超聲心動(dòng)圖新進(jìn)展

1、超 聲 心 動(dòng) 圖 新 進(jìn) 展,心肌對(duì)比超聲心動(dòng)圖三維超聲心動(dòng)圖組織多普勒顯像冠狀動(dòng)脈內(nèi)多普勒超聲負(fù)荷超聲心動(dòng)圖冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備的超聲測(cè)定聲學(xué)定量與彩色室壁運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)顯示血管內(nèi)超聲胎兒超聲心動(dòng)圖,三維超聲心動(dòng)圖（Three Dimensional Echocardiography）,以往三維超聲心動(dòng)圖成像的主要實(shí)現(xiàn)途徑為對(duì)二維超聲圖像進(jìn)行三維重建，包括二維圖像采集、圖像數(shù)據(jù)處理和三維圖像顯示。,三維超聲心動(dòng)圖的基本成

2、像技術(shù),表面成像技術(shù),體元成像技術(shù),網(wǎng)格狀成像,薄殼狀成像,描跡結(jié)構(gòu)邊緣輪廓，二維圖像的灰度信息不參與三維圖像重建,,,利用二維圖像提供的灰度信息，具有實(shí)質(zhì)感,實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖,實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖使用特制的矩陣探頭，其壓電晶片成距陣排列，可實(shí)時(shí)獲取和顯示一個(gè)心動(dòng)周期的金字塔形三維容積圖像，并可同屏顯示多個(gè)平面，包括與聲速方向平行的、互相垂直的B平面及與聲速垂直的多個(gè)C平面。,應(yīng) 用,對(duì)左室容積和功能的評(píng)估 研究顯示R

3、T3DE可準(zhǔn)確評(píng)估左室容積和功能，尤其是對(duì)非對(duì)稱幾何形態(tài)及伴室壁瘤的左室容積及收縮功能，較2DE 更為準(zhǔn)確，且重復(fù)性好。對(duì)右室容積及功能的評(píng)估 右室的幾何形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以用數(shù)學(xué)模型模擬，其形狀隨負(fù)荷狀態(tài)的不同變化也顯著，而且右室流入道和流出道不在同一平面，使得2DE難以準(zhǔn)確測(cè)量右室容積及功能,評(píng)估左室心肌重量 左室心肌重量是評(píng)價(jià)心功能的重要指標(biāo)，其準(zhǔn)確測(cè)定對(duì)心臟的病理和生理、心臟病的預(yù)后以及療效的觀察等具有十

4、分重要的意義研究表明RT3DE較一維、二維測(cè)量更為準(zhǔn)確，且重復(fù)性好 評(píng)價(jià)局部室壁運(yùn)動(dòng) 二維超聲心動(dòng)圖切面有限，不能顯示完整的左室心內(nèi)膜面。RT3DE可顯示整個(gè)左室，而且可電影回放，可以用于這一目的,負(fù)荷試驗(yàn) 2DE需從多個(gè)聲窗才能獲取完整左室各個(gè)節(jié)段的圖像，不但費(fèi)時(shí)，而且獲取圖像質(zhì)量依賴于操作者。由于峰值負(fù)荷階段可用于獲取圖像的時(shí)間有限，快速成像對(duì)于負(fù)荷超聲準(zhǔn)確分析十分重要。RT3DE成像速度快，RT

5、3DE在一個(gè)容積圖像數(shù)據(jù)庫(kù)可獲得數(shù)個(gè)二維標(biāo)準(zhǔn)切面。 心肌聲學(xué)造影 2DE分析平面有限，不能完整顯示左室各個(gè)節(jié)段。既往研究表明心肌聲學(xué)造影三維成像可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)危險(xiǎn)區(qū)心肌、梗死區(qū)心肌以及存活心肌。但以往的三維成像獲取圖像時(shí)間長(zhǎng)，而造影劑注射后持續(xù)時(shí)間短，長(zhǎng)時(shí)間給藥又增加經(jīng)濟(jì)投入，RT3DE的快速成像有可能解決上述問(wèn)題,房間隔封堵術(shù)中監(jiān)測(cè)球囊擴(kuò)張術(shù)后評(píng)價(jià)電極和三尖瓣反流瓣膜病先天性心臟病瓣膜贅生物,心腔占位

