超声技术在冠心病诊断中的应用付颖 南开区水上公园医院 超声科，天津300193 [摘 要]本文介绍了常规超声心动图、实时三维超声心动图、三维超声斑点追踪成像技术、血管内超声、心肌声学造影等超声诊断方法在诊断冠心病的应用情况。 [关键词]超声检查；冠心病；诊断 冠状动脉粥样硬化性心脏病简称冠心病（Coronary Atherosclerotic Heart Disease，CAD），亦称缺血性心脏病，是由于冠状动脉粥样硬化使血管腔狭窄或阻塞，或冠状动脉功能性改变导致心肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病。近年来，我国冠心病的发病呈年轻化趋势，其发病率也呈逐年上升趋势，对于患者的生命健康造成了严重的影响。因此及早确诊冠心病具有重要的临床意义，而如何选取有效的诊断方法成为医师们关注的重点。 虽然经皮选择性冠状动脉造影术（Coronary Angiography，CAG）目前仍是冠心病诊断的“金标准”，但因其是有创操作，可产生造影剂过敏、造影剂肾病等副作用，对危急重症患者无法床旁即时检查以利于早期快速诊断，故使用受限。随着科学技术的发展和创新“无创”医疗的观念深入发展，当今心脏病学的最大发展是心脏影像学。目前，常用的影像学诊断手段很多，包括心脏超声、多排CT冠状动脉成像、单光子发射计算机电子断层扫描（SPECT）、正电子发射断层造影术、心脏磁共振等。随着各项技术的发展，对冠心病的诊断趋向于更早发现病变且能作出客观定量的诊断。 1 常规超声心动图常规超声心动图（Ultrasonic Cardiogram，UCG）以经济简便、无创伤、重复性好且能评价心脏结构、血流及功能的变化，临床上仍作为诊断冠心病及术前筛查的重要方法之一。黄君等[1]对114例临床诊断标准为冠心病的患者进行超声心动图检查，以左室室壁运动评分≥4分为截点，诊断冠心病的敏感性为82.2%，特异性为100%，ROC曲线下面积为0.95（0.89～0.98），定位准确率为75.0%（72/96），表明超声心动图应用室壁节段性运动异常来诊断冠心病也具有较高的敏感性和特异性。林蓓佑、巫相宏[2]回顾性分析1271例冠心病患者全部病例均行CAG及UCG，以CAG结果为金标准，1015例冠脉造影阳性患者，UCG敏感性随着狭窄程度的加重而提高，当冠脉狭窄＜75%时，根据UCG结果判断相关冠状动脉狭窄的敏感性相对较低。当冠状动脉狭窄≥75%时，判断相关冠状动脉狭窄的敏感性逐渐升高。而当冠状动脉闭塞时UCG敏感性最高。研究结果显示UCG诊断冠心病的敏感性为56.1%、特异性为64.8%、准确性为57.8%、阳性预测值为86.3%、阴性预测值为27.1%，阳性预测值较高，但其敏感性及特异性不高，提示借助节段性室壁运动异常来判断心肌缺血有一定的局限性。 心外膜脂肪厚度（Epicardium Adipose Thickness，EAT）与CAD密切相关[3]。袁诚等[4]利用胸骨旁长轴和短轴的二维和M超测量右室游离壁脂肪组织的厚度，结果显示冠心病患者的EAT明显高于对照组，同时随着冠心病程度的加重，EAT也明显增加。且对冠心病的严重程度与EAT进行了相关性分析显示冠心病的严重程度与EAT呈现正向相关，认为超声心动图测定EAT在冠心病诊断中的应用具有较高的诊断价值[4]。孙立平等[5]对119例冠心病患者用超声测量EAT发现其与冠状动脉狭窄严重程度呈明显正相关。但目前尚缺乏统一的测量EAT的标准。 由于传统的二维超声心动图主观依赖性强，检查者的经验以及技术条件都直接影响测量的结果。如果UCG为阳性，预示存在冠脉病变的可能性大且病变程度严重，UCG阴性时仍需结合症状、危险因素、心电图等多方面综合判断。 2 实时三维超声心动图实时三维超声心动图（Real-Time Three-Dimensional Echocardiography，RT-3DE）是近年来超声心动图领域最引人注目的发展之一，它通过矩阵型排列换能器进行多方位声束快速扫描，获得金字塔形三维数据库，从而提供实时三维心脏结构动态图，可直观、形象地展示心脏结构的立体形态，实时全面获取心脏立体解剖信息，准确地评价心脏的舒缩功能。