超聲心動圖新進展

1、超 聲 心 動 圖 新 進 展,心肌對比超聲心動圖三維超聲心動圖組織多普勒顯像冠狀動脈內多普勒超聲負荷超聲心動圖冠狀動脈血流儲備的超聲測定聲學定量與彩色室壁運動動態(tài)顯示血管內超聲胎兒超聲心動圖,三維超聲心動圖（Three Dimensional Echocardiography）,以往三維超聲心動圖成像的主要實現途徑為對二維超聲圖像進行三維重建，包括二維圖像采集、圖像數據處理和三維圖像顯示。,三維超聲心動圖的基本成

2、像技術,表面成像技術,體元成像技術,網格狀成像,薄殼狀成像,描跡結構邊緣輪廓，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，具有實質感,實時三維超聲心動圖,實時三維超聲心動圖使用特制的矩陣探頭，其壓電晶片成距陣排列，可實時獲取和顯示一個心動周期的金字塔形三維容積圖像，并可同屏顯示多個平面，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C平面。,應 用,對左室容積和功能的評估 研究顯示R

3、T3DE可準確評估左室容積和功能，尤其是對非對稱幾何形態(tài)及伴室壁瘤的左室容積及收縮功能，較2DE 更為準確，且重復性好。對右室容積及功能的評估 右室的幾何形狀和結構復雜，難以用數學模型模擬，其形狀隨負荷狀態(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難以準確測量右室容積及功能,評估左室心肌重量 左室心肌重量是評價心功能的重要指標，其準確測定對心臟的病理和生理、心臟病的預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、二維測量更為準確，且重復性好 評價局部室壁運動 二維超聲心動圖切面有限，不能顯示完整的左室心內膜面。RT3DE可顯示整個左室，而且可電影回放，可以用于這一目的,負荷試驗 2DE需從多個聲窗才能獲取完整左室各個節(jié)段的圖像，不但費時，而且獲取圖像質量依賴于操作者。由于峰值負荷階段可用于獲取圖像的時間有限，快速成像對于負荷超聲準確分析十分重要。RT3DE成像速度快，RT

5、3DE在一個容積圖像數據庫可獲得數個二維標準切面。 心肌聲學造影 2DE分析平面有限，不能完整顯示左室各個節(jié)段。既往研究表明心肌聲學造影三維成像可準確評價危險區(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間長，而造影劑注射后持續(xù)時間短，長時間給藥又增加經濟投入，RT3DE的快速成像有可能解決上述問題,房間隔封堵術中監(jiān)測球囊擴張術后評價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,實時三維超聲臨床應用,介入：封堵,導管的位置,,用球囊測量房間隔缺損大小,放置第一把傘并觀察傘的位置,放置第二把傘,PCMB,,觀察術后二尖瓣開放幅度的變化,擴張前 擴張后,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,,,實時三維成像所示的ASD，箭頭所指。TV三尖瓣，PV肺靜脈,ＡＳＤ,,TV，Cuspis septalis：三尖瓣隔瓣,,,同一患者實時三維成像及全容積成像所示的ASD，箭頭所指,

10、part 1.結果,,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,實時三維超聲心動圖與心肌同步化治療,評估患者是否適宜進行再同步化治療，及術后調整獲得最佳參數,三維評價局部時間——容積曲線，可以通過測量真實的心室局部容積，為血流動力學評價更多的數據。收縮期不同步指數SDI，17節(jié)段的局部容積與時間曲線進行分析，得到達最小收縮容積（Tmsv）的時間。分別計算16個節(jié)段的Tmsv在一個心動周期中所占百分比。同

12、步指數SI定義是這些時相的標準差。SDI增高表明心室內的不同步性增大,主要優(yōu)點,考慮了全部心肌節(jié)段，考慮了半徑、周長和長軸收縮引起的綜合效應。節(jié)段收縮達峰值的時間標準差，基于三維局部容積分析，可重復性好，變異小于10%對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)現左室收縮功能差異所導致的改變。,組織多普勒顯像（Tissue Doppler Imaging，TDI）,1992年蘇格蘭學者McDicken等人率先采用

13、組織模擬模塊檢測并證實TDI可準確反應組織的時間和空間分辨能力。國內1994年開始引進這項技術。不同命名 美國Doppler tissue imaging（美國超聲心動圖學會） 日本tissue Doppler imaging 或color code tissue Doppler imaging 歐洲Doppler myocardial imaging 或tissue ve

