超声心动图在急性心肌梗死中应用进展.docx

1、超声心动图在急性心肌梗死中应用进展超声心动图在急性心肌梗死中的应用进展急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)是冠心病中最严重的类型，我国心肌梗死发病率呈增加趋势，且呈年轻化倾向。心肌梗死发病率5010万，估计每年有50万人发生心肌梗死，累积存活心肌梗死患者200万人1。而根据美国 2004 年的统计资料，每年美国近 90万人患AMI，42%的心肌梗死患者在1年内死亡，其中半数死亡发生在发病后到达医院急诊室之前2。因此，加强早期检测及防治心肌梗死的发生尤为重要。超声心动图在心脏结构及心功能检测工作中有着显著优势，其不仅可以对心脏构型进行观察及相关数据测量

2、，还可以评价心脏收缩及舒张功能，检测结果对心脏疾病的诊断，治疗决策及疗效评价等方面均有重要意义。在急性心肌梗死的病程发展、转归及预后中，超声心动图的应用一直是人们关注的重点。因此，本文对目前国内、外在这方面的研究现状及问题进行综述。1. 急性心肌梗死（AMI）急性心肌梗塞是指冠状动脉急性闭塞，血流中断，所引起的局部心肌的缺血性坏死，临床表现有持久的胸骨后疼痛、休克、心律失常和心力衰竭，并有血清心肌酶增高以及心电图的改变。早期诊断心梗很困难， 因为心电图确诊率为5070，且CK-M和肌钙蛋白这些生化标志物只有出现心肌组织死亡时才升高3。 急性心肌梗死后，缺血区或梗死区的心肌出现心肌收缩运动减弱或

3、消失，而非缺血区的心肌代偿性运动增强，导致左室心肌的收缩不同步运动，研究表明，心脏的不同步运动与心功能的恶化密切相关4。超声心动图在观察心肌同步运动，心脏功能测量上有极大的优势，还可以将急性心梗后心脏形态学变化反映成图像资料用以处理分析，因此，急性心肌梗死后因此通过超声心动图对急性心梗早期进行检测具有可行性。 2. 超声心动图2.1 二维超声心动图(two-dimensional echocardiography, 2DE) 二维超声心动图通过灰阶显像，可直观评价瓣膜及室壁回声、形态，以及瓣膜和室壁运动是否正常、协调，亦可半定量评价心室整体和局部功能。实践表明，从定性或半定量分析来看，2DE评

4、价心肌缺血及心肌梗死简单实用； 但若从定量分析角度来看，2D心室壁运动分析法则有许多实际困难。除了受成像质量(空间分辨率) 和帧频(时间分辨率) 影响外，现有的2DE分析参考系均无法避免心动周期中位移、旋转及呼吸对心脏位置的影响5。 2DE结果具有主观性，敏感性差，量化效果较差，不能同时显示心室壁各节段的瞬时运动状态。另外，在急性心肌梗死早期，梗死心肌室壁运动障碍，但可由正常心肌代偿，梗死心肌被动牵拉运动，心肌整体搏动和心肌整体收缩功能可不受影响，单纯二维超声观察室壁运动也可以为无明显异常。2.2 M型超声心动图(M-mode echocardiography)2.2.1传统M型超声心动图 M

5、型超声心动图是对心脏一维方式显示取样线所在测量点距离随时间变化的曲线。传统M型超声操作简便、空间和时间分辨率高、可重复性好，曾广泛应用于临床心脏疾病检查工作中。可应用胸骨旁左心室长轴切面或短轴切面( 腱索水平) 引导的M型超声，检测室间隔和左心室后壁之间的运动延迟(septal to posterior wall motion delay, SPWMD)。M超中可准确显示局部梗死心肌的室壁节段性运动异常，即梗死区域室壁运动明显减弱或消失，周边运动减低，与梗死区域相对应室壁运动往往增强。但由于传统M型超声只能获得一条取样线上的信息，检测信息量少，另外，检测时取样线必须经过扇面顶点，观察室壁，运动