RT-3DE可实时显示多个二维切面，展现整个左心室形态，自动追踪心内膜的运动轨迹[6]，且空间分辨率高，在评价同一心动周期左室腔各节段心肌收缩的同步性具有较大的优势，在表现左室不同步指标方面重复性较好，为临床诊断冠心病提供重要信息[7]。RT-3DE能全面显示左心室立体结构及左心室各节段随时间的运动位移，获得各节段时间-容积曲线及牛眼图，直观反映整体及节段心肌运动幅度，有助于临床获得心肌各节段运动分布信息，从而早期发现缺血节段室壁运动异常和不同步收缩，并据此判断缺血节段位置及面积[8]。刘颖等[9]以冠状动脉造影为金标准计算RT-3DE诊断左前降支（LAD）、左旋支（LCA）、右冠状动脉（RCA）狭窄和多支病变的敏感度、特异度及准确率分别为86.21%、97.33%、94.23%、70.00%、95.24%、90.38%、73.68%、96.47%、92.31%、61.9%、91.57%、85.58%。冠状动脉轻度狭窄组（50%～74%）室壁运动幅度离散度增大不明显；冠状动脉狭窄≥75%或较大范围弥漫性病变时，室壁运动幅度离散度明显增大。韩立菊等[10]研究结果表明RT-3DE检测节段参数可以在左心室整体功能没有改变时较早反映局部心肌容积变化情况、各室壁同步运动情况及各局部心肌功能状况，为冠心病的早期临床诊断提供更完整的定量信息。田雨等[11]研究结果显示冠心病组病变节段与正常节段比较，各个节段舒张末期容积（rEDV）、各节段收缩末期容积（rESV）较大，各节段的射血分数（rEF）较小，与病变节段一致，故RT-3DE能较准确和客观地评价冠心病患者心肌各个节段收缩功能。 但RT-3DE仍有一定的局限性，图像视野较局限，受检者的透声条件，呼吸对其影响较大，无法区别心肌径向和纵向向上的运动不同步。 3 三维超声斑点追踪成像技术既往二维斑点追踪技术是通过识别二维图像的心肌回声标记，得到其运动轨迹，再分析心肌运动的相关信息，可定量评价心肌各个方向上的功能[12]。三维超声斑点追踪成像（3D-STI）技术作为超声心动图中新兴的一门技术，通过软件自动计算出心室心肌16个节段的LS（纵向峰值应变率）和T-LS（纵向应变达峰时间），可以定量评估不同程度冠状动脉狭窄患者中局部心肌运动功能的改变，有能力获取左心室实时的全容积数据，这使得人们有可能在三维空间中执行斑点追踪，从而追踪心肌的真正运动[13]。与二维斑点追踪技术相比，弥补了后者仅在所扫查平面内追踪心肌声学斑点的不足，能更准确地评估心脏局部及整体功能[14]，且能够更快速全面地分析心肌应变[15]。Kleijn等[16]研究显示，应用3D-STI技术测量的面积应变（AS）是一个可以提供代替当前超声心动图标准的定量评估左室局部及整体功能的新参数。大量研究也已证实该技术与心脏核磁等技术具有高度一致性[17]。黄红梅等[18]应用ROC曲线分析各整体应变值对不同程度冠状动脉狭窄患者的临床诊断价值研究显示应用整体应变参数对冠状动脉轻微及中度狭窄的诊断意义不大，而对于重度狭窄的检测具有一定的临床意义，其中以左室整体面积应变（GAS）诊断价值最高。ROC曲线分析显示GAS检测重度狭窄的各应变指标的曲线下面积（AUC）最大，静息状态下可预测较严重冠状动脉狭窄的存在。张小杉等[19]评估3D-STI与心肌灌注显像（MPI）诊断冠心病的灵敏度及特异度显示两者诊断方法的灵敏度无统计学差异（P＞0.05）。其中GLS（左室壁整体纵向应变）与AGS（整体面积应变）较对照组明显减低，差异有统计学意义。表明GLS与AGS较GCS（整体圆周应变）及GRS（整体径向应变）对诊断早期心肌缺血更为灵敏。且ROC曲线分析亦显示GLS诊断冠心病的敏度最高，为85%。而特异度则AGS（77%）与GCS（70%）高于GLS（64%），这一结果与心肌缺血发生发展理论进程相符。