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【心超筆記】? 超聲心功能測定之左室收縮功能

 海浪晨曦 2015-12-26

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導(dǎo)讀:

人體的正常新陳代謝所需依賴于心臟的正常泵功能,也就是正常的心輸出量。如果說,心室的舒張是產(chǎn)生心輸出量的基礎(chǔ),那么心室的收縮就是泵出心輸出量的過程。左室的正常收縮,才能完成心臟泵血的基本功能,以滿足人體所需。因此,左室收縮功能的正確評價(jià),對臨床診療和預(yù)后具有重要的意義。


作者:張文軍 作者兼指導(dǎo):楊好意




  心臟在循環(huán)系統(tǒng)中的地位不言而喻,其核心作用就是泵出血液以適應(yīng)機(jī)體新陳代謝的需要。所以,簡單而言,心輸出量就是衡量心泵功能的基本指標(biāo)。左室舒張,是左室產(chǎn)生正常心輸出量的生理基礎(chǔ),而左室收縮,則是泵出心輸出量的過程。這個(gè)過程,與心臟舒張一樣,也是一個(gè)極其復(fù)雜、影響因素眾多的生理過程。

  左室收縮功能主要指左室心肌收縮力,左室壓力-容積關(guān)系可反映其收縮功能。當(dāng)收縮功能正常時(shí),可以泵出能滿足機(jī)體需要的心輸出量,反之則心輸出量減低。收縮功能降低,常出現(xiàn)在舒張功能受損之后,其衰竭的程度是評估許多心血管疾病,如缺血性心臟病、心肌病、心臟瓣膜病和先天性心臟病臨床轉(zhuǎn)歸的重要指標(biāo)。因此,正確評價(jià)收縮功能是否受損及嚴(yán)重程度對于臨床診療和預(yù)后至關(guān)重要。



左室壓力-容積關(guān)系


  超聲心動(dòng)圖對左室收縮功能可以進(jìn)行定性及定量評價(jià),包括了左室整體收縮功能及局部收縮功能,已經(jīng)成為臨床無創(chuàng)評價(jià)心室收縮功能的重要方法。

左室整體收縮功能的超聲評價(jià)方法

 



  正確評價(jià)左室整體收縮功能就是準(zhǔn)確計(jì)算左室容量的問題。對于一個(gè)規(guī)則的幾何體,根據(jù)經(jīng)典數(shù)學(xué)公式,很容易做到準(zhǔn)確計(jì)算。如長方體,V=abc(abc分別為長方體的長寬高);球體,V4/3πr3(r為球體的半徑);橢圓體,V4/3πab2

(ab分別為橢圓體長軸和短軸的半徑)。我們知道,左心室是不規(guī)則的幾何體,因此需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行評估。


1
M型超聲心動(dòng)圖


心室波群測量左室收縮功能

  獲得標(biāo)準(zhǔn)心室波群,需要強(qiáng)調(diào)的是要將M型取樣線垂直于左室長軸,置于腱索水平;要在舒張末期測量Dd,收縮末期測量Ds,否則很小的誤差代入計(jì)算容積公式后三次方則產(chǎn)生較大的誤差。常用測量指標(biāo)為左室舒張末期內(nèi)徑(Dd)、左室收縮末期內(nèi)徑(Ds)、左室舒張末期容積(EDV)、左室收縮末期容積(ESV)、短軸縮短率(FS)、左室射血分?jǐn)?shù)(EF)、心搏量(SV)、心輸出量(CO)、心指數(shù)(CI)等。
  該法應(yīng)用的前提是設(shè)定左心室形狀類似橢球體,左心室各部位室壁的運(yùn)動(dòng)均勻一致,對于左室變形、有明顯節(jié)段性運(yùn)動(dòng)異常的病人有較大局限性。一般用Pombo公式法,對于左室擴(kuò)大者,用校正的Teichholz公式法。


2
二維超聲心動(dòng)圖


心尖四腔心Simpson法測量左室收縮功能

  標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心或二腔心切面,描記左室舒張末期和收縮末期心內(nèi)膜軌跡,根據(jù)簡化Simpson法計(jì)算左室容積。
  Simpson法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是,不管物體形狀如何,該物體的容積等于該物體切成多等分切面的容積總和,每一切面可根據(jù)橢圓體計(jì)算容積。而簡化Simpson法,取心尖正交兩切面(四腔和二腔),沿左室長軸將左心室分為20等分圓柱體,各圓柱體容積之和即為左心室容積。
  Simpson法適用于形態(tài)異常左室功能測定,尤其適用于伴有室壁節(jié)段性運(yùn)動(dòng)異常的冠心病患者,但測定和計(jì)算方法復(fù)雜,對于未能顯示心尖、心內(nèi)膜顯示不滿意的存在較大局限性。對于運(yùn)動(dòng)異常的室壁剛好在心尖四腔心或二腔心上的,低估了心功能,反之則高估了心功能。
  聲學(xué)定量技術(shù)即是根據(jù)回聲信號(hào),儀器自動(dòng)識(shí)別組織血液界面,跟蹤勾畫心內(nèi)膜輪廓,采用單平面Simpson法計(jì)算左室容量的方法。

