超聲心動圖在高血壓心臟病中的應用新進展

馬 林

天津市河西醫院超聲科，天津 300202

高血壓是全球高發疾病，高血壓患者因血壓升高引發體循環動脈壓力持續升高，最終可導致一系列綜合癥，心臟病便是癥狀之一［1］。隨著高血壓患者病情的進展，持續升高的血壓可引發心臟出現不同程度的左心室重構，進而導致心臟疾病。超聲心動圖是一種安全、無創的影像學檢查技術，其可對心臟結構、功能及血流、心肌運動狀態等進行客觀評價［2-3］。常規的超聲心動圖包括M 型超聲、二維超聲與多普勒均可以對高血壓心臟病患者的心臟損傷程度進行評價，但常規的超聲多為平面超聲技術，而心臟構型是一個立體運動空間結構，導致以上檢測結果并不能完全準確地反映心臟損傷程度。隨著超聲技術的不斷發展，新的超聲技術逐漸涌現［4］。本文主要對超聲心動圖在高血壓心臟病的應用新進展進行綜述。

1 高血壓心臟病的發病機制及病理生理變化

高血壓心臟病發病因素眾多，主要包括年齡、肥胖、性別等個體生理因素和遺傳、基因、血流動力學以及理化等病理因素［5-6］。心臟是高血壓損害的主要靶器官。高血壓患者由于長期處于血壓升高狀態，導致心臟外周循環阻力不斷上升，為了有效抵擋外周阻力，左心室必須強化收縮，以促進血液順利注入主動脈，長此以往，將引發左心室代償性向心性增厚［7］。左心室因高血壓的存在，長期處于超負荷狀態中，導致心肌纖維的彈性變小，造成左室舒張功能降低，使得左房血液不能順暢地流入左室，血液流入量明顯減少，促使左房壓力明顯升高，引發左房功能與結構的改變。高血壓心臟病患者早期并無明顯的癥狀表現，隨著病情的進展，患者逐漸呈現心悸、胸悶、頭痛等臨床癥狀，若病情持續加重，因患者心臟左心室向心性肥厚及舒張期松弛性受損，導致其出現心肌收縮力降低，心腔不斷擴張，心室舒張末期容量隨著提升，心室充盈壓和心房壓力都升高，致使肺靜脈回流阻力也升高，阻礙了血液回流，最終容易引發心力衰竭和房顫的發生［8-10］。

2 高血壓心臟病的常規超聲心動圖

超聲技術于1942年被首次應用于醫學腦部檢查中，自此之后，不斷被應用其他器官的檢查，并得到飛速發展。超聲檢查是采用涂有醫用耦合劑的手持式探頭在受檢者需要掃描部位來回移動，通過超聲波的特殊物理學特性，經探頭和耦合劑傳入掃描部位器官，在傳感器作用下對掃描聲波進行收集，并反映至計算機上以創建聲波圖像，從而可以動態地觀察掃描部位體組織器官的結構和功能變化情況，它是一種無痛、無輻射、可重復性高的檢查操作，在臨床得到廣泛應用［11-12］。超聲技術在1954 年被首次應用于心臟檢查，其發展經歷了不同形式的改變，常規超聲檢查包括M 型超聲、二維超聲與多普勒超聲，三者應用于心臟的檢查，可以進行多切面的掃描，從不同角度實時捕捉心臟結構、形態變化和血流情況［13-15］。M 型超聲是通過對心臟某一點集中掃描，其圖像可以完整、清晰地顯示該點的曲線波形圖，能夠反映出該點細微快速的活動，從而得以對該點血流動力學的變化進行分析。二維超聲檢查心臟可獲得平面二維圖像，與M 型超聲相比，其圖像更直觀、更形象，能夠實時反映心臟內部的整體結構變化［16］。M型超聲和二維超聲心動圖可測得心房心室的直徑長度、室壁的厚度等，通過對心室容積的計算可以評估高血壓患者心腔是否擴張、室壁的肥厚情況等心臟結構變化，而在知曉不同時期室壁內徑的情況下，可以依據相應的公式獲得左心室射血分數、短軸縮短率等指標，以反映受檢者左心室的收縮功能是否發生異常［17-18］。多普勒超聲是利用脈沖多普勒來檢測血流的方法，其各參數可評判受檢者左心室的舒張功能。綜上，常規超聲心動圖可以評估高血壓心臟病患者所有的病理生理變化，但隨著超聲技術的不斷發展，逐漸形成了一些新的成像技術以優化對心臟超聲的檢查。

