超声心动图对右心室功能的研究进展

【摘 要】右心室特殊的解剖和功能特点,造成右心室容积测量一直是有创、无创性影像技术的一个难题。随着超声心动图评价右室功能的研究不断发展,许多超声技术在右心室形态和功能的评价中得到广泛应用。但由于各种评价右室功能的方法均有自己的优缺点,因此结合两种或以上超声技术评价右室功能的方法或许能取长补短,更好地评价右室功能。

【关键词】超声心动图;右心室功能

【中图分类号】R540 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2012)12-0451-01

目前临床评价心功能大多以评价左心室功能为主,随着一系列新研究成果不断解释右心室在循环系统中的重要作用,右心室功能的评价成为国内、外的研究热点[1-2]。但右心室几何构型比较复杂,其特殊的功能及解剖特点,导致长期以来缺乏准确评价右心室功能的方法。本文就超声心动图对右心室功能研究进展作一综述。

1 传统超声心动图与右心室

1.1 右心室特点右心室是一个壁薄,形态不规则的低压腔,在循环系统中属于容量心腔。长期以来,右心室功能准确评估的影响因素一直困扰着医学界:①右心室是一个既不对称又极不规则的几何体,尤其在各种疾病状态时,右心室形态可出现多种变化;②右室肌小梁较发达,心内膜边缘不规则,影响了其心内膜描画的准确性[3];③右心室功能的评价易受负荷改变的影响,尤其是后负荷。基于右心室的这些解剖结构和功能特点,导致右心室不能以固定的数学模型加以模拟。

1.2 传统超声心动图评价右心功能收缩功能

1.2.1二维超声心动图(2-DE):常以右心室的RVEF(右室射血分数) 和 FAC(右室面积变化分数)来评价右室功能。2-DE计算右心室容积,目前临床上较为常用且相对准确的方法为Simpson法。用单平面或双平面Simpson法测定右心室舒张和收缩末期的容积,两者相减即可得出心搏量,RVEF=(右心室舒张末期的容积-右心室收缩末期的容积)∕右心室舒张末期的容积×100%;FAC=(右心室舒张末期的面积-右心室收缩末期的面积)∕右心室舒张末期的面积×100%,RVEF <44%或FAC<35%,提示右室收缩功能不全。有学者研究表明,基于心尖四腔图和心尖二腔图的双平面Simpson公式计算的右室射血分数与核素右室造影测得的RVEF比较,发现两者相关性良好(r=0.70~0.80),其主要误差因素是心尖双平面未能包括右室流出道以及切面过少未能反映右室的复杂形态[4]。

1.2.2 M型超声心动图

右室收缩运动时三尖瓣环向心尖运动是构成右心室射血的主要机制。二维超声心动图因缺乏直接评估右室收缩功能的金指标,因而采用三尖瓣环收缩期向心尖方向的位移作为评价右室整体收缩功能的替代性指标。三尖瓣环收缩期位移(TAPSE)可通过M型超声心动图在心尖四腔切面上测量获得,反映右室的纵向收缩功能。研究发现三尖瓣环收缩期位移与放射性核素显像测得的右心室射血分数相关性良好[5],TAPSE<16 mm提示右室收缩功能不全。测量三尖瓣环收缩期位移的优点是简便易行,受图像质量影响较小,是目前研究右心室功能的主要方法之一。但该指标仅考虑了长轴运动对右室功能的影响,忽略了室间隔、左室等其他部位运动对右室功能的可能影响。

1.3 传统超声心动图评价右心功能舒张功能

通常测定的参数包括三尖瓣血流舒张早期峰速(E)和三尖瓣血流心房收缩期峰速(A)和早期充盈的减速时间(DT)等,其中E/A、减速时间、E/e’比值(其中e’为三尖瓣环舒张早期运动峰速)可作为推荐使用的右室舒张功能评价的常用指标,应用前提是患者无严重三尖瓣反流。右室舒张功能的现行分级标准:三尖瓣E/A<0.8,提示松弛功能受损;E/A:0.8~2.1伴E/e’>6,或肝静脉明显的舒张期血流,提示假正常;E/A>2.1伴减速时间<120 ms,提示限制性充盈障碍。

2 超声心动图检测右心室功能新进展

2.1 组织多普勒成像(TDI),TDI是以低速运动的心肌为观察对象,其成像原理是在彩色多普勒血流成像基础上,通过改变多普勒滤波系统,除去心腔内血流产生的高频低振幅频移信号,保留心肌运动产生的低频高振幅频移信号,再以二维彩色图像或频谱曲线形式展示心肌运动模式。通过测定“感兴趣区”的心肌运动速度,有利于分析局部及区域性的心脏功能。该技术在测定右心室功能时不依赖心室几何形态假设,也无需描绘心内膜,即便是透声较差的患者也能较清晰显示。TDI提供了右心室心肌运动速度、三尖瓣环运动速度及位移的无创检测方法。然而,它在方法学上存在一定局限性,如右室心肌运动方向与声束的夹角、仪器的增益以及正常的呼吸运动等因素均可影响室壁色彩的显像和速度测值,从而影响到心室运动分析的准确性。

