平板運動負荷超聲心動圖在冠心病中的應用

鄧 燕，饒 莉

（1四川大學華西醫院心內科；2四川省醫學科學院·四川省人民醫院心血管超聲及心功能科，電子科技大學附屬醫院,超聲心臟電生理學與生物力學四川省重點實驗室，四川成都 610041）

負荷超聲心動圖包括運動負荷超聲心動圖、藥物負荷超聲心動圖、起搏負荷超聲心動圖及冷加壓負荷超聲心動圖。常用的負荷方式為運動負荷與藥物負荷。因運動負荷為主動運動，其檢出心肌缺血的敏感性較藥物負荷高[1-2]，因此對于可以運動的患者，推薦采用運動負荷超聲心動圖[3-4]。

運動負荷方式包括握力、二階梯運動、踏車運動、平板運動等，其中最常用的是平板運動和踏車運動。平板運動相較于踏車運動可以達到更高的心肌耗氧量和最大心率，因此推薦可以運動的患者首選平板運動負荷超聲心動圖[3,5-6]。本文就平板運動負荷超聲心動圖在冠心病診療中的應用進行評述。

1 平板運動負荷超聲心動圖診斷冠心病的基本原理

冠脈正常時，運動介導的冠脈血流量增加可達3～5倍，這主要是通過調節冠脈血管阻力達到，冠脈阻力血管張力受大量擴血管與縮血管因素影響，包括神經內分泌因素、內皮與心肌因素，在它們的綜合影響下使心率增加、心臟收縮力增強及心臟作功增加最終導致冠脈血流量增加[7]；當存在冠狀動脈狹窄時，冠脈儲備功能減低，靜息或負荷早期冠脈儲備尚能夠滿足心肌氧需量的增加，隨著負荷增加，交感神經興奮致心率增快、血管收縮，冠脈狹窄進一步加重，心肌耗氧量增加，出現冠脈狹窄區血氧的需求與供給不匹配，從而引發心肌缺血[8]。心肌缺血發生的病理機制為：灌注異常→代謝異常→舒張功能異常→局部室壁運動異常→心電圖改變→胸痛[6]，因此負荷超聲心動圖檢測的局部室壁運動異常應早于心電圖改變及胸痛癥狀的出現。

2 平板運動負荷超聲心動圖檢查方式及結果解讀

平板運動負荷超聲心動圖目前有多種運動試驗方案可供選擇。最廣泛應用的是Bruce方案、Naugh?ton方案和ACIP方案。Bruce方案為變速變斜率運動，Naughton方案為恒速變斜率試驗，ACIP方案運動負荷增加較平緩。Bruce方案是目前最常用的方案，自1.7 mph、傾斜坡度 10%（5METs）始，每級增加2～ 3 METs，每級 3 min，運動時間達到 6 min以上。改良Bruce方案有2個預熱階段，每個階段持續3 min，第一階段是1.7 mph和0%等級，第二階段是1.7 mph和5%等級，該方案最常用于老年人或運動能力受心臟疾病限制的患者。Bruce方案包括極量與亞極量方案，其中極量Bruce方案目標心率=220-年齡，亞極量Bruce方案目標心率=（220-年齡）×85%[9]。

2.1 平板運動負荷超聲心動圖檢查流程[4,9]

2.1.1 檢查前準備

檢查前3 h禁食，停用影響心率藥物；了解適應癥及有無禁忌癥，簽署知情同意書。

2.1.2 基線檢測

患者左側臥位，進入運動負荷圖像采集方案，采集靜息狀態心尖四腔心切面、心尖三腔心切面、心尖兩腔心切面及短軸切面動態圖像，記錄心電圖及血壓信息，詢問患者癥狀。

2.1.3 峰值檢測

運動終止后60～90 s內采集峰值負荷狀態心尖四腔心切面、心尖三腔心切面、心尖兩腔心切面及短軸切面動態圖像，分別記錄心電圖及血壓信息，詢問患者癥狀。

2.1.4 恢復期檢測

運動后待患者心率與血壓恢復至基線水平時采集恢復期心尖四腔心切面、心尖三腔心切面、心尖兩腔心切面及短軸切面動態圖像，記錄心電圖及血壓信息，詢問患者癥狀。

2.2 平板運動負荷試驗終止指標[4,9]