3 高血壓心臟病的超聲新技術應用

雖然常規超聲檢查可以獲得心臟病患者所有的病理生理變化結果，但均存在一定的不足和缺陷，如M 型超聲只能提供心臟某點的一維圖像，不能觀察整個心臟內部結構的整體變化；二維超聲檢查結果計算比較復雜，且當受試者存在有節段性室壁運動異常的時候，其準確度明顯降低；而多普勒超聲則會受到呼吸、聲束夾角及室壁運動的影響，因此，為了進一步提升檢查結果的準確度，有必要對超聲技術進行完善［19-20］。

3.1 多普勒心肌組織成像技術

心臟的收縮、舒張可以引發組織運動，且這種運動與血流運動相比，具有振幅大、頻移小的特點。組織多普勒超聲成像是在脈沖多普勒的基礎上，通過檢測同一心動周期內不同節段心肌運動時產生的較低頻率、較高振幅信號，從而可以獲得心肌的位移和速度局部動態圖像，并以二維彩色圖像或頻譜曲線的形式實時呈現，可以評價心肌力學功能，反映的是受檢者左心室的收縮功能。相比脈沖多普勒超聲，組織多普勒成像具有更為準確的檢測結果，其可精準測量出高血壓性心臟病患者二尖瓣口舒張早期血流速度E和運動速度e’，并采用兩者比值以來反映左心室心肌纖維在縱軸方向上的力學變化規律，可敏感、準確地反映左心室的收縮功能，且該方法操作簡單、可重復性高、受負荷因素影響小［21-22］。有研究［23-24］顯示，青少年高血壓患者采用組織多普勒超聲成像方法可以獲得對左心室舒張功能更為精確地評估，且探頭位置越靠近二尖瓣環間隔或者外側，得到的評估數據越接近真實值。

3.2 實時三維超聲心動圖

與二維超聲不同，實時三維超聲是不間斷地持續截取全方位的心臟二維截面圖，并經相關軟件以圖形學方法進行圖像重建，最終顯示出整個心臟三維立體圖像，其不僅可以直觀、實時、準確地顯示出受檢者心臟結構的變化，得以定位病變組織，而且還可以全面定量分析心臟形態和容積，從而能夠判定其功能異常情況。王媛媛等［25］的研究評估了實時三維超聲心動圖在心肌梗死患者左心室收縮功能評價中的應用價值，最終結果認為，實時三維超聲心動圖能夠準確反映心肌梗死患者的左心室收縮功能。李慕子等［26］的研究對比分析了二維超聲和實時三維超聲在定量評價肥厚型心肌病患者左心房容積及功能中的價值，結果顯示，實時三維超聲心動圖可以對不同時期左心房功能及應變進行評估，且可行性及可重復性均較高。以上研究均說明實時三維超聲成像可以準確地判定心臟結構和功能變化。實時三維超聲具有操作簡單、省時、可重復性高等優點，且其可以不需要對心臟心室進行任何幾何學設定，而是直接對心室固有的容積進行測量，并評價心功能；同時由于是截取全方位圖像共同組成的立體圖像，其能夠完整反映出心臟各節段的運動情況，并能提供左心室各定量參數，可以彌補二維超聲對有節段性室壁運動異常患者的評價缺陷，這也為精確評估心室某一個節段的局部功能奠定了基礎［27-28］。