3
三維超聲心動(dòng)圖


三平面實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖測量左室收縮功能

三平面實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖Simpson法測量左室收縮功能:左圖為舒張末期,右圖為收縮末期

  單平面或雙平面Simpson法評估心功能容易低估或高估,三維超聲心動(dòng)圖增加了更多的平面,更全面。缺點(diǎn)是繁瑣耗時(shí)和對清晰顯示心內(nèi)膜的依賴性。


左心聲學(xué)造影

左心聲學(xué)造影二維超聲心動(dòng)圖:左圖為舒張末期,右圖為收縮末期

左心聲學(xué)造影三維超聲心動(dòng)圖

  利用造影劑二次諧波成像的方法清晰勾畫心內(nèi)膜位置,再從二維到三維,則可提高測量容積的準(zhǔn)確性。


4
多普勒超聲心動(dòng)圖

脈沖多普勒方法測量SV和CO




  胸骨旁左心長軸切面測量主動(dòng)脈瓣口直徑(D),心尖五腔心切面獲得主動(dòng)脈瓣口血流頻譜,描記速度-時(shí)間積分(VTI),SV = π×(D/2)2 ×VTI。


連續(xù)多普勒測量左室dp/dt



  dp/dt是等容收縮期左室壓力的最大上升速率,它反映了左室心肌的收縮性能。具體方法為:在四腔心切面獲得二尖瓣反流頻譜,在連續(xù)波多普勒記錄的二尖瓣反流頻譜上,測量速度1.0米/秒和3.0米/秒之間的時(shí)間間期(T)。

  在整個(gè)等容收縮期左房壓力沒有明顯變化,所以等容收縮期二尖瓣反流的速度變化反映了左室壓力的變化。因此,該法測定的前提是有二尖瓣反流,且反流速度>3.0m/s。dp/dt = 32 mmHg / T,正常情況下dp/dt ≥1200mmHg/秒。

5
時(shí)間指標(biāo)——經(jīng)典的心功能指標(biāo)

  評價(jià)左室整體收縮功能的時(shí)間指標(biāo)有:射血前期(PEP)、射血時(shí)間(ET)、PEP/ET、等容收縮時(shí)間(ICT)等。


主動(dòng)脈瓣M型曲線測量ET和PEP:ET為主動(dòng)脈瓣開放K點(diǎn)至關(guān)閉G點(diǎn)之間的時(shí)間,PEP為心電圖QRS波起點(diǎn)至主動(dòng)脈瓣開放K點(diǎn)之間的時(shí)間


主動(dòng)脈瓣口頻譜測量ET和PEP:ET為主動(dòng)脈瓣口頻譜起始點(diǎn)至終止點(diǎn)之間的時(shí)間,PEP為心電圖QRS波起點(diǎn)至主動(dòng)脈瓣口頻譜起始點(diǎn)之間的時(shí)間


二尖瓣口血流頻譜ICT和ET:取心尖左心長軸切面,將PW取樣容積置于二尖瓣口紅色血流與左室流出道藍(lán)色血流之間,ICT為A峰終點(diǎn)至左室流出道收縮期頻譜起始點(diǎn)之間的時(shí)間,ET為左室流出道收縮期頻譜起始點(diǎn)至終止點(diǎn)之間的時(shí)間

組織多普勒頻譜測量ICT和ET:取心尖四腔心切面,將PW取樣容積置于室間隔二尖瓣環(huán)處,ICT為a’終點(diǎn)至s’起點(diǎn)之間的時(shí)間,ET為s’起點(diǎn)至終點(diǎn)之間的時(shí)間


6
心肌做功指數(shù)——Tei指數(shù)




  Tei指數(shù)=a-b/b=(IRT+ICT)/ET,可用上述兩種方法即二尖瓣口血流頻譜和組織多普勒頻譜測量。

左室局部收縮功能的超聲評價(jià)方法

  評價(jià)左室局部收縮功能必須熟悉左室壁節(jié)段劃分,目前常用的左室壁節(jié)段劃分法有1989年美國超聲心動(dòng)圖協(xié)會(huì)推薦的16節(jié)段劃分法和2002年美國心臟病學(xué)會(huì)推薦的17節(jié)段劃分法。


1
目測法

  根據(jù)二維超聲心動(dòng)圖目測法,將室壁運(yùn)動(dòng)分為運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)或運(yùn)動(dòng)正常、運(yùn)動(dòng)減低、運(yùn)動(dòng)消失、矛盾運(yùn)動(dòng)、室壁瘤形成,分別記為1、2、3、4、5分。室壁運(yùn)動(dòng)計(jì)分指數(shù)(WMSI)=各節(jié)段計(jì)分的總和/節(jié)段數(shù),正常=1,WMSI越大,室壁運(yùn)動(dòng)越差。
  雖然目測法估計(jì)室壁運(yùn)動(dòng)有一定的主觀性,但作者認(rèn)為有經(jīng)驗(yàn)的心超醫(yī)師完全可以作出準(zhǔn)確判斷。其中,觀察心內(nèi)膜的位移和節(jié)段室壁增厚率是主要方法。正常情況下,心內(nèi)膜位移>5mm,室壁增厚率>30%。



