超声心动图检测右室功能的应用进展

心脏功能的定量分析，对于心脏病患者的病情随访、治疗选择、疗效评价和预后估计均具有十分重要的意义。过去人们关注的焦点多集中在左心室功能的评价，而对右心室在循环系统中的作用认识不足，加之右心室独特的解剖和形态学特点，使得检测相对困难，故对右心室功能及形态的研究并不深入。近几年一些实验室研究发现，右心室功能正常与否直接影响着整个循环系统的功能[1]，故对右心室功能的研究日益受到重视。

目前，临床可用于评价右心功能的方法包括：对比心室造影，放射性核素技术，CT、磁共振成像(MRI)，右心导管及超声心动图等[2]，但由于右室形态复杂，尚无准确统一的方法。超声以其独有的无创、无辐射、经济、便捷等优势而在临床保持着不可替代的地位。近年来超声心动图新技术发展迅速，在应用于左心功能评价的同时，国内外学者们也从未停止对右心功能评价的尝试。

1 传统超声评价右心功能方法

1.1 M型超声心动图。通过M型超声心动图测量右室前壁的厚度及增厚率、右室舒张末前后内径及右室流出道宽度。因右心大部分位于胸骨后方，右室前壁超声图像清晰度不能保证而难于普及，测量时要注意的影响。随着小探头、高分辨率的超声仪器的出现，右室前壁的显示明显改善。

1.2 多普勒血流频谱技术。该技术通过检测与右室活动有关的血流速度、压力阶差、收缩时间间期(STI)及血流量等参数推算出右室的功能[3]，这样可避免对右室进行几何假设带来的误差。有研究[4,5]表明在胸骨旁大动脉短轴切面用脉冲多普勒于肺动脉主干近端中央测得的加速时间AT（即射血开始至峰值流速的时间）、AT/RPEP（右室射血前时间）等指标与放射性核素扫描测得的RVEF相关很好。对于三尖瓣返流者可用三尖瓣返流频谱来推算右室压，所测结果与右心导管测值高度相关[6]。近年来有学者用脉冲多普勒记录三尖瓣舒张期血流频谱，测定舒张期各时相的峰值流速，充盈速率，各时相的充盈比率以评价右室舒张功能。

1.3 二维超声心动图(2-DE)。迄今为止大多数二维超声心动图测定右室功能的方法都是从左室功能的测定方法上移植来的，是先将右室假设为某种几何形状，然后根据公式计算其容量及RVEF（右室射血分数）。2-DE计算右室容积的方法主要有：Simpson法、Levine法、面积长度面法和双平面法。刘醒等[7]用Levine法测得RVEF，并与核素心室造影之RVEF比较，两者高度相关。王亚利等[8]用面积、长度面法测RVEF与核素右心血池造影所测之RVEF相关良好（r=0.749，P

2 超声检测右心功能方法新进展

2.1 多普勒组织成像、应变和应变率。其共同最大优点是直接反映心肌的运动，不受右室复杂几何形态的影响。

2.1.1 多普勒组织显像(Doppler Tissue Imaging，DTI)。

1992年，Mcdicken等[11]率先提出组织多普勒成像(Tissue Doppler Imaging，TDI)技术，随后此技术被广泛应用于研究分析心功能，为临床心脏疾病的诊断与治疗提供了一种安全、简便、无创的监测手段[12]。DTI技术原理是在传统血流多普勒基础上，通过改变多普勒滤波系统，除去心腔内血流产生的频移信号，只显示心肌运动产生的频移信号。心室壁运动与心腔内血流的多普勒信号主要不同为心室壁运动速度=10cm/s明显低于心腔内血流信号；心室壁运动信号的振幅明显高于血流信号。传统的血流多普勒检测系统通过高通滤波器检测血流反射回来的高频低振幅频移信号检测血流，而TDI则采用调节增益和低通滤波器，确定恰当的频率通过阈值，滤除来自血流的高频低振幅频移信号，检测来自心室壁的低频高振幅频移信号，并进行彩色编码，通过数模转换器展现心室壁运动信息，因而比血流频谱能更直接地反映心肌本身整体和局部的功能状态。

TDI通过测定感兴趣区的心肌运动速度反映局部心肌收缩及舒张功能；通过测定三尖瓣环运动速度反映右心室的整体收缩和舒张功能；通过测量某点心肌的收缩及舒张时间间期来反映右心室的整体功能变化。

临床上TDI可用于慢性阻塞性肺疾病以鉴别有无发生肺高压并可估测肺动脉收缩压水平。Caso等[13]应用TDI技术对63例观察者（其中正常对照组2O例，肺疾病组20例，具有肺疾病合并肺高压组23例）分别行右心室血流多普勒和三尖瓣环组织多普勒检测，结果显示三尖瓣环的舒张时间与肺动脉收缩压有显著相关性。

