張 榮， 陳 武

[北京農(nóng)學(xué)院獸醫(yī)學(xué)(中醫(yī)藥)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 昌平 102206]

隨著小動物診療技術(shù)的不斷發(fā)展以及寵物壽命逐漸延長，犬貓心臟病越來越受到廣大獸醫(yī)和寵物主人的關(guān)注。因其臨床癥狀復(fù)雜多變，常難以進(jìn)行確診，而心臟超聲檢查技術(shù)由于其具有方便、快捷、非侵入性、無放射性、可動態(tài)觀察、實(shí)時(shí)診斷等優(yōu)點(diǎn)，已成為小動物心臟疾病的常規(guī)診斷手段。通過心臟超聲檢查技術(shù)可觀察到心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)、瓣膜運(yùn)動、心臟內(nèi)血流情況以及周圍大血管情況，可用于疾病的診斷及先天性心臟病的篩查等。其作為可靠的診斷手段已被廣泛應(yīng)用于小動物臨床，但由于部分常規(guī)超聲技術(shù)如二維超聲心動技術(shù)、時(shí)間-運(yùn)動型(M型)超聲、彩色多普勒、脈沖式多普勒和連續(xù)多普勒技術(shù)測得的相關(guān)變量為負(fù)荷依賴型，這使得使用常規(guī)技術(shù)準(zhǔn)確評估心肌功能具有局限性，為彌補(bǔ)這種不足，提高超聲診斷技術(shù)的診斷能力，將新型心臟超聲診斷技術(shù)，如組織多普勒顯像技術(shù)、超聲應(yīng)變及應(yīng)變率成像、三維超聲包括實(shí)時(shí)三維心臟超聲等技術(shù)應(yīng)用于小動物心血管疾病(如黏液瘤性二尖瓣瓣膜病(MMVD)、動脈導(dǎo)管未閉(PDA)等)診斷以評估局部及整體心臟功能(如心肌速度梯度、變形和變形速率以及機(jī)械同步性)的研究成為了近年來的熱點(diǎn)。本文根據(jù)2007-2016年間國外發(fā)表的20余篇相關(guān)文獻(xiàn)，對近年來超聲心動技術(shù)研究進(jìn)展綜述如下。

1 二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù) (2-Dimensional speckle-tracking echocardiography，2-DSTE)

二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)(2-DSTE)的獨(dú)特散斑模式在心肌組織顯示二維灰階圖像，因此具有不受心臟扭轉(zhuǎn)、探頭角度等影響的優(yōu)點(diǎn)。

Westrup U等[14]通過在臨床環(huán)境中對44只健康成年愛爾蘭獵犬掃查同一區(qū)域獲取標(biāo)準(zhǔn)超聲參數(shù)和斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)測得數(shù)據(jù)，另有5只健康成年愛爾蘭獵犬分別用于檢測測量誤差。結(jié)果顯示，該技術(shù)可用于大型犬在臨床環(huán)境中的常規(guī)心臟超聲檢查，且研究所得參考值給出的正常范圍可供臨床參考。

Osuga T等[15]通過使用二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)測定6只健康比格犬左心房相位函數(shù)與時(shí)間-左心房區(qū)域曲線，結(jié)果顯示，二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)測得的變量和手動跟蹤法測得的變量具有一致性，不同方法所得結(jié)果無顯著差異。故其認(rèn)為健康犬通過二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)測得的左心房相位函數(shù)是具有充分的可行性、可重復(fù)性且測量值具有再現(xiàn)性。未來需要研究該法在犬的臨床應(yīng)用性。

