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编号:10292506
利声显经静脉心肌灌注显像的方法学和临床应用研究
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     作者:张运 赵静 张薇 季晓平 张梅 钟明 葛志明 李秀昌 郑昭伦 李继福

    单位:250012 济南,山东医科大学附属医院心内科

    关键词:超声心动描记术;造影剂;冠状动脉疾病

    中华超声影像学杂志000402

    【摘要】 目的 探讨利声显经静脉心肌灌注显像的方法学及临床应用价值。方法 在6例正常人和50例心肌梗死、心绞痛和高血压性心脏病患者中,应用能量多普勒、递增触发和谐波显像的综合显像技术、特殊的仪器设置和利声显静脉输注法,记录心尖四腔观和两腔观,对6个心肌节段的能量多普勒信号进行强度记分分析。结果 在所有患者中获得了满意的心肌显像效果,正常心肌各节段显像的最大记分无显著性差异,但梗死和缺血节段显像的最大记分显著低于正常节段(P<0.05~0.01),室间隔显像的最大记分与左前降支狭窄程度之间呈显著负相关(r=-0.66,P<0.001)。结论 本研究提出的心肌显像方法具有很高的成功率,能够区别正常、狭窄、闭塞和再通的冠状动脉,值得临床推广应用。
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    Methodology and clinical applications of myocardial perfusion imaging with intravenously infused Levovist

    ZHANG Yun, ZHAO Jing, ZHANG Wei, et al

    (Department of Cardiology, Affiliated Hospital, Shandong Medical University, Ji′nan 250012, China)

    【Abstract】 Objective To explore the methodology and clinical applications of intravenous myocardial perfusion imaging with Levovist. Methods A set of special instrumental setting and an integrated imaging approach including power Doppler imaging, incremental triggering imaging and harmonic imaging were utilized to record the apical four-and two-chamber views in 6 normals and 50 cases with myocardial infarction, angina pectoris and hypertensive heart disease. The power Doppler signals in 6 myocardial segments were analyzed using a semi-quantitative scoring approach. Results Myocardial perfusion was clearly visualized in all cases. There was no significant difference of maximal scores among normal myocardial segments while the maximal scores in infarct and ischemic segments were significantly lower than those in normal segments(P<0.05~0.01). There was a good correlation between the maximal scores in ventricular septum and the severity of LAD stenoses(r=-0.66, P<0.001 ). Conclusions The imaging approach has a high success rate with a good capability to differentiate among normal, stenotic, occluded and recanalized coronary arteries and therefore deserves further clinical applications.
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    【Key words】 Echocardiography;Contrast media;Coronary disease

    经静脉心肌造影超声心动图( intravenous myocardial contrast echocardiography, IMCE)是近年来国内外超声心动图的研究热点。然而,迄今国内尚无IMCE临床研究的报道。利声显(Levovist) 是我国卫生部唯一批准临床应用的声学造影剂,但应用以往报道的超声显像方法,静脉注射利声显后仅能显示心腔血流而无法显示心肌灌注[1]。1999年初,我们在国内首先开展了利声显经静脉心肌灌注显像的临床研究[2],现将结果报告如下。

    资 料 与 方 法

    一、研究对象

    包括56例因急性或慢性胸痛而入院治疗的患者, 男43例, 女13例, 年龄34~77岁, 平均(54.9±9.45)岁。所有患者均经病史、查体、心电图、超声心动图、心肌酶学、选择性冠状动脉造影(44例)或放射性核素心肌显像(4例)等检查明确诊断,其中急性心肌梗死19例(前壁11例,下后壁6例,前壁合并下壁1例,非Q波梗死1例),陈旧性心肌梗死16例(前壁5例,下壁6例,前壁合并下壁3例,非Q波梗死2例),劳力型心绞痛8例,高血压性心脏病5例,X综合征1例,左室憩室1例,无异常发现6例。所有患者均为窦性心律,心功能Ⅰ~Ⅲ级。
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    二、研究方法

    1.使用设备:采用美国惠普公司SONOS-5500超声显像仪,探头频率 2.0~4.0 MHz,该机具有触发显像、谐波显像、能量多普勒显像、融合显像等多种功能,心动周期触发的数目从1∶1~1∶11可调。谐波显像有A、B两种功能选择,其发射和接收频率分别为 1.8/3.6 MHz和 2.1/4.2 MHz。造影剂输注采用美国3M公司AVI600型微量输液泵,注射推进精度达±1%,最大注射速度为 1.6 ml/min。

    2.造影剂配制:采用德国先灵公司生产的利声显(SHU508A),规格 2.5 g/支。该制剂为棕榈酸-半乳糖颗粒,所产生的微泡平均直径 2.7 μm[3],以注射用水稀释至浓度400 mg/ml,采用静脉输注法,速度 1.5 ml/min,整个输注过程约4 min。

