張早期血流速度峰值（E）、舒張晚期血流速度峰值（A）、舒張晚期血流持續時間（AT）等。E／A是可迅速測定左心室舒張功能的指標之一，故二尖瓣血流頻譜在臨床上的應用一直很廣泛。DT與IVRT在二尖瓣血流頻譜中的變化情況相平行，僅分析這二種參數所得出的結果準確率較低。聯合應用AT與肺靜脈血流頻譜參數可顯著提高檢測左心室舒張功能的準確性。目前，二尖瓣舒張期血流頻譜是臨床上評定左心室舒張功能最基礎的方法。

3.2 肺靜脈血流頻譜 肺靜脈血流頻譜由PVs1、PVs2、PVa、PVd構成。研究發現，在左心室舒張功能輕度受損時PVd將有所減小，當左心室舒張功能進一步減退時PVd將大于PVa，PVa及其間期（PVa－dur）均會增加。結合二尖瓣E／A可鑒別正常的左心室舒張功能的和偽正常的左心室舒張功能：若E／A＞1，AT＞PVa－dur，可判定左心室舒張功能正常；若E／A＞1，AT＜PVa－dur，可判定左心室的舒張功能偽正常。肺靜脈血流頻譜檢測會受到患者年齡、心率等因素的影響，其檢測結果與醫師的操作技術有關［1］。

3.3 彩色M型多普勒超聲 若左心室呈持續松弛的狀態，血液就會在壓力階差的影響下自二尖瓣口不斷地向左心室尖部輸送。檢測這一情況的主要指標是左心室舒張早期血流傳播速度（FPV）。當心室舒張功能被破壞時，FPV可顯著變慢，可作為判斷二尖瓣血流頻譜是否正常（或偽正常）的方法。在現階段，進行彩色M型多普勒檢測所用的方法與參數在臨床上尚未統一，因此沒有得到廣泛應用。

3.4 組織多普勒超聲成像（TDI） TDI是在評價心肌運動相關技術得到發展后產生的成像技術，可實時地檢測心肌運動的速度、室壁節段或瓣環速度及加速度，此類指標可反映局部心肌收縮和舒張的功能［2］，彌補其他超聲技術在檢測此類指標方面的不足。通常，可取心尖四腔及二腔心切面記錄并得到Sa、Ea及Aa。Sa是反映心肌收縮運動功能的主要指標。在室壁的運動功能受損時，Sa值可顯著降低。Ea、Aa能較準確地反映心肌的舒張功能，若Ea／Aa＞1提示心肌的舒張功能正常，若Ea／Aa＜1提示舒張功能減退，無偽正常表現。DTI可對局部左心室收縮舒張的功能進行評估，可在左心室運動功能尚未出現明顯異常時就發現左心室局部功能減退的情況，與LVEF、E／A等指標相比敏感度更高。Ray等［3］用DTI分析原發性心肌淀粉樣變性患者的心功能，結果發現，患者的左心室射血分數即使正常，在進行DTI檢測時也可發現心肌收縮功能受損。DTI檢測可利用二尖瓣環的運動參數對心臟功能（尤其是心肌縱軸舒張的功能）進行分析，比傳統多普勒超聲的敏感度更高。速度模式的DTI可記錄舒張期二尖瓣環沿長軸方向運動的情況，分析左心室容積及心肌組織彈性回縮力的變化，其結果不易受到心臟負荷等的影響。DTI檢測可直接從心肌中獲取多普勒頻移信號，定性、定量分析地心肌運動，因此近年來其在檢測心臟同步性方面的應用日益廣泛。Yu等人［4］的研究報告指出，DTI檢測結果可作為預測左心室重構是否得以改善的獨立指標。DTI的組織速度成像（TVI）可用彩色編碼技術顯示心肌組織運動的速度和方向，用雙向成像方式評估心肌運動的情況。定量組織速度成像（QTVI）技術可收集收縮運動時不同節段心肌組織運動的速度、位移等可隨時間變化的一系列曲線，定量測量各參數，若是與心電圖檢查聯用可定量分析心臟運動的同步性。這是DTI技術的在臨床上的突破性進展之一。DTI對心動周期中室壁節段長度、厚度變化的應變成像可作為定量評估局部室壁收縮和舒張功能的可靠方法［5］。該技術相對不受心臟負荷狀態、心率等影響，但由于受到聲束－室壁運動方向夾角及正常節段對異常節段拖帶效應的干擾，其臨床使用受到一定的限制。

