四维超声心动图评价急性心肌梗死急诊PCI术后左心室功能改变的研究进展

高月荣，马洪山，张 萍

四维超声心动图评价急性心肌梗死急诊PCI术后左心室功能改变的研究进展

高月荣1，马洪山2，张 萍2

急性心肌梗死(AMI)已成为现今社会常见的死亡原因之一，急诊经皮冠状动脉介入术(PCI)是AMI病人的首选治疗措施，可显著改善AMI病人的心脏功能及预后。PCI术后左室功能变化指标是判断病人预后及指导临床用药的重要依据，超声心动图(UCG)是目前广泛应用于临床的影像学检查之一，四维超声心动图在评价左心室功能上有显著优势。本文对急性心肌梗死病人行PCI术后评价左心室功能的临床方法作一综述。

急性心肌梗死；左心室功能；超声心动图；核素心肌灌注显像；磁共振成像

急性心肌梗死(AMI)是现代社会一个常见的死亡原因[1]，2002年—2014年急性心肌梗死死亡率总体呈上升趋势，从2005年开始呈快速上升趋势，AMI死亡率随年龄的增加而增加[2]。AMI主要是由冠状动脉急性、持续性缺血缺氧所引起的大量心肌细胞坏死，伴有炎症反应、血清心肌酶活性增高及进行性心电图变化，可并发心律失常、休克或心力衰竭，常可危及生命[3-5]。相关研究已证实[6]：AMI后会导致心肌瘢痕的增生与心室重构，逐渐出现的缺血性心肌病与心脏功能的衰竭是急性心肌梗死的主要致残、致死原因。引发AMI的主要原因为急性冠脉闭塞，如果在梗死的早期能够迅速、完全地开通梗死相关动脉，就可以有效增加存活心肌的数量，从而改善心室重构，提高AMI病人的生存率[7-8]。动物实验及临床研究均已证实[9-12]：再灌注治疗可显著改善AMI病人的心脏功能及预后。经皮冠状动脉介入(PCI)术作为再灌注治疗的有效手段之一，能直接开通梗死相关动脉，恢复缺血心肌血液供应，可有效限制和缩小梗死面积，保护左心室功能，改善病人心室重构和近期预后[13]。

在临床上，AMI的诊断主要依靠临床症状、血清坏死标记物、心电图(ECG)、胸部X线、冠状动脉造影、超声心动图(UCG)等，其中，UCG在急性心肌梗死方面的预测价值高达95%～98%，同时也作为判断PCI术后心脏功能改变的一个重要依据[14]，广泛应用于AMI病人行PCI术后左室功能的评价。

1 目前临床上用于评价左室心脏功能的方法

1.1 心脏磁共振成像(MRI) 采取左室短轴成像的方法，将整个心动周期的数层短轴电影输入工作站心功能软件包，通过手动或半自动勾画出左室内外侧壁舒张和收缩末室壁轮廓，应用心功能软件积分法计算心室容积，即舒张末期心室容积(EVD)、收缩末期心室容积(ESV)、每搏输出量(SV)、射血分数(EF)，除此之外，还可对心室厚度进行分析，同时以电影形式对心室肌壁在每一周期中各时相的形态运动功能进行观察。磁共振成像(MRI)具有高时间、高空间分辨率、成像速度快的特点，所测得的心脏各项运动指标更为准确，尤其对左、右心室功能的测定及心肌运动节段性异常的判定有独特的特点，可对心脏功能进行定量分析，为深入研究左心室功能异常打下基础[15]。国内外大量研究已证明：MRI为公认的心脏功能测定“金标准”，但由于其检查费用昂贵，不能进行床旁监测，无法及时对AMI病人进行心功能的测定，在临床应用中受到限制。另外，心律不齐、呼吸运动造成的运动伪影及起搏器术后都会对检查结果造成干扰，因此，虽然MRI在心功能检查方面有其特殊的优越性，但是并不做为AMI病人心功能检查的首选。