Chetboul V等[12]認(rèn)為雖然常規(guī)的二維、M型和多普勒檢測手段對于二尖瓣瓣膜病(Mitral valve disease，MVD) 患犬的初始評估以及縱向評估具有重要作用，可提供許多信息諸如二尖瓣剖面、二尖瓣回流(Mitral regurgitation，MR)嚴(yán)重程度、左心室大小及功能和心血管壓力。其中的一部分變量(如左心房(Left atrium,LA)/主動脈(Aorta，AO)、返流分?jǐn)?shù)、肺動脈壓)也有助于識別處于早期潛在失代償?shù)珪簾o臨床癥狀的MVD犬。然而后負(fù)荷和前負(fù)荷在疾病過程中均有變化，這使得大多數(shù)負(fù)荷依賴型常規(guī)超聲心動變量可能無法準(zhǔn)確評估心肌功能。故其為此進(jìn)行了對比研究。通過對91只犬(74只MVD，17只年齡相同健康犬)進(jìn)行常規(guī)及2-DSTE等心臟超聲檢查，觀察研究患MMVD犬心超評估情況，得出“常規(guī)心超技術(shù)測得的變量可以確診犬的MVD及由此導(dǎo)致的心臟重塑”的結(jié)論。除此之外，其認(rèn)為通過2-DSTE前瞻性研究疾病晚期的收縮末期心肌縱向應(yīng)變惡化情況、分析心肌同步變化可確定這種改變對臨床轉(zhuǎn)歸和治療策略的影響。

Kim J H和Park H M[5]在使用常規(guī)及TDI、新型超聲波模式應(yīng)變(Strain, St)和應(yīng)變速率(Strain rate, SR)圖像等對MMVD患犬發(fā)生充血性心衰(CHF)風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)測研究中認(rèn)為St和SR圖像可對節(jié)段性心肌收縮或舒張及形變速度分別進(jìn)行定量評估。而心肌功能評估對犬CHF的診斷、治療、隨訪具有重要指示意義。

Visser L C等[6]為定量測定右心室機(jī)能并檢驗(yàn)其臨床可行性、可重復(fù)性、數(shù)據(jù)內(nèi)及數(shù)據(jù)間差異性、探究右心室收縮機(jī)能和年齡、性別、心率、體重之間的數(shù)據(jù)關(guān)系的研究中認(rèn)為通過二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)測得的全心縱向右心室游離壁應(yīng)變和應(yīng)變率的獲得具有可行性及可重復(fù)性。

MMVD是犬最常見的獲得性心臟病，由于心臟的增大和重塑，一些患犬會發(fā)展為心肌功能障礙。通過常規(guī)超聲心動方法難以評估因血液動力學(xué)改變導(dǎo)致負(fù)荷狀態(tài)變化的MR患犬的收縮機(jī)能，而左心室扭轉(zhuǎn)與螺旋形向心心肌纖維直接相關(guān)，所以相比常規(guī)方法能更好的評估心肌功能并識別亞臨床心臟功能異常。近期，成熟的二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)在檢測左心室收縮扭轉(zhuǎn)方面，具有無創(chuàng)、迅速、無需麻醉等優(yōu)點(diǎn)。并且已有研究證實(shí)，檢測清醒的正常犬和運(yùn)動功能減退患犬的左心室扭轉(zhuǎn)為具有可重復(fù)性的評估心肌運(yùn)動的方法。然而左心室扭轉(zhuǎn)仍未應(yīng)用于獸醫(yī)臨床以評估犬心肌功能。Suzuki R等[13]的研究填補(bǔ)了這項(xiàng)空白。他們將67只患MMVD的寵物犬根據(jù)國際小動物心臟健康委員會分類法分為3組，另有16只體重、年齡相一致的健康犬。通過二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)測試犬的心肌變形并通過心基部和心尖部觀察測得其基底段和心尖段的收縮期旋轉(zhuǎn)峰值和旋轉(zhuǎn)率以及收縮期扭轉(zhuǎn)峰值及扭轉(zhuǎn)率。結(jié)果顯示，二級患犬的收縮期扭轉(zhuǎn)峰值高于一級；而三級的又低于二級和健康犬。故其認(rèn)為不同臨床分級的MMVD患犬通過二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)測得的扭轉(zhuǎn)變形值各不相同，通過二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)測得的心肌扭轉(zhuǎn)變形值可提供更多關(guān)于MMVD犬心臟收縮功能的評估信息。

