四維超聲心動圖評價急性心肌梗死急診PCI術(shù)后左心室功能改變的研究進展

高月榮，馬洪山，張 萍

四維超聲心動圖評價急性心肌梗死急診PCI術(shù)后左心室功能改變的研究進展

高月榮1，馬洪山2，張 萍2

急性心肌梗死(AMI)已成為現(xiàn)今社會常見的死亡原因之一，急診經(jīng)皮冠狀動脈介入術(shù)(PCI)是AMI病人的首選治療措施，可顯著改善AMI病人的心臟功能及預(yù)后。PCI術(shù)后左室功能變化指標是判斷病人預(yù)后及指導(dǎo)臨床用藥的重要依據(jù)，超聲心動圖(UCG)是目前廣泛應(yīng)用于臨床的影像學(xué)檢查之一，四維超聲心動圖在評價左心室功能上有顯著優(yōu)勢。本文對急性心肌梗死病人行PCI術(shù)后評價左心室功能的臨床方法作一綜述。

急性心肌梗死；左心室功能；超聲心動圖；核素心肌灌注顯像；磁共振成像

急性心肌梗死(AMI)是現(xiàn)代社會一個常見的死亡原因[1]，2002年—2014年急性心肌梗死死亡率總體呈上升趨勢，從2005年開始呈快速上升趨勢，AMI死亡率隨年齡的增加而增加[2]。AMI主要是由冠狀動脈急性、持續(xù)性缺血缺氧所引起的大量心肌細胞壞死，伴有炎癥反應(yīng)、血清心肌酶活性增高及進行性心電圖變化，可并發(fā)心律失常、休克或心力衰竭，常可危及生命[3-5]。相關(guān)研究已證實[6]：AMI后會導(dǎo)致心肌瘢痕的增生與心室重構(gòu)，逐漸出現(xiàn)的缺血性心肌病與心臟功能的衰竭是急性心肌梗死的主要致殘、致死原因。引發(fā)AMI的主要原因為急性冠脈閉塞，如果在梗死的早期能夠迅速、完全地開通梗死相關(guān)動脈，就可以有效增加存活心肌的數(shù)量，從而改善心室重構(gòu)，提高AMI病人的生存率[7-8]。動物實驗及臨床研究均已證實[9-12]：再灌注治療可顯著改善AMI病人的心臟功能及預(yù)后。經(jīng)皮冠狀動脈介入(PCI)術(shù)作為再灌注治療的有效手段之一，能直接開通梗死相關(guān)動脈，恢復(fù)缺血心肌血液供應(yīng)，可有效限制和縮小梗死面積，保護左心室功能，改善病人心室重構(gòu)和近期預(yù)后[13]。

在臨床上，AMI的診斷主要依靠臨床癥狀、血清壞死標記物、心電圖(ECG)、胸部X線、冠狀動脈造影、超聲心動圖(UCG)等，其中，UCG在急性心肌梗死方面的預(yù)測價值高達95%～98%，同時也作為判斷PCI術(shù)后心臟功能改變的一個重要依據(jù)[14]，廣泛應(yīng)用于AMI病人行PCI術(shù)后左室功能的評價。

1 目前臨床上用于評價左室心臟功能的方法

1.1 心臟磁共振成像(MRI) 采取左室短軸成像的方法，將整個心動周期的數(shù)層短軸電影輸入工作站心功能軟件包，通過手動或半自動勾畫出左室內(nèi)外側(cè)壁舒張和收縮末室壁輪廓，應(yīng)用心功能軟件積分法計算心室容積，即舒張末期心室容積(EVD)、收縮末期心室容積(ESV)、每搏輸出量(SV)、射血分數(shù)(EF)，除此之外，還可對心室厚度進行分析，同時以電影形式對心室肌壁在每一周期中各時相的形態(tài)運動功能進行觀察。磁共振成像(MRI)具有高時間、高空間分辨率、成像速度快的特點，所測得的心臟各項運動指標更為準確，尤其對左、右心室功能的測定及心肌運動節(jié)段性異常的判定有獨特的特點，可對心臟功能進行定量分析，為深入研究左心室功能異常打下基礎(chǔ)[15]。國內(nèi)外大量研究已證明：MRI為公認的心臟功能測定“金標準”，但由于其檢查費用昂貴，不能進行床旁監(jiān)測，無法及時對AMI病人進行心功能的測定，在臨床應(yīng)用中受到限制。另外，心律不齊、呼吸運動造成的運動偽影及起搏器術(shù)后都會對檢查結(jié)果造成干擾，因此，雖然MRI在心功能檢查方面有其特殊的優(yōu)越性，但是并不做為AMI病人心功能檢查的首選。