6、性病變肥厚型心肌病,實(shí)時(shí)三維超聲臨床應(yīng)用,介入：封堵,導(dǎo)管的位置,,用球囊測(cè)量房間隔缺損大小,放置第一把傘并觀察傘的位置,放置第二把傘,PCMB,,觀察術(shù)后二尖瓣開放幅度的變化,擴(kuò)張前 擴(kuò)張后,起搏器電極和三尖瓣反流,瓣 膜 病,MR,MR,TR,正常肺靜脈血流,Aortic Insufficiency,主動(dòng)脈瓣狹窄,MS,二尖瓣葉裂,二尖瓣葉裂,二尖瓣葉裂,二尖瓣葉裂

7、,二尖瓣葉裂,Image Courtesy Dr M. Vannan,ASD,ASD, TR, MR,Note how the jet through the ASD displaces the TR during diastole,RV,LV,RA,LA,ASD, TR, MR,Note how the jet through the ASD displaces the TR during diastole,ASD, TR, MR

8、,Note how the jet through the ASD displaces the TR during diastole,ASD, TR, MR,Note how the jet through the ASD displaces the TR during diastole,ASD, TR, MR,Note how the jet through the ASD displaces the TR during dia

9、stole,ASD, TR, MR,,ASD, TR, MR,,Note the changing dimension of the ASD,ASD, TR, MR,,Note the changing dimension of the ASD,ＡＳＤ,,,實(shí)時(shí)三維成像所示的ASD，箭頭所指。TV三尖瓣，PV肺靜脈,ＡＳＤ,,TV，Cuspis septalis：三尖瓣隔瓣,,,同一患者實(shí)時(shí)三維成像及全容積成像所示的ASD，箭頭所指,

10、part 1.結(jié)果,,Membranous VSD,Membranous VSD,Membranous VSD,Ao,LA,LVOT,MV,,Membranous VSD,Membranous VSD,Mitral Vegetations (1),Mitral Vegetations (1),Mitral Vegetations (2),Mitral Vegetations (2),心臟占位性病變,Cardiac Masses,Card

11、iac Masses,Cardiac Masses,Myocardial Hypertrophy,實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖與心肌同步化治療,評(píng)估患者是否適宜進(jìn)行再同步化治療，及術(shù)后調(diào)整獲得最佳參數(shù),三維評(píng)價(jià)局部時(shí)間——容積曲線，可以通過(guò)測(cè)量真實(shí)的心室局部容積，為血流動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)更多的數(shù)據(jù)。收縮期不同步指數(shù)SDI，17節(jié)段的局部容積與時(shí)間曲線進(jìn)行分析，得到達(dá)最小收縮容積（Tmsv）的時(shí)間。分別計(jì)算16個(gè)節(jié)段的Tmsv在一個(gè)心動(dòng)周期中所占百分比。同

12、步指數(shù)SI定義是這些時(shí)相的標(biāo)準(zhǔn)差。SDI增高表明心室內(nèi)的不同步性增大,主要優(yōu)點(diǎn),考慮了全部心肌節(jié)段，考慮了半徑、周長(zhǎng)和長(zhǎng)軸收縮引起的綜合效應(yīng)。節(jié)段收縮達(dá)峰值的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差，基于三維局部容積分析，可重復(fù)性好，變異小于10%對(duì)正常收縮功能及不同程度收縮功能障礙的患者均有效，可敏感地發(fā)現(xiàn)左室收縮功能差異所導(dǎo)致的改變。,組織多普勒顯像（Tissue Doppler Imaging，TDI）,1992年蘇格蘭學(xué)者M(jìn)cDicken等人率先采用

13、組織模擬模塊檢測(cè)并證實(shí)TDI可準(zhǔn)確反應(yīng)組織的時(shí)間和空間分辨能力。國(guó)內(nèi)1994年開始引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)。不同命名 美國(guó)Doppler tissue imaging（美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)） 日本tissue Doppler imaging 或color code tissue Doppler imaging 歐洲D(zhuǎn)oppler myocardial imaging 或tissue ve

14、locity imaging,原 理,心腔內(nèi)血流多普勒信號(hào)強(qiáng)度特點(diǎn)：低振幅，高頻率心肌運(yùn)動(dòng)多普勒信號(hào)強(qiáng)度特點(diǎn)：高振幅，低頻率組織多普勒顯像技術(shù)的原理與多普勒血流顯像技術(shù)原理大致相同，不同之處在于采用了不同的處理整體多普勒頻移信號(hào)的濾波器。TDI采用低通濾波器。,TDI顯示模式,速度模式（velocity mode） ：反應(yīng)心肌運(yùn)動(dòng)速度在二維和M型顯示格式上的分布、方向、測(cè)值和時(shí)間順序的變化加速度模式（acceleration m

