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用超聲波檢查心臟和大血管的解剖結構及活動狀態的無創性技術。1954年首次應用超聲診斷心臟病。

超聲心動圖

1 超聲心動圖 -內容

用超聲波檢查心臟和大血管的解剖結構及活動狀態的無創性技術。1954年首次應用超聲診斷心臟病。目前已有四種方法: M型、二維、造影和多普勒超聲心動圖。四種方法各有優缺點,臨床上以二維超聲檢查為主,根據需要可結合其他三種方法。      

超聲心動圖檢查的原理

探頭髮出超聲束,通過心臟各層組織,反射的回波在探頭髮射超聲波的間隙被接收,通過正壓電效應轉變為電能,再經檢波、放大,在熒光屏上顯示為強弱不同的光點,超聲波脈衝不斷穿透組織及產生回波。不同時間反射回來的聲波,依反射界面的先後而呈一系列縱向排列的光點顯示於熒光屏上。慢掃描電路的水平偏轉板使縱向排列的光點在示波屏上從左向右掃描,呈現連續波動的曲線及圖形(圖 1)。橫坐標為時間,心臟各層結構反射的光點隨時間而展開,即形成一幅顯示距離、時間、幅度及光點強弱的位置、時間曲線圖,此即M型超聲心動圖。二維超聲心動圖的原理與M型相似,不同之處是探頭產生的聲束進入胸壁后呈扇形掃描,根據探頭的部位和角度不同,可得不同層次和方位的切面圖。此法能在透聲窗較窄的情況下,避開胸骨和肋骨的阻擋,顯示較大範圍的心內各結構的空間方位,圖像比較清晰,是目前主要的檢查法。造影超聲心動圖是通過靜脈或心導管注射聲學造影劑,使心腔內均勻的血液產生較大的聲阻差,超聲束通過時產生密集的雲霧狀回聲,與正常時心腔的暗區形成鮮明的對比,此法對心內分流性疾患和三尖瓣關閉不全的診斷幫助較大。多普勒超聲心動圖是在二維及M型超聲技術的基礎上,利用多普勒原理檢測心臟及大血管內血流的一種新技術。

超聲心動圖的種類

超聲心動圖可分為以下四類。   

M型超聲心動圖  患者平卧或左側卧位,平靜呼吸。探頭置於胸骨左緣第3或第4肋間,塗耦合劑後進行定點,或探頭作弧形轉動掃查。從心底部掃查到心尖部,必要時在劍突下或胸骨上窩探查。

正常波群  一般劃分為四區。

① 4區。又稱心底波群,是聲束通過圖2第4條線,自前至後分別穿透胸壁、右室流出道、主動脈根部及左房,其回波在相對應的部位顯示在熒光屏上,分別代表各層組織回聲的強弱和運動狀態。

② 3區。探頭從4區略向下轉即移行為3區。聲束通過圖2第3條線。自前至后可分別見到胸壁、右室、室間隔、左室流出道、二尖瓣前葉、左房或房室交界處的回聲。並可見到主動脈前壁延續為室間隔,主動脈後壁與二尖瓣前葉相接。一般在此區測量左室流出道。

③ 2(b)區。又稱二尖瓣波群。探頭稍向下指,聲束即通過圖2中2b線,分別穿透胸壁、右室,室間隔、左室流出道、二尖瓣前後葉及左室後壁。

④ 2(a)區。又稱心室波群,探頭置於胸骨左緣第4肋間,聲束通過2a線。回聲所代表的解剖結構自前至後為胸壁、右室前壁、右室、室間隔、左室及左室後壁。一般心室的內徑、室間隔及左室後壁的厚度均在此區測量。

⑤ 1區。聲束指向心尖部,即可見1區。此處心腔內徑較小,左室後壁之前可見乳頭肌等結構。

M型超聲心動圖與心電圖、心音圖、心尖搏動圖及頸動脈搏動圖同步描記,可以研究其間的相互關係。

二維超聲心動圖  患者采平卧位或左側卧位,探頭放置部位與 M型相同。二維超聲心動圖採用三個直角相交的平面束觀察心臟(圖3)。長軸切面指縱切心臟的探測平面,與前胸壁體表垂直,平行於心臟長軸,相當於患者平卧,由左向右觀察。扇尖為前胸壁,扇弧為心臟後部,圖右為頭側,圖左為腳側。短軸切面即橫斷心臟的掃查平面,與前胸體表及長軸相垂直,相當於患者平卧,檢查者由腳側向頭側觀察心臟橫斷面。圖像的上下端分別為心臟的前後側,圖左為心臟右側,圖右為心臟左側。四腔切面即探測平面與心臟長軸及短軸垂直,而與前胸壁體表近於平行,扇尖為心尖部,扇弧為心底部,圖左為心臟右側,圖右為心臟左側。心臟體積較大,結構複雜,探頭隨意置於心前區,即能獲得一種圖像。常用的有10種基本圖像。

