心脏超声诊断原理及基础

一、心脏超声诊断方法

心脏超声诊断按显示回声的方式不同可以分为B型诊断法（即二维超声）、M型诊断法、频谱多普勒超声诊断法及彩色多普勒血流成像法。临床上使用的彩色多普勒超声心动图仪（俗称彩超）同时具有此几种成像技术，在实际工作中根据需要进行选择，综合使用。

1.B型诊断法 B型（brightness mode）诊断法即辉度调制型。此法是以不同亮度的光点表示界面反射信号的强弱，反射强则光点亮，反射弱则光点暗，称之为灰阶成像。其采用多声束连续扫描，每一单条声束上的光点连续地分布成一幅切面图像，可以显示脏器的二维切面图像，具有直观的优点。图像纵轴表示人体组织深度，即界面至探头的距离，横轴表示超声束在扫描方向上的位置，反映切面图像的宽度。当扫描速度超过每秒24帧时则能显示脏器的活动状态，称为实时（real-time）显像。根据探头及扫描方式不同，又可分为线型扫描、扇型扫描、凸弧扫描等，线型扫描主要用于浅表器官及组织结构的超声检查，扇型扫描主要用于心脏的超声检查，凸弧扫描主要用于腹部的超声检查。B型诊断法可清晰显示脏器外形与毗邻关系，以及软组织的内部回声、内部结构、血管与其他管道分布情况等。

心脏的B型超声成像即二维超声心动图，又称为切面超声心动图，可以显示心脏的形态、大小、内部结构及回声、心脏大血管、与周围组织的毗邻关系、心包的情况，并可实时显示心室壁及瓣膜的活动情况等。本法是目前临床使用最为广泛的超声诊断法，也是最重要、最基本的一种超声诊断法，M型及多普勒超声检查都是在B型超声成像的基础上来进行的。

2.M型诊断法 M型（motion mode）诊断法是将单声束超声波所经过的人体各层解剖结构的回声以运动曲线的形式显示的一种超声诊断法。图像纵轴代表回声界面至探头的距离即人体组织深度，横轴代表扫描时间。此法主要用于探查心脏，称M型超声心动图。本法常与心脏实时二维成像相结合使用。

3.频谱多普勒超声诊断法 频谱多普勒超声（Doppler mode）诊断法是利用多普勒效应的基本原理探测血管、心脏内血液流动反射回来的各种多普勒频移信息，以频谱的形式显示，用于检测血流动力学情况，从而进行疾病诊断的一种检查方法。多与B型诊断法结合，在B型图像上进行多普勒采样。

多普勒效应是奥地利物理学家克里斯琴·约翰·多普勒于1842年首先提出的，用来描述在振动源与观察者做相对运动时出现振动频率变化的现象。亦即声源与接收器做相对运动时，声波的频率会发生变化，此种现象即多普勒效应（Doppler effect）。频率的变化即多普勒频移，此变化值是可以测量的，频移即多普勒信号。

现以可听声波作一多普勒效应的举例说明（图4-6）：当一列火车呼啸着通过一个交叉路口时，其鸣笛的声音对其声源本身是一个恒定的音调（图4-6A），但是由于它与地面上的观察者存在相对运动，观察者听起声音来就会有音调上的变化，火车驶向观察者时，观察者听到其音调就升高（频率增加，图4-6B）；反之，火车驶向远处时观察者听到其音调就会降低（频率减小，图4-6C），这就是多普勒效应。

人体内的多普勒效应是血液中的红细胞散射超声波通过多普勒系统接收和显示的。多普勒超声在心脏检查时，表现为血流相对于超声波声源的运动，探头发射进入人体的超声波由血流中的红细胞散射，产生多普勒频移，再由探头接收回声，经处理后可以波谱的形式表示出来，即多普勒频谱（图4-7）。多普勒频谱横轴代表时间，纵轴代表频移或流速，频谱出现在基线上方表示血流朝向探头，频谱出现在基线下方表示血流背离探头。同时可监听血液流动状态的声音称多普勒音，正常为悦耳的声音。应用频谱多普勒超声诊断法，可检测血流的方向、速度、性质、有无反流及异常分流等，具有重要的临床应用价值。

图4-6　多普勒效应

A.火车鸣笛时声波频率不变；B.火车呼啸朝固定接收者而来；C.火车呼啸离接收者而去

4.彩色多普勒血流成像法 彩色多普勒血流显像（color Doppler flow imaging，CDFI）也是基于多普勒效应的基本原理，将血流的多普勒信号应用自相关技术处理，再进行彩色编码，以色彩形式显示血流的方法，通常叠加在二维图像上，有很强的直观感和空间感。目前多数采用红色表示血流朝向探头，蓝色表示血流背离探头，湍流则以绿色表示。应用彩色多普勒血流成像法，可检测血流的方向、性质、分布范围、有无反流及异常分流等，具有重要的临床应用价值（图4-8）。

图4-7　二尖瓣口血流多普勒频谱（箭头）

图4-8　舒张期二尖瓣口血流彩色多普勒显像

二、心脏超声检查的主要临床用途

心脏超声检查的主要用途是：①检测心脏各房室腔大小、形态；②检测心室壁厚度及运动情况；③检测各瓣膜形态、回声及活动情况，诊断各类瓣膜疾病；④检测心脏大血管的走行、与心腔连接情况及其内径；⑤检测心脏是否存在解剖结构的异常；⑥检测心包病变；⑦检测心脏、大血管的血流动力学状态；⑧检测心功能；⑨心包积液穿刺定位及引导；⑩先天性心脏病如房间隔缺损、室间隔缺损、动脉导管未闭介入封堵术中超声监视；心脏外科术中经食管超声心动图监视治疗随访及疗效判定等。

三、心脏超声检查前病人的准备

常规心脏超声检查一般不需特殊准备。小儿不合作者需预先水合氯醛灌肠待小儿熟睡后方可进行检查。常规心脏超声检查时嘱病人采取适当体位，充分暴露左侧胸部，并保持均匀呼吸。经食管心脏超声检查当日需禁食禁水，并需签署知情同意书。