且超声系统心肌应变成像相关技术若能和具有精确空间分辨力的MRI或CT成像相结合，可提供心脏在生理及病理情况下结构与功能方面的丰富信息，将开辟影像医学的新时代。 3D-STI虽能真实反映心肌组织运动，但其仍有不足之处，如受声窗条件差等因素的限制，其较低的时间和空间分辨力亦有待进一步提高。 4 血管内超声血管内超声（Intravascular Ultrasound，IVUS）是将微型化的超声换能器置入血管内，再用超声原理经导管内设的电子成像系统显示血管内横截面图像，明确血管内及其周围组织的结构，是一种有创性断层显像技术。IVUS作为判断冠状斑块性质的新“金标准”，可实时显示冠状动脉血管管腔、管壁成像、动脉粥样硬化斑块大小、狭窄程度，依靠准确的定性诊断和精确的定量诊断，在冠心病的诊断和指导治疗方面，发挥着非常重要的作用。IVUS能检出造影无法诊断的病变，如早期病变、性质无法确定的病变、狭窄意义不能明确的病变以及某些特殊部位如左主干、右冠开口、分叉处等病变[20]。有研究[21-22]显示若易损斑块的回声越低，合并越多的声衰减斑块（指无明显钙化但其后有声影的斑块）和微钙化区域，则更易发展为ST段抬高型心肌梗死。IVUS可提供血管的横截面图像，在显示管壁结构和管腔形态的同时了解病变的性质，可以更准确评价临界病变狭窄程度。孙晓霞[23]调查180例诊断为冠心病或可疑冠心病患者，分别进行血管内超声和冠状动脉造影术检查，结果显示血管内超声评价的冠脉病的长度及狭窄率分别为（39.26±6.32） mm、（30.36±7.41）%，低于冠状动脉造影术的检查结果（69.75±5.43） mm、（58.29±6.18）%。说明造影对病变程度的判定存在一定的低估现象，在病变性状的判定上，血管内超声优于冠状动脉造影。IVUS可以明确冠状动脉内的管壁形态及狭窄程度，虚拟组织学血管内超声（Virtual Histology IVUS，VH-IVUS）综合反映了超声波的振幅和频率信息，能有效识别富含脂质坏死核，从而弥补了灰阶IVUS的不足。有前瞻性临床研究[22]表明，采用多种冠状动脉内影像手段尤其是VH-IVUS来早期识别易导致未来不良事件的易损斑块，结果显示VH-IVUS发现的薄帽纤维粥样硬化斑块能够预测未来的不良冠状动脉事件。 IVUS介入的风险及高昂的价格使患者难以接受[24]，且由于声影的存在，可能会低估钙化病变的深度以及钙化斑块的横截面积，在血管节段内总钙化病变定性定量分析上有一定的局限性。因此在临床使用中需合理应用，发挥其积极作用。 5 心肌声学造影心肌声学造影（Myocardial Contrast Echocardiography，MCE）是近年发展起来的新技术，在心脏声学造影基础上，向静脉注射含有微泡的超声声学造影剂，通过肺循环使其进入冠状动脉，利用微泡的散射效应使心肌回声增强，以观察心肌血流灌注情况和运动功能。由于微泡直径小于红细胞，可与红细胞一起自由地通过心肌的毛细血管，因而可被视为红细胞的跟踪剂，进而在毛细血管水平对心肌的微循环灌注进行评价，有助于冠心病微血管血流储备的评估和慢性冠心病的早期无创诊断。而且超声心肌造影能显示直径在4 µm以下的心肌微血管，到目前为止，只有超声心肌造影能够做到真正意义上显示心肌的微循环状况[25]。许多研究者将2者相结合成为心肌造影符合超声心动图（MCSE），其能够更为准确的观察心内膜边界、室壁运动，同时能够评估心肌灌注，还可评估存活心肌的收缩功能及血流储备情况。Tsutsui等[26]应用MCSE分析778例患者的心肌灌注及室壁运动，结果表明冠心病早期即可出现心肌灌注异常，MCSE可早期检测出冠状动脉病变。 随着超声显像技术的不断开发应用，MCE已从二维成像迈向三维空间成像，在一次弹丸式注射造影剂后能立即获取整体心肌造影三维资料库，而后再联机或脱机对数据库进行分析处理，可实时采集整个心脏的全容积数据库，并根据容积数据将感兴趣区域切割成多个参考平面，从任意切面、任意角度观察左心室各个节段的造影效果，确定有无灌注缺损区及其范围，并可同步观察整体室壁运动，与以往的二维心肌声学造影比较，可更快速、全面、精确地评价冠心病患者心脏的情况。