6、时取样线应尽量垂直于检测室壁所得数据更为准确，因此很难全面的对心脏室壁进行有效的评价。2.2.2解剖M型超声心动图(anatomic M-mode echocardiography, AMM)目前，解剖M型超声解决了M型取样线受局限、不能垂直室壁等问题，可在任意方向放置取样线，对左室极大的拓宽了M型超声心动图的应用范围，可同时对各感兴趣的室壁的运动进行定量检测，对局部室壁的厚度、搏动幅度、室壁增厚率等及与时间的变化关系进行测量，并有利于进行比较分析，提高心肌缺血的阳性检出率6。然而，AME并非真正M型取样线上的原始超声数据，其本质是2DE图像数据的M型显示方式，因而受制于2DE的时间分辨率(

7、帧频)，尤其在侧向存在着时间分辨率不足的缺点。 2.3 脉冲多普勒(pulsed wave, PW)急性心梗可导致左室顺应性降低，通过二尖瓣口PW测得E峰与A峰用以间接评价左室舒张功能，但当出现房颤或心律不齐时，二尖瓣口血流频谱可呈单峰，此时无法通过E/A比值估测舒张功能。2.4 彩色室壁运动(Color Kinesism, CK)CK技术是今年来出现的一种实时、定量分析室壁运动的新技术7，以自动边缘检测技术为基础，可实时跟踪和连续显示心内膜运动8。心内膜位移以彩阶表示，彩阶的宽度代表心内膜位移，应用时可以采用半定量或定量分析心内膜位移。其采用切面面积和容积变化两种方法测量心功能，不受左室腔几

8、何形态改变和呼吸等因素的影响，而且心内膜的显示是根据能量信号，故适用于存在节段性室壁运动异常及左室扩大等患者心功能的评价，亦适用于评价急性心肌梗死患者左室收缩功能的变化。有研究显示，AMI后，患者梗死局部心内膜收缩期位移值(Endocardial systolic excursion, ESE)明显低于健康对照相同节段心肌9 。但CK仅代表室壁向心运动情况，心脏的水平运动及轴向运动对其有一定的影响。2.5 组织多普勒成像(tissue Doppler imaging,TDI)通过抑制高频率、低振幅的血流信号而获得低频率、高振幅的心机运动信号，借助全视野现象和心肌彩色编码，获取组织组度在空间和瞬

9、间过程中产生的所有参数，并以多种形式将各室壁的运动信息进行实时显示10。2.5.1定量组织速度成像( quantitative tissue velocity imaging, QTVI)定量组织速度成像技术通过彩色编码技术代表心肌组织运动的方向与速度，获得心肌舒张早期峰值速度时限(TQ-E)及同一节段 6 个壁间 TQ2E 的最大差值( Inter-TQ2E) 、 同一壁内 3 个节段间 TQ-E 的最大差值 ( Intra-TQ2E) 及左心室18个位点间TQ-E 的最大差值 (Max-TQ2E)对心肌室壁运动进行评价，其具有较高的时间分辨力，通过调节取样深度、扫描角度、频率等(可使帧频可

10、达200帧/s以上，时间分辨率小至3ms)，可以获得局部心肌缺血心肌节段的运动曲线。它能够同时多点取样，同步获得不同心肌节段整个心动周期的运动信息，以便相互比较。因此，它可以更精确、更全面地评价室壁运动。近年来研究表明，定量组织速度成像舒张期测值不受心肌负荷状态的影响，可较准确地反映心室舒张功能11。有研究采用彩色定量组织速度成像(QTVI)技术评价心肌梗死患者左室舒张功能及整体舒张功能，显示不同阶段以及不同室壁的同步性舒张指标都明显低于正常人，而且左心室非同步舒张运动指标与舒张功能指标高度相关12。刘艳兰13等运用QTVI技术评价急性心肌梗死患者左房收缩功能的研究还显示急性心肌梗死患者左房主