動脈導(dǎo)管未閉(Patent ductus arteriosus,PDA)是犬最常見的先天性心臟缺陷之一。先進(jìn)的超聲心臟診斷技術(shù)如2-DSTE還沒有廣泛應(yīng)用于對易感犬的心臟機(jī)能評估。Spalla I等[16]為填補(bǔ)這項(xiàng)空白，對44只寵物犬(包括34只PDA犬和10只性別體重相一致的健康犬)進(jìn)行了前瞻性研究。即對它們施行完整的超聲心動技術(shù)檢查，包括常規(guī)的(B型測得的舒張末期容量指數(shù)EDVIB(End-diastolic volume index derived from B-mode)/M型測得的舒張末期容量指數(shù)EDVIM(End-diastolic volume index derived from M-mode)、 B型測得的收縮末期容量指數(shù)ESVIB(End systolic volume index derived from B-mode)/M型測得的收縮末期容量指數(shù)ESVIM(End systolic volume index derived from M-mode)、 舒張期的異速生長比(Allometric scale in diastole，AlloD)/收縮期的異速生長比(Allometric scale in systole，AlloS)、肺血流量與體循環(huán)血流量比值(Pulmonary flow to systemic flow ratio，Qp/Qs)、射血分?jǐn)?shù)(Ejection fraction,EF)、縮短分?jǐn)?shù)(Fractional shortening,FS)和2-DSTE(全心縱向、徑向和圓周應(yīng)變值St以及應(yīng)變率SR)。結(jié)果顯示相比健康犬，患PDA犬的EDVI,ESVI,AlloD/S, Qp/Qs和所有2-DSTE測得變量(全心縱向應(yīng)變和應(yīng)變率、全心圓周應(yīng)變和應(yīng)變率、全心徑向應(yīng)變和應(yīng)變率)均有顯著差異。未發(fā)現(xiàn)常規(guī)技術(shù)(EDVI,ESVI,AlloD/S,Qp/Qs)和2-DSTE測得變量(全心縱向、徑向和圓周應(yīng)變值S以及應(yīng)變率SR)之間具有相關(guān)性。故其認(rèn)為相比常規(guī)超聲心動技術(shù)，2-DSTE測得的參數(shù)可識別心臟收縮機(jī)能和收縮性的細(xì)微變化，更適用于評估PDA犬的心肌收縮性。

2 組織多普勒TDI

組織多普勒顯像TDI是一種較新型的超聲心動技術(shù)，其原理與傳統(tǒng)心臟多普勒相似，但測定的是心肌組織運(yùn)動的低頻高振幅信號，為復(fù)雜的三維形變過程。

臨床獸醫(yī)對右心室機(jī)能異常的檢測手段很不發(fā)達(dá)并且通常依賴于定性評估或右心充血性心衰的明顯跡象。所以，量化右心室機(jī)能的測量和計(jì)算指數(shù)可有助于臨床識別右心室機(jī)能障礙的出現(xiàn)和發(fā)展。Visser L C等[6]為定量測定右心室機(jī)能并檢驗(yàn)其臨床可行性、可重復(fù)性、數(shù)據(jù)內(nèi)及數(shù)據(jù)間差異性、探究右心室收縮機(jī)能和年齡、性別、心率、體重之間的數(shù)據(jù)關(guān)系，對80只健康成年犬分別進(jìn)行了常規(guī)超聲心動檢查和新型超聲心動檢查包括脈沖(Pulsed wave) PWTDI和2-DSTE，共測定5種超聲心動指數(shù)：(1)三尖瓣環(huán)平面收縮偏移(Tricuspid annular plane systolic excursion,TAPSE)；(2)右心室面積變化分?jǐn)?shù)( Fractional area change,FAC )；(3)PWTDI測得的三尖瓣環(huán)外側(cè)的收縮期心肌速度；(4)2-DSTE測得的全心縱向右心室游離壁S和(5)SR。并對其進(jìn)行了綜合分析，結(jié)果顯示,所有檢測指數(shù)均獲得臨床可接受的可重復(fù)性和指數(shù)內(nèi)及指數(shù)間差異性。雌雄犬間未發(fā)現(xiàn)差異，但體重對各指數(shù)產(chǎn)生影響。故其認(rèn)為右心室收縮機(jī)能超聲心動指數(shù)的獲得具有可行性、可重復(fù)性且受體重影響。

