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超声心动图新技术评价左心室功能的研究进展

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维普资讯 http://www.cqvip.com 医学超声杂志(电子版)2008年8月第5卷第4期Chin— J Med Ultrasound—(Electronic Version .综述. 超声心动图新技术评价左心室功能的研究进展 马腾一王建华 声学定量技术 、于其能使一个心动周期中室壁运动的变化在同一幅图像上 显示出来,所以不仅使室壁运动的半定量分析变得更直观, 也使联机的室壁运动定量测量变得容易 。但cK图像质 1.基本概念与成像特点:声学定量(acoustic quantiifca— tion,AQ)技术是在心肌与血液背向散射积分值不同的基础 上,辅以计算机数字化图像边缘检测技术,对心脏回声信号 进行联机实时分析,能实时区分血液与心肌组织的散射回声 信号,并进一步描绘心内膜轮廓和显示心腔容量随时间变化 的曲线。声学定量评价心功能可实时计算心腔面积、容积及 其变化率,检 脏泵功能和心肌收缩力的各项指标 。根 据所检测的参数还可进一步计算面积变化率、容积变化率、 心搏出量和心功能指数等。 2.临床应用:在AQ技术中,临床常用的是自动边缘检 测技术(automatic border detection,ABD)。目前,研究工作主 要集中在心功能测定方面 J。另外,在需要实时监测心功能 的情况下,如麻醉、心外科手术、运动试验、药物实验、心律失 常等,也能显示出其优越性。将左心室AQ图像分段,并显 示各段的信号平均面积波,由此可计算局部舒张功能指数。 AQ技术勾画的左心室面积变化曲线能识别心动周期时相变 化并与舒张功能相关 ],且可以用于某些不适合行多普勒超 声心动图评价舒张功能的患者,与其相互结合,提高了检查 的敏感性和特异性,是一种有潜力的评价心脏舒张功能的技 术。 3.应用前景:AQ技术对因肥胖、肺病等原因使所观察图 像边缘不清晰者的分析会产生误差,且受心率影响较明显。 如果将其与近来发展的其他技术相结合,可以产生更广泛的 应用。在高帧频和谐波技术基础上的新版本AQ检查系统 可以评价节段性室壁运动面积变化。Mor A、ri等 4 研究证实 其测量的心腔容积和心功能指标与导管检查结果相关性良 好。Lin等 将新的多平面探头与AQ技术相结合,对心内 膜轮廓实现了快速动态三维重建,可以检测局部三维图像的 运动幅度和时间参数。作为一种新的超声心动图检查技术, AQ的临床价值已经得到充分肯定,在判断心功能状态方面 有很大作用。但该技术仍有一定的局限性。 二、彩色室壁动态技术 1.基本概念与成像特点:彩色室壁动力学(color kinesis, CK)技术是以声学定量方法为基础,将声学定量技术加以延 伸,由计算机自动对比和分析来自组织和血液的不同回声强 度,并以此确定两者界面,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能从空间和时间两个方面定量分析室壁运动,不仅 反映了室壁运动的空间幅度,且反映了其时相变化。同时由 作者单位:100700北京军区总医院超声科(马腾现北京同仁医 院超声科) 通讯作者:王建华,Email:jhwang20056@sina.con 量受到二维图像质量、仪器增益、时间增益补偿和侧向增益 补偿曲线、辉度压缩等技术条件及左心室腔内乳头肌、腱索、 瓣膜运动的影响,且在透声窗较差的患者CK彩带边缘常表 现为细碎和不连续显色。 2.临床应用:CK不仅能评价左心室的收缩功能,且可以 评价左心室整体和局部的舒张功能。Godoy等 研究发现, CK所测的左心室整体舒张功能指标中,峰值快速充盈率 (peak rapid filling rate,PRFR)最为敏感,比多普勒超声心动 图所测的舒张期二尖瓣口E峰、A峰流速比值(E/A)能更好 地评价舒张功能不全。Mor—Avi等 对CK图像进行节段分 析从而得到局部心内膜运动幅度和时间的定量指标。 3.应用前景:CK技术不仅可以评价心室的收缩和舒张 功能,且因其可节段分析室壁运动的幅度和时间,可提高负 荷超声的敏感性,在心肌缺血的诊断方面具有很大的应用潜 能。CK技术联合组织谐波成像能够拓展其在临床中的应用 范围,具有一定的发展空问。 三、组织多普勒成像 1.基本概念与成像特点:组织多普勒成像(tissue Doppler imaging,TDI)采用特殊的滤波装置将高频率和低振幅的血 流信号滤掉,保留低频率和高振幅的室壁运动信号,并以色 彩、频谱或曲线选择性地显示室壁运动的频率或振幅信息。 其运用多普勒信号处理的原理,实时、定量检测心肌本身的 运动速度,弥补了其他超声技术的不足,可准确测量与多普 勒声束方向呈平行运动的室壁节段或瓣环的速度和加速度, 这些指标可更准确地反映局部心肌收缩和舒张功能 ]。其 主要局限性是受到声束一室壁运动方向间夹角以及正常节段 对异常节段拖带效应(tethering effect)的影响。