11、动收缩功能增强。2.5.2组织追踪成像(tissue tracking imaging, TTI) 也称组织位移成像。TTI技术通过定量组织位移图反映心肌时间-距离变化的曲线，该曲线是心肌运动速度(V)的时间-速度积分，反映收缩期位移(Ds)，即主要反映收缩功能。该曲线较光滑、清楚，受心脏运动、旋转和邻近阶段的影响小，故该技术是一项能够实时直观评价左室心肌长轴运动的指标14。徐伟忠15在通过组织追踪成像评价心肌梗死患者左室收缩功能时指出，在心肌缺血时，表现为长轴功能首先受损，而短轴功能仍正常，因此在左室整体功能仍然正常时，左室长轴可以提供功能变化的信息。2.5.3应变(strain, S)与应

12、变率成像(tissue strain rate imaging, SRI)心肌应变则指的是心肌组织在指定时间内心肌收缩期相对于其原始形状的变形程度16。 应变率( Strain rate, SR)是指心肌组织在单位时间内的变形程度。早期TDI测量的心肌SR被描述为短轴的速度梯度(心内膜下心肌速度与心外膜下心肌速度之差除以心肌厚度)或长轴的SR(单位长度的速度差值)。用超声显像方法得到实时SR，使局部心肌应变力可通过局部多普勒的速度梯度与时间积分获得，这是一个以舒张末为参照的定量指标。大量研究证实17-19，心肌应变力、SR是描述心肌收缩、舒张功能的可靠指标。心梗后受累节段收缩期应变率峰值与梗死

13、前相应节段相比明显减低20，梗死区和相邻节段等容舒张期出现负向SR波21。郭宝东22等研究还显示心尖梗死患者心尖旋转幅度与心尖梗死区心肌应变率减低密切相关。然而，SRI具有很大的角度依赖性，为了获得相对准确的数据，必须使声速与心肌运动夹角非常小，因此测量时应尽量使声束的方向与组织运动的方向保持一致。于此同时，SRI还受噪声和帧频等因素的影响。2.6 Tei指数(Tei index)Tei指数，也称为心肌活动指数(myocardial performance index, MPI)，其定义为心室等容收缩间期时间(isovolumic contraction time, ICT)与等容舒张期时间(

14、isovolumic relaxation time, IRT)之和与左室射血时间(ejection time, ET)的比值，即Tei指数=(ICT+IRT)/ET。Tei指数检测方法简便，重复性强，用以评价心脏收缩和舒张整体功能。左室Tei指数0.40，右室Tei指数RV 0.30是成人Tei指数的正常值，超过此限时即可认为心脏功能紊乱23。由于ICT、ET的介入，Tei指数可反映梗死后心肌的收缩功能，有研究指出梗死后心肌Tei指数较EF变化更为敏感24。Tei指数还是心梗早期阶段预测左室功能紊乱及心衰发生的敏感指标25。大量研究显示， Tei指数可反映心梗超急性期25和慢性期24,26的

15、左室舒张功能严重受损。该指数在患者平卧位时不受心率、动脉压、房室反流、心室的几何形态及前、后负荷影响23。但在急性心梗患者的心脏机能受限阶段27和在单纯心衰患者28，Tei指数可出现假性正常化。此外，由于是通过时间，计算Tei指数，测量ICT、IRT及ET的方法可以有多种，采用血流频谱进行测量时，需要同时显示流出道及流入道，采用TDI进行测量时，需将取样点放置于取样点，并使取样线方向与运动方向夹角尽量小。Tei指数不能反映单一心脏舒张功能不全的变化，亦不能反映心功能不全的程度。2.7 斑点追踪成像 (speckle tracking imaging, STI)STI是新近发展起来的超声定量分析

16、工具，是逐帧追踪灰阶图像中小于入射超声波长的细小结构产生的背向散射斑点信息，实时跟踪不同帧频间同一位置的心肌运动轨迹。由于斑点追术与组织多普勒频移无关，因此没有角度依赖性，可无创、准确地测量心脏的纵向、径向、圆周和扭转运动29。Govind30等通过STI对29例患者心肌梗死后左室心肌纤维构型进行评估，结果显示心脏收缩时左室扭转减弱，伴随LVEF40%时减弱趋势尤为显著。 研究表明31，STE可对缺血和梗死心肌的收缩功能进行定量评价. 另有研究32显示，超声斑点追踪技术可以较好地评价左室内不同步性，二维应变短轴可更准确地判断心肌梗死患者心尖段的不同步性。但目前超声二维斑点技术仍存在一定的局限性