    3.显像方法:患者取左侧卧位,连接肢体导联心电图,首先行常规经胸二维超声心动图检查,然后对仪器设置作如下调整:①启动谐波显像,选择功能状态A;②启动触发显像,调整触发信号至心电图T 波终末;③启动能量多普勒显像,取单色显示,使取样窗包括整个左室,脉冲重复频率(PRF )一般设置为 2.5 kHz;④将机械指数调至最大(MI>1.2),将壁滤波、平滑处理、余辉、阈值调至最小,信号压缩调至100%,接收增益调至45%,扫描线密度调至中等,聚焦区调至二尖瓣环水平。完成上述设置后,由肘前静脉恒速输注利声显,首先取心尖四腔观,以1∶1心动周期触发,待造影剂在左室腔内达到饱和后依次递增触发心动周期的数目至10∶1,每级触发时记录3幅停帧图像,记录时短暂启用“能量抑制”功能键,以观察心肌灌注的二维图像显示效果。其后按上述方法探测心尖两腔观。所有图像均录像储存,供嗣后分析。
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    4.资料分析:按照Porter等人的方法,将左室室壁划分为前间壁、心尖、侧壁及下后壁4个节段[4],以能量多普勒的彩色定标对心肌显像的多普勒信号强度进行目测评分:1分,心肌节段完全不显影,呈黑色;2分,心肌节段稀疏显影,呈不均匀暗红色;3分,心肌节段部分显影,呈不均匀橘红色;4分,心肌节段大部分显影,呈较均匀橘黄色;5分,心肌节段完全显影,呈均匀亮黄色。在冠脉造影图像中,测量狭窄冠脉与邻近正常冠脉直径的百分比。

    5.统计学方法:左室室壁各节段的显像记分以±s表示,以t检验对比不同心肌节段间的显像记分,以直线相关分析对比递增触发时室壁显像最大记分与冠脉狭窄程度之间的定量关系。

    结 果

    在所有患者静注利声显后,应用二维超声的触发和谐波显像,正常左室心肌节段仅显示为回声轻度增强,难以识别心肌灌注。然而,应用能量多普勒的触发和谐波显像以及高能量发射,正常的左室心肌节段均显示为明亮的红-黄色(图1),与造影前无色彩的心肌回声迥然不同。在本组56例患者中,能量多普勒心肌显像的成功率达到100%。
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    图1 一胸痛患者的心尖两腔观,示前壁、心尖和下后壁灌注均匀正常,静息核素显像示下后壁灌注轻度减低,心电图和冠脉造影正常

    在6例临床和冠脉造影检查无异常发现的患者中,递增触发时4个室壁节段心肌显像的最大记分值见表1,节段间记分值无显著性差异。在19例急性心肌梗死的患者,梗死节段的最大记分值为(1.14±0.38)分,显著低于相应正常节段的最大记分(P均<0.01)。在16例陈旧性心肌梗死的患者中,梗死节段的最大记分值为(2.28±0.99)分,亦显著低于相应正常心肌节段的记分(P均<0.05)。在8例劳力型心绞痛的患者,狭窄冠脉[平均狭窄程度(87±13)%]支配节段的最大记分值为(2.69±0.95)分,与相应正常心肌节段的记分相比有显著性差异(P均<0.05)。在5例高血压性心脏病的患者中,4个室壁节段心肌显像的最大记分值与相应正常节段无显著差别(表1)。1例X综合征和1例左室憩室患者,冠脉造影和超声心肌显像均无异常发现。在16例冠脉造影示左前降支狭窄但无前间壁梗死的患者中,前间壁显像最大记分值与左前降支狭窄程度之间呈显著负相关(r=-0.66,P<0.001)。4例行核素检查的患者,2例核素和超声心肌显像均正常,1例核素显像示左室下后壁灌注轻度减低,但超声显像正常,另1例核素示左室前壁灌注轻度减低,后侧壁灌注显著减低,超声示左室前壁最大记分3分,下后壁最大记分2分。
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    表1 四个室壁节段显像最大记分值(分,±s) 组别

