超聲心動圖在冠心病評價中的應(yīng)用和進展

彭然 彭佳 綜述 李向平 審校

(中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院心血管內(nèi)科,湖南長沙410011)

盡管冠心病的診斷和治療已取得很大的進步，但仍面臨著許多挑戰(zhàn)。超聲心動圖檢查因其無輻射、花費低，已廣泛應(yīng)用于冠心病的診斷與評價。隨著超聲技術(shù)的不斷進步，一些新的超聲技術(shù)如三維超聲心動圖、超聲聲學(xué)造影、組織多普勒顯像和斑點追蹤技術(shù)的臨床應(yīng)用有望進一步拓寬，并能進一步提高冠心病診斷的準確性?，F(xiàn)著重對超聲心動圖在冠心病評價中的應(yīng)用和進展做一綜述。

1 在穩(wěn)定性冠心病中的應(yīng)用

1.1 評價慢性心肌缺血

冠心病心肌缺血時，心肌細胞可出現(xiàn)缺血性的級聯(lián)變化[1]。在缺氧的情況下，腺苷三磷酸合成減少，從而影響肌質(zhì)網(wǎng)對鈣的再攝取，進而最先表現(xiàn)為心室舒張功能障礙，然后出現(xiàn)收縮功能障礙及復(fù)極化異常，體表心電圖可出現(xiàn)ST段改變，最后出現(xiàn)胸痛癥狀。在體表心電圖改變和患者出現(xiàn)臨床癥狀之前，超聲心動圖檢查就有可能發(fā)現(xiàn)心肌缺血所致的心臟局部或整體收縮功能障礙，為診斷提供重要信息[2]。

臨床上，許多冠心病患者靜息時的超聲心動圖檢查并無異常，通過運動或藥物負荷試驗誘發(fā)了心肌缺血時，則可觀察到室壁運動和增厚的異常。負荷超聲心動圖、負荷超聲心肌造影及舒張期應(yīng)力試驗是目前常用于診斷慢性心肌缺血的方法。負荷超聲心動圖檢查可采用運動或者藥物負荷[1,3]。常用的運動方式包括運動平板和立位或臥位的踏車運動。超聲聲學(xué)造影檢查則更容易觀察到室壁運動的異常。對于不能進行運動負荷的患者或者需要進行存活心肌評估時，可采用藥物負荷試驗。藥物可選擇擬交感神經(jīng)藥(如多巴酚丁胺)或血管擴張劑(如雙嘧達莫、腺苷)。最常用的是靜脈滴注多巴酚丁胺，從小劑量開始逐步遞增至最大劑量40 μg/(kg·min)，可以加用阿托品分次注射最大至2 mg，以達到目標(biāo)心率(例如85%年齡預(yù)測的最大心率)。多巴酚丁胺通過刺激腎上腺素能受體產(chǎn)生正性肌力及正性變時作用，增加心肌需氧量，從而誘發(fā)血流灌注不足的冠狀動脈分支下游區(qū)域缺血與收縮功能障礙。血管擴張劑通過刺激腺苷受體，引起冠狀動脈擴張。在嚴重或廣泛冠狀動脈疾病患者，血管擴張劑可引起冠狀動脈竊血，繼之出現(xiàn)心肌收縮功能障礙。有時，全身血管擴張所致的心率加快也可能導(dǎo)致心肌缺血。在冠狀動脈灌注顯像時，血管擴張劑的應(yīng)用可顯著提高冠心病診斷的敏感性。因此，血管擴張劑主要用于超聲心動圖心肌造影、核素心肌灌注顯像或心臟核磁共振檢查時，而較少用于負荷超聲心動圖檢查。超聲聲學(xué)造影可以更清楚地顯示心內(nèi)膜輪廓，提高診斷的準確性。

通過比較多個心動周期靜息與負荷狀態(tài)下不同切面的超聲心動圖圖像，可以發(fā)現(xiàn)有無以下情況：(1)新發(fā)的節(jié)段性室壁運動異常；(2)靜息時存在的室壁運動異常進一步加重；(3)整體的左室收縮功能障礙；(4)左心室擴大。與靜息時相比，正常心臟在負荷狀態(tài)下收縮期室壁厚度與收縮功能明顯增加，左心室腔明顯縮小。如有心肌缺血，則表現(xiàn)為新發(fā)的室壁運動異常或原有的節(jié)段性室壁運動異常進一步加重。負荷引起的心肌缺血嚴重程度與室壁運動異常的部位、范圍以及程度呈正相關(guān)。負荷引起整體左室收縮功能異?；蜃笫覕U大提示存在嚴重的冠狀動脈病變，包括左主干或多支血管病變。表1列出了負荷超聲心動圖常見的反應(yīng)類型及臨床意義。