2.2 Tei指数 Tei指数是一种新的能反映心脏整体功能的指标,由日本学者Tei在1995年提出并被引入右心功能的评价中。其定义为等容舒张时间(IRT)与等容收缩时间(ICT))之和除以射血时间(ET)。它可采用组织多普勒频谱及脉冲多普勒频谱两种方法进行测量,在右心室收缩或舒张功能不全时,Tei指数会增加。因Tei指数是时间的比值,其结果不会受到心率,血压,右室负荷,三尖瓣返流等因素的影响,同时综合考虑了右心室的收缩与舒张,能够较全面地评价右心室整体功能。临床研究证实,Tei指数与心室造影测得的右心室射血分数比较,两者有较好的相关性,脉冲多普勒测得Tei指数>0.4或组织多普勒测得Tei指数>0.55,提示右室功能不全。但Tei 指数反映的是右心室的整体功能,它不能用于测量或区分单纯收缩和舒张功能异常,而且Tei指数最大的缺点在于不能应用于房颤、异位起搏等有明显心律失常的患者。

2.3 声学定量(acoustic quantification,AQ)技术 AQ技术是一种定量评价心脏收缩、舒张面积与容量变化的新技术,它是利用超声背向散射原理,依据心肌组织和心腔内血液背向散射特性不同通过计算机自动识别血流与心腔组织的边缘,并计算心腔面积、容积及心脏收缩、舒张功能变化。其可测量的参数包括右室面积变化分数,右室舒张末期容积,收缩末期容积,右室射血分数等。应用AQ技术能实时自动识别右心内膜轮廓,克服了传统二维超声心动图因心内膜显示欠佳而导致测量结果不准确,从而为临床提供一种简便、快速检测右心功能的方法。AQ技术能够准确、实时地反应右室功能,比传统二维超声人工勾画心内膜更可靠[6],但AQ技术在使用过程中也会受到增益、患者透声条件及呼吸等的影响。

2.4实时三维超声心动图技术(real-time three-dimentional echocardiogranhy,RT-3DE) 实时三维超声心动图能准确显示心脏不同时相的立体形态,并将心底到心尖平行切割成多个短轴切面,在每一切面上分别描绘出心腔与室壁轮廓与面积,由计算机三维计算软件将其累加,即可准确计算出心腔容量和室壁重量,故可用于测定心脏功能和心室肥厚程度[7],这对准确测定心脏功能具有重要的临床价值。RT-3DE在计算右心腔容积时无需借助几何假设,尤其是对变形的右心腔容积的测量更为准确,因此在测量心腔容积和评价心功能上较2-DE更具优势,其准确性甚至可与MRI的三维成像媲美。但实时三维超声心动图也存在着某些不足之处,首先是其成像质量相对较差,并且实时性和宽角度成像不能兼得;其次,受患者的透声条件、呼吸、心律的影响,且探头频率不适合年龄较小患者,有待进一步完善。

2.5 应变和应变率成像(Strain and Strain Rate Imaging,S/SRI)技术 应变率成像技术(SRI)是基于组织多普勒发展而成的反映心肌形变特征的分析方法,是评价室壁运动的新方法。应变(strain,S)是指物体的相对形变, 心肌应变反映了外力作用下心肌发生变形的能力。应变率(straiate,SR)是指心肌形变发生的速度,即单位时间内的应变。心肌的应变与应变率反映的是心动周期中心肌长度随时间的变化情况。SRI直接反映了心肌的局部功能,可以准确反映在整个心动周期内局部心肌收缩、舒张活动的发生,为判断心肌运动能力提供有力的依据。 SRI虽可定量评价右心室壁整体和节段功能,但它受角度依赖性的影响,故通常仅定量评价右心室局部心肌在长轴方向的收缩功能。

结论:

长期以来,由于超声心动图具有便捷、无创、重复性强,敏感性和准确性高等优点,能清晰显示心脏结构,为临床有效评价右心大小和功能提供了多种检测手段和指标。但由于右心系统形态特殊,传统的二维超声心动图评价右心功能受到一定的限制。随着TDI、Tei指数、RT-3DE、SRI等新的超声技术逐渐应用于临床,使超声心动图评价右心功能方法呈现出多样化,能更加准确、客观、全面地判断右心功能,对帮助制定治疗方案和解决临床问题有重要指导意义。

参考文献:

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[2] Sugeng L,Mor-Avi V,Weinert L,et a1.Quantitative assessment of left ventricular size and function:side-by-side comparison of real-time three-dimensional echocardiography and computed tomography with magnetic resonance reference.Circulation.2006,114(7):654—661.

[3] 张源祥,樊文峰.超声诊断.北京:中国医药科技出版社,2007:4:152-153.

[4] 王新房主编.超声心动图学-4版.-北京:人民卫生出版社,2009.:242-243。

[5] Turhan S, Dincer I, Ozdol C, et al. Value of tissue Doppler myocardial velocities of tricuspid lateral annulus for the diagnosis of right heart failure in patients with COPD. Echocardiography, 2007;24: 126-33.

[6] 苗雅,张薇,郑兆通,等.超声声学定量技术对肺动脉高压患者右心室功能的评价.中国超声医学杂志,2004,3:56-57.

[7]王新房 三维超声心动图的临床应用及其发展前景. 放射学实践2000年5月第15卷第3期Radiol Practice,May 2000,Vol 15,No.3

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