另外，由于傳統(tǒng)超聲技術(shù)中的脈沖多普勒所得變量包括二尖瓣口流速、減速時(shí)間和等容舒張時(shí)間可被多種因素(如心率和心臟負(fù)荷狀態(tài))影響[1～3]。動物的左心室及左心房容量負(fù)荷增加可導(dǎo)致對心臟舒張功能的評估不準(zhǔn)確。利用脈沖多普勒測得的心肌活動指數(shù)(心肌活動指數(shù)被證實(shí)為與心室收縮和舒張功能相關(guān)的脈沖多普勒測定指數(shù))具有局限性(即二尖瓣口流速和心臟射血時(shí)間無法在同一心動周期測得)，因此需要尋找其他的超聲手段測得心肌活動指數(shù)，用于臨床檢測心室舒張功能。Hori Y等[4]為對比脈沖多普勒與組織多普勒成像技術(shù)，采用脈沖多普勒和組織多普勒技術(shù)分別測得左心室對容量過負(fù)荷相關(guān)心肌活動指數(shù)(Myocardial performance index,MPI)變化反應(yīng)之間的關(guān)系，對7只雄性比格犬進(jìn)行前臂頭靜脈靜輸乳酸林格氏液(200 mL/kg·h速率持續(xù)輸注60 min)以增加前負(fù)荷。測定二尖瓣口流速和主動脈流出速度，并從心臟四腔觀測得組織多普勒速度。結(jié)果可見急速容量過負(fù)荷導(dǎo)致心率、左心室收縮期峰值 (Left ventricle peak systolic,LVPs)壓力、左心室舒張末期(Left ventricle end diastolic,LVED)壓力相比基線值顯著升高。脈沖多普勒和組織多普勒分別測得的MPI均顯著降低，二者間可見顯著相關(guān)性。該研究證實(shí),TDI測得的MPI與左心室充盈壓緊密相關(guān)，有助于評估犬全心機(jī)能。

而MMVD作為犬最常見的獲得性心臟病，其嚴(yán)重并發(fā)癥可導(dǎo)致包括由CHF引起的死亡。由于CHF臨床癥狀的非特異性，使犬的CHF很難進(jìn)行精確的診斷。然而左心房壓力隨升高的E(Transmitral peak early diastolic velocity)流速而升高是CHF的出現(xiàn)及掩飾早期舒張功能障礙的表現(xiàn)。Kim J H和Park H M[6]證實(shí)TDI較傳統(tǒng)超聲心動技術(shù)更為敏感，可檢測到由二尖瓣閉鎖不全導(dǎo)致的左心室容量過負(fù)荷患者的早期心肌功能障礙，且TDI同樣可被用于健康犬以及各種心臟病患犬。該研究結(jié)果顯示，雖然6種傳統(tǒng)超聲變量和6種TDI測得變量均有助于預(yù)測CHF，但對于MMVD患犬，TDI測得的心室間隔基底段二尖瓣口舒張?jiān)缙谒俣确逯蹬c組織多普勒測得的舒張?jiān)缙谒俣确逯当菶/Em sept(ratio of the transmitral peak early diastolic velocity to the tissue Doppler-derived peak early diastolic velocity at the interventricular septal basal segment)是唯一非負(fù)荷依賴性CHF監(jiān)測指標(biāo)。在小動物醫(yī)學(xué)界，有報(bào)道曾用脈沖組織多普勒PWTDI證明同時(shí)患有(Mitral regurgitation，MR)和CHF患犬的二尖瓣口E峰速率和由TDI測得的早期舒張壓速度峰值的比值(E/Em)顯著高于僅患有MR的患犬。然而，還沒有針對MMVD和CHF患犬的彩色組織多普勒(Color Doppler) CDTDI診斷指南。