14、locity imaging,原 理,心腔內血流多普勒信號強度特點：低振幅，高頻率心肌運動多普勒信號強度特點：高振幅，低頻率組織多普勒顯像技術的原理與多普勒血流顯像技術原理大致相同，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） ：反應心肌運動速度在二維和M型顯示格式上的分布、方向、測值和時間順序的變化加速度模式（acceleration m

15、ode） ：反應心肌運動加速度在二維顯像格式上的分布、方向、測值和時間順序變化。能量模式（energy mode） ：可反映心肌運動能量在二維顯示格式上分布、測值和時間順序變化。張力模式（strain mode） ：可反應心肌運動張力在二維和M型顯示格式上的分布、測值和時間順序變化。,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：心肌組織在一維結構上的速度時相變化 脈

16、沖多普勒頻譜：定量檢測局部心肌的運動 速度,2D,M型,M型,PW,應 用,組織結構的辨認和三維重建對心臟血流動力學的評價心臟整體運動的評價心室壁運動能量與后散射心室心肌收縮功能評價心室心肌舒張功能評價在評價心律失常中的應用,組織結構的辨認和三維重建,右室壁、血管內新鮮血栓的辨認：利用其特有的組織結構運動形式，與周圍其它組織運動形式不同。,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圖像基礎上的三維重建較在灰階圖像基礎上的三維重建在容量評價上更為準確。,TDI圖像質量,超聲反射信號強度,超聲信號頻移值,（與聲衰減無關系）,常規(guī)灰階超聲質量,,,,心臟整體運動的評價,心臟整體運動,在胸腔運動,心室壁的向心和離心運動,心室壁的旋轉運動,,,,,收縮早期左室基底部和中部逆時針扭轉、收縮晚期順時針扭轉，心尖逆時針扭轉小于5°，忽略,,研究表明：收縮期心室整體向上運動，舒張早期快

18、速向后運動，舒張中晚期相對平穩(wěn)前后波動,意 義,準確評價各種原因導致的心室壁運動障礙、心包疾病、胸部疾病和開胸手術對心臟運動的影響,對心臟血流動力學的評價,參照同步心電圖，顯示心室壁運動在舒張期各個時相和收縮期各個時相的變化，進一步定量評價各個時相心臟不同部位在正常和病理狀態(tài)下的運動，以期準確評價心臟的血流動力學變化,,評價心室心肌舒張功能,,,鑒別左室舒張功能偽正常化,心室舒張末期壓力,研究結果：心室壁心肌舒張期運動速度與心室舒張末

19、期壓力有良好的相關性PCWP＝1.24（E/a）+1.9PCWP－肺毛細血管碶嵌壓E－二尖瓣舒張期血流頻譜a－TDI頻譜,評價心肌收縮功能,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：速度降低 收縮時相可相對延長 速度頻譜可表

20、現為多峰,,在冠心病診斷中的應用,心絞痛：若干類型 PW：e峰、a峰↓或 ↑ M型：某一時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,輔助超聲心動圖負荷實驗,提供客觀、準確、量化手段提高評價室壁運動異常的敏感性和準確性 正常心肌

21、運動速度在負荷后增加，缺血心肌前后差別無顯著意義；正常心內膜下心肌運動速度與藥物負荷劑量之間沒有確切關系,在評價心律失常中的應用,組織多普勒顯像能夠提供心肌運動的速度和加速度在瞬間心室切面上的分布、大小和方向，因此該技術可用于檢測由于心肌細胞電興奮而導致的心肌收縮運動在瞬間心室切面上的變化情況。加速度＝速度/時間加速度模式反應了速度在時間順序上的變化，可以敏感地檢測出局部心肌的及其輕微的運動。在速度模式上未能顯示心肌的低速運動時，由

22、于高幀頻高分辨率技術的應用，加速度模式可以顯示較高的加速度二維圖像，以反應加速度在特定時相內的分布和大小，在心室肌尚未完全達到有序收縮之前，即能檢出心室壁局部的心肌收縮運動。,研究結果,心室心肌電興奮與機械收縮的偶聯關系 研究表明局部電興奮與機械收縮之間的延遲在20ms之內。正常心室壁心肌收縮順序的檢測正常心室電興奮：房室結－結希區(qū)－希氏束－左右束支－浦肯野纖維系統加速度模式研究表明正常人心室壁機械收縮所導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舒張末期中具有以下變化過程：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心室壁心肌。方向為離心性，以左室后壁最為明顯。；在這一加速度后有一短暫時間心室壁心肌處于相對靜止。在R波之前，室間隔上份出現局部心肌的加速度分布，方向為向心性。,室性心律失常異位起博點的檢測預激綜合癥旁路的檢測束支傳導阻滯的評價起博電極起博效果的評價,用于評價室壁運動的非同步性