17、：要求高帧频并清晰显示二维图像， 重复性不理想、受呼吸及心率影响等。 2.7速度向量成像技术(velocity vector imaging, VVI)VVI是一种研究心肌结构力学和分析心室壁局部功能的新技术，其建立在二维超声成像基础上，利用超声像素的空间相干性，斑点追踪及边界追踪等技术，自动跟踪二维超声图像中所描记的研究对象位置的变化，采集原始的二维像素的振幅及相位信息，把速度矢量叠加在二维图像上，研究对象的运动用带箭头的直线表示， 箭头的长度代表速度大小， 箭头的指向代表速度方向。VVI不受扫查角度、帧频、信号、噪声、心脏整体的运动及邻近心肌的被动牵拉的影响。具有较高的空间和时间分辨率，可

18、反映各个方向的心肌及血管壁运动，量化心肌组织及血管壁在多个平面运动的结构力学向量，有助于提高心血管疾病检查的准确性。李赵欢33等通过小样本研究显示梗死组纵向收缩期峰值速度(Vs)、峰值位移(D)与缺血组和正常组在部分心肌节段有统计学差异。VVI 较TDI技术的帧频低，图像要求尽可能清晰，避免瞬时信息可能缺失，才能准确识别心内膜及心肌的边界，勾画心内膜清晰的程度将会影响到分析结果，因此选择二维超声图像时应尽量清晰，保持心律基本匀齐，所测数据才能真实可靠34。 2.8实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography, RT-3DE)RT-

19、3DE也称四维超声心动图， 能经胸快速实时地采集和同步三维显示心脏图像， 并能切割显示任意切面观的心脏解剖结构， 目前已应用于临床。与传统二维超声心动图相比， RT-3DE的最大优点是对心腔容量和结构较准确的分析。 Jacobs等使用2DE、RT-3DE分别了测量左室容积及射血分数，分析结果表明RT-3DE在测量左室容积及心功能方面较2DE更为准确35。通过对犬急性心肌梗死动物模型RT-3DE和2DE对比研究，姚桂华36等学者认为RT-3DE在测量急性心肌梗死左心室容积和射血分数中具有较高的准确性和可重复性，而RT-3DE 4-平面法是既准确又省时的最佳测量切面。杨军37等通过应用三维超声心动

20、图对心肌梗死患者左室收缩不同步性和整体功能进行研究探讨，结果显示心肌梗死患者16节段不同步参数与对照组有显著差异，与左室EF值呈负相关。三维重建技术可以几近真实地反映左室的立体结构及动态变化，并接近真实的计算出左室容积。因其可从多个已知角度的切面获取数据，且不需对心室形状做出假设。三维超声心动图也有其局限性，如定位平面的位置、需多角度勾勒心内膜边界等。3. 展望与问题随着各种超声成像技术的不断发展，有越来越多的超声方法可以用于检测急性心肌梗死后室壁阶段运动以及评价心功能，因此，超声成像技术对急性心肌梗死的早期发现、诊断、临床治疗及预后具有重大意义。但仍有一些问题亟待解决：(1)超声评价心脏机械

21、同步性的最佳指标和标准化问题；(2)室壁纵向运动、轴向运动及旋转运动的综合评价指标问题；(3)缺血心肌部位的准确定位问题；(4)各种超声新技术的可靠性及技术间相关性、优势性研究；(5)超声心动图对急性心梗患者的远期预后问题。我们相信，伴随研究的深入及分析软件的完善，超声心动图必将为急性心肌梗死的早期诊断与预后评价提供更多有价值的信息。参考文献1 汪 芳. 远离冠心病, 保健医苑J. 2006, 9: 10-112 American Heart Association. Heart Disease & Stroke Statistics-2004 update3 David GC, Nikola

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