表1 負荷超聲心動圖常見的反應(yīng)類型及臨床意義

注：*提示為左主干或三支病變；#表現(xiàn)為開始小劑量多巴酚丁胺時改善，隨著劑量加大出現(xiàn)加重。

Meta分析顯示，運動負荷與藥物負荷超聲心動圖對冠心病的診斷均具有較高的敏感性與特異性，其敏感性在80%～86%，特異性則在84%～92%[1,3]。值得注意的是，負荷超聲心動圖的敏感性在單支病變患者中較低(66%～83%)，尤其對于左回旋支或右冠狀動脈病變；而在多支病變患者中較高(86%～90%)[3]。左束支傳導(dǎo)阻滯或右室起搏引起室間隔運動異常、心肌病等可出現(xiàn)假陽性結(jié)果，而抗心絞痛藥物的應(yīng)用、冠狀動脈輕度狹窄或左回旋支病變等可出現(xiàn)假陰性結(jié)果。

負荷超聲心動圖檢查安全性與耐受性良好[1]，嚴重并發(fā)癥如心肌梗死、死亡、嚴重低血壓、高度房室傳導(dǎo)阻滯、惡性室性心律失常、支氣管痙攣等的發(fā)生率很低，約為1∶1 000。需注意的是，多巴酚丁胺負荷超聲應(yīng)避免用于房性或室性心律失常和重度高血壓患者，腺苷與雙嘧達莫負荷超聲則不宜用于高度傳導(dǎo)阻滯、低血壓、支氣管痙攣發(fā)作期以及正在服用咖啡因或茶堿的患者。

超聲心肌造影不僅使心內(nèi)膜輪廓顯示更清晰，還能在明顯的局部或整體收縮功能障礙之前發(fā)現(xiàn)心肌低灌注改變[4-5]。超聲評估心肌灌注時需給患者靜脈注射超聲造影劑，后者能夠產(chǎn)生散射的超聲波[4]。超聲造影劑由含有高分子量氣體的表面活性劑、人白蛋白或天然酯類形成的直徑<8 μm的微泡構(gòu)成。由于其體積小于紅細胞，這些微泡可以通過肺的微循環(huán)，其分布與心肌血流量相關(guān)，從而反映局部心肌的微循環(huán)狀態(tài)。諧波顯像技術(shù)可延長微泡顯影時間并能提高信噪比[6]。多項研究已證實通過運動或輸注正性肌力藥或血管擴張劑所進行的負荷超聲心肌造影檢查，有助于冠心病的診斷和病變范圍的判斷[4,7]。如果持續(xù)輸注造影劑，此時微泡完全分布于血管內(nèi)，超聲反射信號的強度可反映心肌微循環(huán)的血流量。在進行負荷試驗時，狹窄血管遠端血流受限、血流量下降，則會出現(xiàn)心肌信號強度降低以及病變冠狀動脈供應(yīng)區(qū)域的心肌收縮能力下降[8]。

負荷超聲心動圖舒張期應(yīng)力試驗可用于評價缺血引起的心臟舒張功能障礙。已知二尖瓣口多普勒E峰速度和組織多普勒Ea峰速度反映了二尖瓣環(huán)的舒張松弛性，運動時兩者的速度均增加，因此靜息和運動時E/Ea比值不變。當(dāng)缺血的心肌引起舒張功能障礙時，二尖瓣環(huán)回彈減弱，從而使Ea峰速度降低，結(jié)果出現(xiàn)運動狀態(tài)下的E/Ea比值較靜息時增大[9-10]，從而有助于心肌缺血的診斷。

