計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了心臟超聲技術(shù)的不斷更新與進(jìn)步,近年來(lái)出現(xiàn)的心臟超聲新技術(shù)主要是組織多普勒成像(TDI)及相關(guān)技術(shù),包括組織多普勒速度成像(TVI)、位移(Displacement)、應(yīng)變(Strain)、應(yīng)變率(SR)和組織同步化成像(TSI)、二維應(yīng)變超聲心動(dòng)圖(2DSI)、自動(dòng)功能成像(AFI)、速度向量成像(VVI),超聲瞬時(shí)波強(qiáng)(WI),超聲向量血流成像(VFM)、心肌對(duì)比超聲心動(dòng)圖(MCE);心臟二維血流成像技術(shù)(CBFI),四維容積成像,三維斑點(diǎn)追逐超聲(3DSTI)等。新近出現(xiàn)的心臟超聲新技術(shù)的臨床應(yīng)用范圍:評(píng)價(jià)局部心肌的收縮和舒張功能,觀察心肌運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性,評(píng)估心腔內(nèi)和心肌內(nèi)血流狀態(tài),判斷局部和整體心肌的機(jī)械做工,它們不僅可能成為或逐漸成為心臟科醫(yī)生科研和臨床研究的重要診斷工具或即將成為臨床心臟超聲的常規(guī)診斷技術(shù)。因此如何正確認(rèn)識(shí)和合理應(yīng)用心臟超聲診斷新技術(shù)甚為重要。

(一)組織多普勒成像及相關(guān)技術(shù)

組織多普勒成像及相關(guān)技術(shù)包括組織多普勒速度成像、位移、應(yīng)變、應(yīng)變率和組織同步化成像,可以有效地評(píng)估局部心肌的收縮和舒張功能,以及心肌運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性。在上述技術(shù)中,組織同步化成像專門應(yīng)用于評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性,而其他技術(shù)不僅可以評(píng)估局部心肌的收縮和舒張功能,而且同時(shí)可用于評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性。

其最大的優(yōu)勢(shì)是在同一個(gè)心動(dòng)周期可以同時(shí)評(píng)價(jià)左心室內(nèi)心肌運(yùn)動(dòng)以及心室內(nèi)心肌運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性。因此,組織多普勒成像及其相關(guān)技術(shù)目前主要用于心臟再同步化治療患者的選擇和術(shù)后優(yōu)化。

(二)斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖

目前應(yīng)用于臨床診斷和研究的斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖技術(shù)有自動(dòng)功能成像、二維應(yīng)變超聲心動(dòng)圖、速度向量成像、其成像原理都是應(yīng)用二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù),計(jì)算出心肌運(yùn)動(dòng)速度、加速度、應(yīng)變和應(yīng)變率等局部心肌的機(jī)械做工。其中,自動(dòng)功能成像時(shí)經(jīng)過(guò)美國(guó)食品和藥品監(jiān)督管理局(FDA)與中國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局(SFDA)批準(zhǔn)能夠用于臨床診斷的二維應(yīng)變超聲心動(dòng)圖,主要用于評(píng)價(jià)縱向心肌收縮期的應(yīng)變峰,二維應(yīng)變超聲心動(dòng)圖和速度向量成像在顯示模式上與斑點(diǎn)追逐超聲心動(dòng)圖不同,評(píng)價(jià)的內(nèi)容也略有差別。前者只是評(píng)價(jià)節(jié)段心肌的收縮和舒張功能,后者除了評(píng)價(jià)節(jié)段心肌的收縮和舒張功能之外,還能夠評(píng)價(jià)心內(nèi)膜和心外膜下心肌的收縮和舒張功能。該技術(shù)的臨床應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在對(duì)局部和整體心肌功能的評(píng)價(jià)上,適用于冠心病、高血壓、糖尿病以及心肌病等心血管疾病所致心肌功能損害患者。

(三)超聲瞬時(shí)波強(qiáng)

1988年美國(guó)學(xué)者Zambanini等提出,超聲瞬時(shí)波強(qiáng)技術(shù)是一種綜合評(píng)價(jià)心血管功能及心臟與血管交互作用的新技術(shù)。瞬時(shí)波強(qiáng)是指在循環(huán)系統(tǒng)任意點(diǎn)的壓力變化(d U/dt)的乘積,即:WI=(d P/dt)×(d U/dt)。

