超聲心動圖技術(shù)在評價心力衰竭患者左心室收縮功能方面的應(yīng)用

練 敏（綜述），郭 薇（審校）

（福建醫(yī)科大學(xué)省立臨床醫(yī)學(xué)院，福建省立醫(yī)院心血管病研究所，福州 350001）

心力衰竭是各種心臟疾病導(dǎo)致心功能不全的一種綜合征，絕大多數(shù)情況下是指心肌收縮力下降使心排血量不能滿足機體代謝的需要，器官、組織血液灌注不足的表現(xiàn)，其基本病因有擴張性心肌病、冠心病和高血壓心臟病心功能不全、肥厚型心肌病、缺血性心肌病等。它的發(fā)展呈漸進(jìn)性改變，早期常從左心室收縮功能失常開始，逐步發(fā)展到容量超負(fù)荷后引起癥狀和器官低灌注的終末期［1］。早期許多患者無典型的癥狀表現(xiàn)，因而造成就醫(yī)過晚而延誤治療的最佳時機。所以及時、準(zhǔn)確及定量地評價左心室收縮功能可對心力衰竭患者進(jìn)行早期診斷，并對其治療方法的選擇、預(yù)后的評估等具有重要意義。而超聲心動圖具有操作簡單、價格合理、可多次重復(fù)等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于臨床上對左心室收縮功能的檢測。

心臟左心室收縮功能的狀況除了取決于整體收縮功能之外，還取決于心臟局部收縮功能的正常與否及各部位運動是否協(xié)調(diào)。臨床上常用超聲心動圖測量左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）來評價患者的左心室收縮功能，簡單、方便，已得到廣泛應(yīng)用。但它只能評價心臟的整體收縮功能，并容易受前后負(fù)荷、心率、反流量、心臟整體運動等因素的影響，且主觀性較大。對于心力衰竭患者來說，他們存在心室形態(tài)不規(guī)則、心內(nèi)膜邊界顯示不清、收縮不同步等問題，所測LVEF值誤差較大。

近年來發(fā)展起來的超聲心動圖技術(shù)，如全方向M型超聲心動圖（omni-directional M-model echocardiography，OME）、二維斑點追蹤成像（speckle tissue imaging，STI）、組織多普勒顯像（tissue Doppler imaging，TDI）、定量組織速度顯像技術(shù)（quantitative tis-sue velocity imaging，QTVI）、組織多普勒應(yīng)變或應(yīng)變率顯像（strain rate imaging，SRI）等，有受前后負(fù)荷、心肌運動等的影響較小等的優(yōu)點，能在無創(chuàng)、定量、準(zhǔn)確地評價左心室整體功能的同時評價局部收縮功能及協(xié)調(diào)性（即同步性），更客觀、精確，為評價心力衰竭患者左心室收縮功能開辟了更廣闊的應(yīng)用前景。

1 TDI

1．1 TDI的特點 TDI通過直接提取心肌運動多普勒信號，獲得心肌長軸運動的方向、速度、位移、時相等多項信息，對節(jié)段室壁運動進(jìn)行定性、定量研究。

1．2 TDI在評價心力衰竭患者左心室收縮功能方面的應(yīng)用 用TDI脈沖多普勒速度頻譜顯像方法測量二尖瓣環(huán)沿心室長軸的運動速度，是評價左心室整體收縮功能的可靠方法。Gulati等［2］運用TDI測量心力衰竭患者的二尖瓣環(huán)沿心室長軸的運動速度與左心室核素造影所測的LVEF進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩者有良好的相關(guān)性，并且較LVEF敏感。梁致如等［3］也發(fā)現(xiàn)，通過TDI能較LVEF更敏感地檢測到早期局部收縮功能的異常。同時TDI還能直觀了解心臟機械活動情況，從而精確評價心力衰竭患者心肌收縮運動［4］，其不同步指標(biāo)結(jié)合QRS波時限，可供選擇心臟再同步治療的適應(yīng)人群［5］，有重要的臨床指導(dǎo)意義。

1．3 TDI的局限性 TDI技術(shù)是由頻移衍生而來，必然受其固有局限性的影響。首先，具有角度依賴性和無法評估左心室局部扭轉(zhuǎn)運動的影響，只能檢測心肌縱向運動情況;再者，不能同時檢測節(jié)段及整體的收縮運動，容易把心臟的整體位移記錄為被測量組織局部的運動等。

2 QTVI

2．1 QTVI的特點 新近在TDI的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的QTVI由于高幀頻顯像，并可以在一個心動周期內(nèi)進(jìn)行室壁多點（6～8個）取樣，獲得局部心肌的運動曲線，能快速、準(zhǔn)確定量評價左心室局部收縮心肌功能［6］，并較常規(guī)左心室收縮功能評價方法更為敏感、準(zhǔn)確［7］。同時，它受心臟運動、旋轉(zhuǎn)和鄰近節(jié)段的影響較小，故能夠更加實時、直觀地評價左心室心肌長軸的運動。