1.2 核素心肌灌注顯像(MPI) MPI可對冠狀動脈病變程度及范圍做出良好的判斷，同時還能夠較準確評估心肌活性及壞死的情況，從而有助于預(yù)測AMI行急診PCI術(shù)后的療效及遠期預(yù)后。在左室功能的測定方面，發(fā)射型計算機斷層掃描顯像(ECT)主要根據(jù)心肌組織上被放射性核素標記的心肌灌注顯像劑的分布而成像，可反映即刻的心肌血流灌注，由于心臟室壁運動失調(diào)可在術(shù)后恢復(fù)正常，部分心肌功能可在再灌注后得到完全或部分恢復(fù)，因此，可依據(jù)心肌存活范圍、程度、冠狀血管血流動力學(xué)及心肌血流局部分布間接評價AMI在急診PCI術(shù)后左心室功能的改變[16]，由于其只能對心功能進行定性分析，且受醫(yī)師主觀判斷影響大，在臨床上并不選擇ECT作為評價左心室功能的首選?，F(xiàn)今主要運用于臨床定量評價左心室功能的為門控心肌顯像技術(shù)(Gated SPECT)，其能準確定位心肌病變部位，并在一次檢查中同時得到心肌血流灌注狀況、左心室射血分數(shù)(LVEF)、舒張末期容積(EDV)、收縮末期容積(ESV)、室壁運動(WM)及室壁收縮增厚率(WT)[17-18]，準確評估病人左心室功能，但由于其成像時間較長、價格昂貴，無法適時進行床旁操作，短期內(nèi)可重復(fù)差，廣泛運用于AMI的臨床實踐受到限制。

1.3 冠狀動脈多層螺旋CT血管成像(CTA) 近年來多層螺旋CT(MSCT)血管成像技術(shù)逐漸發(fā)展成熟，從4排、16排、64排、128排、256排及320排螺旋CT，其球管轉(zhuǎn)速大大加快，時間分辨率顯著提高，同時具備掃描速度快，損傷小、時間及空間分辨率高的特點，為冠狀動脈病變無創(chuàng)檢查提供了新的方法。MSCT通過功能強大的后處理軟件，可以獲得優(yōu)良的冠狀動脈CT圖像，優(yōu)化影像后處理技術(shù)的意義在于更高效地處理龐大的數(shù)據(jù)流量，同時使CT診斷由二維平面模式向多維空間模式發(fā)展，在心臟CT領(lǐng)域中，可以實現(xiàn)冠狀動脈分析、心功能分析、計算機輔助診斷技術(shù)等[19]。MSCT結(jié)合回顧性心電門控技術(shù)可在心動周期的任意時相進行圖像重建，同時利用冠狀動脈成像所得到的三維容積數(shù)據(jù)，可以計算各種心功能參數(shù)，定量的評價AMI在急診PCI術(shù)后左室功能的改變，但由于MSCT不能完全抑制運動偽影的產(chǎn)生，對于心率過快及心律不齊的病人不能取得良好的圖像質(zhì)量，因此在臨床應(yīng)用中受到限制，同時其輻射作用而具有的潛在致癌性使其不具有可重復(fù)性。