近年來，一些新的超聲技術(shù)應(yīng)用于臨床，有望提高冠心病診斷的準確性。其中三維超聲心動圖技術(shù)始于20世紀70年代初。目前，該技術(shù)已成為經(jīng)食管和經(jīng)胸超聲心動圖常規(guī)檢查的一部分。對于冠心病的評估，三維全容積成像比二維超聲心動圖更具優(yōu)勢。首先，在獲取了患者的心臟三維超聲圖像之后，任何標(biāo)準二維切面圖像均可從中獲得；其次，容積數(shù)據(jù)可以提供更準確的心腔容積及質(zhì)量的定量[11]。用三維全容積成像技術(shù)可快速同時獲得多個切面的圖像，這樣可避免常規(guī)負荷超聲心動圖因為需要在多個切面上前后不同心動周期采集圖像而帶來的誤差，不但簡化了操作過程，而且提高了診斷的準確性[12]。

亞臨床心臟收縮功能降低是冠心病的早期表現(xiàn)，傳統(tǒng)的心臟收縮功能定性及定量評估方法對此診斷的敏感性不高。此外，傳統(tǒng)超聲心功能檢測不能準確反映心臟的舒張功能改變，而后者是冠心病的重要表現(xiàn)。組織多普勒成像通過一種低通濾波器可將來自于血流的高速信號屏蔽掉，從而僅采集心肌組織的運動速度，以此計算出心肌的應(yīng)變與應(yīng)變率[13]。斑點追蹤技術(shù)則通過計算機算法對正常心肌中“斑點”之間距離的變化進行評估，以此計算出心肌的應(yīng)變與應(yīng)變率[14]。它們已用于冠心病患者的心臟收縮及舒張功能評估[13,15]。前者已常規(guī)應(yīng)用于二尖瓣環(huán)早期和晚期松弛速度的定量評估，該參數(shù)是反映心臟舒張功能的重要指標(biāo)。而心肌應(yīng)變與應(yīng)變率的定量評估，即使在射血分數(shù)完全正常的患者中，此二項指標(biāo)可出現(xiàn)異常。上述技術(shù)應(yīng)用于超聲負荷試驗中，有助于提高冠心病的診斷能力。Vrettos等[16]在71例經(jīng)冠狀動脈造影診斷為冠心病的患者中采用二維斑點追蹤超聲技術(shù)觀察了左室整體縱向最大收縮應(yīng)變(GLPSS)與冠狀動脈狹窄程度SYNTAX評分之間的關(guān)系，這些患者靜息超聲心動圖檢查室壁的整體運動和/或局部運動均正常，結(jié)果發(fā)現(xiàn)GLPSS與SYNTAX評分呈負相關(guān)(r2=0.386 9，P<0.001)，提示GLPSS可能是診斷冠心病的有用指標(biāo)。女性冠心病癥狀往往不典型，易誤診漏診，最近Hubbard等[17]采用二維斑點追蹤技術(shù)對35例女性冠心病患者進行了評估，入選的所有患者靜息超聲心動圖檢查左室射血分數(shù)>50%，運動負荷超聲心動圖試驗陽性，并且經(jīng)冠狀動脈造影證實至少有1支冠狀動脈狹窄超過50%，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以下指標(biāo)冠心病組與對照組相比有顯著性差異：整體環(huán)向應(yīng)變(-19.4% vs -22.4%,P=0.02)；整體徑向應(yīng)變(49% vs 34%,P=0.03)；整體環(huán)向應(yīng)變率(2.4 s-1vs 1.9 s-1，P=0.05)；左室整體縱向應(yīng)變(-14.3% vs -17.2%,P<0.001)和反映機械不同步的指標(biāo)整體縱向運動達峰時間(TTP)的標(biāo)準差(99 ms vs 33 ms，P<0.001)。計算受試者工作曲線下面積(AUC)，整體縱向運動TTP以(45±1)ms 作為切點敏感性97%，特異性89%，AUC 0.96；左室整體縱向應(yīng)變以-15.87%為切點敏感性71%，特異性74%，AUC 0.74；左室整體縱向應(yīng)變、整體環(huán)向應(yīng)變和整體縱向運動TTP標(biāo)準差三者結(jié)合時AUC達0.96(敏感性97%、特異性86%)。該研究提示對于常規(guī)超聲檢查左室射血分數(shù)正常的女性患者，通過二維斑點追蹤技術(shù)檢查發(fā)現(xiàn)應(yīng)變值異常和左室機械收縮不同步時有助于冠心病的診斷。

1.2 評價缺血性心肌病

靜息多普勒超聲影像對缺血性心肌病患者是重要的評估方法，其可提供左室大小、容量、靜息狀態(tài)下室壁運動異常、心肌存活性、左室充盈壓、二尖瓣功能狀態(tài)和肺動脈收縮壓等信息。超聲聲學(xué)造影對評價左室容量和射血分數(shù)也有重要的價值。最近三維超聲心動圖也能較方便地評價缺血性心肌病患者的左室形態(tài)、容量和大小。超聲檢查還有助于指導(dǎo)治療和預(yù)后判斷。

