心肌造影超声心动图：从基础走向临床
作者：张运
单位：250012 济南，山东医科大学附属医院心内科
关键词：
中华超声影像学杂志000401Myocardial contrast echocardiography: from bench to bedside
ZHANG Yun
(Department of Cardiology, Affiliated Hospital,Shandong Medical University, Ji′nan 250012,China)
心肌造影超声心动图( myocardial contrast echocardiography, MCE)是当前国际心血管超声研究的热门课题，在近年历届美国心脏病学术会议(AHA和ACC)发表的心血管超声研究中，有关MCE的论文数目一直名列前茅。为了进一步推动我国MCE的深入研究，本期作为心血管超声诊断重点号，专题刊登了MCE的4篇基础和临床研究，这些论文反映了我国MCE研究的最新进展，体现了MCE从基础走向临床的国际发展趋势。
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MCE已走过了20年的发展历程。1980年，DeMaria等人首先在实验动物中揭示了心肌超声显像的可能性。早期手振或声振制造的造影剂微泡较大(>10 μm)且不稳定，不能通过肺循环，故只能由左心或冠脉内注射。80年代末期穿肺造影剂Albunex的问世，使经静脉左心造影成为可能。90年代以来第二代超声造影剂和一系列显像新技术的产生，大大加快了MCE走向临床实践的步伐。近年来，国际文献中经静脉MCE的临床研究已逐渐增多。尽管如此，在MCE从基础走向临床的过程中仍存在许多问题，需要我们认真思考和深入研究。
一、如何选择和使用造影剂
理想的造影剂是实现心肌超声显像的首要条件，但可供临床应用的造影剂尚不够理想。目前，Albunex和 Optison已由美国FDA批准临床应用，Echovist和Levovist已在欧洲批准临床应用，而利声显(Levovist)是唯一被我国卫生部批准临床应用的造影剂。由于利声显微泡较小、内含空气、外壳较脆，散射信号弱而持续时间短，以往研究普遍认为利声显不适于心肌显像。然而，近年来国外学者以及本期发表的临床研究均证明，综合应用先进的显像技术可使利声显心肌显像的效果显著提高，这为我国普遍开展经静脉MCE的临床研究和应用创造了条件。静脉注射造影剂的方法尚不统一，以往多采用弹丸注射法，但连续输注法可避免回声扩散(blooming)和声影的伪像，且有利于定量分析，是更为可取的方法。此外，为了降低造影剂的价格，必须发展国产的造影剂，由第一军医大学南方医院研制的全氟显目前正处于临床试验阶段，我们期待着这一新产品的批准。
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二、如何应用显像技术
由于冠脉血流量只占心搏量的5%，而心肌毛细血管的平均血流速度仅为 0.1 cm/s，心肌内微泡的信/噪比值显著低于心腔内微泡，二者回声强度的差值>10 dB。为了检测心肌内微泡微弱的背向散射信号，必须使用特殊的显像技术。研究证明，二次谐波显像技术可明显提高心肌内微泡的信/噪比值，间歇或触发显像技术可增加显像时心肌内的微泡浓度，是目前MCE必须采用的显像技术。触发显像的缺点是无法观察室壁运动，反向脉冲能量显像(power pulse inversion)技术的应用可望克服这一缺点。采用能量多普勒显像抑或二维灰阶显像尚有争论，但多数学者认为，能量多普勒具有较高的敏感性，无需数字减影的图像后处理，可清晰衬托左室心内膜-血流边界，因此较二维灰阶显像具有更大的优越性。本期发表的2篇临床研究证实了这一观点。近年研究还发现，提高入射声压以破坏微泡，可出现所谓“受激声波发射”的高强度散射回声，这些信号的频率与探头发射频率失去相关关系，故又称为失相关显像(loss of correlation imaging)，利用这一发现可提高心肌显像的敏感性。目前多数仪器中已具备调节入射声压(机械指数)的功能，但缺乏针对不同造影剂的系统设置，故操作者应了解这些特殊的仪器设置并进行相应的调节。此外，超声切面内声强分布不均匀仍是一个突出的问题，这导致了二维扇形图像中两侧边缘区域和远场心肌显像强度的减弱，采用融合显像技术并将聚焦点调至远场只能部分地解决这一问题。