3.3 斑點追蹤超聲心動圖

斑點追蹤超聲成像分二維和三維，其中二維斑點追蹤超聲成像是基于二維超聲發展起來的一種技術。高血壓是一種常見的慢性疾病，心臟是最容易受累的靶器官之一，由于高血壓通常起病緩慢，患者在早期并未表現出明顯的癥狀，通過二維超聲心動圖獲得的左心室相關指標如室壁厚度、左室射血分數等可能無明顯變化，因此二維超聲心動圖對于早期高血壓患者的診斷效果有限。二維斑點追蹤超聲成像其主要原理是將心肌組織看成是由無數個的細小斑點構成，當心臟舒張和收縮時，這些細小斑點會發生相對的位置變化，通過追蹤這些斑點的軌跡變化，并進行前后對比分析，以相應的參數如心肌的組織應變（率）、扭轉角度等可以定量描述心肌組織的變化情況，進而可以準確地評價心臟功能［29］。劉慧蘭等［30］的研究通過二維斑點追蹤成像評價原發性高血壓合并超重或肥胖患者左室心肌收縮功能，發現與健康個體比較，該類型患者左室縱向應變明顯下降，左室峰值扭轉角度則明顯增加，說明左室縱向收縮功能受損。二維斑點追蹤超聲成像檢查并不受聲束方向、室壁運動等因素的影響，可以用于評價局部或者整體的心室形態變化和功能異常情況。由于二維斑點追蹤超聲成像得到是二維平面圖像，而心臟的運動又是一種多變且具空間感的的三維運動，有可能導致心肌某些斑點的運動在所選興趣區域之外，如此使得這些心肌斑點的運動軌跡并不能被追蹤，從而致使檢測結果有一定的偏差。基于二維斑點追蹤超聲成像的不足，臨床產生了三維斑點追蹤超聲成像，該技術可以在三維空間內追蹤心肌斑點運動軌跡［31-32］。既往研究［33-34］顯示，心肌纖維的解剖結構表明心外膜和心內膜肌纖維均呈螺旋排列，心外膜肌纖維逆時針螺旋排列，心內膜肌纖維順時針螺旋排列，相比心內膜，心外膜與軸心的距離更遠，力矩更長，因此左室整體的旋轉趨勢偏向于心外膜旋轉方向，即逆時針方向。三維斑點追蹤超聲成像通常以扭轉參數作為一個評價左室收縮功能，其檢測不受心肌運動方向和角度因素的影響，可以獲得心臟結構三維圖像，能夠在三維空間內對心肌運動斑點進行追蹤，且操作和圖像分析更加簡便、快速［35-36］。

3.4 四維超聲心動圖

四維超聲心動圖是在三維斑點追蹤超聲成像技術的基礎上，通過快速半自動檢測心內膜的邊界，可逐幀追蹤三維空間內心肌斑點的運動軌跡，該方法可獲得心室圓周、面積、橫向、縱向應變等新參數，能夠定量測量左室容積［37-38］。既往研究顯示［39-40］，高血壓除了導致左心室肥厚外，也將對右心室造成損傷，且以左心室向心性肥厚的患者右心室受損最為明顯。四維容積定量分析可以在三維立體空間內實時、動態追蹤右心室心內膜斑點運動軌跡，通過旋轉重建的立體圖像，可以從不同方位和角度對右心室的形態和功能進行評估，可減小誤差，獲得更加準確的右心室容積。

4 小結

高血壓患者存在明顯的心臟損傷，其中左心室肥厚、心肌纖維化以及舒張、收縮功能障礙是高血壓心臟病的主要病理生理改變。超聲心動圖是一種安全、無創的影像學檢查技術，其在臨床得到廣泛應用，在心臟結構、功能的評估中也普遍被推廣。M 型超聲、二維超聲與多普勒等常規超聲技術雖然能夠有效地評估心臟結構和功能的變化，但均存在一定的不足和缺陷。隨著超聲技術的發展和完善，多普勒心肌組織成像、實時三維超聲、斑點追蹤超聲、四維超聲等技術不斷涌現，其檢查效果并得到證實，得以在臨床推廣使用。新的超聲技術以常規超聲為基礎，超聲新技術獲得的心動圖可以逐漸彌補常規超聲的不足和缺陷，將心臟結構的分析從平面轉化至立體空間，配合心臟復雜的空間運動情況，可獲得更加準確的檢測結果，能夠對心臟容積、功能等進行更加真實的評估。