冲击波心肌血管重建术

计算机技术的快速发展推动了心脏超声技术的不断更新与进步,近年来出现的心脏超声新技术主要是组织多普勒成像(TDI)及相关技术,包括组织多普勒速度成像(TVI)、位移(Displacement)、应变(Strain)、应变率(SR)和组织同步化成像(TSI)、二维应变超声心动图(2DSI)、自动功能成像(AFI)、速度向量成像(VVI),超声瞬时波强(WI),超声向量血流成像(VFM)、心肌对比超声心动图(MCE);心脏二维血流成像技术(CBFI),四维容积成像,三维斑点追逐超声(3DSTI)等。新近出现的心脏超声新技术的临床应用范围:评价局部心肌的收缩和舒张功能,观察心肌运动的协调性,评估心腔内和心肌内血流状态,判断局部和整体心肌的机械做工,它们不仅可能成为或逐渐成为心脏科医生科研和临床研究的重要诊断工具或即将成为临床心脏超声的常规诊断技术。因此如何正确认识和合理应用心脏超声诊断新技术甚为重要。

(一)组织多普勒成像及相关技术

组织多普勒成像及相关技术包括组织多普勒速度成像、位移、应变、应变率和组织同步化成像,可以有效地评估局部心肌的收缩和舒张功能,以及心肌运动的协调性。在上述技术中,组织同步化成像专门应用于评价心肌运动的协调性,而其他技术不仅可以评估局部心肌的收缩和舒张功能,而且同时可用于评价心肌运动的协调性。

其最大的优势是在同一个心动周期可以同时评价左心室内心肌运动以及心室内心肌运动的协调性。因此,组织多普勒成像及其相关技术目前主要用于心脏再同步化治疗患者的选择和术后优化。

(二)斑点追踪超声心动图

目前应用于临床诊断和研究的斑点追踪超声心动图技术有自动功能成像、二维应变超声心动图、速度向量成像、其成像原理都是应用二维斑点追踪技术,计算出心肌运动速度、加速度、应变和应变率等局部心肌的机械做工。其中,自动功能成像时经过美国食品和药品监督管理局(FDA)与中国国家药品监督管理局(SFDA)批准能够用于临床诊断的二维应变超声心动图,主要用于评价纵向心肌收缩期的应变峰,二维应变超声心动图和速度向量成像在显示模式上与斑点追逐超声心动图不同,评价的内容也略有差别。前者只是评价节段心肌的收缩和舒张功能,后者除了评价节段心肌的收缩和舒张功能之外,还能够评价心内膜和心外膜下心肌的收缩和舒张功能。该技术的临床应用价值主要体现在对局部和整体心肌功能的评价上,适用于冠心病、高血压、糖尿病以及心肌病等心血管疾病所致心肌功能损害患者。

(三)超声瞬时波强

1988年美国学者Zambanini等提出,超声瞬时波强技术是一种综合评价心血管功能及心脏与血管交互作用的新技术。瞬时波强是指在循环系统任意点的压力变化(d U/dt)的乘积,即:WI=(d P/dt)×(d U/dt)。

Zambanini等提出颈动脉瞬时波强波形包括3个正向波及一个反向波,按出现得顺序依次为S、R、X、D波,其中S即瞬时加速度(W1),D即瞬时减速度(W2),NA即反向波R的面积。研究显示W1的大小与左心室收缩功能相关,而W2的大小与收缩晚期主动脉血流惯性及左心室舒张速度有关,从而间接评价左心室收缩和舒张功能。但由于易受操作者技术的影响,应用该技术检测出的结果变化较大,从而使其应用受到一定限制。

(四)超声向量血流成像

已知心室腔内血流状态在心动周期不同时相均存在着各种不同的层流和涡旋运动流场状态,上述流体状态形成了心脏特有的非线性流体动力系统。日本学者Udesen和Ohtsuki等报道,通过建立基于三维血流成像单平面多普勒频移信息的血流速度成像技术能够观察到心内血液流畅状态,并能区分层流和涡流状态,同时可进行简单的量化评价。

该技术核心是追逐心腔内血细胞的多普勒频移,而以血细胞运动向量的形式显示在二维图像上。现有基于组织多普勒技术的血流畅方法也存在以下局限性:①角度依赖性;②图像帧频依赖性;③量化评价技术方法不足;④单一二维切面难以完整反映三维血流真实情况;⑤基于数字模型,需要进一步试验证实可靠性。

(五)心肌对比超声心动图

心肌对比超声心电图是利用声学微气泡作为造影剂,经静脉注入冠状动脉循环,进入心肌的微循环,通过接受微气泡的背向散射信号,实现心肌灌注成像。本技术的临床价值为评价心肌的微循环灌注和利用微气泡作为载体进行心血管系统疾病靶向治疗。目前尚无SFDA批准用于心脏超声的造影剂,因此,该项技术目前只能停留于动物实验。

(六)心脏二维血流成像

心脏二维血流成像是利用多普勒追踪技术对心腔血流进行二维显示。它不仅能够显示心内膜的边界、观察室壁厚度及运动状态,同时可以实时地显示心内血液的分流和反流状态。由于此项技术不受扫描角度的影响,因此可以有效和准确地评估心内血流状态,现可替代左心室超声造影。

(七)四维容积成像和三维斑点追逐成像

近年来,因容积探头技术的突破,使得三维超声心动图技术得以发展。基于容积探头获取的三维超声图像,不仅成像速度增快(实现一个心动周期成像),而且获取的信息量巨大。目前三维超声图像结合心电图,不仅能够清晰显示心脏的三维结构,同时可以自动分析左心室局部心肌在心动周期的容量变化,以及左心室整体容量的变化,如左心室收缩末期容量、左心室舒张末期容量、左心室射血分数等指标。此外,四维容积成像能够帮助临床医生进行左心室同步化的定量分析,而三维斑点追踪成像能够让我们更全面和系统地评价心肌机械做功。实时心脏全容积成像正在冲击和改变着传统超声心动图的检查方式。它可以在每一个心动周期内完成整个心脏的实时全容积图像采集,能够帮助临床医生更全面、准确地评估心脏结构、心内血流、心脏功能及心脏运动的同步性。