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三、如何进行定量分析
心肌灌注图像的定量分析仍存在较多的问题。能量多普勒显像虽较敏感，但尚无定量分析的市售软件。本期发表的2篇临床研究采用半定量的记分法，虽较简便但不够精确。开发可测量心肌局部能量多普勒信号强度的软件系统应成为今后的研究方向。应用市售的声学密度测量(AD)软件，可测量造影剂注射前后心肌感兴趣区峰值强度的变化，本期发表的关于顿抑心肌微血管的实验研究应用了这一方法，但此法仅适用于二维灰阶显像。近年的实验研究证明，触发显像时以触发时间为横坐标,微泡峰值强度为纵坐标所绘出的时间-强度曲线中，曲线上升斜率反映了微泡补充速度即毛细血管平均流速，曲线平台反映了毛细血管数量或横截面积，二者相乘即得出心肌血流量。本期发表的关于多巴酚丁胺与腺苷对比的实验研究应用了这一定量方法，但此法的准确性在临床上尚未得到验证。
四、如何确定临床指征
任何一种诊疗技术在进入临床常规应用之前必须确定其临床指征，因此MCE的临床指征就成为这一技术临床研究的主要内容。由于实验动物中的冠脉狭窄多系急性、单支和孤立的机械性缩窄，MCE实验研究所得出的结论需要临床研究的验证而不能简单地外推至冠心病患者。近年初步的研究结果表明，MCE可能具有下列潜在的临床价值：①诊断急性心肌梗死，尤其是在心肌梗死合并左束支阻滞、心室起搏、预激综合征等心电图诊断困难的患者，MCE可在床旁即刻显示无灌注区。②监测溶栓治疗的效果，MCE可敏感和动态地显示梗死区的再灌注、低灌注和再堵塞。③介入性治疗或冠脉旁路移植术后，评价再通血管支配区域的心肌灌注，冠脉造影只能显示直径>100 μm的冠状动脉，即使在TIMI 3级血流的患者，MCE 发现1/6～1/4 存在无再流或低再流现象，表明再灌注治疗后，评价微血管血流较心外膜下冠脉血流更为重要。④心肌梗死后评价梗死区的大小，在梗死发生24 h内，由于反应性充血的影响，MCE可低估梗死区的大小，因此应在24 h后进行这一评价。⑤在稳定型心绞痛的患者，尽管存在冠脉狭窄，但由于冠脉血流自动调节的作用，心肌微血管扩张，静息状态下MCE可完全正常。当冠脉直径狭窄程度≥85%时，冠脉血流自动调节作用减弱，如无明显的侧支循环，MCE可显示灌注减低，因此在上述患者中应进行MCE药物负荷试验。⑥在药物负荷试验中， MCE可检出心肌血流分布不均匀这一心肌缺血的最早表现，目前常用的药物有腺苷、双嘧达莫和多巴酚丁胺，本期发表的实验研究证实不同的负荷药物对心肌微血管的影响是相似的。⑦判断静息状态或再灌注治疗后室壁运动异常节段是否存在顿抑或冬眠心肌，微血管中血流的存在提示心肌存活,本期发表的实验研究证明顿抑心肌存在微血管内皮功能受损，这一结果值得重视。⑧评价缺血或梗死区的侧支循环，由于大多数侧支血管的直径<100 μm，MCE显示侧支循环血流的敏感性高于冠脉造影。⑨在心脏外科手术中，MCE可发现心脏停搏液的不均匀灌注并及时检出心肌缺血。目前，MCE在上述临床应用中的敏感性和特异性与放射性核素心肌显像、选择性冠状动脉造影、冠状动脉内多普勒、超高速CT、磁共振显像等其他影像学技术相对价值的比较以及对于临床治疗和决策的影响等问题尚不明了，因此MCE在临床心脏病学中最终地位的确立尚有待于今后大规模临床研究和试验的结果。