15、ode） ：反應(yīng)心肌運(yùn)動(dòng)加速度在二維顯像格式上的分布、方向、測(cè)值和時(shí)間順序變化。能量模式（energy mode） ：可反映心肌運(yùn)動(dòng)能量在二維顯示格式上分布、測(cè)值和時(shí)間順序變化。張力模式（strain mode） ：可反應(yīng)心肌運(yùn)動(dòng)張力在二維和M型顯示格式上的分布、測(cè)值和時(shí)間順序變化。,顯示格式,每種組織多普勒模式有三種顯示格式： 二維:心肌斷面上的速度、加速度和張力分布 M型：心肌組織在一維結(jié)構(gòu)上的速度時(shí)相變化 脈

16、沖多普勒頻譜：定量檢測(cè)局部心肌的運(yùn)動(dòng) 速度,2D,M型,M型,PW,應(yīng) 用,組織結(jié)構(gòu)的辨認(rèn)和三維重建對(duì)心臟血流動(dòng)力學(xué)的評(píng)價(jià)心臟整體運(yùn)動(dòng)的評(píng)價(jià)心室壁運(yùn)動(dòng)能量與后散射心室心肌收縮功能評(píng)價(jià)心室心肌舒張功能評(píng)價(jià)在評(píng)價(jià)心律失常中的應(yīng)用,組織結(jié)構(gòu)的辨認(rèn)和三維重建,右室壁、血管內(nèi)新鮮血栓的辨認(rèn)：利用其特有的組織結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式，與周圍其它組織運(yùn)動(dòng)形式不同。,因此TDI圖像較常規(guī)灰階超

17、聲有更好的信噪比。研究表明在TDI圖像基礎(chǔ)上的三維重建較在灰階圖像基礎(chǔ)上的三維重建在容量評(píng)價(jià)上更為準(zhǔn)確。,TDI圖像質(zhì)量,超聲反射信號(hào)強(qiáng)度,超聲信號(hào)頻移值,（與聲衰減無(wú)關(guān)系）,常規(guī)灰階超聲質(zhì)量,,,,心臟整體運(yùn)動(dòng)的評(píng)價(jià),心臟整體運(yùn)動(dòng),在胸腔運(yùn)動(dòng),心室壁的向心和離心運(yùn)動(dòng),心室壁的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),,,,,收縮早期左室基底部和中部逆時(shí)針扭轉(zhuǎn)、收縮晚期順時(shí)針扭轉(zhuǎn)，心尖逆時(shí)針扭轉(zhuǎn)小于5°，忽略,,研究表明：收縮期心室整體向上運(yùn)動(dòng)，舒張?jiān)缙诳?/p>

18、速向后運(yùn)動(dòng)，舒張中晚期相對(duì)平穩(wěn)前后波動(dòng),意 義,準(zhǔn)確評(píng)價(jià)各種原因?qū)е碌男氖冶谶\(yùn)動(dòng)障礙、心包疾病、胸部疾病和開胸手術(shù)對(duì)心臟運(yùn)動(dòng)的影響,對(duì)心臟血流動(dòng)力學(xué)的評(píng)價(jià),參照同步心電圖，顯示心室壁運(yùn)動(dòng)在舒張期各個(gè)時(shí)相和收縮期各個(gè)時(shí)相的變化，進(jìn)一步定量評(píng)價(jià)各個(gè)時(shí)相心臟不同部位在正常和病理狀態(tài)下的運(yùn)動(dòng)，以期準(zhǔn)確評(píng)價(jià)心臟的血流動(dòng)力學(xué)變化,,評(píng)價(jià)心室心肌舒張功能,,,鑒別左室舒張功能偽正?；?心室舒張末期壓力,研究結(jié)果：心室壁心肌舒張期運(yùn)動(dòng)速度與心室舒張末

19、期壓力有良好的相關(guān)性PCWP＝1.24（E/a）+1.9PCWP－肺毛細(xì)血管碶嵌壓E－二尖瓣舒張期血流頻譜a－TDI頻譜,評(píng)價(jià)心肌收縮功能,通常采用格式：M型、多普勒頻譜常用取樣部位：房室環(huán)、心室中部、心尖長(zhǎng)軸收縮功能存在速度梯度：基地至心尖，高至低收縮功能降低表現(xiàn)：速度降低 收縮時(shí)相可相對(duì)延長(zhǎng) 速度頻譜可表