Baron T M等[7]為了評估伴有或不伴有肺動脈高壓 (Pulmonary hypertension，PH)的MMVD患犬的右心室和左心室機(jī)能，對114只犬(包括28只健康犬、86只不同階段MMVD患犬)進(jìn)行了前瞻性觀察研究。他們將動物根據(jù)有或沒有PH及MMVD嚴(yán)重程度進(jìn)行分組。測得28個(gè)形態(tài)學(xué)、超聲多普勒、和組織多普勒成像變量并比較各組結(jié)果以研究左心室(Left ventricle，LV)和RV參數(shù)相關(guān)性。結(jié)果可見組間RV超聲多普勒和TDI變量無差異。RVTDI和左心超聲心動變量中發(fā)現(xiàn)16處顯著相關(guān)性。伴發(fā)肺動脈高壓患犬的二尖瓣口E峰值速度顯著升高，且間隔性及橫向二尖瓣環(huán)的E/舒張?jiān)缙诙獍?、三尖瓣環(huán)運(yùn)動e′(Early diastolic mitral/tricuspid annular motion)比率升高。這兩項(xiàng)變量用于預(yù)測PH出現(xiàn)的敏感性分別為84%和72%，特異性分別為71%和80%。故其認(rèn)為RV機(jī)能的變量和不同MMVD程度無關(guān)聯(lián)性，且肺動脈高壓嚴(yán)重程度可被檢測。左、右心室機(jī)能的超聲心動變量間可見某些相關(guān)性。

3 實(shí)時(shí)三維超聲心動技術(shù)(Real-time 3-dimensional echocardiography,RT3DE)

實(shí)時(shí)三維超聲心動技術(shù)RT3DE是基于容量掃查的新技術(shù)，無需心腔幾何建模并減小了透視縮短視圖引起的誤差。

Ljungvall I等[9]為研究實(shí)時(shí)三維超聲心動技術(shù)是否能作為評估左心室新的超聲手段，預(yù)先將65只寵物犬借助標(biāo)準(zhǔn)超聲心動技術(shù)分為健康、輕度、中度、重度MMVD組。對左心室實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)集進(jìn)行心內(nèi)膜邊界追蹤技術(shù)，得出整體及局部(基于左心室長軸長度自動獲取的基部、中段及心尖部)舒張末期容量 (End-diastolic volume，EDV)及收縮末期容量(End-systolic volume,ESV)、左心室長軸長度和左心室球形指數(shù)。結(jié)果顯示,整體及局部EDV、ESV(與體重相關(guān)的)在嚴(yán)重MMVD患犬中顯著增加。隨MMVD嚴(yán)重度增加，全部三段左心室分區(qū)均促使整體EDV、ESV增加，但中段EDV對整體EDV的增加影響最大。此外，左心室長軸長度和左心室球形指數(shù)隨MMVD嚴(yán)重程度增加而增大?；亢托募獠縀DV分區(qū)與左心室球形指數(shù)存在極強(qiáng)的相關(guān)性。故其認(rèn)為增加的EDV(主要在左心室中段)導(dǎo)致由MMVD嚴(yán)重性增加引起的左心室心尖部及基部變圓。左心室的容量和形狀評估可用于處在迅速發(fā)展為充血性心衰風(fēng)險(xiǎn)中的患犬的早期檢測。