收稿日期:2000-03-07, 百拇医药
单位：250012 济南，山东医科大学附属医院心内科
关键词：
中华超声影像学杂志000401Myocardial contrast echocardiography: from bench to bedside
ZHANG Yun
(Department of Cardiology, Affiliated Hospital,Shandong Medical University, Ji′nan 250012,China)
心肌造影超声心动图( myocardial contrast echocardiography, MCE)是当前国际心血管超声研究的热门课题，在近年历届美国心脏病学术会议(AHA和ACC)发表的心血管超声研究中，有关MCE的论文数目一直名列前茅。为了进一步推动我国MCE的深入研究，本期作为心血管超声诊断重点号，专题刊登了MCE的4篇基础和临床研究，这些论文反映了我国MCE研究的最新进展，体现了MCE从基础走向临床的国际发展趋势。
, http://www.100md.com
MCE已走过了20年的发展历程。1980年，DeMaria等人首先在实验动物中揭示了心肌超声显像的可能性。早期手振或声振制造的造影剂微泡较大(>10 μm)且不稳定，不能通过肺循环，故只能由左心或冠脉内注射。80年代末期穿肺造影剂Albunex的问世，使经静脉左心造影成为可能。90年代以来第二代超声造影剂和一系列显像新技术的产生，大大加快了MCE走向临床实践的步伐。近年来，国际文献中经静脉MCE的临床研究已逐渐增多。尽管如此，在MCE从基础走向临床的过程中仍存在许多问题，需要我们认真思考和深入研究。
一、如何选择和使用造影剂
理想的造影剂是实现心肌超声显像的首要条件，但可供临床应用的造影剂尚不够理想。目前，Albunex和 Optison已由美国FDA批准临床应用，Echovist和Levovist已在欧洲批准临床应用，而利声显(Levovist)是唯一被我国卫生部批准临床应用的造影剂。由于利声显微泡较小、内含空气、外壳较脆，散射信号弱而持续时间短，以往研究普遍认为利声显不适于心肌显像。然而，近年来国外学者以及本期发表的临床研究均证明，综合应用先进的显像技术可使利声显心肌显像的效果显著提高，这为我国普遍开展经静脉MCE的临床研究和应用创造了条件。静脉注射造影剂的方法尚不统一，以往多采用弹丸注射法，但连续输注法可避免回声扩散(blooming)和声影的伪像，且有利于定量分析，是更为可取的方法。此外，为了降低造影剂的价格，必须发展国产的造影剂，由第一军医大学南方医院研制的全氟显目前正处于临床试验阶段，我们期待着这一新产品的批准。
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二、如何应用显像技术
由于冠脉血流量只占心搏量的5%，而心肌毛细血管的平均血流速度仅为 0.1 cm/s，心肌内微泡的信/噪比值显著低于心腔内微泡，二者回声强度的差值>10 dB。为了检测心肌内微泡微弱的背向散射信号，必须使用特殊的显像技术。研究证明，二次谐波显像技术可明显提高心肌内微泡的信/噪比值，间歇或触发显像技术可增加显像时心肌内的微泡浓度，是目前MCE必须采用的显像技术。触发显像的缺点是无法观察室壁运动，反向脉冲能量显像(power pulse inversion)技术的应用可望克服这一缺点。采用能量多普勒显像抑或二维灰阶显像尚有争论，但多数学者认为，能量多普勒具有较高的敏感性，无需数字减影的图像后处理，可清晰衬托左室心内膜-血流边界，因此较二维灰阶显像具有更大的优越性。本期发表的2篇临床研究证实了这一观点。近年研究还发现，提高入射声压以破坏微泡，可出现所谓“受激声波发射”的高强度散射回声，这些信号的频率与探头发射频率失去相关关系，故又称为失相关显像(loss of correlation imaging)，利用这一发现可提高心肌显像的敏感性。目前多数仪器中已具备调节入射声压(机械指数)的功能，但缺乏针对不同造影剂的系统设置，故操作者应了解这些特殊的仪器设置并进行相应的调节。此外，超声切面内声强分布不均匀仍是一个突出的问题，这导致了二维扇形图像中两侧边缘区域和远场心肌显像强度的减弱，采用融合显像技术并将聚焦点调至远场只能部分地解决这一问题。
