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超声心动图在医疗和临床研究中的应用

发布时间:2015-10-13作者:孙 静平

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超声心动图的发展可追溯到 20 世纪 20 年代,当时是用压电晶体产生的超声波检测金属中的缺陷。在 20 世纪 50 年代初,Hertz 和 Edler 描述用超声心动图评估二尖瓣瓣膜病。随后,Harvey Feigenbaum 在 20 世纪 60 年代规范了临床应用 M 型超声心动图测量心室腔的内径。二维超声心动图 (1970) 脉冲多普勒 (1970) 和彩色多普勒 (1980) 介绍了心脏解剖及血流动力学在床边常规评估的新方法。灵活的范围和优越的传感器实现了食管超声心动图的应用。组织多普勒、二维超声心动图已成为对局部心肌功能和血液流量评估的重要工具。小型化,并能够装在一个电子晶体阵列变成了数以千计的床边断层的工具,使得实时三维超声心动图能用于临床。以目前的发展速度,超声心动图将能够提供关于心脏解剖、冠状动脉流量、生理学方面的完整的评估。培训心脏科的临床医生,使每人了解和正确应用这个对临床和科研都非常有用的、非介入而又经济实用的工具可能是惟一的挑战。

超声心动图是一种最常用于怀疑心血管疾病患者的无创诊断测试工具。它的实时性、便携性和相对较低的成本,使其适应大多数临床或研究的情况。历年研究的经验证明,超声心动图的应用成功地提供了对心脏病理生理和治疗机制的了解;在某些情况下测量心脏功能和结构的变化,为治疗提供了重要的依据。

超声心动图的新进展为其在临床和科研中的应用带来巨大的潜力。超声心动图在临床实践中应用于以下几方面。

l. 评估胸痛的症状

胸痛是在临床常见的症状,可能的原因有:①冠状动脉疾病 (运动负荷超声心动图使用可直接对诱导性心肌缺血的左心室壁运动做定量性分析)。②主动脉夹层动脉瘤。③肺动脉栓塞。④消化性溃疡病。⑤反流性食管炎。⑥肌肉骨骼疼痛。⑦胸膜炎/心包炎。⑧神经炎。( 参胆结石。⑩精神因素等。上述多项疾病都可通过超声心动图获得诊断或得到诊断线索。

2. 评估运动性呼吸困难或运动耐受力降低

其原因可分为 3 类:①心脏原因:收缩或舒张性心力衰竭。②肺部原因:肺心病,肺纤维化或胸腔积液等.③多全身性疾病:如贫血、甲亢等系统性原因。

详细的病史和检查可以排除大部分的系统性和肺部原因。在评估运动性呼吸困难或运动耐受力降低的原因中,超声心动图是不可缺少的诊断工具。大多数结构性心脏疾病可通过超声心动图检测得出诊断。关于心脏功能,大部分医生只注重超声心动图报告中的射血分数 (EF),射血分数低表明收缩性心力衰竭是患者症状的可能的原因,然而,超过 40%的舒张性心力衰竭患者的射血分数正常 (50%)。舒张性心力衰竭是指左心室舒张末期压增高。在过去,只能通过心导管诊断,现在,在临床研究和心脏病学实践中,非侵入性的超声心动图已是用于评估心脏舒张功能的重要工具。左心室舒张功能障碍可分为以下不同阶段。

2.1 第一阶段 左室松弛受损,休息时可无或有很轻的症状,但在运动或心房颤动时,由于心动过速导致左心室舒张末期压增高,可出现不成比例的呼吸急促。

2.2 第二阶段 伪正常化,由于休息时,左心室舒张末期压已增高,轻微活动即可发生心慌、气短。

2.3 第 3 和第 4 阶段 可逆和不可逆的限制性舒张功能障碍,在休息时就有心慌、气短,为晚期严重的症状,预后差。

3. 评估偶然发现心脏杂音,心电图异常,胸部 X 线发现心脏扩大

心脏杂音,心电图异常,胸部 x 线发现心脏扩大是心脏科会诊常见的情况。

3.1 心脏杂音 美国心脏病学院将心脏杂音的超声心动图分为 3 类。

I 类:①无症状的患者但有舒张期杂音、连续性杂音、全收缩期杂音、收缩晚期杂音,杂音伴有收缩期咔嗒音,或可放射到颈部或背部的杂音。(爹患者有心脏杂音和 (或) 心力衰竭的症状和体征、心肌缺血(梗死)、昏厥、血栓栓塞、感染性心内膜炎或其他器质性心脏病的临床证据。③有 3 级或以上的中期增强的收缩期杂音。