超聲圖上常採用的英文縮略語如下:

A:前側;P:后側;R:右側;L:左側;RVOT:右室流出道;RA:右房;TV:三尖瓣;PV:肺動脈瓣;AV:主動脈瓣;LA:左房;LCC:左冠狀動脈瓣;RCC:右冠狀動脈瓣;NCC:無冠狀動脈瓣;RV:右室;IVS:室間隔;IAS:房間隔;AML:二尖瓣前葉;PML:二尖瓣後葉;mvo:二尖瓣口;PW:後壁;DAO:降主動脈;AO:主動脈;LV:左室;APEX:心尖部;BASE:基底部;ATL:三尖瓣前葉;STL:三尖瓣隔葉;PPM:后乳頭肌;SV:取樣容積。

① 左室長軸圖。探頭置於胸骨左緣第3或4肋間,聲束與長軸平行,即得左室長軸圖。顯示右室、室間隔、左室、左房、主動脈根部及主動脈瓣和二尖瓣。

② 主動脈根部短軸圖。顯示主動脈根部、右室流出道、主動脈瓣,左房、房間隔、部分右房、右室及三尖瓣隔葉。

③ 二尖瓣水平短軸圖。可顯示左、右室,室間隔與二尖瓣口,左室側壁及後壁等。

 ④ 乳頭肌水平短軸圖。顯示左室、左室乳頭肌和部分右心室。

⑤ 心尖四腔圖。探頭置於心尖搏動處,指向右側胸鎖關節。圖上室間隔起於扇尖,向遠端伸延,接房間隔及心房穹窿。十字交叉位於中心,向兩側伸出二尖瓣及三尖瓣隔葉,並可清楚地看到二、三尖瓣口。由於室間隔房間隔連線與二、三尖瓣連線成十字交叉,故將左、右心劃分為4個腔室。探頭稍向上傾斜,掃描平面經過主動脈根部,使四腔間又出現一環形的主動脈腔,即所謂心尖五腔圖。

⑥ 心尖部二腔圖。探頭位置同前,逆時鐘轉位,使掃描平面不通過室間隔,即可獲得心尖二腔圖。著重顯示左房、左室、左室流入道及流出道。

⑦ 劍突下四腔圖。仰卧,下肢屈曲,使腹部鬆弛,探頭置於劍突下,指向左肩,接近冠狀切面。在圖上扇尖處可見肝實質反射,再為右室、左室、右房、左房,此切面聲束與房間隔垂直,房間隔完整,一般無假性回聲脫失。

⑧ 下腔靜脈長軸圖。探頭置於劍突下,掃描平面與下腔靜脈平行,圖像顯示右房、下腔靜脈及肝靜脈。

⑨ 主動脈弓長軸圖。仰卧位,頭部盡量後仰,探頭置於胸骨上窩,使聲束與左肩、右乳頭連線平行掃查。圖形顯示升主動脈、主動脈弓、頭臂血管起源及降主動脈等。

⑩ 主動脈弓短軸圖。探頭位置同上,轉動90°,橫切主動脈弓,除顯示主動脈橫切面處,尚可見肺動脈干分叉處及右肺動脈,有時可見上腔靜脈。

造影超聲心動圖  在二維圖像或M型超聲監視下,由靜脈注射聲學造影劑。中國常用 3%過氧化氫或碳酸氫鈉醋酸混合液,造影劑與血液混合后含有微小氣泡(可吸收),在右側心腔產生雲霧狀回聲,根據顯影的部位、擴散範圍、光點密度、運行方向等,可確定心內有無右向左的分流及其分流水平(圖10)。對左向右分流患者,右側心腔可有負性造影區。對右心負荷過重者,可藉助造影判定右室前壁有無增厚、右室是否擴大,亦可判斷室間隔有無增厚。根據瓣口處造影劑有無來回穿梭現象,可以了解有無三尖瓣關閉不全。可測量靜脈注射聲學造影劑到心前區出現造影劑的時間,即臂心循環時間(正常人一般在10秒左右;心力衰竭者>15秒)。根據M型超聲心動圖上造影劑流線的傾斜度,可計算該區的血流速度。本法對主動脈瓣、二尖瓣關閉不全和左向右分流的診斷有一定的意義。一種超聲造影心肌灌注顯影增強檢查法對冠心病的診斷有意義。