3.5 聲學定量技術 聲學定量（AQ）技術是指，根據血液和心肌背向散射分值不同的理論，利用計算機數字化圖像邊緣檢測技術實時分析心臟的回聲信號，區分心肌組織和血液散射回聲的信號，從而得出心內膜輪廓和心腔容量隨時間變化的曲線。對患者的心功能進行AQ評價可計算出心腔變化的情況，檢測心肌收縮力、心臟泵功能的相關指標［6］。在AQ技術中，自動邊緣檢測技術（ABD）在臨床上較為常用，而研究工作主要集中在心功能的測定方面［7］。經由AQ技術描繪的左心室面積改變曲線圖能識別出心動周期時相變化的情況，并將其與心臟的舒張功能相關聯［8］。不適合經多普勒超聲檢測評價心臟舒張功能的患者尤其適合使用AQ技術。在與其他技術結合起來使用時，AQ檢測結果的準確性可得到顯著的提高。在高幀頻和諧波技術上構建的聲學定量檢查系統能準確評價節段性室壁運動的情況。Mor－Avi等人［9］的研究報告指出，心功能指標、心腔容積與導管檢驗結果具有相關性。Lin等人［10］將多平面探頭與聲學定量結合起來對心內膜輪廓進行了快速的動態三維重建，進而檢測出了局部三維圖像的運動和時間參數。近年來，聲學定量在臨床上的應用價值已經得到了人們的充分肯定。當然，該技術仍存在一定的缺點。例如，其對因體重超標、肺病等導致的圖像邊緣不清晰的結果分析存在誤差，且受心率影響較大。

3.6 彩色室壁動力學技術 彩色室壁動力學（CK）技術的理論基礎是聲學定量技術，CK技術是指：由計算機分析來自組織和血液的回聲強度，將心內膜位移進行彩色編碼，建立反映室壁運動的彩色圖像。CK技術能用鮮明的彩圖將心內膜位移隨時間變化的動態過程進行描繪，并從時間和空間分別對室壁運動進行定量分析，反映室壁運動的空間幅度及時相變化，而且不受聲束角度影響，能對室壁運動進行全方位地觀察。同時，該技術能在同一幅圖像上顯示整個心動周期中室壁運動的變化，更直觀地進行室壁運動的半定量分析，更簡易地對聯機的室壁運動進行定量檢測［11］。國外學者［12］的研究報告指出，CK技術可準確檢測左心室的舒張功能，尤其在檢測峰值快速充盈率（PRFR）方面最為準確。與多普勒超聲心動圖檢查相比，用CK技術測得的舒張期二尖瓣口E／A比值在評價舒張功能不全方面效果更優。Mor－Avi等人［13］的研究報告指出，局部心內膜運動幅度和時間的定量指標可在對CK圖像進行節段分析后獲得。但CK圖像的質量受二維圖像質量、時間增益補償、輝度壓縮等技術的影響，同時也會受到患者左心室腔內乳頭肌、瓣膜運動等因素的干擾。使用CK技術對透聲窗較差的患者進行檢測時?？沙霈F彩帶的邊緣細碎和顯色不連續等情況。