测量指标包 括:(1)心肌运动速度指标,即等容收缩期速度、收缩期速度、 等容舒张期速度、舒张早期速度、舒张晚期速度;(2)心肌运 动速度梯度;(3)二尖瓣环运动速度;(4)收缩时间间期。 2.临床应用:TDI为研究纵向心肌运动提供了可靠的技 术手段。Ray等 采用TDI研究原发性心肌淀粉样变性患 者的心功能,发现在长轴切面心肌收缩功能受损程度与室壁 收缩速度下降有关,即使左心室射血分数在正常范围,TDI 也能检测到收缩功能受损。 TDI以二尖瓣环运动的新参数来研究心脏舒张功能,可 以更可靠地评价心肌纵轴的舒张功能,在检测心室舒张功能 方面比传统多普勒超声更敏感。通过TDI速度模式记录舒 张期二尖瓣环沿长轴方向的运动,能反映心肌组织的弹性回 缩力和左心室容积变化,其运动速度相对不受心脏负荷状态 等影响。TDI测定的二尖瓣环舒张早、晚期运动速度比值 维普资讯 http://www.cqvip.com ・58・ 医学超声杂志(电子版)2008年8 L箜5卷—4 ̄Chin J M—ed Ultrasound(Electronic Version (e/a)在左心室充盈模式中呈特征性表现,正常人e/a>1,松 要的诊断价值 。在心腔扩大、存在室壁瘤或节段性室壁 运动异常等病理状态下,常规超声心动图难以对心室容量作 出精确评价时,3DE是准确可行的 。 实时三维技术的主要原理是假设左心室内有一个收缩 中心,将左心室分为16节段,通过三维技术和后期处理可以 得到由此中心到每一节段的容积一时问曲线,定量评估各节 段同步性 。三维超声同时显示同一心动周期内左心室16 节段的速度一容积曲线,模拟显示左心室的收缩舒张过程,使 “同步与不同步”概念更加一目了然,经过计算机处理后的 16节段“牛眼”图可以通过计算机彩色编码显示激动在左心 弛异常时e/a<1,在二尖瓣血流频谱“假性正常”模式中e/a 仍表现为持续减低,限制性充盈异常时e/a显著低于正常 人。e/a值与导管法获得的“金标准”左心室心肌松弛时间 常数(即Tau值,由心导管检测,利用左心室压力和微分曲线 计算得出)相关性良好,但关于TDI评价左心室整体功能最 佳部位的选择尚有争议。 除此以外,TDI的高帧频彩色成像可反映心电激动和传 导过程并显示异位激动点,有助于射频消融术的靶点定位; 超声负荷试验中M型TDI所显示的室壁节段运动延迟是诊 断心肌缺血的敏感指标;TDI对于检测心肌存活性亦有重要 价值 。 近年来,TDI在检测心脏同步性方面的应用为众多学者 看好。这种技术通过直接从心肌中获取多普勒频移信号对 心肌运动进行定性及定量分析。Yu等 研究表明,应用 TDI判断的左心室内收缩不同步程度是预测患者左心室重 构是否得以改善的独立因素。另外,TDI技术中的组织速度 成像(tissue velocity imaging,TvI)采用彩色编码技术来展示 心肌组织运动的速度和方向,即运动背离探头时编码为蓝 色,朝向探头时编码为红色,这种双向成像方式可对心肌运 动进行半定量评价。在此基础上开发的定量组织速度成像 (quantitative tissue velocity imaging,QTVI),能采集同一收缩 运动状态下不同节段心肌组织运动速度(velocity,V)、位移 (displacement,D)、应变(strain,S)、应变率(strain rate, SR)随时间变化的一系列曲线,并定量测量各参数大小,与 体表心电图联合使用时,可测量同一运动过程中不同节段各 变量出现的时相,定量分析心脏运动的同步性,是近年TDI 技术的一项突破性进展。 3.应用前景:随着超声技术的不断发展和完善,TDI将 成为实时评估心肌组织动力学的主要手段。其对心动周期 中室壁节段长度、厚度绝对和相对变化的应变成像(strain imaging,SI)是定量评估局部室壁收缩和舒张功能的又一可 靠技术 。但其角度依赖性是限制进一步发展的最大障 碍。 四、三维超声心动图 1.基本概念与成像优点:三维超声心动图(three—dimen— sional echocardiography,3DE)包括动态三维超声心动图和实 时三维超声心动图。3DE代表了心血管超声诊断技术由 “点”(A型超声)一“线”(M型超声)一“面”(二维超声)一 “体”(三维超声)的发展趋势和高级阶段,建立了所谓的任 意切面超声心动图。由于发射时采取16条声束同时并行扫 描,超大量数据快速处理,发射声束脉冲的重复频率大幅度 提高,三维图像的帧频亦随之增加,成像快,失真小,免除了 呼吸和位移的干扰。与常规超声心动图相比,对于正常和异 常心血管结构的显示和检测具有明显优势,可快速进行定量 分析,特别是在容积测量上不依赖于形状假定,有很大的应 用价值 。 2.临床应用:由于3DE测定心室容积不依赖几何假设, 而是从心室整体采集数据,根据心室实际几何形状测量计算 容量及各项心功能参数,在评价心室整体和局部收缩功能及 随访介入和手术治疗方面3DE具有较常规超声心动图更重 室的传播过程(波序显像),还可以更准确地检测左心室的容 积及射血分数等。 3.