24、評價CRT患者治療的工具之一在冠心病診斷中的應用輔助超聲心動圖負荷試驗在高血壓心臟病的評價在心肌病診斷中的應用,發(fā)展前景,與其他高分辨率超聲技術的結合（如ICUS，TEE）自身定量技術的進一步完善從一維到四維的進一步發(fā)展和完善與其他檢測技術的結合,應變與應變率,(Strain，ε; Strain Rate, SR ),應變率顯像是在組織多普勒顯像基礎上發(fā)展起來的新技術.可測量局部心肌組織在外力作用下極小的變形。 20世紀

25、70年代早期Mirsky和Parmley首先用公式表達了應變評價心肌應變力的概念1998年,挪威一個研究發(fā)表應變和應變率的基本概念,指出彩色應變率超聲成像在臨床實踐中的應用價值,應 變,應變（Strain，ε）也稱應力或應變力, 是反映心肌變形的指標，反映心肌變形的程度，物理學上指相對變形。根據Lagrangian公式:應力ε=?L/L0,?L 長度的變化,L0 初始長度。負值表示縮短, 正值表示拉長為長軸方向的應力與每搏輸出

26、量及射血分數呈線性關系，并受心率的影響。,應 變 率,SR是指單位時間的應變，即應變發(fā)生的速度，即也等于沿超聲掃描線上兩點間的組織速度差，等同于空間運動速度階差。反映局部心肌的收縮能力，顯示局部心肌纖維瞬時壓縮（增厚）或伸展（變?。┑目炻?，表達公式：SR=ε/?t=?L/L0 /?t=?V/L0 即dv/dr(１/s)相對不受心率的影響，在評價心肌收縮功能方面優(yōu)于ε,應變率顯像（strain rate imaging, SRI）,將

27、SR計算結果進行彩色編碼顯示即為SRI：指向心尖形變?yōu)樨撝?，以黃到紅色表示；背向心尖的形變?yōu)檎?，以藍色表示，形變減弱以綠色到黃色表示，無形變以綠色表示，色彩濃度表示形變率SR的絕對值大小。,優(yōu) 點,SR度量心肌組織形變速率，代表力-速度-長度之間關系，反映心肌纖維內在機械力學特性，不易受臨近組織的牽扯效應和整體心臟運動的影響。由于縱行、環(huán)行心肌在心室各部位的分布和排列、血液供應及心電傳導順序等存在差異，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，而心肌內在形變卻在局部縱行纖維方向保持相對一致，因此在理論上較速度指標更能敏感、準確地評價心肌局部功能,應 用,定量評價局部心肌的收縮功能：心肌應變和SR與左室收縮直接相關。收縮期峰值SR和應變測量的是心肌的變形，而非位移，因此可以準確反映局部收縮功能，是反映心肌收縮功能的客觀指標?？啥吭u價局部心肌的舒張功能定量評價心肌缺血定量評價局部心肌活力,在檢測心肌同步運動方面應用,局限性,角

29、度依賴性噪聲的干擾 取樣容積：徑向5mm，縱向10mm 提高幀頻重復性略差,彩色多普勒冠狀動脈血流顯像,冠狀動脈,,,心外膜冠狀動脈,心肌內冠脈血管,即冠狀動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,主要保證心內膜的供血,技術基礎Acuson公司研究開發(fā)的Sequoia技術初步解決。主要技術：相干圖像形成技術；SSTTM彩色多普勒處理；SOLOTM頻譜多

30、普勒處理和全新探頭技術。,冠脈血流顯像特點 在舒張期冠狀動脈內血流顯示最為清楚。冠狀動脈血流頻譜特點是以舒張期為主，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)時間長，峰值血流速度快。,研究潛力和臨床應用,了解冠脈走行和血流分布定量分析冠狀動脈血流灌注情況無創(chuàng)性冠脈血流儲備的研究心臟病介入治療和手術治療效果評價重癥冠心病激光心肌血運重建術中的應用,局限性,冠狀動脈走行復雜多變，而且解剖變異大，給冠狀動脈血流