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三、如何进行定量分析
心肌灌注图像的定量分析仍存在较多的问题。能量多普勒显像虽较敏感，但尚无定量分析的市售软件。本期发表的2篇临床研究采用半定量的记分法，虽较简便但不够精确。开发可测量心肌局部能量多普勒信号强度的软件系统应成为今后的研究方向。应用市售的声学密度测量(AD)软件，可测量造影剂注射前后心肌感兴趣区峰值强度的变化，本期发表的关于顿抑心肌微血管的实验研究应用了这一方法，但此法仅适用于二维灰阶显像。近年的实验研究证明，触发显像时以触发时间为横坐标,微泡峰值强度为纵坐标所绘出的时间-强度曲线中，曲线上升斜率反映了微泡补充速度即毛细血管平均流速，曲线平台反映了毛细血管数量或横截面积，二者相乘即得出心肌血流量。本期发表的关于多巴酚丁胺与腺苷对比的实验研究应用了这一定量方法，但此法的准确性在临床上尚未得到验证。
四、如何确定临床指征
任何一种诊疗技术在进入临床常规应用之前必须确定其临床指征，因此MCE的临床指征就成为这一技术临床研究的主要内容。由于实验动物中的冠脉狭窄多系急性、单支和孤立的机械性缩窄，MCE实验研究所得出的结论需要临床研究的验证而不能简单地外推至冠心病患者。近年初步的研究结果表明，MCE可能具有下列潜在的临床价值：①诊断急性心肌梗死，尤其是在心肌梗死合并左束支阻滞、心室起搏、预激综合征等心电图诊断困难的患者，MCE可在床旁即刻显示无灌注区。②监测溶栓治疗的效果，MCE可敏感和动态地显示梗死区的再灌注、低灌注和再堵塞。③介入性治疗或冠脉旁路移植术后，评价再通血管支配区域的心肌灌注，冠脉造影只能显示直径>100 μm的冠状动脉，即使在TIMI 3级血流的患者，MCE 发现1/6～1/4 存在无再流或低再流现象，表明再灌注治疗后，评价微血管血流较心外膜下冠脉血流更为重要。④心肌梗死后评价梗死区的大小，在梗死发生24 h内，由于反应性充血的影响，MCE可低估梗死区的大小，因此应在24 h后进行这一评价。⑤在稳定型心绞痛的患者，尽管存在冠脉狭窄，但由于冠脉血流自动调节的作用，心肌微血管扩张，静息状态下MCE可完全正常。当冠脉直径狭窄程度≥85%时，冠脉血流自动调节作用减弱，如无明显的侧支循环，MCE可显示灌注减低，因此在上述患者中应进行MCE药物负荷试验。⑥在药物负荷试验中， MCE可检出心肌血流分布不均匀这一心肌缺血的最早表现，目前常用的药物有腺苷、双嘧达莫和多巴酚丁胺，本期发表的实验研究证实不同的负荷药物对心肌微血管的影响是相似的。⑦判断静息状态或再灌注治疗后室壁运动异常节段是否存在顿抑或冬眠心肌，微血管中血流的存在提示心肌存活,本期发表的实验研究证明顿抑心肌存在微血管内皮功能受损，这一结果值得重视。⑧评价缺血或梗死区的侧支循环，由于大多数侧支血管的直径<100 μm，MCE显示侧支循环血流的敏感性高于冠脉造影。⑨在心脏外科手术中，MCE可发现心脏停搏液的不均匀灌注并及时检出心肌缺血。目前，MCE在上述临床应用中的敏感性和特异性与放射性核素心肌显像、选择性冠状动脉造影、冠状动脉内多普勒、超高速CT、磁共振显像等其他影像学技术相对价值的比较以及对于临床治疗和决策的影响等问题尚不明了，因此MCE在临床心脏病学中最终地位的确立尚有待于今后大规模临床研究和试验的结果。
收稿日期:2000-03-07, 百拇医药