2．2 QTVI在評價心力衰竭患者左心室收縮功能的應(yīng)用 QTVI技術(shù)既能通過測定左心室壁局部心肌的運動速度來評價心力衰竭患者的左心室局部收縮功能［8］，又能通過測量二尖瓣環(huán)6個位點平均運動速度來反映其左心室的整體收縮功能［9］，并能精確、直觀地評價心力衰竭患者的心室不同步性［10］，對心力衰竭有重要的診斷價值。近年來有學(xué)者［11］用QTVI技術(shù)評價擴張型心肌?。╠ilated cardiomyopathy，DCM）患者的左心室旋轉(zhuǎn)收縮功能，發(fā)現(xiàn)其與LVEF有較好的相關(guān)性。表明QTVI技術(shù)評價的左心室旋轉(zhuǎn)收縮功能是準(zhǔn)確反映左心室收縮功能的超聲新指標(biāo)，可以用來進(jìn)一步評價DCM引起的心力衰竭患者的左心室收縮功能。

2．3 QTVI的局限性 QTVI技術(shù)也是由多普勒頻移衍生而來，必然受到角度選擇，呼吸運動及儀器的增益調(diào)節(jié)等因素的影響，有待發(fā)展。

3 SRI

3．1 SRI的特點 SRI也是在組織多普勒成像的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過對高幀頻（＞150幀/s）心肌彩色多普勒數(shù)據(jù)的后加工，獲得無創(chuàng)、實時的心肌超聲顯像數(shù)據(jù)，即應(yīng)變（心肌在張力作用下發(fā)生變形的能力）與應(yīng)變率（一個單位時間內(nèi)的應(yīng)變大小）。它們反映了局部心肌本身的變形特性，較少地受到心臟位移和鄰近組織牽拉效應(yīng)的影響，是反映心肌局部收縮敏感和特異指標(biāo)［12，13］，成為評價心臟收縮功能的新參數(shù)。

3．2 SRI在評價心力衰竭患者左心室收縮功能的應(yīng)用 朱文輝等［14］通過SRI技術(shù)對心肌梗死后心力衰竭大鼠進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，SRI可定量檢測心力衰竭大鼠左心室局部心肌收縮功能改變，客觀、準(zhǔn)確，并且較常規(guī)方法有更高的重復(fù)性及可信度。鄭淋等［15］通過研究發(fā)現(xiàn)，SRI所測的左心室壁收縮期峰值應(yīng)變與收縮期峰值應(yīng)變率會隨著左心室容量負(fù)荷的增大而發(fā)生規(guī)律性變化，為臨床合理選擇手術(shù)適應(yīng)證提供客觀依據(jù)。同時，SRI還可通過應(yīng)變和應(yīng)變率對心臟再同步治療后的心力衰竭患者進(jìn)行治療效果的評價，并能隨訪預(yù)后［16］。

3．3 SRI的局限性 因SRI還是會受角度、應(yīng)變長度選擇和噪聲干擾的影響，僅能測量縱向的應(yīng)變和應(yīng)變率，有待進(jìn)一步發(fā)展。

4 STI

4．1 STI的特點 STI是利用斑點追蹤技術(shù)，在二維灰階動態(tài)圖像中，在室壁選取一定范圍的感興趣區(qū)，可從心肌運動速度、應(yīng)變、應(yīng)變率、旋轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)等多個運動參數(shù)中，定性、定量地分析心動周期中心肌運動的力學(xué)特征，評估整個感興趣區(qū)內(nèi)各節(jié)段心肌形變程度［17］。由于其與組織多普勒頻移無關(guān)，解決了SRI受角度和應(yīng)變長度的影響，在評價心肌縱向運動的基礎(chǔ)上也能準(zhǔn)確地對左心室短軸的其他三種運動（徑向應(yīng)變、圓周應(yīng)變及旋轉(zhuǎn)角度）進(jìn)行綜合全面的評價。