1.4 數(shù)字減影血管造影(DSA) 是通過計算機將血管造影片上的骨與軟組織的影像消除，僅在影像片上突出血管的一種攝影技術(shù)，具有有創(chuàng)傷、時間長的特點，但DSA只能準確反映血管的狹窄程度，從而間接定性評價左室功能是否改變，無法定量準確地評價心肌組織的運動。心導(dǎo)管左室造影雖然計算LVEF準確，圖像清晰，但由于其創(chuàng)傷性、放射性、短期內(nèi)可重復(fù)性小，并不作為評價左室心功能的首選。

1.5 彩色多普勒超聲診斷儀

1.5.1 M型超聲心動圖 目前在臨床上測量左心室容積與射血分數(shù)普遍采用的為M型超聲心動圖，但相關(guān)研究表明[20]，此種方法的可重復(fù)性較小，由于其在測量時主要依賴的是對左心室?guī)缀涡螤畹募僭O(shè)，并由局部功能代替整體心臟功能，因此當(dāng)左室的形狀發(fā)生改變或室壁運動節(jié)段性異常時，則無法準確地測量。

1.5.2 二維超聲心動圖 運用雙平面Simpson法在兩個互相垂直的心尖切面上(心尖四腔心和兩腔心)可計算出左心室容積和左室射血分數(shù)，從而反映整個心室的情況，相較M型超聲結(jié)果更準確，是目前臨床上較準確的一種測量左心功能的方法。超聲斑點追蹤二維應(yīng)變(2DS)技術(shù)是一種在二維基礎(chǔ)上發(fā)展來的新的顯像技術(shù)，通過對心肌斑點回聲的追蹤來定量評價心室室壁的運動：自動對心肌內(nèi)聲學(xué)斑點的運動進行追蹤，根據(jù)相鄰兩個聲學(xué)斑點隨著時間產(chǎn)生的距離變化，獲得可反映心肌形變速率和舒縮形變大小的指標-應(yīng)變率及應(yīng)變[21]。從理論上來講，應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系可以更客觀而直接地反映心肌的收縮功能。同時2DS克服了組織速度成像技術(shù)(TDI)計算應(yīng)變時對聲束角度的依賴性．圖像質(zhì)量的優(yōu)劣只與二維幀頻有關(guān)。2DS可準確得到左室長軸(從心底到心尖)，徑向(向心方向)和軸向(以收縮重心為中心的旋轉(zhuǎn)方向)的應(yīng)變指標，其中長軸和軸向應(yīng)變可通過計算機整合為左室整體的長軸及軸向應(yīng)變及應(yīng)變率[22]，從而對左室功能進行定量評價。

1.5.3 組織多普勒 心室室壁運動為低速高振幅信號，血流運動為高速低振幅信號，組織多普勒主要采用低通濾波器，濾除血流反射回來的血流運動信號，只檢測心室室壁反射回來的低頻高振幅頻移信號，并進行彩色編碼，由此將心臟心室室壁運動的信息實時表現(xiàn)出來。組織多普勒能夠不依賴二維超聲的圖像質(zhì)量而提供心肌運動的定量評價，為定量評價心肌收縮舒張運動提供了準確和豐富的信息和指標，但在實際操作時，受聲束與室壁運動方向間夾角影響較大，因此在局部心功能評價上的價值更高，對左室整體功能改變的檢出率則低于超聲斑點追蹤應(yīng)變技術(shù)[23]。