Tidholm A等[8]為求證RT3DE所測變量如左心室收縮末期、舒張末期容量及左心房大小的值是否相比常規(guī)超聲手段更精確，對51只獲得性心臟病患犬及34只健康犬通過M型(Teichholz法)、Simpson改良二維法及RT3DE方法分別評估左心室容積，并通過二維(2-dimensional, 2D)及實(shí)時(shí)三維超聲心動技術(shù)估計(jì)左心房大小。結(jié)果顯示,RT3D和2D在EDV和ESV的評估結(jié)果一致，然而M型(Teichholz法)相比其他兩種方法高估了左心室容積約2倍。三種方法在評估射血分?jǐn)?shù)EF方面沒有明顯區(qū)別。比較RT3D和二維超聲心動技術(shù)分別對LA每公斤體重收縮末期容量評估(收縮末期左心房容量(Left atrial volume in end-systole,LAs)/kg)以及LA/AO比值可以看出RT3D法以較低值低估了LAs/kg值，而以較高值高估了容量。故其認(rèn)為實(shí)時(shí)三維超聲心動技術(shù)不能精確地評估容積。

4 實(shí)時(shí)三平面超聲心動技術(shù)(Real time triplane echocardiography,RTTPE)

由于M型具有角度依賴性，可能高估左心室容積；二維辛普森改良法(Simpson′s method of discs,SMOD)由于二維超聲環(huán)的透視縮短及高度的經(jīng)驗(yàn)依賴性和幾何建模依賴性只具有有限的準(zhǔn)確性；實(shí)時(shí)三維超聲心動技術(shù)雖然在準(zhǔn)確性方面優(yōu)于二維超聲心動技術(shù)，然而，由于其投資成本高、離線分析時(shí)間較長且缺乏相關(guān)研究以證明其相比一維、二維超聲心動技術(shù)在容量測定方面具有優(yōu)越性，使其難以廣泛應(yīng)用于常規(guī)獸醫(yī)心臟檢查。而RTTPE的使用可以避免M型和2維超聲心動技術(shù)的局限性。在一個(gè)心動周期內(nèi)即可同時(shí)觀察到高畫質(zhì)的左心室不同投影面狀況，可用于左心室容積的簡單分析。

Nucifora G等[10]曾報(bào)道過在人醫(yī)，RTTPE相比金標(biāo)準(zhǔn)心臟核磁CMRI ( Cardiac MRI )也可獲得高精確度的容積評估值。Meyer J等[11]為研究RTTPE是否可用于犬心臟超聲檢查，通過將10只健康比格犬麻醉，麻醉后對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)腔M型超聲心動、二維超聲心動、實(shí)時(shí)三維超聲心動技術(shù)、實(shí)時(shí)三平面超聲心動技術(shù)等超聲心動檢查，最后進(jìn)行心臟核磁掃描。比較各超聲心動技術(shù)和金標(biāo)準(zhǔn)(心臟MRI)測得的左心室EDV、ESV和EF。結(jié)果顯示,RTTPE測得的EDV、ESV、EF和心臟MRI所得參考值無顯著差異。RTTPE和心臟MRI所得值之間呈現(xiàn)極好的相關(guān)性。其他超聲心動技術(shù)測得的數(shù)據(jù)明顯不同于心臟MRI參考值且EDV、ESV、EF值與心臟MRI的相關(guān)性較弱。故其認(rèn)為RTTPE也適合應(yīng)用于獸醫(yī)心臟檢查。

5 結(jié)語

綜上所述，相比常規(guī)超聲心動技術(shù)，新型超聲心動技術(shù)如組織多普勒、實(shí)時(shí)三維成像技術(shù)、實(shí)時(shí)三平面成像技術(shù)及二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)的測量變量能夠在一定程度上克服局限性，更加精確、靈敏的檢測心臟狀況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)微病變，對臨床診斷、治療策略的確定以及長期監(jiān)測病情具有一定的指導(dǎo)意義。目前國外小動物醫(yī)學(xué)界對新型超聲心動技術(shù)的基礎(chǔ)研究愈發(fā)深入、全面，并開始為臨床應(yīng)用積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)及數(shù)據(jù)，而國內(nèi)小動物醫(yī)學(xué)界的相關(guān)研究還與其存在一定差距。為此，引進(jìn)新型超聲心動設(shè)備并進(jìn)行相關(guān)研究及臨床應(yīng)用，對于提高我國寵物犬心血管疾病的診斷技術(shù)、填補(bǔ)國內(nèi)空白具有重要意義。