Ⅱ类:①有与身体检查发现其他的心脏异常,或心电图或胸部 x 线异常有关的杂音,但无症状的患者。②患者的症状和 (或) 体征有可能为非心脏原因,但不能排除心脏病的患者。

Ⅲ类:已证实 2 级或柔和的收缩中期杂音,为良性或功能性,不是超声心动图的适应证。超声心动图的目的是找出心脏杂音的来源,排除重大的结构性心脏病,如果有心脏病,应该做定量性评估,为确定治疗方案,提出依据。

3.2 心电图异常 心电图发现左心室肥厚 (LVH) 或右心室受损的改变是超声心动图的指征。

心电图左心室肥厚的电压标准没有超声心动图直接测量左心室壁的厚度和左室的重量准确。在年轻和苗条的人,心电图可见左心室电压高但无左心室肥厚。心电图异常右心室去极化的信号可能是潜在的致命性心律失常性右心室发育不良 (ARVD) 患者的早期迹象。超声心动图检查发现的严重异常是临床诊断的主要标准。此外,偶然发现“病理性 Q 波”需要超声心动图检查,以确认相应的心肌梗死。

3.3 胸部 X 线偶然发现的心脏扩大 胸部 X 线发现心脏肥大的原因可能是由于:左心室扩张,右心室扩张,左、右或双心房扩大,心脏瓣膜病导致的心腔扩张,心包积液,或因肺部阴影误认为心脏异常。简单的休息时的常规超声心动图是区别这些情况不可缺的检查。

4. 术中监测

经食管超声心动图现已广泛应用于心脏外科手术和心导管介入性治疗中;它是用于血流动力学监测,指导和即时评估手术结果,以及并发症的检测。

在心导管室的适应证:用于经皮房间隔缺损 (ASD) 和卵圆孔未闭 (PFO) 的关闭,瓣膜成形术,室间隔消融肥厚型梗阻性心肌病,安置双心室起搏器及在冠脉介入治疗中检测并发症。

在心脏外科手术中的适应证包括瓣膜置换术、瓣膜修复、冠状动脉搭桥术、移植手术、主动脉手术、先天性畸形矫正、心脏肿瘤及心脏成形等手术。

超声心动图也用于非心脏手术中监测心肌缺血和容量的状态。

5. 心脏外伤

外伤后立即死亡者,25%是由于心胸损伤。大多数为涉及心脏或大血管的损伤。而生存的最重要因素是快速诊断,及时治疗。这些患者大多数需要紧急开胸,以减轻心包填塞。

6. 用于临床研究

超声心动图是评估疾病对心脏解剖和生理的影响及治疗反应的宝贵工具。它的价值在于非介入性,可由操作者用同一个仪器重复检查;其功能的发展已能从多方面对心脏节段性和全心功能做评估。由于其近期的普及,非侵入性的性质,患者易于接受,成本相对较低,以及具有 30 年以上的丰富应用经验,超声心动图非常适合用于大型临床试验和流行病学研究。

超声心动图在临床试验中的主要应用:①流行病学和遗传学:心脏结构和功能的定义,确定心脏病预后的参数。②高血压:测量左室重量和评估心脏收缩和舒张功能,评估治疗的效果及对心脏结构和功能的影响。③人工心脏瓣膜:评估人工瓣膜的血流动力学。④心肌梗死和冠状动脉疾病:评估疾病对左室重塑和左室功能的影响。负荷超声心动图确定缺血性心肌,存活的心肌及心脏的储备功能。评估介入治疗对心脏结构和功能的影响。⑤心力衰竭:评估左室收缩和舒张功能,左室重构,并发症 (如二尖瓣关闭不全,肺动脉高压)。为双心室起搏治疗选择病人,评估治疗的效果,包括反向重构。⑥非心血管试验:评估潜在的心脏毒性治疗的疾病,如癌症 (放疗,化疗)、糖尿病 (格列酮类药物)。

结论:超声心动图已经并仍然是评估疾病对心脏解剖、生理的影响及治疗反应的宝贵工具。临床医务工作者应对其应用价值有充分认识,才能更好地发挥它在医疗和临床研究中的作用。


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