1.5.4 三維超聲心動圖/四維超聲心動圖 三維超聲心動圖(three-dimensional echocardiography，3DE)可運用三維斑點追蹤成像技術(shù)準確計算左心室容積和LVEF，研究證實，其準確性與心臟MRI高度一致[24]，對心室形態(tài)不規(guī)則時左心室收縮功能的評定更準確[25-26]。四維超聲心動圖(4-dimensional echocardiography，4DE)是在三維超聲心動圖的基礎(chǔ)上增加了時間的追蹤，所以又稱為動態(tài)三維心動圖，由于其瞬時清晰度和相對較低的成本在臨床機構(gòu)中得到了廣泛的認可。其容積-時間曲線可代表一個完整心動周期內(nèi)左室容積的連續(xù)性變化，可定量評價AMI病人行急診經(jīng)皮冠狀動脈介入術(shù)后左室整體、局部功能的改變。同時四維超聲心動圖心室容積分析工具4DLVQ軟件能以三維斑點追蹤成像為基礎(chǔ)，精確描計左心室舒張和收縮期內(nèi)膜，自動對多項指標進行分析，將左心室立體圖進行重建，并能繪制左室縱向應(yīng)變(LS)、圓周應(yīng)變(CS)、徑向應(yīng)變(RS)、面積應(yīng)變(ACR)的分節(jié)段牛眼圖，乞艷華等[28]研究者通過研究證明：當(dāng)心臟出現(xiàn)局部的收縮功能減弱時，心臟左心室的整體收縮功能也將發(fā)生減弱，這時ACR可以比LS、CS以及RS更敏感地發(fā)現(xiàn)心室功能的減退，為臨床醫(yī)師判斷心室收縮功能異常提供了早期的臨床依據(jù)。同時，相關(guān)性分析得出：心臟整體ACR與LVEF有極強的相關(guān)性，可以全面的、真實的反映心臟的收縮功能。通過分析LS、CS、RS、ACR這些數(shù)據(jù)，可以較為全面的評估左室的整體功能以及心臟局部的心肌運動情況。

2 用于評價左心室功能的指標

在評定左心室心室功能時，臨床常用指標有：①左心室舒張功能，最新歐洲及美國超聲心動圖聯(lián)合推薦指南指出，評價心臟左心室舒張功能的主要指標：舒張早期二尖瓣環(huán)速度(early diastole velocity，E)、左心房容積指數(shù)(left atrial volume index，LAVI)、二尖瓣脈沖多普勒血流頻譜及E/E’等。臨床上，醫(yī)師常用的評價舒張功能的指標為：A峰值速度(A峰)，E峰值速度(E峰)，峰值速度比值(A/E)，峰值充盈(PER)，PER=E峰×二尖瓣口面積，標準化充盈速度(NPERs-1)。間壁E’8 cm/s，側(cè)壁E’<10 cm/s，LAVI>34 mL/m2可作為左室舒張功能減低的依據(jù)。有研究者提出，可應(yīng)用彩色M型超聲心動圖的基線移動法來測定左心室舒張期血流播散速率(flow propagation velocity，F(xiàn)PV)，F(xiàn)PV可定性和定量評估左室舒張功能。②左室收縮功能：射血分數(shù)、每搏量、心搏出量(CO)。③左心室容積、射血分數(shù)和節(jié)段性室壁運動異常的準確評估是臨床決策和后續(xù)評估必不可少的臨床依據(jù)。目前，二維超聲心動圖是獲得此信息使用最廣泛的方法。四維超聲心動圖除了可以應(yīng)用以上指標對心室功能進行評定，還可以通過左心室室壁心肌應(yīng)變定量評定左心室功能。

3 關(guān)于AMI急診PCI術(shù)后心功能評價優(yōu)勢與劣勢比較(見表1)