2.2.1 絕對指標

①ST段抬高＞1 mm（無Qs波的導聯中）；②收縮壓下降＞20 mmHg同時合并其他任何心肌缺血證據；③嚴重的心絞痛；④中樞神經系統癥狀如頭暈等；⑤灌注不良癥狀如紫紺、蒼白、暈厥或休克等；⑥＞4個心動周期的室速；⑦收縮壓＞220 mmHg或舒張壓＞115 mmHg；⑧患者要求。

2.2.2 相對指征

①束支傳導阻滯進展對室速評估困難；②嚴重的氣喘、跛行與疲勞；③室速以外的心律失常；④ST段降低＞2 mm；⑤無中樞神經系統與心肌缺血癥狀的收縮壓下降＞20 mmHg。

與藥物負荷超聲相比，平板運動負荷中發生事件概率為1/7000，藥物負荷為1/700[10]。可能的并發癥包括：①心臟并發癥：最嚴重為猝死，以心室顫動最常見。各種心律失常，包括心動過緩、過速、竇性停搏、房室傳導阻滯等。其它并發癥有心絞痛、心肌梗死、急性肺水腫、充血性心力衰竭、暈厥、高血壓（SBP＞210 mmHg）、低血壓（SBP＜90 mmHg）或休克等。②非心臟并發癥：腦血管意外、間歇性跛行、嚴重疲勞及頭暈、乏力、心悸、一過性輕微頭痛、下肢肌肉痙攣等[11-12]。

絕大多數情況下，通過對基礎狀態及負荷過程中節段性運動異常、室壁增厚以及心內膜位移的變化情況對平板運動負荷超聲心動圖進行分析（表1）[3,10]。

表1 平板運動負荷超聲心動圖的解讀

平板運動負荷超聲心動圖通過綜合心電圖、運動負荷量、心率血壓反應、心律、癥狀、心血管負荷及室壁運動異常檢測心肌缺血，超聲診斷的主要依據是靜息狀態下收縮功能正常的室壁運動降低，或原有的室壁運動異常進一步加重[13]，這種室壁運動的異常變化往往早于胸痛及心電圖改變，因此負荷超聲心動圖較運動心電圖對冠心病早期的診斷具有更高的敏感性和特異性[14]。運動平板心電圖以往是疑診冠心病患者一線的診斷手段，但其對冠心病診斷的敏感性僅為45%～50%，近年的指南中已下調運動平板心電圖在冠心病診斷中的應用而代之以平板運動負荷超聲心動圖[15-16]。Peteiro等[17]發現每6例疑診冠心病患者中就有1例運動平板心電圖正常而平板運動負荷超聲心動圖異常的病例。

3 平板運動負荷超聲心動圖在冠心病中的應用

平板運動負荷超聲心動圖主要應用于冠心病的診斷、臨床治療策略抉擇以及患者的預后評估[18]等。

3.1 診斷

平板運動負荷超聲心動圖在冠心病診斷中的應用包括心肌缺血（胸痛原因）的診斷、冠狀動脈病變部位和程度的評估等，該方法通過觀察負荷前后心肌運動變化、心電圖改變、患者癥狀、負荷量等綜合評估病人是否存在心肌缺血，對冠狀動脈狹窄度＞50%的診斷平均敏感性為88%，特異性為83%[3]。研究表明平板運動負荷超聲心動圖誘發的心肌節段性運動異常部位對應于狹窄或阻塞的冠脈分支供血區域，隨病變程度加重檢查陽性率增加，Rallidis等發現冠脈三支血管病變負荷陽性率高于單支血管病變[19]。

3.2 危險分層及預后評估

平板運動負荷超聲心動圖較平板運動心電圖可以提供更為準確的危險分層及預后信息，推薦冠狀動脈介入治療后應用前者進行隨訪。平板運動心電圖陰性而超聲心動圖陽性患者心血管風險加倍[18]。平板運動負荷超聲心動圖陰性患者每年心血管事件發生率＜1%[20]，但在檢查中若出現峰值室壁運動記分指數＞1.5及心尖段心肌缺血則發生心血管事件的風險明顯增高[21]，峰值室壁運動記分指數是心血管事件及死亡的獨立預測因子[22]。此外，平板運動負荷超聲心動圖介導的左心室負性重構可以導致二尖瓣反流或二尖瓣反流增加。研究表明平板運動負荷超聲心動圖陽性且二尖瓣反流增加患者4年中心血管事件發生率為11%，反之負荷超聲陰性且無二尖瓣反流增加患者4年中心血管事件發生率僅為6%，因此負荷后二尖瓣反流增加也被認為是死亡的獨立預測因子[23]。