    例数

    前间壁

    心尖

    侧壁

    下后壁

    无心脏病组

    6

    3.83±0.98

    3.83±0.75

    3.33±0.82
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    3.33±0.82

    高血压病组

    5

    4.20±0.45

    3.60±0.89

    3.60±0.55

    3.20±0.84

    讨 论

    80年代以来,超声心肌灌注显像的研究一直局限于冠脉内注射的动物实验[5]。近年来超声新技术和穿肺造影剂的问世,使IMCE的临床研究成为可能。利声显属第一代穿肺造影剂,微泡外壳较脆易于破裂,内含空气密度较低而弥散度高,因而以往研究认为利声显不适于心肌显像[1]。本研究结果显示,即使采用触发和谐波显像的新技术,二维超声条件下利声显心肌显像的效果仍然较差。1997年Becher等[6]首先报道了5例患者能量多普勒心肌显像的初步应用。在本研究中,我们对超声显像技术和利声显注射方法进行了反复的摸索和探讨,结果显示,采用能量多普勒、递增触发和谐波显像相结合的技术以及特殊的仪器设置和输注方法,在所有患者中均获得了满意的心肌显像效果。由于心肌内血流只占心肌体积的6%[6],微泡背向散射信号十分微弱,为了提高显像成功率,我们体会下列各点至关重要:①采用低频探头和低频谐波显像,以增加多普勒信号检测的敏感性。②采用高能量发射破坏微泡,造成受激声波发射的强回声[7]。由于利声显微泡较脆,反而有利于此种显像。③收缩末期室壁较厚且心腔较小,有利于心肌血流的检测和左室的完整显示,故我们选择了收缩末期触发。④为了检测微泡的弱回声,应将壁滤波、平滑处理、余辉、阈值调至最小,但为了分析不同强度的心肌回声,信号压缩应调至最大。⑤增大PRF可消除室壁和呼吸运动所造成的彩色频移信号,但可减低心肌显像的敏感性,故应保持较低的PRF,如仍有室壁运动伪像,轻度调整触发时相常有帮助。⑥为了使取样窗内的声强尽量一致,聚焦区应放置于远场即心尖切面的二尖瓣环水平。⑦采用静脉输注法可避免以往弹丸注射法所造成的过强回声和声影,且可延长造影时间。⑧采用递增触发可分析微泡破坏后的充盈速度,估测心肌血流量(图2)。
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    本研究结果显示,正常各心肌节段的显色亮度并非均匀一致,侧壁和下后壁的计分值较低,这可能与声波的衰减有关。尽管如此,各节段间的记分值无显著性差异。由于冠状动脉的急性闭塞,急性梗死节段几乎均不显色,此点对于不典型急性心肌梗死的诊断具有重要意义。陈旧性梗死节段显色亮度高于急性梗死节段但低于正常节段,冠脉造影显示大多数梗死相关动脉存在自发性血管再通或侧支循环形成,部分节段亦可能有存活心肌。递增触发时慢性缺血节段的最大显色亮度反映该节段毛细血管的数量,狭窄冠脉远端灌注压的减低使毛细血管关闭[8],故缺血节段的最大记分值显著低于正常节段,且与冠脉狭窄程度存在显著的负相关关系。然而,在4例慢性冠脉闭塞患者,即使在10∶1心动周期触发时闭塞冠脉支配节段几乎均不显色。另一方面,高血压性心脏病和X综合征患者心肌显像则未见异常,但因例数较少,需进一步研究。

    综上所述,在临床中采用本研究提出的显像技术和注射方法,利声显心肌显像具有很高的可行性和可靠性,这一技术能够区别正常、狭窄、闭塞和再通的冠状动脉,且有潜在的定量诊断价值,值得临床推广应用。
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    图2A 陈旧性前壁心肌梗死患者心尖四腔观3∶1触发显像,示室间隔、心尖和侧壁呈弥漫性灌注缺损,冠脉造影示左前降支95%狭窄;2B 同一患者心尖四腔观10∶1触发显像 , 由于冠脉严重狭窄,微泡充盈速度明显减缓,至10∶1触发时心肌显像方出现改善

    参 考 文 献

    1.Shapiro JR, Meltzer RS. Clinical use of contrast agents: technical(practical) considerations.In:Nanda NC, Schlief R, Goldberg BB, eds. Advances in echo imaging using contrast enhancement. Dordrecht:Kluwer Academic Publishers, 1997.217-225.

    2.张运.经静脉心肌对比超声心动图的研究进展. 中国超声医学杂志, 1999, 15(增刊Ⅰ): 17-18.
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    3.Meerbaum S. Microbubble fluid dynamics of echocontrast. In:Nanda NC, Schlief R, Goldberg BB, eds. Advances in echo imaging using contrast enhancement. Dordrecht:Kluwer Academic Publishers, 1997.11-38.

    4.Porter TR, Li SP, Oster R, et al. The clinical implications of no reflow demonstrated with intravenous perfluorocarbon containing microbubbles following restoration of thrombolysis in myocardial infarction (TIMI) 3 flow in patients with acute myocardial infarction. Am J Cardiol, 1998,82:1173-1177.
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    5.DeMaria AN, Bommer WJ, Riggs K, et al. Echocardiographic visualization of myocardial perfusion by left heart and intracoronary injections of echo contrast agents. Circulation, 1980, 62(Suppl Ⅱ):143.

    6.Becher H, Tiemann K, Schlief R, et al. Harmonic power Doppler contrast echocardiography. Echocardiogr, 1997, 14:637-642.

    7.Tiemann K, Becher H, Bimmel S, et al. Stimulated acoustic emission: nonbackscatter contrast effect of microbubbles seen with harmonic power Doppler imaging. Echocardiogr, 1997, 14:65-69.

    8.Kaul S, Jayaweera AR. Coronary and myocardial blood volumes: noninvasive tools to assess the coronary microcirculation? Circulation, 1997, 96:719-724.

    收稿日期:2000-03-07, 百拇医药