1.2 核素心肌灌注显像(MPI) MPI可对冠状动脉病变程度及范围做出良好的判断，同时还能够较准确评估心肌活性及坏死的情况，从而有助于预测AMI行急诊PCI术后的疗效及远期预后。在左室功能的测定方面，发射型计算机断层扫描显像(ECT)主要根据心肌组织上被放射性核素标记的心肌灌注显像剂的分布而成像，可反映即刻的心肌血流灌注，由于心脏室壁运动失调可在术后恢复正常，部分心肌功能可在再灌注后得到完全或部分恢复，因此，可依据心肌存活范围、程度、冠状血管血流动力学及心肌血流局部分布间接评价AMI在急诊PCI术后左心室功能的改变[16]，由于其只能对心功能进行定性分析，且受医师主观判断影响大，在临床上并不选择ECT作为评价左心室功能的首选。现今主要运用于临床定量评价左心室功能的为门控心肌显像技术(Gated SPECT)，其能准确定位心肌病变部位，并在一次检查中同时得到心肌血流灌注状况、左心室射血分数(LVEF)、舒张末期容积(EDV)、收缩末期容积(ESV)、室壁运动(WM)及室壁收缩增厚率(WT)[17-18]，准确评估病人左心室功能，但由于其成像时间较长、价格昂贵，无法适时进行床旁操作，短期内可重复差，广泛运用于AMI的临床实践受到限制。

1.3 冠状动脉多层螺旋CT血管成像(CTA) 近年来多层螺旋CT(MSCT)血管成像技术逐渐发展成熟，从4排、16排、64排、128排、256排及320排螺旋CT，其球管转速大大加快，时间分辨率显著提高，同时具备扫描速度快，损伤小、时间及空间分辨率高的特点，为冠状动脉病变无创检查提供了新的方法。MSCT通过功能强大的后处理软件，可以获得优良的冠状动脉CT图像，优化影像后处理技术的意义在于更高效地处理庞大的数据流量，同时使CT诊断由二维平面模式向多维空间模式发展，在心脏CT领域中，可以实现冠状动脉分析、心功能分析、计算机辅助诊断技术等[19]。MSCT结合回顾性心电门控技术可在心动周期的任意时相进行图像重建，同时利用冠状动脉成像所得到的三维容积数据，可以计算各种心功能参数，定量的评价AMI在急诊PCI术后左室功能的改变，但由于MSCT不能完全抑制运动伪影的产生，对于心率过快及心律不齐的病人不能取得良好的图像质量，因此在临床应用中受到限制，同时其辐射作用而具有的潜在致癌性使其不具有可重复性。

1.4 数字减影血管造影(DSA) 是通过计算机将血管造影片上的骨与软组织的影像消除，仅在影像片上突出血管的一种摄影技术，具有有创伤、时间长的特点，但DSA只能准确反映血管的狭窄程度，从而间接定性评价左室功能是否改变，无法定量准确地评价心肌组织的运动。心导管左室造影虽然计算LVEF准确，图像清晰，但由于其创伤性、放射性、短期内可重复性小，并不作为评价左室心功能的首选。

1.5 彩色多普勒超声诊断仪

1.5.1 M型超声心动图 目前在临床上测量左心室容积与射血分数普遍采用的为M型超声心动图，但相关研究表明[20]，此种方法的可重复性较小，由于其在测量时主要依赖的是对左心室几何形状的假设，并由局部功能代替整体心脏功能，因此当左室的形状发生改变或室壁运动节段性异常时，则无法准确地测量。

1.5.2 二维超声心动图 运用双平面Simpson法在两个互相垂直的心尖切面上(心尖四腔心和两腔心)可计算出左心室容积和左室射血分数，从而反映整个心室的情况，相较M型超声结果更准确，是目前临床上较准确的一种测量左心功能的方法。超声斑点追踪二维应变(2DS)技术是一种在二维基础上发展来的新的显像技术，通过对心肌斑点回声的追踪来定量评价心室室壁的运动：自动对心肌内声学斑点的运动进行追踪，根据相邻两个声学斑点随着时间产生的距离变化，获得可反映心肌形变速率和舒缩形变大小的指标-应变率及应变[21]。从理论上来讲，应力一应变关系可以更客观而直接地反映心肌的收缩功能。同时2DS克服了组织速度成像技术(TDI)计算应变时对声束角度的依赖性．图像质量的优劣只与二维帧频有关。2DS可准确得到左室长轴(从心底到心尖)，径向(向心方向)和轴向(以收缩重心为中心的旋转方向)的应变指标，其中长轴和轴向应变可通过计算机整合为左室整体的长轴及轴向应变及应变率[22]，从而对左室功能进行定量评价。