1.3 評價存活心肌

超聲檢查下，正常存活的心肌在舒張期厚度通常>0.6 mm，而厚度<0.6 mm伴有心肌纖維化所致的超聲回聲增強常提示為非存活心肌(瘢痕形成)，但這些改變并不足以鑒別存活與非存活心肌。多巴酚丁胺超聲負荷試驗、心肌聲學(xué)造影和應(yīng)變成像，可用于鑒別存活與非存活心肌。

小劑量多巴酚丁胺超聲負荷試驗是廣泛用于評價存活心肌的方法[1]。具體方法是：靜脈滴注多巴酚丁胺，從5 μg/(kg·min)開始，每隔3 min逐步遞增至10、20、30和40 μg/(kg·min)。正常情況下，心肌收縮功能隨著多巴酚丁胺劑量的增加而增加。非存活心肌在負荷之前不運動或運動障礙，輸注多巴酚丁胺后運動無改善(壞死性反應(yīng))，而存活心肌反應(yīng)正常或呈雙相反應(yīng)。表現(xiàn)為正常反應(yīng)的心肌節(jié)段，隨著多巴酚丁胺劑量的增加，心肌收縮力持續(xù)改善，提示為頓抑心肌。表現(xiàn)為雙相反應(yīng)的心肌節(jié)段，在輸注小劑量多巴酚丁胺時由于冠狀動脈血流增加，出現(xiàn)心肌收縮力增強；當(dāng)多巴酚丁胺劑量增至30 μg/(kg·min)時，如存在冠狀動脈狹窄，冠狀動脈血流不能相應(yīng)增加，由于心肌收縮力增強、耗氧增加而出現(xiàn)心肌缺血，則會出現(xiàn)節(jié)段性或整體的心肌收縮功能降低(表1)。當(dāng)輸注多巴酚丁胺有禁忌或不能耐受時，可采用低強度運動、腺苷、雙密達莫或依諾昔酮進行負荷試驗[1]。

通過對比增強或在感興趣的區(qū)域?qū)⑵茐男缘拿}沖用于破壞微氣泡之后的10～15個心動周期進行心肌再充填評估，能夠?qū)Υ婊钚募∵M行定量分析。在正常灌注的心肌節(jié)段由于對比劑增多可觀察到的對比增強和正常的室壁運動，而瘢痕區(qū)域無對比增強和室壁不運動[7]。

心肌收縮期后縮短反映主動收縮，提示為存活心肌。心肌應(yīng)變可用幾種超聲技術(shù)來定量評估，并且能有效評判心肌的存活性，但其臨床應(yīng)用價值仍需進一步研究[15]。

2 在急性冠脈綜合征中的應(yīng)用

2.1 評價急性心肌缺血

靜息二維超聲心動圖可用于急性胸痛的評價。在急性胸痛發(fā)作時，如果未發(fā)現(xiàn)節(jié)段性室壁運動異常，則可排除大面積心肌缺血或梗死，而有新發(fā)的節(jié)段性室壁運動異常則應(yīng)考慮心肌缺血或梗死。超聲聲學(xué)造影能更好地評價節(jié)段性室壁運動異常[5]，但在早期或者輕度低灌注情況下并沒有明顯的收縮功能障礙，靜息二維超聲心動圖檢查并不足以排除冠心病的診斷，尤其是在沒有胸痛發(fā)作或心電圖缺血性改變時。該檢查對于急性胸痛的病因診斷也很有幫助，包括急性冠脈綜合征、心包積液、肺栓塞和主動脈夾層等的診斷。

負荷超聲心動圖對于心電圖沒有心肌缺血改變或有左束支傳導(dǎo)阻滯或心室起搏節(jié)律和肌鈣蛋白水平不高或輕度升高的急性胸痛患者能提供很有價值的診斷信息。

超聲心肌造影可在床旁直接評估心肌組織灌注和室壁運動，對于急性冠脈綜合征的診斷和預(yù)后評估具有獨特的作用，但目前尚未廣泛應(yīng)用于臨床。

斑點追蹤顯像和缺血部位的舒張期松馳性測定已用于急性心肌缺血的診斷[11]。盡管這些方法可改善診斷的準確性，并減少檢查者之間結(jié)果判斷的差異，但仍有待進一步評價。