20、現(xiàn)為多峰,,在冠心病診斷中的應(yīng)用,心絞痛：若干類型 PW：e峰、a峰↓或 ↑ M型：某一時(shí)相的色溫減低或缺如或異常增高急性心肌梗死： PW： e峰↓↓ 、a峰↓↓ ，S峰↓↓，可有方向異常 M型：某一時(shí)相的色溫明顯減低或缺如陳舊性心肌梗死： 在心肌梗死區(qū)如有較高加速度值呈島狀分布，提示該處仍有存活心肌存在,輔助超聲心動(dòng)圖負(fù)荷實(shí)驗(yàn),提供客觀、準(zhǔn)確、量化手段提高評(píng)價(jià)室壁運(yùn)動(dòng)異常的敏感性和準(zhǔn)確性 正常心肌

21、運(yùn)動(dòng)速度在負(fù)荷后增加，缺血心肌前后差別無(wú)顯著意義；正常心內(nèi)膜下心肌運(yùn)動(dòng)速度與藥物負(fù)荷劑量之間沒(méi)有確切關(guān)系,在評(píng)價(jià)心律失常中的應(yīng)用,組織多普勒顯像能夠提供心肌運(yùn)動(dòng)的速度和加速度在瞬間心室切面上的分布、大小和方向，因此該技術(shù)可用于檢測(cè)由于心肌細(xì)胞電興奮而導(dǎo)致的心肌收縮運(yùn)動(dòng)在瞬間心室切面上的變化情況。加速度＝速度/時(shí)間加速度模式反應(yīng)了速度在時(shí)間順序上的變化，可以敏感地檢測(cè)出局部心肌的及其輕微的運(yùn)動(dòng)。在速度模式上未能顯示心肌的低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由

22、于高幀頻高分辨率技術(shù)的應(yīng)用，加速度模式可以顯示較高的加速度二維圖像，以反應(yīng)加速度在特定時(shí)相內(nèi)的分布和大小，在心室肌尚未完全達(dá)到有序收縮之前，即能檢出心室壁局部的心肌收縮運(yùn)動(dòng)。,研究結(jié)果,心室心肌電興奮與機(jī)械收縮的偶聯(lián)關(guān)系 研究表明局部電興奮與機(jī)械收縮之間的延遲在20ms之內(nèi)。正常心室壁心肌收縮順序的檢測(cè)正常心室電興奮：房室結(jié)－結(jié)希區(qū)－希氏束－左右束支－浦肯野纖維系統(tǒng)加速度模式研究表明正常人心室壁機(jī)械收縮所導(dǎo)致加速度的初始位置位于右

23、冠瓣下方室間隔上份。,心室壁心肌加速度在傳統(tǒng)舒張末期中具有以下變化過(guò)程：在P波終末有一輕微的心室心肌加速度發(fā)生，這由心房收縮造成，因此這一加速度分布為整個(gè)心室壁心肌。方向?yàn)殡x心性，以左室后壁最為明顯。；在這一加速度后有一短暫時(shí)間心室壁心肌處于相對(duì)靜止。在R波之前，室間隔上份出現(xiàn)局部心肌的加速度分布，方向?yàn)橄蛐男浴?室性心律失常異位起博點(diǎn)的檢測(cè)預(yù)激綜合癥旁路的檢測(cè)束支傳導(dǎo)阻滯的評(píng)價(jià)起博電極起博效果的評(píng)價(jià),用于評(píng)價(jià)室壁運(yùn)動(dòng)的非同步性

24、評(píng)價(jià)CRT患者治療的工具之一在冠心病診斷中的應(yīng)用輔助超聲心動(dòng)圖負(fù)荷試驗(yàn)在高血壓心臟病的評(píng)價(jià)在心肌病診斷中的應(yīng)用,發(fā)展前景,與其他高分辨率超聲技術(shù)的結(jié)合（如ICUS，TEE）自身定量技術(shù)的進(jìn)一步完善從一維到四維的進(jìn)一步發(fā)展和完善與其他檢測(cè)技術(shù)的結(jié)合,應(yīng)變與應(yīng)變率,(Strain，ε; Strain Rate, SR ),應(yīng)變率顯像是在組織多普勒顯像基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù).可測(cè)量局部心肌組織在外力作用下極小的變形。 20世紀(jì)

25、70年代早期Mirsky和Parmley首先用公式表達(dá)了應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)心肌應(yīng)變力的概念1998年,挪威一個(gè)研究發(fā)表應(yīng)變和應(yīng)變率的基本概念,指出彩色應(yīng)變率超聲成像在臨床實(shí)踐中的應(yīng)用價(jià)值,應(yīng) 變,應(yīng)變（Strain，ε）也稱應(yīng)力或應(yīng)變力, 是反映心肌變形的指標(biāo)，反映心肌變形的程度，物理學(xué)上指相對(duì)變形。根據(jù)Lagrangian公式:應(yīng)力ε=?L/L0,?L 長(zhǎng)度的變化,L0 初始長(zhǎng)度。負(fù)值表示縮短, 正值表示拉長(zhǎng)為長(zhǎng)軸方向的應(yīng)力與每搏輸出