Zambanini等提出頸動(dòng)脈瞬時(shí)波強(qiáng)波形包括3個(gè)正向波及一個(gè)反向波,按出現(xiàn)得順序依次為S、R、X、D波,其中S即瞬時(shí)加速度(W1),D即瞬時(shí)減速度(W2),NA即反向波R的面積。研究顯示W(wǎng)1的大小與左心室收縮功能相關(guān),而W2的大小與收縮晚期主動(dòng)脈血流慣性及左心室舒張速度有關(guān),從而間接評(píng)價(jià)左心室收縮和舒張功能。但由于易受操作者技術(shù)的影響,應(yīng)用該技術(shù)檢測(cè)出的結(jié)果變化較大,從而使其應(yīng)用受到一定限制。

(四)超聲向量血流成像

已知心室腔內(nèi)血流狀態(tài)在心動(dòng)周期不同時(shí)相均存在著各種不同的層流和渦旋運(yùn)動(dòng)流場(chǎng)狀態(tài),上述流體狀態(tài)形成了心臟特有的非線性流體動(dòng)力系統(tǒng)。日本學(xué)者Udesen和Ohtsuki等報(bào)道,通過(guò)建立基于三維血流成像單平面多普勒頻移信息的血流速度成像技術(shù)能夠觀察到心內(nèi)血液流暢狀態(tài),并能區(qū)分層流和渦流狀態(tài),同時(shí)可進(jìn)行簡(jiǎn)單的量化評(píng)價(jià)。

該技術(shù)核心是追逐心腔內(nèi)血細(xì)胞的多普勒頻移,而以血細(xì)胞運(yùn)動(dòng)向量的形式顯示在二維圖像上。現(xiàn)有基于組織多普勒技術(shù)的血流暢方法也存在以下局限性:①角度依賴性;②圖像幀頻依賴性;③量化評(píng)價(jià)技術(shù)方法不足;④單一二維切面難以完整反映三維血流真實(shí)情況;⑤基于數(shù)字模型,需要進(jìn)一步試驗(yàn)證實(shí)可靠性。

(五)心肌對(duì)比超聲心動(dòng)圖

心肌對(duì)比超聲心電圖是利用聲學(xué)微氣泡作為造影劑,經(jīng)靜脈注入冠狀動(dòng)脈循環(huán),進(jìn)入心肌的微循環(huán),通過(guò)接受微氣泡的背向散射信號(hào),實(shí)現(xiàn)心肌灌注成像。本技術(shù)的臨床價(jià)值為評(píng)價(jià)心肌的微循環(huán)灌注和利用微氣泡作為載體進(jìn)行心血管系統(tǒng)疾病靶向治療。目前尚無(wú)SFDA批準(zhǔn)用于心臟超聲的造影劑,因此,該項(xiàng)技術(shù)目前只能停留于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。

(六)心臟二維血流成像

心臟二維血流成像是利用多普勒追蹤技術(shù)對(duì)心腔血流進(jìn)行二維顯示。它不僅能夠顯示心內(nèi)膜的邊界、觀察室壁厚度及運(yùn)動(dòng)狀態(tài),同時(shí)可以實(shí)時(shí)地顯示心內(nèi)血液的分流和反流狀態(tài)。由于此項(xiàng)技術(shù)不受掃描角度的影響,因此可以有效和準(zhǔn)確地評(píng)估心內(nèi)血流狀態(tài),現(xiàn)可替代左心室超聲造影。

(七)四維容積成像和三維斑點(diǎn)追逐成像

近年來(lái),因容積探頭技術(shù)的突破,使得三維超聲心動(dòng)圖技術(shù)得以發(fā)展?；谌莘e探頭獲取的三維超聲圖像,不僅成像速度增快(實(shí)現(xiàn)一個(gè)心動(dòng)周期成像),而且獲取的信息量巨大。目前三維超聲圖像結(jié)合心電圖,不僅能夠清晰顯示心臟的三維結(jié)構(gòu),同時(shí)可以自動(dòng)分析左心室局部心肌在心動(dòng)周期的容量變化,以及左心室整體容量的變化,如左心室收縮末期容量、左心室舒張末期容量、左心室射血分?jǐn)?shù)等指標(biāo)。此外,四維容積成像能夠幫助臨床醫(yī)生進(jìn)行左心室同步化的定量分析,而三維斑點(diǎn)追蹤成像能夠讓我們更全面和系統(tǒng)地評(píng)價(jià)心肌機(jī)械做功。實(shí)時(shí)心臟全容積成像正在沖擊和改變著傳統(tǒng)超聲心動(dòng)圖的檢查方式。它可以在每一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)完成整個(gè)心臟的實(shí)時(shí)全容積圖像采集,能夠幫助臨床醫(yī)生更全面、準(zhǔn)確地評(píng)估心臟結(jié)構(gòu)、心內(nèi)血流、心臟功能及心臟運(yùn)動(dòng)的同步性。