多普勒超聲心動圖  血液內有很多紅細胞,它能反射和散射超聲,可以認為是微小的聲源。探頭置於肋間隙不動而發射超聲波,紅細胞在心臟或大血管流動時,紅細胞散射的聲頻發生改變。紅細胞朝向探頭運動時,反射的聲頻增加,反之則降低。這種紅細胞與探頭作相對運動時所產生聲頻的差值稱為多普勒頻移。它可以顯示血流的速度、方向和血流的性質。多普勒超聲心動圖又分為脈衝多普勒超聲心動圖、連續波多普勒超聲心動圖、彩色多普勒超聲心動圖。應用最多的是脈衝多普勒超聲心動圖,它可以在二維圖像監視定位情況下,描記出心內任何一點血流的實時多普勒頻譜圖。

脈衝多普勒超聲心動圖  在二維或 M型圖像監視定位下,利用多普勒原理,採用距離選通技術,將取樣容積放在心臟或大血管內一定部位,取一定容積的血流信息,經快速傅立葉變換,實時地以頻譜的方式顯示某點的血流速度、方向和性質。據此可以判斷各瓣膜口有無狹窄、返流,了解心內有無分流,並且計算心排血量和跨瓣口的壓力階差。

血液在正常人心臟和大血管內流動時,其血流方向相同,但其橫截面上各點的流速不同。研究證明,流經各瓣口的血流為層流,其頻譜特點為頻譜窄、光點密集,中間空虛,音頻輸出可聽到柔和平滑的多普勒聲。當血流經過狹窄的瓣膜或管腔時,血流速度增加,血流方向和速度均不相同,產生湍流,其特點是頻譜寬,光點分散,中間充填,可聽到粗糙刺耳的血流聲。血流過快測量將受限制。

頻譜圖的縱坐標反映血流的方向和速度,血流朝向探頭流動即產生向上的頻移,反之則產生向下的血流圖,頻移幅值代表血流速度的高低;橫坐標代表時間。

連續波多普勒超聲心動圖  可以測量過高的血流速度,但不能明確最高流速的具體位置,一般只用於瓣膜或血管狹窄遠端血流速度的測定。

彩色多普勒血流顯像  以彩色的亮度表??現紅藍相混的雜色。1980年代發展的新技術將血流顯色,重疊於黑白的二維或M型心動圖上,可更清楚地顯示結構異常和血液動力學異常的關係,這即是彩色多普勒血流顯像。用自相關技術和彩色編碼處理,一般將血流朝向探頭的顯示為紅色,背向探頭的血流顯示為藍色,以色彩的亮度表示血流速度,出現渦流時,由於血流方向不同,出現紅藍相混的雜色。這樣便可以觀測心臟或大血管內血流的方向、途徑,血流性質,有無異常血流束等,可以診斷瓣膜有無狹窄、返流,有無異常的分流等(彩圖)。本法主要優點為:①快速篩選正常和異常血流,尤其是檢測異常的分流和返流;②區別發生在相同心動周期,來自不同部位而方向相似的血流,如聯合瓣膜病變的和多發性分流;③通過射流方位的顯示,指導連續波或脈衝多普勒探測,提高定量分析心排血量及壓差的準確性;④對返流和分流病變,可提供簡便的半定量診斷方法。不足之處是二維結構顯象的質量因幀數減少而降低。

超聲心動圖的臨床應用  應用範圍很廣,已成為心血管病不可缺少的一種檢查技術,用於瓣膜病、心肌病、心包病、先天性心臟病、高血壓病、冠心病、肺心病等。四種檢查方法,各有其優缺點,對各種疾病的價值亦不同。超聲對各種疾病的診斷價值大致可分為三類:①有確診意義,即超聲所見有特異性,比較準確可靠,據此能確診。②為重要依據,超聲表現有重要價值,結合臨床資料可明確診斷者。③為「一般參考」,超聲檢查雖有異常,但無特異性,僅供臨床參考(見表)。亦可利用超聲測定心臟功能,對判斷心功能、指導臨床治療、觀察藥物療效及判斷預后均很重要。

