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(acutemyocardialinfarction,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50／10万，预计每年有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达成医院急诊室之前[2]。因此，加强早期检测及防治心肌梗死的发生尤为重要。超声心动图在心脏构造及心功效检测工作中有着明显优势，其不仅能够对心脏构型进行观察及有关数据测量，还能够评价心脏收缩及舒张功效，检测成果对心脏疾病的诊疗，治疗决策及疗效评价等方面都有重要意义。在急性心肌梗死的病程发展、转归及预后中，超声心动图的应用始终是人们关注的重点。因此，本文对现在国内、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，所引发的局部心肌的缺血性坏死，临床体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变化。早期诊疗心梗很困难，由于心电图确诊率为50—70％，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削弱或消失，而非缺血区的心肌代偿性运动增强，造成左室心肌的收缩不同时运动，研究表明，心脏的不同时运动与心功效的恶化亲密有关[4]。超声心动图在观察心肌同时运动，心脏功效测量上有极大的优势，还能够将急性心梗后心脏形态学变化反映成图像资料用以解决分析，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含有可行性。．2.超声心动图2.1二维超声心动图(two-dimensionalechocardiography,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与否正常、协调，亦可半定量评价心室整体和局部功效。实践表明，从定性或半定量分析来看，2DE评价心肌缺血及心肌梗死简朴实用；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成果含有主观性，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效可不受影响，单纯二维超声观察室壁运动也可觉得无明显异常。2.2M型超声心动图(M-modeechocardiography)2.2.1传统M型超声心动图M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(septaltoposteriorwallmotiondelay,SPWMD)。M超中可精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削弱或消失，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，检测时取样线必须通过扇面顶点，观察室壁，运动时取样线应尽量垂直于检测室壁所得数据更为精确，因此很难全方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(anatomicM-modeechocardiography,AMM)现在，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畴，可同时对各感爱好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，并有助于进行比较分析，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(帧频)，特别在侧向存在着时间分辨率局限性的缺点。2.3脉冲多普勒(pulsedwave,PW)急性心梗可造成左室顺应性减少，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效，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比值估测舒张功效。2.4彩色室壁运动(ColorKinesism,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]，以自动边沿检测技术为基础，可实时跟踪和持续显示心内膜运动[8]。心内膜位移以彩阶表达，彩阶的宽度代表心内膜位移，应用时能够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办法测量心功效，不受左室腔几何形态变化和呼吸等因素的影响，并且心内膜的显示是根据能量信号，故合用于存在节段性室壁运动异常及左室扩大等患者心功效的评价，亦合用于评价急性心肌梗死患者左室收缩功效的变化。有研究显示，AMI后，患者梗死局部心内膜收缩期位移值(Endocardialsystolicexcursion,ESE)明显低于健康对摄影似节段心肌[9]。但CK仅代表室壁向心运动状况，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(tissueDopplerimaging,TDI)通过克制高频率、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间过程中产生的全部参数，并以多个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(quantitativetissuevelocityimaging,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-ΔTQ2E)、同一壁内3个节段间TQ-E的最大差值(Intra-ΔTQ2E)及左心室18个位点间TQ-E的最大差值(Max-ΔTQ2E)对心肌室壁运动进行评价，其含有较高的时间分辨力，通过调节取样深度、扫描角度、频率等(可使帧频可达200帧/s以上，时间分辨率小至3ms)，能够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，同时获得不同心肌节段整个心动周期的运动信息，方便互相比较。因此，它能够更精确、更全方面地评价室壁运动。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，可较精确地反映心室舒张功效[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效及整体舒张功效，显示不同阶段以及不同室壁的同时性舒张指标都明显低于正常人，并且左心室非同时舒张运动指标与舒张功效指标高度有关[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效的研究还显示急性心肌梗死患者左房主动收缩功效增强。2.5.2组织追踪成像(tissuetrackingimaging,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)，即重要反映收缩功效。该曲线较光滑、清晰，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效时指出，在心肌缺血时，体现为长轴功效首先受损，而短轴功效仍正常，因此在左室整体功效仍然正常时，左室长轴能够提供功效变化的信息。2.5.3应变(strain,S)与应变率成像(tissuestrainrateimaging,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(Strainrate,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)。