1.5.3 组织多普勒 心室室壁运动为低速高振幅信号，血流运动为高速低振幅信号，组织多普勒主要采用低通滤波器，滤除血流反射回来的血流运动信号，只检测心室室壁反射回来的低频高振幅频移信号，并进行彩色编码，由此将心脏心室室壁运动的信息实时表现出来。组织多普勒能够不依赖二维超声的图像质量而提供心肌运动的定量评价，为定量评价心肌收缩舒张运动提供了准确和丰富的信息和指标，但在实际操作时，受声束与室壁运动方向间夹角影响较大，因此在局部心功能评价上的价值更高，对左室整体功能改变的检出率则低于超声斑点追踪应变技术[23]。

1.5.4 三维超声心动图/四维超声心动图 三维超声心动图(three-dimensional echocardiography，3DE)可运用三维斑点追踪成像技术准确计算左心室容积和LVEF，研究证实，其准确性与心脏MRI高度一致[24]，对心室形态不规则时左心室收缩功能的评定更准确[25-26]。四维超声心动图(4-dimensional echocardiography，4DE)是在三维超声心动图的基础上增加了时间的追踪，所以又称为动态三维心动图，由于其瞬时清晰度和相对较低的成本在临床机构中得到了广泛的认可。其容积-时间曲线可代表一个完整心动周期内左室容积的连续性变化，可定量评价AMI病人行急诊经皮冠状动脉介入术后左室整体、局部功能的改变。同时四维超声心动图心室容积分析工具4DLVQ软件能以三维斑点追踪成像为基础，精确描计左心室舒张和收缩期内膜，自动对多项指标进行分析，将左心室立体图进行重建，并能绘制左室纵向应变(LS)、圆周应变(CS)、径向应变(RS)、面积应变(ACR)的分节段牛眼图，乞艳华等[28]研究者通过研究证明：当心脏出现局部的收缩功能减弱时，心脏左心室的整体收缩功能也将发生减弱，这时ACR可以比LS、CS以及RS更敏感地发现心室功能的减退，为临床医师判断心室收缩功能异常提供了早期的临床依据。同时，相关性分析得出：心脏整体ACR与LVEF有极强的相关性，可以全面的、真实的反映心脏的收缩功能。通过分析LS、CS、RS、ACR这些数据，可以较为全面的评估左室的整体功能以及心脏局部的心肌运动情况。

2 用于评价左心室功能的指标

在评定左心室心室功能时，临床常用指标有：①左心室舒张功能，最新欧洲及美国超声心动图联合推荐指南指出，评价心脏左心室舒张功能的主要指标：舒张早期二尖瓣环速度(early diastole velocity，E)、左心房容积指数(left atrial volume index，LAVI)、二尖瓣脉冲多普勒血流频谱及E/E’等。临床上，医师常用的评价舒张功能的指标为：A峰值速度(A峰)，E峰值速度(E峰)，峰值速度比值(A/E)，峰值充盈(PER)，PER=E峰×二尖瓣口面积，标准化充盈速度(NPERs-1)。间壁E’8 cm/s，侧壁E’<10 cm/s，LAVI>34 mL/m2可作为左室舒张功能减低的依据。有研究者提出，可应用彩色M型超声心动图的基线移动法来测定左心室舒张期血流播散速率(flow propagation velocity，FPV)，FPV可定性和定量评估左室舒张功能。②左室收缩功能：射血分数、每搏量、心搏出量(CO)。③左心室容积、射血分数和节段性室壁运动异常的准确评估是临床决策和后续评估必不可少的临床依据。目前，二维超声心动图是获得此信息使用最广泛的方法。四维超声心动图除了可以应用以上指标对心室功能进行评定，还可以通过左心室室壁心肌应变定量评定左心室功能。