应用前景:实时三维超声心动图是未来三维超声心动 图的发展方向,为准确评价心功能提供了一种无创性的新方 法。如能将其与超声造影、声学定量、组织多普勒、负荷超声 等新技术相结合 ,则能显著改善图像质量,实时立体地 评价室壁运动、心肌灌注及整体和局部心功能。但实时三维 超声心动图技术尚存在视野较局限、无法定量分析、缺乏彩 色多普勒功能等缺点,有待今后进一步完善。 参考文献 1吴雅峰,张桂珍.实用心脏超声诊断学.北京:中国医药科技出 版社,1997.252. 2 Hausmann B,Muurling S,Simon R.Dynamic on—line quantification of biventricular function with acoustic quantification(AQ).Valida- tion reproducibility and normal values of a new echocardiographic ap— proach.Int J Card Ima ng,1997,13(6):463-474. 3 Tighe DA,Pan1 JJ,Charles A,et a1.Automatic aborder detection for assessment of left ventriculra diastolic fnuction among normal neo— nate:comparison with Doppler echocardiography.Echocardiography, 1998,15(6):545-552. 4 Mor-Avi V.Acoustic quantification today and its future horizons. 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(收稿日期:20084)1-28) 17 Zhang Y,Wang X,Zheng ZL,et a1.Comparative accuracy of two- (本文编辑:鲁玉红) dimensional echocardiography and muhiplane trans-esophageal 马腾,王建华.超声心动图新技术评价左心室功能的研究进展[J/CD].中华医学超声杂志:电子版,2008,5(4):652-656 .病例报告. 胎儿人体鱼序列征超声表现一例 郜淑英 孕妇26岁,孕22周,孕2产0。常规孕期超声检查所 致脊柱、下肢、肾脏、下消化道、泌尿生殖道、生殖器官等严重 见:胎儿双顶径5.6 am,头围21.9 am,股骨长3.6 am,肱骨长 畸形 。 3.5 am,腹围16.4 am,胎儿脊柱显示正常,四腔心可显示,胃 人体鱼序列征主要畸形特征:双下肢融合,足缺如或发 泡、双肾、膀胱未显示;双肱骨、尺桡骨可见,双侧股骨可见平 育不良,形似鱼尾;双下肢可完全融合、部分融合,可仅有软 行排列,双侧胫腓骨可见,4条小腿骨相距较近,胎儿活动受 组织融合也可有下肢骨性融合,骨盆骨发育不全,腰骶尾椎 限;宫内检测不出羊水,因无羊水做透声窗胎儿颜面部及手 骨发育不全或缺如;其他畸形,如肛门闭锁、直肠不发育、双 足显示不清。CDFI:腹主动脉较细,未见双侧肾动脉分支(图 肾不发育、膀胱、输尿管子宫缺如、内外生殖器官异常等 1 J。 1)。超声提示:(1)宫内孕,单活胎,约孕22周;(2)无羊水; 本例无羊水,胎儿 肾脏缺如,胃、膀胱因不充盈而不显 (3)胎儿 肾缺如可能。引产后外观检查:胎儿头面部及双上 示,这些表现也是人体鱼序列征的特征之一。因此,要区分 肢正常,双下肢股骨、胫腓骨可触及,由软组织连结在一起; 是单纯 肾缺如还是合并并腿畸形,关键要判断双下肢是否并 双足外翻,右足足趾形态、数目正常,左足只有两趾呈叉状; 在一起,本例因无羊水超声显示困难。回顾分析本病的特 胎儿臀未分开、无肛门、无外生殖器,仅有一豆状隆起 征,如果双下肢骨骼平行排列、相距很近,应该提示本病可能 (图2~5)。产后诊断人体鱼序列征畸形。 性大。另外,腹主动脉细小,脐动脉发自腹主动脉高位,也是 讨论人体鱼序列征即并腿畸形,因其形体与神话中的 产前提示本病的超声特征之一 1 J。 美人鱼相似而得名。此种畸形罕见发生率约1/24 000~ (本文图1~5见光盘) 1/67 000。此种畸形的形成可能与血管窃血现象有关,即由 一条卵黄动脉衍化而来的粗大畸形血管起自高位腹主动脉, 参考文献 行使脐动脉的功能,将血液从脐带输送到胎盘,腹主动脉较 李胜礼胎儿畸形产前超声诊断学-1朊北京:A ̄gN,m,N 细且无分支,使胎儿胸以下各结构出现严重供血不足,而导 仙 (收稿日期:2007—12-06) 作者单位:065000河北省廊坊市妇幼保健中心超声科 (本文编辑:张丹丹) 部淑英.胎儿人体鱼序列征超声表现一例[J/CD].中华医学超声杂志:电子版,2008,5(4):680-681. 

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