用超声显像办法得到实时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，这是一种以舒张末为参考的定量指标。大量研究证明[17-19]，心肌应变力、SR是描述心肌收缩、舒张功效的可靠指标。心梗后受累节段收缩期应变率峰值与梗死前对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亲密有关。然而，SRI含有很大的角度依赖性，为了获得相对精确的数据，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。Tei指数(Teiindex)Tei指数，也称为心肌活动指数(myocardialperformanceindex,MPI)，其定义为心室等容收缩间期时间(isovolumiccontractiontime,ICT)与等容舒张期时间(isovolumicrelaxationtime,IRT)之和与左室射血时间(ejectiontime,ET)的比值，即Tei指数=(ICT+IRT)/ET。Tei指数检测办法简便，重复性强，用以评价心脏收缩和舒张整体功效。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，超出此限时即可认为心脏功效紊乱[23]。由于ICT、ET的介入，Tei指数可反映梗死后心肌的收缩功效，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效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]的左室舒张功效严重受损。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。另外，由于是通过时间，计算Tei指数，测量ICT、IRT及ET的办法能够有多个，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效不全的变化，亦不能反映心功效不全的程度。斑点追踪成像(speckletrackingimaging,STI)STI是新近发展起来的超声定量分析工具，是逐帧追踪灰阶图像中不大于入射超声波长的细小构造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、精确地测量心脏的纵向、径向、圆周和扭转运动[29]。Govind[30]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定，成果显示心脏收缩时左室扭转削弱，随着LVEF<40%时削弱趋势尤为明显。研究表明[31]，STE可对缺血和梗死心肌的收缩功效进行定量评价.另有研究[32]显示，超声斑点追踪技术能够较好地评价左室内不同时性，二维应变短轴可更精确地判断心肌梗死患者心尖段的不同时性。但现在超声二维斑点技术仍存在一定的局限性：规定高帧频并清晰显示二维图像，重复性不抱负、受呼吸及心率影响等。2.7速度向量成像技术(velocityvectorimaging,VVI)VVI是一种研究心肌构造力学和分析心室壁局部功效的新技术，其建立在二维超声成像基础上，运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达，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。含有较高的空间和时间分辨率，可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构造力学向量，有助于提高心血管疾病检查的精确性。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别。VVI较TDI技术的帧频低，图像规定尽量清晰，避免瞬时信息可能缺失，才干精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成果，因此选择二维超声图像时应尽量清晰，保持心律基本匀齐，所测数据才干真实可靠[34]。2.8实时三维超声心动图(real-timethree-dimensionalechocardiography,RT-3DE)RT-3DE也称四维超声心动图，能经胸快速实时地采集和同时三维显示心脏图像，并能切割显示任意切面观的心脏解剖构造，现在已应用于临床。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构造较精确的分析。Jacobs等使用2DE、RT-3DE分别了测量左室容积及射血分数，分析成果表明RT-3DE在测量左室容积及心功效方面较2DE更为精确[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含有较高的精确性和可重复性，而RT-3DE4-平面法是既精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图对心肌梗死患者左室收缩不同时性和整体功效进行研究探讨，成果显示心肌梗死患者16节段不同时参数与对照组有明显差别，与左室EF值呈负有关。三维重建技术能够几近真实地反映左室的立体构造及动态变化，并靠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.展望与问题随着多个超声成像技术的不停发展，有越来越多的超声办法能够用于检测急性心肌梗死后室壁阶段运动以及评价心功效，因此，超声成像技术对急性心肌梗死的早期发现、诊疗、临床治疗及预后含有重大意义。但仍有某些问题亟待解决：(1)超声评价心脏机械同时性的最佳指标和原则化问题；(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)缺血心肌部位的精拟定位问题；(4)多个超声新技术的可靠性及技术间有关性、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，随着研究的进一步及分析软件的完善，超声心动图必将为急性心肌梗死的早期诊疗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].,9:10-11[2]AmericanHeartAssociation.HeartDisease&StrokeStatistics-update[3]DavidGC,NikolaD,MarkW,eta1.ThrombusPrecursorProtein(TPP):markerofthrombosisearlyinthepathogenesisofmyocardialinfarction[J]．ClinicalChemistry,1996,42:1537.