三维空间成像可弥补CAG的不足，除能同时观察冠心病患者心肌灌注、心肌存活率、室壁运动协调性等，对心功能等预后的判断更具有独特的优势外，三维空间成像还可以为老年及肝肾功能不全的冠心病患者提供更加安全可靠的确诊方法。曾欣等[27]对拟诊为冠心病的患者120例，均于CAG前行三维空间成像定量分析，三维空间成像诊断冠心病的敏感性为95.88%，特异性为95.65%，阳性预测值98.94%，阴性预测值56.52%，准确性为95.83%。其对多支病变的敏感性较单支病变更高，且三维空间成像检查无创，安全性高，提示对肾功能不全、心肺功能异常及老年患者可首选三维空间成像检查。 目前MCE技术所采用的微泡超声造影剂可使心肌回声增强，但后方声影掩盖了部分结构的显示。减少造影剂的用量虽可减少声影的影响，但心肌内的对比效果显示将明显减弱。 6 其他血管回声跟踪（Echo-Tracking，ET）技术检测血管内皮功能对血管的弹性功能做出准确定量评估，在血管壁形态、结构尚未发生改变之前，便可早期发现血管壁功能异常。冠状动脉内皮功能紊乱可以出现在冠状动脉造影异常之前，检测内皮功能较冠状动脉造影对冠心病具有更早的诊断价值。对于冠心病的早期评估和筛查具有重要意义[28]。颈动脉内中膜厚度和踝臂指数可以预测冠心病的风险因子[29]。此外，光声断层影像技术开辟了血管内图像的新领域,光声断层影像[30]作为一种混合成像技术，突破了传统的光学成像和超声成像在生物组织成像领域的困境。该技术基于光声效应，脉冲激光作为激发源，超声作为信息载体，其获得的血管组织解剖图像兼具对比度高、分辨率高和成像深度大的优点，对易损斑块的评估非常有潜力[31]。 随着超声技术的不断发展，我们能获得的医学信息不断变化，预计在不久的将来，我们可以通过各种超声技术从机制上更好地理解冠心病的发病原因，从而能够早期筛查出患病高风险人群，最终实现冠心病的早期预防、早期诊断、早期治疗的目的。 [参考文献] [1]黄君,陈铃.超声心动图对冠心病诊断的特异性、敏感性和ROC曲线分析[J].中国病理生理杂志,2011,27(4):829-832. 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Application of Ultrasonic Technology in the Diagnosis of Coronary Heart Disease Abstract：This paper introduced methods used in the diagnosis of coronary heart disease and reviewed the application of these diagnostic methods.These methods studied were as follows: ultrasonic cardiograph,real-time three-dimensional echocardiography,three-dimensional speckle tracking imaging,intravascular ultrasound,myocardial contrast echocardiography,andetc. Key words：ultrasonography;coronary heart disease;diagnosis FU Ying [文献标志码]R541.4 [文献标志码]A doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.04.019 [文章编号]1674-1633(2016)04-0081-04 收稿日期：2015-08-25 |