表1 不同心臟影像學(xué)方法在AMI急診PCI術(shù)后心功能評價比較

4 結(jié) 語

急性心肌梗死病人急性發(fā)作期需立即搶救、臥床休息，消除病人緊張情緒和顧慮，保持環(huán)境安靜，同時有效治療，預(yù)防PCI術(shù)后心臟不良事件的發(fā)生。眾所周知，AMI尤其是急性ST段抬高型心肌梗死的治療以再灌注治療最為關(guān)鍵，非ST段抬高型心肌梗死病人進行危險分層，同時結(jié)合冠狀動脈影像特點及心電圖實施介入治療。AMI病人再灌注治療包括藥物溶栓治療、PCI治療及冠狀動脈旁路移植術(shù)(CABG)。由于藥物溶栓治療有多種禁忌證，僅部分病人適宜并且接受藥物溶栓治療，同時治療存在殘余狹窄、復(fù)發(fā)心肌缺血及顱內(nèi)出血的可能，而CABG則適用于PCI術(shù)及藥物溶栓治療失敗并合并心源性休克或有機械并發(fā)癥的病人。因此，對于AMI病人的再灌注治療主要集中在急診PCI術(shù)方面。AMI病人急診PCI術(shù)后的左心室功能需要觀測的重要指標，對指導(dǎo)病人用藥、提示預(yù)后及術(shù)后康復(fù)有重要意義。MRI、CT、核素心肌顯像、DSA檢查耗時長、創(chuàng)傷性、放射性、花費高、空間移動、增加病人焦慮情緒等特點，不僅會延誤病人搶救時間、錯失最佳搶救時機，嚴重者還可誘發(fā)病人危象，直接威脅病人生命。超聲心動圖可實現(xiàn)床旁監(jiān)測，無創(chuàng)傷性、無放射性、檢查耗時短、花費少，是目前急性心肌梗死病人術(shù)前急性期、術(shù)后不穩(wěn)定期評價左心室功能的首選[29]。

4D超聲心動圖為描述了一種新的精確度極高的方法去計算密集3D心肌運動，這種技術(shù)基于傳統(tǒng)的變分光流技術(shù)，為臨床醫(yī)師提供了一個新的深入的心臟性能評價方法。其能夠觀察密集心肌位移的恢復(fù)，因此為心血管疾病的診斷做出了重要努力，同時4D超聲包含著許多應(yīng)用程序，包括自動診斷、生物力學(xué)建模、仿真和應(yīng)變計算。描述復(fù)雜的快速移動的心臟結(jié)構(gòu)需要空間和時間分辨率足夠高的數(shù)據(jù)，4D超聲與非侵入性的其他檢查形式相比，如心肌灌注顯像、CT或MRI相比，4D涉及的風(fēng)險最小，也相對比較便宜[27]。四維超聲心動圖(動態(tài)三維超聲心動圖)已在臨床應(yīng)用中占據(jù)重要的位置，目前的臨床研究已經(jīng)證實，二維超聲心動圖是評價左心室室壁運動異常的早期診斷指標，原因在于二維超聲心動圖客觀、精確的心肌應(yīng)變[30]。但是盡管如此，二維超聲心動圖仍存在局限性：首先，使用灰階圖像，在某些成像不好的病人中，不能提供適當(dāng)?shù)男膬?nèi)膜邊界來評價局部室壁運動；其次，分析局部室壁運動時是半定量的性質(zhì)，存在著聲學(xué)斑點會移出可追蹤范圍的可能性，無法客觀、準確地評價室壁運動是否異常，定量評價左室功能改變的準確性不及三維/四維超聲心動圖，而最新的4D超聲則可以追蹤組織結(jié)構(gòu)隨著時間在三維方向上的運動，所以很好的克服了二維應(yīng)變的信息脫失以及三維超聲的時間延誤性。李雪梅等[31]研究顯示：四維超聲心動圖的新技術(shù)4DLVQ是一種比二維Simpson法更敏感的測量方法，它可以在疾病早期檢測出心臟病病人左心室功能和形態(tài)的改變，同時為臨床上無明顯室壁活動異常的冠心病病人左室心功能評價提供客觀、精確的臨床診斷依據(jù)。

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(本文編輯郭懷印)

1.山西醫(yī)科大學(xué)(太原 030001)；2.山西省大同市第三人民醫(yī)院

馬洪山，E-mail：1058338810@qq.com

R542.2 R256.2

A

10.3969/j.issn.1672-1349.2017.04.015

1672-1349(2017)04-0443-05

2016-10-09)

引用信息：高月榮，馬洪山，張萍.四維超聲心動圖評價急性心肌梗死急診PCI術(shù)后左心室功能改變的研究進展[J].中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志，2017，15(4)：443-447.