[4]ToussaintJF,LavergeneT,OllitrautJ,etal.Biventricularpacinginsevereheartfailurepatientsreverseselectromechanicaldyssynchr-onizationfromapextobase[J].PacingClinElectrophysiol,，23(11Pt2):1731-1734[5]ArmstrongWF.StressEchocardiography:introduction,history,andmethods[J].ProCardiolDis,1997,34(6):499-522[6]MeleD,PedineI,AlboniP,etal.AnatomicM-mode:anewtechniqueforquantitativeassessmentofleftventricularsizeandfunction[J].AmJCardiol,1998,81(12):82-85[7]TakedaY,SakataY,ManoT,etal.Noninvasiveassessmentofdiastolicfunctioninsubjectswithpreservedleftventricularejectionfraction:usefulnessofcolorkineticimaging[J].JCardFail,,14(7):569-576[8]VitarelliA,SciomerS,SchinaM,etal.Detectionofleftventricularsystolicabnormalitiesinpatientswithcoronaryarterydiseasebycolorkinesis[J].ClinCardiol,1997,20:927-933．[9]郭沫化,缪英.彩色室壁运动分析技术评价急性心肌梗死患者左室收缩功效的变化[J].当代诊疗与治疗,,17(3):133-135[10]MiyatakeK,YamagishiM,TanakaN,etal.AnewmethodforevaluationofleftventricularwallmotionbycolortissueDopplerechocardiography:invitroandinvivostudiesp[J].JamCollCardiol,1995,25:717-724.[11]ZhuWH,LiuRZ,ZhangMX,etal.AssessmentofleftventriculardiastolicfunctioninpatientswithhypertensionbytissueDopplerechocardiography[J].JournalofChineseUltraphonics,,20(2):1192-1211[12]廖桂英,温赐祥.定量组织速度成像评价心肌梗死患者左心室舒张不同时性及整体舒张功效[J].中国医学影像技术,,24:90-92[13]刘艳兰,周长钰,郑成环,等.定量组织速度成像评价急性心肌梗死患者左心房收缩功效[J].天津医药,,38(3):176-178[14]Brecker,StephenJD.Theimportanceoflongaxisventricularfunction[J].Heart,,84(6):577-578.[15]徐伟忠.定量组织速度成像及组织追踪成像对心肌梗死患者左心室收缩功效的评价[J].中国临床医学影像杂志,,18(6):411-414[16]DhoogeJ,HeimdalA,JamalF,etal.RegionalstrainandstrainrateMeasurementsbycordialultrasound:principles，implementationandIimitations[J],EurJEchocardiography,,1(1):154-170[17]EdvardsenT,GerberBL,GarotJ,etal.QuantitativeassessmentofintrinsicregionalmyocardialdeformationbyDopplerstrainrateechocardiographyinhumans:validationagainstthree-dimensionaltaggedmagneticresonanceimaging[J].Circulation,,106:50-56[18]GreenbergNL,FirstenbergMS,CastroPL,etal.Doppler-derivedmyocardialsystolicstrainrateisastrongindexofleftventricularcontractility[J].Circulation,,105:99-105[19]KukulskiT,JamalF,HerbotsL,eta1.Identificationofacutelyischemicmyocardiumusingultrasonicstrainmeasurements:aclinicalstudyinpatientsundergoingcoronaryangioplasty[J].JAmCollCardiol,,41:810-819．[20]王淑敏,王金锐,刘志跃,等.心肌应变率曲线评价心肌梗死局域收缩功效的实验研究[J].中国超声医学杂志,,21(1l):810-812[21]王淑敏,王金锐,刘志跃,等.心肌应变率曲线评价心肌梗死局域舒张功效的实验研究[J].中华超声影像学杂志,,14(11)：850-853[22]任卫东,唐力,陈昕,等.心尖部心肌梗死左室扭转变化的超声研究[J].中国超声医学杂志,,24(11):989-991[23]EmmanouilNK,AnnaTG,JohnEP,etal.MyocardialPerformanceIndex(TeiIndex):EvaluatingitsApplicationtoMyocardialInfarction[J].HellenicJCardiol,,50:60-65[24]PoulsenS,JensenS,NielsenJ,etal.SerialchangesandprognosticimplicationsofaDopplerderivedindexofcombinedleftventricularsystolicanddiastolicmyocardialperformanceinacutemyocardialinfarction[J].AmJCardiol,,85:19-25.[25]PoulsenS,JensenS,TeiC,SewardJ,EgstrupK.ValueoftheDopplerindexofmyocardialperformanceintheearlyphaseofacutemyocardialinfarction[J].JAmSocEchocardiogr,,13:723-730.[26]MollerJ,SondergaardE,PoulsenS,etal.SerialDopplerechocardiographicassessmentofleftandrightventricularperformanceafterafirstmyocardialinfarction[J].JAmSocEchocardiogr[J].,14:249-255[27]NearchouN,TsakirisA,TsitsirikosM,etal.Teiindexasamethodofevaluatingleftventriculardiastolicdysfunctioninacutemyocardialinfarction[J].HellenicJCardiol,,46:35-42.57[28]BruchC,SchmermundA,DagresN,etal.Teiindexincoronaryarterydiseasevalidationinpatientswithoverallcardiacandisolateddiastolicdysfunction[J].ZKardiol,,91:472-480[29]PerkG,TunickPA，KronzonI.Non-Dopplertwo-dimensionalstrainimagingbyechocardiography—fromtechnicalconsiderationstoclinicalapplication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