3.3 指導臨床治療

在指導臨床治療方面，平板運動負荷超聲心動圖可用于冠狀動脈血流動力學異常部位評估、心肌存活性的判定、冠狀動脈血流儲備功能的評價、冠狀動脈再通（冠狀動脈介入或搭橋）療效的觀察等[24-25]。Hachamovitch等研究顯示平板運動負荷超聲心動圖陰性或輕度心肌缺血患者藥物治療后生存率更高，而中至重度心肌缺血患者血運重建后生存率更高[26]。心肌存活是冠狀動脈再通治療的指征，其負荷超聲征象是靜息時運動異常的心肌節段在低水平負荷后功能改善[27]。Chalela等研究表明平板運動負荷超聲心動圖對冠狀動脈介入治療后再狹窄診斷的敏感性為74%，特異性為96%[28]。對于冠狀動脈狹窄50%～70%的臨界病變，可以通過負荷超聲心動圖觀察心肌運動情況以及患者癥狀，幫助臨床醫生選擇合適的治療方式，以改善患者預后。

4 平板運動負荷超聲心動圖聯合其它超聲技術在冠心病中的應用

4.1 二維應變成像

二維應變成像技術基于高幀頻超聲圖像，能實時跟蹤心肌內小于超聲波長的結構所產生的超聲背向散射斑點的空間運動，通過運算重建心肌組織實時運動和變形，為研究心臟整體運動和局部力學運動提供全新的定量手段。該方法可以區分心肌收縮是主動收縮或被動收縮，且斑點追蹤成像無角度依賴性，有良好的空間和時間分辨率，在心臟功能分析上較其它方法具有明顯的優勢[29]，其量化評價方法可以提高平板運動負荷超聲心動圖檢查的質量與重復性。大量研究表明二維應變成像技術與平板運動負荷超聲心動圖相結合，可為評估心肌存活性與心肌的收縮功能儲備提供更為準確的定量手段，平板運動負荷時心肌節段性運動異常通常在2 min內恢復，而應變的恢復可以延續至10 min，為圖像的收集和分析提供了更長的時間窗[30]。

4.2 心肌造影

心肌造影可用于評估心肌灌注范圍、心肌壞死危險區和心肌梗死區范圍、冠心病治療療效與心肌存活性。從心肌缺血發生的病理機制可見灌注異常最早出現，心肌造影可直觀地顯示閉塞性冠狀動脈病變時心肌的灌注缺損區，因此可以根據灌注缺損心肌的部位、范圍推斷阻塞血管的部位。冠脈閉塞后面臨著壞死危險的那部分心肌稱為危險區，由于心肌內存在廣泛的側支循環，所以也可以認為危險區是指閉塞動脈所供應的區域減去側支循環所供應的區域。由于側支循環的存在，冠脈嚴重狹窄時，如果其供血的心肌節段有較豐富的側支循環，那么心肌造影可能顯示灌注良好，這時心肌造影不能準確地反映冠脈狹窄的程度，須結合冠脈造影進行診斷，或者在負荷狀態下檢查[31]。Andrássy等[32]研究表明心肌梗死區域微循環灌注量與存活心肌量成正比。袁霞萍等[33]研究表明，心肌超聲造影時間-強度曲線的峰值強度、曲線下面積是定量評價局部冠脈血流儲備的可靠指標，其中尤以曲線下面積與心肌血流量相關系數最高，是反映冠脈血流儲備最穩定可靠的指標，與國外學者的研究相似。負荷超聲心動圖結合心肌造影對于冠狀動脈狹窄度＞50%的患者診斷準確性較單純負荷超聲心動圖高，與99m锝SPECT準確性相似[34]。平板運動負荷超聲心動圖與心肌造影相結合對心肌灌注的敏感性可達98%，對室壁運動分析的敏感性則為85%[35]。

4.3 三維超聲心動圖

實時三維超聲心動圖與平板運動負荷超聲心動圖相結合，可獲得實時三維負荷超聲心動圖的室壁運動評分，其優越性在于能在同一心動周期上獲取評分，避免了常規負荷超聲心動圖因為需要在多個切面上采集前后不同心動周期的圖像而帶來的誤差。此外，尚可與心肌造影相結合，可實時評價心肌灌注范圍、心肌壞死危險區和心肌梗死區范圍、冠心病治療療效與心肌存活性。

5 結論

隨著超聲新技術的發展，將其與平板運動負荷超聲心動圖相結合，不僅彌補了傳統超聲技術的不足，而且也能提高超聲在冠心病應用中的準確性與客觀性。