2.2 評價急性心肌梗死并發(fā)癥

對于急性心肌梗死并發(fā)癥，包括梗死擴展、左室血栓形成、右室梗死、室間隔穿孔、左室游離壁破裂伴心包滲液、心臟壓塞或假性室壁瘤形成和乳頭肌斷裂或缺血伴急性二尖瓣反流，靜息二維超聲心動圖多普勒顯像是首選的影像學(xué)方法。超聲聲學(xué)造影有助于識別嚴重室壁運動降低或不運動區(qū)域血栓的存在。經(jīng)胸超聲難以判斷時，例如有氣管插管、近期行心臟手術(shù)，可采用經(jīng)食管超聲心動圖。

3 在冠心病危險分層中的作用

對于急性冠脈綜合征患者的心室功能和預(yù)后的評價及隨訪，二維超聲心動圖是一種簡便且有效的基本方法。對于穩(wěn)定性慢性冠狀動脈缺血和急性缺血事件之后的危險評估，負荷超聲心動圖可提供有價值的預(yù)后信息。負荷超聲心動圖檢查正常提示發(fā)生主要不良事件為低危(<1%年)，與核素灌注掃描判定的低危具有可比性[1]。相反，超聲負荷試驗異常，則提示有較高的主要不良事件風(fēng)險。超聲負荷試驗陽性者，可根據(jù)患者對運動的血流動力學(xué)反應(yīng)、心電圖改變和臨床危險因素等進一步分為主要不良事件中?；蚋呶?表2)[1]。負荷試驗陽性，尤其是有臨床或影像學(xué)高危特征者，應(yīng)考慮行冠狀動脈造影和血運重建。

表2 負荷試驗陽性者的危險分層

糖尿病及肥胖患者是冠心病的高危人群并增加心血管事件的風(fēng)險，對這些患者進行危險分層十分重要。在一項對563例糖尿病患者的臨床研究中表明，負荷超聲心動圖正常者心血管事件風(fēng)險低，隨訪期間每年心臟事件發(fā)生率為0.6%[18]。最近在2 835例糖尿病患者和11 305例非糖尿病患者的研究中發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者的年死亡率是非糖尿病患者的2倍(4.2%比2.1%)；負荷超聲心動圖誘發(fā)的心肌缺血是兩組患者死亡的獨立預(yù)測因子，風(fēng)險水平與高峰運動評分指數(shù)有關(guān)，靜息狀態(tài)下室壁運動異常亦是兩組患者死亡的獨立預(yù)測因子[19]。另有研究表明，負荷超聲心動圖有助于肥胖患者的風(fēng)險評估，在有明顯肥胖癥狀的患者中負荷超聲心動圖正常預(yù)示著短至中期內(nèi)心血管風(fēng)險較低[20]。

4 結(jié)語

對于冠心病從慢性心肌缺血、缺血性心肌病到急性缺血性胸痛、心肌梗死并發(fā)癥的診斷、指導(dǎo)治療和預(yù)后判斷，超聲心動圖檢查均具有重要價值。近十多年來，盡管其他無創(chuàng)性影像學(xué)方法包括心臟計算機斷層掃描、心臟核磁共振和心臟核素檢查用于冠心病的評價已取得一些進展，但在多數(shù)情況下超聲心動圖仍然是最具有成本效益和風(fēng)險效益的影像學(xué)方法。超聲對于冠心病心肌缺血的診斷仍存在下列不足或局限：(1)重復(fù)性欠佳；(2)時空分辨率問題，如三維超聲用于負荷試驗時，當(dāng)心率>110次/min每一心動周期獲取足夠的容積數(shù)就存在問題；(3)對于指導(dǎo)干預(yù)治療，超聲聲窗存在一定的局限性，常需要其他影像技術(shù)(心臟核磁共振、核素斷層掃描)輔助診斷。盡管超聲造影可改善心內(nèi)膜邊界的分辨及左室容積測定的重復(fù)性，但對心肌灌注的分析仍不盡人意，結(jié)果尚不一致，且價格較高，常規(guī)應(yīng)用受到限制[21]。相信隨著超聲心動圖方法的改進和新的超聲技術(shù)的發(fā)展，超聲心動圖有望更廣泛、更準確地用于冠心病的評價。