3 关于AMI急诊PCI术后心功能评价优势与劣势比较(见表1)

表1 不同心脏影像学方法在AMI急诊PCI术后心功能评价比较

4 结 语

急性心肌梗死病人急性发作期需立即抢救、卧床休息，消除病人紧张情绪和顾虑，保持环境安静，同时有效治疗，预防PCI术后心脏不良事件的发生。众所周知，AMI尤其是急性ST段抬高型心肌梗死的治疗以再灌注治疗最为关键，非ST段抬高型心肌梗死病人进行危险分层，同时结合冠状动脉影像特点及心电图实施介入治疗。AMI病人再灌注治疗包括药物溶栓治疗、PCI治疗及冠状动脉旁路移植术(CABG)。由于药物溶栓治疗有多种禁忌证，仅部分病人适宜并且接受药物溶栓治疗，同时治疗存在残余狭窄、复发心肌缺血及颅内出血的可能，而CABG则适用于PCI术及药物溶栓治疗失败并合并心源性休克或有机械并发症的病人。因此，对于AMI病人的再灌注治疗主要集中在急诊PCI术方面。AMI病人急诊PCI术后的左心室功能需要观测的重要指标，对指导病人用药、提示预后及术后康复有重要意义。MRI、CT、核素心肌显像、DSA检查耗时长、创伤性、放射性、花费高、空间移动、增加病人焦虑情绪等特点，不仅会延误病人抢救时间、错失最佳抢救时机，严重者还可诱发病人危象，直接威胁病人生命。超声心动图可实现床旁监测，无创伤性、无放射性、检查耗时短、花费少，是目前急性心肌梗死病人术前急性期、术后不稳定期评价左心室功能的首选[29]。

4D超声心动图为描述了一种新的精确度极高的方法去计算密集3D心肌运动，这种技术基于传统的变分光流技术，为临床医师提供了一个新的深入的心脏性能评价方法。其能够观察密集心肌位移的恢复，因此为心血管疾病的诊断做出了重要努力，同时4D超声包含着许多应用程序，包括自动诊断、生物力学建模、仿真和应变计算。描述复杂的快速移动的心脏结构需要空间和时间分辨率足够高的数据，4D超声与非侵入性的其他检查形式相比，如心肌灌注显像、CT或MRI相比，4D涉及的风险最小，也相对比较便宜[27]。四维超声心动图(动态三维超声心动图)已在临床应用中占据重要的位置，目前的临床研究已经证实，二维超声心动图是评价左心室室壁运动异常的早期诊断指标，原因在于二维超声心动图客观、精确的心肌应变[30]。但是尽管如此，二维超声心动图仍存在局限性：首先，使用灰阶图像，在某些成像不好的病人中，不能提供适当的心内膜边界来评价局部室壁运动；其次，分析局部室壁运动时是半定量的性质，存在着声学斑点会移出可追踪范围的可能性，无法客观、准确地评价室壁运动是否异常，定量评价左室功能改变的准确性不及三维/四维超声心动图，而最新的4D超声则可以追踪组织结构随着时间在三维方向上的运动，所以很好的克服了二维应变的信息脱失以及三维超声的时间延误性。李雪梅等[31]研究显示：四维超声心动图的新技术4DLVQ是一种比二维Simpson法更敏感的测量方法，它可以在疾病早期检测出心脏病病人左心室功能和形态的改变，同时为临床上无明显室壁活动异常的冠心病病人左室心功能评价提供客观、精确的临床诊断依据。

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(本文编辑郭怀印)

1.山西医科大学(太原 030001)；2.山西省大同市第三人民医院

马洪山，E-mail：1058338810@qq.com

R542.2 R256.2

A

10.3969/j.issn.1672-1349.2017.04.015

1672-1349(2017)04-0443-05

2016-10-09)

引用信息：高月荣，马洪山，张萍.四维超声心动图评价急性心肌梗死急诊PCI术后左心室功能改变的研究进展[J].中西医结合心脑血管病杂志，2017，15(4)：443-447.