4．2 STI在評價心力衰竭患者左心室收縮功能的應(yīng)用 現(xiàn)已證實，STI技術(shù)不僅能比較準(zhǔn)確地反映心臟整體的收縮功能［18］，而且能定量評價局部收縮功能，快速準(zhǔn)確。有研究［19］通過STI技術(shù)測量徑向收縮期峰值應(yīng)變率和縱向、徑向、環(huán)向應(yīng)變率達(dá)峰時間等，發(fā)現(xiàn)STI技術(shù)同樣能評價心力衰竭患者早期局部心肌收縮功能，敏感、有效;同時發(fā)現(xiàn)心力衰竭患者徑向和環(huán)向的不同步指標(biāo)與LVEF的相關(guān)性大于縱向［20］。新近有研究［21］證實，通過對心臟扭轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)的評估可評價收縮功能障礙。謝明星等［22］應(yīng)用STI技術(shù)發(fā)現(xiàn)心力衰竭患者的左心室扭轉(zhuǎn)運動減低，左心室心底、心尖相對旋轉(zhuǎn)不同步，旋轉(zhuǎn)角度減低，影響了整體收縮功能，客觀、有效。

4．3 STI的局限性 STI的局限性在于在質(zhì)量較差及低幀頻的圖像中常不能成功追蹤心肌運動，同時對左心室短軸各節(jié)段心肌運動的顯示有局限性［23］，其精確性和重復(fù)性也有待進(jìn)一步提高。

5 OME

5．1 OME的特點 解剖M型超聲心動圖（anatomic M-mode echocardiography，AME）是在傳統(tǒng)M型超聲心動圖（M-model echocardiography，ME）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的實時成像的室壁運動分析新方法。而OME是近年來發(fā)展起來的改進(jìn)AME，是由福州大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系研制的一種從序列二維圖像中提取心臟運動信息的處理系統(tǒng)。它克服了ME取樣角度的局限，彌補了TDI、2D-STI等的不足，可同步產(chǎn)生可互相比較的任意多個、任意方向線上所對應(yīng)的OME，并與其同步的心電信號作時間基準(zhǔn)［24］，是唯一可以在同一心動周期對不同部位的心肌運動進(jìn)行任意多條運動曲線進(jìn)行同步成像的新方法［25］。同時減少了心臟擺動及扭曲產(chǎn)生的影響，提高了測量的精確性、準(zhǔn)確性和重復(fù)性。

5．2 OME在評價心力衰竭患者左心室收縮功能的應(yīng)用 金紅等［26］應(yīng)用AME和ME技術(shù)檢測22例心肌梗死患者左心室整體收縮功能，并與左心室造影相對照。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，AME法所測左心室整體收縮功能各指標(biāo)與左心室造影所測值高度相關(guān)，而ME法所測指標(biāo)與左心室造影比較差異明顯。郭薇等［27］研究發(fā)現(xiàn)，OME測量的左心室徑向心肌運動速度梯度直接反映了與厚度有關(guān)的局部心肌運動信息，對評價心肌肥厚導(dǎo)致的心力衰竭（肥厚性心肌病、高血壓心功能不全等）患者的左心室局部心功能具有重要的臨床價值。同時李蕾等［28］使用OME技術(shù)評價DCM導(dǎo)致的心力衰竭患者左心室短軸局部心肌運動速度，并與QTVI相比較，發(fā)現(xiàn)兩者具有良好的相關(guān)性。

近年來，葉振盛等［29］對OME在評價左心室收縮同步性方面的作用進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)OME能夠有效評價DCM患者左心室心肌徑向收縮的同步性，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討OME與STI對心力衰竭患者左心室徑向收縮不同步評價結(jié)果的一致性，發(fā)現(xiàn)OME與STI技術(shù)對左心室徑向運動同步性的評價結(jié)果一致，均能有效而可靠地評價心力衰竭患者左心室徑向運動的同步性［30］。

5．3 OME的局限性及應(yīng)用前景 雖然OME具有其獨特優(yōu)越性，但同樣存在局限性，如取樣頻率受二維圖像幀頻限制;成像質(zhì)量比傳統(tǒng)M型還要略遜一籌;時間分辨率受制于二維超聲圖像，圖像的邊界會有“模糊”的感覺。但是，若能夠在高幀頻和組織諧波顯像技術(shù)的條件下取樣，大多數(shù)心肌節(jié)段仍然能夠得到質(zhì)量比較滿意的圖像。

6 小結(jié)

隨著超聲技術(shù)的不斷發(fā)展，超聲心動圖對左心室收縮功能的評價也日益完善。超聲心動圖對左心室收縮功能的評價已從定性上升到了定量，從整體上升到了局部，并且其敏感性、特異性、可重復(fù)性均有大幅度的提高，能更精確地評價心力衰竭患者的左心室整體、局部收縮功能及同步性。但是各項超聲心動圖技術(shù)分析心力衰竭患者的左心室心功能原理各不相同，有各自的優(yōu)缺點。在臨床中，如果能根據(jù)患者具體情況將各種技術(shù)進(jìn)行有機結(jié)合，可互相彌補不足，為客觀、早期、準(zhǔn)確、全面地評價心力衰竭患者左心室收縮功能提供巨大幫助。

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