乳頭肌水平左室短軸切面顯示前壁,前間隔室壁運(yùn)動(dòng)減低,計(jì)分為2分


2
組織多普勒

組織速度成像(tissue velocity imaging)


  組織速度成像測量局部心肌的運(yùn)動(dòng)速度,反映局部心肌的收縮功能。



三維彩色組織速度成像

組織速度成像時(shí)間-速度曲線

A為正常人組織速度曲線圖,B為擴(kuò)張型心肌病患者,收縮期心肌運(yùn)動(dòng)速度明顯減低

組織追蹤成像(tissue tracking imaging)

  組織追蹤成像測量局部心肌的位移,可以二維彩色顯示半定量分析,亦可以時(shí)間位移曲線定量分析。


三維組織追蹤成像

組織追蹤示意圖:不同部位室壁不同大小的位移用不同顏色表示,即彩色編碼技術(shù)

正常人心尖四腔心切面組織追蹤圖:顯示室間隔和左室側(cè)壁不同節(jié)段的位移幅度,可見從心尖部到基底部位移逐漸增加


組織追蹤成像時(shí)間-位移曲線

應(yīng)變和應(yīng)變率成像(strain and strain rate imaging)

  應(yīng)變反映心肌在張力的作用下發(fā)生變形的能力,常用心肌長度的變化值占心肌原長度(即不受外力作用時(shí))的百分?jǐn)?shù)表示。應(yīng)變率是應(yīng)變的時(shí)間導(dǎo)數(shù),反映心肌發(fā)生變形的速度,單位為1/s 
 

正常人室間隔中部應(yīng)變曲線:該曲線可顯示室壁應(yīng)變在心動(dòng)周期中的瞬時(shí)變化


正常人室間隔中部應(yīng)變率曲線:收縮期室間隔收縮變短,應(yīng)變率為負(fù)值,顯示在曲線下方;舒張期室間隔舒張變長,應(yīng)變率為正值,顯示在曲線上方


正常人左室壁各部位應(yīng)變和應(yīng)變率基本相等。左圖為應(yīng)變曲線,右圖為應(yīng)變率曲線

室間隔近心尖部心梗患者,該部位心肌應(yīng)變及應(yīng)變率明顯降低


3
斑點(diǎn)追蹤成像( speckle tracking imaging)

  在二維圖像上,利用斑點(diǎn)追蹤技術(shù)( speckle tracking)自動(dòng)追蹤感興趣區(qū)內(nèi)組織中各點(diǎn)在心動(dòng)周期的運(yùn)動(dòng)軌跡,計(jì)算感興趣區(qū)中各室壁節(jié)段心肌的變形。由于斑點(diǎn)追蹤技術(shù)與組織多普勒頻移無關(guān),因此不受聲束方向與室壁運(yùn)動(dòng)方向間夾角的影響,沒有角度依賴性。



  整個(gè)左心室大約由30%的環(huán)形肌和70%的縱行肌纖維組成,包括內(nèi)、外層的螺旋形肌束和中層的環(huán)形肌束。整個(gè)左心室運(yùn)動(dòng)也由此可分解成縱向運(yùn)動(dòng)、徑向運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。


斑點(diǎn)追蹤成像顯示心肌旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

斑點(diǎn)追蹤成像測量心肌縱向運(yùn)動(dòng)

斑點(diǎn)追蹤成像測量心肌徑向運(yùn)動(dòng)

斑點(diǎn)追蹤成像測量心肌圓周運(yùn)動(dòng)

斑點(diǎn)追蹤成像測量心肌旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng):左圖為基底部室壁,從心尖向心底看為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(中部室壁運(yùn)動(dòng)與基底部相同);右圖為心尖部室壁,從心尖向心底看為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),因此收縮期整體心肌的運(yùn)動(dòng)類似于“擠毛巾”樣運(yùn)動(dòng)

小結(jié)

超聲心動(dòng)圖是目前無創(chuàng)性評價(jià)左室收縮功能的重要方法,它在指導(dǎo)臨床治療和估計(jì)預(yù)后等方面具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。各種評價(jià)方法均有其優(yōu)勢和局限性,在臨床實(shí)際工作中,要把各種技術(shù)方法結(jié)合起來,從而對左室收縮功能作出比較全面和正確的評價(jià)。


作者申明:超聲圖片由華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院超聲影像科楊好意教授提供,文字為作者原創(chuàng),未經(jīng)本人許可,均不得盜用!


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【心超筆記】?超聲心功能測定之左室舒張功能


本期:文字整理 知足常樂;圖文編輯 琴音飛雪



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