超聲心動圖在測定心臟功能方面可用於測定心排血量、射血分數(EF)、平均左室周徑向心縮短率(mVCF)、左室舒末壓力 (LVEDP)測定、左室心肌重量(LVMW)測定等。對可疑冠心病患者進行運動負荷試驗,在平板運動后立即進行二維超聲檢查或在仰卧蹬車中檢查,可能查出暫時性心肌缺血區,提高診斷冠狀動脈疾病診斷的敏感性。實時二維超聲心動圖可檢測胎心的位置、內部結構以及胎兒心律失常。此外超聲心動圖與心音圖、心機械圖等同步描記,對心音的研究和心律失常的診斷均有較重要的價值、又可用脈衝式或連續多普勒檢查周圍血管,研究較多者為頸總動脈、頸內及頸外動脈,主要了解頸動脈的血流量和有無狹窄或阻塞。測定門靜脈血流,可了解有無門靜脈高壓,慢性肝炎、肝硬變患者血流速度明顯下降。對肝、脾、腎血流的檢查,可以了解臟器功能及治療效果。用多普勒對胎兒血流進行測定,對判斷胎兒有無先天性畸形有一定幫助。應用超聲對心肌組織的研究,特別是運用彩色編碼技術對心肌區段進行彩色分級,將回聲強度及其分佈組成簡單系列,可提高二維圖像的分辨能力,直接觀察組織斷面的變化。由電子計算機控制的二維超聲技術,有效地進行病理組織學診斷。

超聲心動圖

echocardiogram

應用超聲波回聲探查心臟和大血管以獲取有關信息的一組無創性檢查方法。包括M型超聲 、二維超聲 、脈衝多普勒、連續多普勒、彩色多普勒血流顯像。正在研究已開始初步用於臨床的有超聲 心動三維重建 、各種 負荷超聲心 動圖試驗(包括運動和藥物誘發)、經食道超聲、血管內超聲、造影超聲心動圖。

原理 超聲探頭含有壓電晶體,當受到電場激發時快速振動便發出超聲波。超聲波沿介質傳導,只要介質均一超聲波將沿直線傳播,當遇到具有不同聲阻的兩種介質之界面時它會產生折射和反射,被反射的超聲波碰擊壓電晶體時便產生一電信號。根據超聲波在探頭和界面的往返時間和在介質中的傳播速度便可計算出探頭和反射界面的距離。不同的界面聲阻差不同產生的迴音強弱不同 ,這是M 型超聲心動圖和二維超聲心動圖成像基本原理。而多普勒超聲則是以多普勒原理計算超聲波回聲的頻率變化(稱頻移)來探測移動物的速度。

臨床應用 M型超聲心動圖和二維超聲心動圖可實時觀察心臟和大血管結構,對心包積液、心肌病、先天性心臟病 、各種心瓣膜病、急性心肌梗死的併發症(如室間隔穿孔、乳頭肌斷裂、室壁瘤、假性室壁瘤)、心腔內附壁血栓形成等有重要診斷價值。對心臟腫物、冠心病、心包疾患、高血壓性心臟病、肺心病、人工瓣膜隨訪、大血管疾患也有輔助診斷價值。多普勒超聲可探測血流速度和血流類型,因而對有分流和返流的心血管疾病診斷幫助很大,可進行定量或半定量分析,與M型和 二維超聲心動圖相結合益處 更大,還能較準確地提供左室收縮和舒張功能的定量數據。三維重建超聲心動仍處於研究階段,主要想解決心臟的定量分析和提供更清晰的立體結構。各種負荷超聲心動圖主要是為了提高超聲心動圖對冠心病的診斷價值,通過運動或應用多巴酚丁胺來增加心臟負荷或用潘生丁產生竊血誘發心肌缺血,缺血處心肌收縮期運動減弱或不運動,本法對診斷冠心病的敏感性和特異性優於心電圖運動試驗。經食道超聲是經胸超聲心動圖的一種補充,目前已在國內少數大醫院開展,主要應用範圍有:確定栓子的來源,特別是對經胸超聲不能獲得滿意圖像及左心耳部血栓、感染性心內膜炎、主動脈夾層、術中監測等。血管內超聲主要應用於冠脈內,使用直徑1.1~1.8毫米的導管頂端裝有超聲探頭,將其放置到冠脈病變部位可更好地觀察病變外形,且可根據回聲特性判斷病變構成,這一點優於冠脈造影。還可用它觀察經皮腔內冠狀動脈成形術(PTCA)后冠脈的結構變化。造影超聲心動圖仍處於研究階段 ,有可能成為一種估價局部心肌灌注的有用方法,今尚缺少理想的造影劑。

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