26、量及射血分?jǐn)?shù)呈線性關(guān)系，并受心率的影響。,應(yīng) 變 率,SR是指單位時(shí)間的應(yīng)變，即應(yīng)變發(fā)生的速度，即也等于沿超聲掃描線上兩點(diǎn)間的組織速度差，等同于空間運(yùn)動(dòng)速度階差。反映局部心肌的收縮能力，顯示局部心肌纖維瞬時(shí)壓縮（增厚）或伸展（變薄）的快慢，表達(dá)公式：SR=ε/?t=?L/L0 /?t=?V/L0 即dv/dr(１/s)相對(duì)不受心率的影響，在評(píng)價(jià)心肌收縮功能方面優(yōu)于ε,應(yīng)變率顯像（strain rate imaging, SRI）,將

27、SR計(jì)算結(jié)果進(jìn)行彩色編碼顯示即為SRI：指向心尖形變?yōu)樨?fù)值，以黃到紅色表示；背向心尖的形變?yōu)檎?，以藍(lán)色表示，形變減弱以綠色到黃色表示，無(wú)形變以綠色表示，色彩濃度表示形變率SR的絕對(duì)值大小。,優(yōu) 點(diǎn),SR度量心肌組織形變速率，代表力-速度-長(zhǎng)度之間關(guān)系，反映心肌纖維內(nèi)在機(jī)械力學(xué)特性，不易受臨近組織的牽扯效應(yīng)和整體心臟運(yùn)動(dòng)的影響。由于縱行、環(huán)行心肌在心室各部位的分布和排列、血液供應(yīng)及心電傳導(dǎo)順序等存在差異，不同心肌收縮期和舒張期峰值速度

28、在不同的室壁節(jié)段和同一室壁的不同節(jié)段間不一致，而心肌內(nèi)在形變卻在局部縱行纖維方向保持相對(duì)一致，因此在理論上較速度指標(biāo)更能敏感、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)心肌局部功能,應(yīng) 用,定量評(píng)價(jià)局部心肌的收縮功能：心肌應(yīng)變和SR與左室收縮直接相關(guān)。收縮期峰值SR和應(yīng)變測(cè)量的是心肌的變形，而非位移，因此可以準(zhǔn)確反映局部收縮功能，是反映心肌收縮功能的客觀指標(biāo)。可定量評(píng)價(jià)局部心肌的舒張功能定量評(píng)價(jià)心肌缺血定量評(píng)價(jià)局部心肌活力,在檢測(cè)心肌同步運(yùn)動(dòng)方面應(yīng)用,局限性,角

29、度依賴性噪聲的干擾 取樣容積：徑向5mm，縱向10mm 提高幀頻重復(fù)性略差,彩色多普勒冠狀動(dòng)脈血流顯像,冠狀動(dòng)脈,,,心外膜冠狀動(dòng)脈,心肌內(nèi)冠脈血管,即冠狀動(dòng)脈造影所顯示的血管,,,樹枝型分支（A型）,主干型分支（B型）,主要為心肌供血,主要保證心內(nèi)膜的供血,技術(shù)基礎(chǔ)Acuson公司研究開發(fā)的Sequoia技術(shù)初步解決。主要技術(shù)：相干圖像形成技術(shù)；SSTTM彩色多普勒處理；SOLOTM頻譜多

30、普勒處理和全新探頭技術(shù)。,冠脈血流顯像特點(diǎn) 在舒張期冠狀動(dòng)脈內(nèi)血流顯示最為清楚。冠狀動(dòng)脈血流頻譜特點(diǎn)是以舒張期為主，也可見到收縮期血流。和收縮期血流相比，舒張期血流持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，峰值血流速度快。,研究潛力和臨床應(yīng)用,了解冠脈走行和血流分布定量分析冠狀動(dòng)脈血流灌注情況無(wú)創(chuàng)性冠脈血流儲(chǔ)備的研究心臟病介入治療和手術(shù)治療效果評(píng)價(jià)重癥冠心病激光心肌血運(yùn)重建術(shù)中的應(yīng)用,局限性,冠狀動(dòng)脈走行復(fù)雜多變，而且解剖變異大，給冠狀動(dòng)脈血流