3.7 斑點追蹤技術和速度向量技術 近年來，關于心功能的研究已從單純地評價左心室的運動功能轉變為從力學角度分析心室空間變形的能力。大量現有的研究結果證實，分析心臟的扭轉及解旋運動能對左心室收縮和舒張的功能進行更準確地評價［14］。應變和應變率是反映心肌形變的重要參數，能真實反映局部心肌的舒張運動，且不受心臟整體運動及相鄰節段牽拉等的影響［15］。在臨床上，測量左心室扭轉最可靠的指標是磁共振成像檢測。但是，磁共振成像具有獲取圖像所需時間較長、幀頻較低、標記物易衰減的缺點，其應用受到較大的限制［16］。近年來，斑點追蹤技術（STI）、速度向量技術（VVI）成為評價左心室扭轉的新方法。STI可定量顯示心肌運動的速度、旋轉角度及位移，反映心肌組織的實時運動和變形。Notomi等人［17］用STI選取心底短軸和心尖短軸檢測15例心臟病患者左心室扭轉運動的情況，并與MRI檢查的相關結果進行對比分析后發現，用斑點追蹤技術和MRI檢測的左心室扭轉、解旋具有高度的相關性。斑點追蹤技術的優勢是：①不受聲束方向和組織運動夾角的影響。②無角度依賴性。③可精確測量心室扭轉角度、應變及應變率。④檢測快速、無創。應用4D－STI技術檢測心室扭轉的優勢是：可在同時相測量多個平面的心臟旋轉，更準確地檢測心臟扭轉。VVI是應用像素的空間相干及追蹤技術，采用實時心肌運動跟蹤運算法跟蹤每幀圖像的像素點，在二維高幀頻灰階圖像上獲得的心肌運動方向和速度綜合性曲線。該技術對聲束角度無依賴性，可對多個平面心肌組織的結構力學變化進行定量分析。因此，VVI能準確地反映心室運動的情況，評價心臟的扭轉、解旋、應變及應變率［18］。Jurcut等人［19］應用VVI技術對急性心肌梗死患者及健康志愿者的心肌收縮功能進行了對比分析。結果顯示，此技術能準確診斷節段性收縮功能不全。在幀頻低時，STI技術和VVI檢測技術可能會因對圖像清晰度要求較高而導致瞬時信息缺損。這兩種檢測方法的參考標準均尚未統一，有待于更深入的研究。雖然這兩項技術均有些許不完善處，但可真實評估心臟的運動功能，在診治心血管疾病方面具有較高的價值。

4 三維超聲心動圖

20世紀70年代，世界上首例心臟三維超聲重建試驗獲得成功。至今，三維超聲技術已進入“實時成像時代”［20］。超聲三維重建技術可用立體結構顯示常規二維彩超無法表達的信息［21］。三維超聲可按照左心室的實際形狀在心內膜進行多點數據采集，進而準確地計算出左心室的容積，而且重復性較好。但使用該技術進行心臟結構三維重建的耗時較長，在處理圖像時易丟失某些重要信息。近年來，實時三維成像技術在心臟超聲診斷史上寫下了新的篇章［22］。實時三維超聲心動圖（RT－3DE）可在全容積成像模式下分析在線容積定量，得到EDV、LVEF、ESV等重要的指標。與二維超聲相比，RT－3DE的檢測結果更準確，能從三維甚至四維空間真實地展現心臟的結構和功能，全面地反映患者發生冠心病心肌缺血時心室功能、心室容積及室壁運動的動態變化。此技術能對心臟的整體和局部功能進行準確的評估，為診治冠心病提供完整、可靠的定量信息。研究發現，運用RT－3DE技術和磁共振技術檢測所得的心容積和心功能指標有較好的相關性［23］，而且具有無創、價廉、重復性好的優點，具有較高的臨床應用價值。

5 展望

隨著影像學技術的不斷發展，左心功能評估的研究方向已經逐漸轉向分層研究。目前，關于超聲、CT等檢查手段對冠心病、先心病、心肌梗死及梗死后心肌重塑患者左心功能評價的研究已有很多。但為疑似患有心臟疾病者使用CMR、MSCT進行左心功能評估的臨床研究仍很少。臨床實踐證實，超聲心動圖評價心功能與CT、導管法左室造影等具有良好的相關性，而且超聲檢查簡便、價廉，便于床旁檢查及重復檢查，特別是多普勒超聲技術和三維超聲心動圖等新技術的應用，為超聲心動圖評價左室功能提供了更加廣闊的發展前景。

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吳東垣（1983－），男，主治醫師，醫學碩士，主要從事心血管超聲的臨床應用研究。

2014－05－06）

1007－4287（2015）06－1038－04