用于肺栓塞病人的右心功能评估：Dittrich等[14]应用二维超声测量心尖四心腔切面右心室的面积，并结合TDI检测三尖瓣环的运动频谱，研究肺栓塞患者右心室的结构和功能变化，结果显示，肺栓塞患者具有右心功能受损的典型症状；当选择治疗方法时（如单独肺移植），应优先考虑右心室功能是否能够恢复，如不能恢复其预后不良。说明二维超声在测定右心室数据时有局限性，但TDI采用检测三尖瓣环速度来评价右心室功能比二维容积测量更客观、更准确。

用于冠心病的评估：Alam等[15]对正常组、右冠状动脉狭窄组和左冠状动脉狭窄组的右心室游离壁不同节段行TDI检查，并定性和定量评价冠心病患者右心室壁运动，结果显示冠状动脉病变确实影响了右心室壁的运动功能，右心室游离壁的TDI测量值和右冠状动脉病变相关，且左冠状动脉病变也会影响右心室壁的运动功能。程蕾蕾等[16]对冠心病患者右心室壁运动的研究也得出同样的结果。

另外，Bolca等[17]对肺动脉压和血管阻力的研究显示，三尖瓣环收缩峰值速度为11cm/s时，估测肺动脉压(pulmonary artery pressure，PAP)约为30mmHg，其敏感性为93％，特异性57％，阳性预测值88％，阴性预测值68％，准确性75％。

2.1.2 应变(strain，￡)和应变率(strain rate，SR)。是在DTI基础上发展起来的新技术。心肌应变指局部心肌的变形，包括伸长（正性应变）和缩短（负性应变），￡：心肌长度变化/心肌初始长度，心肌初始长度经常被心室舒张末心肌长度代替。心肌应变率表示单位时间的心肌应变，等同于单位时间内的心肌速度变化。因为通过测量心肌变形评价心肌运动，所以，较少受到心脏旋转和摆动造成的位移以及邻近组织牵拉效应的影响，可以更好地反映局部心肌功能。梗死的心肌由于受到周围组织的牵拉，有时DTI也会记录到被动运动所产生的运动速度，但由于心梗时坏死的心肌不产生变形，主动收缩和舒张早期运动消失，因此，应变和应变率为零。国内舒先红等[18]在观察致心律失常型右心室发育不良的心肌￡和SR成像特征后发现，￡和SR可检测出DTI所不能发现的室壁节段运动异常。

2.2 心肌作功指数(Myocardial Performance Index，MPI)。MPI也称Tei指数(Tei index)，作为一个将收缩功能和舒张功能结合在一起的多普勒心功能指标，近来引起国内外学者广泛关注。右心Tei指数定义为右室等容收缩时间(ICT)与等容舒张时间(IRT) 之和与射血时间(ET)的比值[19]。由于心室收缩主要依赖Ca2+，Ca2+的内流主要发生在ICT，Ca2+的外流主要发生在IRT，因此，Tei指数被认为是评价心室整体功能有价值的指标。Tei指数不受心率、右室压力、右室扩张、三尖瓣返流等因素的明显影响。已有报道证实Tei指数可用于多种先心病、肺心病、高血压、冠心病的右室功能评价[20-22]，右心Tei指数的传统测量方法是在不同心动周期内描记右室流入道与流出道的多普勒血流频谱图，并记录相关时间间期，这就难以避免生理情况下心率波动带来的不准确性。有报道[23]认为DTI技术可在同一心动周期内完成Tei值的测量，比传统方法更便捷。

2.3经食管超声心动图。由于经胸壁超声心动图的图像分辨力较差，右室心内膜显示不清楚，在肺气肿、肥胖或胸廓畸形患者尤甚，另外经胸超声心动图所显示右室的全部结构易造成容量计算误差，而食管超声心动图特别是双平面或多平面连续多普勒超声心动图，提高了评价心脏血流动力学和心室功能的准确性。故近年来很多的学者在用食管超声心动图评价右室心功能方面作了广泛的研究[24]。因食管插管具有一定的创伤性和并发症而使经食管超声心动图的临床应用受到一定程度的限制。

2.4 三维超声心动图技术(3-dementional echocardiography，3-DE1)。三维超声技术经历了较为成熟的静态和动态三维重建阶段，现已走向实时三维的起步和发展时期。晚近实时三维超声(RT-3DE)的出现是超声领域一个划时代的重大技术突破[25]。RT-3DE用三维矩阵容积探头，单一发射可有多条接收线，这样在平行的连续发射和接收中得到与发射方向垂直的平面，连续平面被叠加后就形成金字塔样的容积结构。它可以实时、全面地观察立体解剖结构，还可以快速地进行定量分析，特别是在容积测量上不再依赖于形状假设，快速、简便，其准确性甚至可与MRI的三维成像媲美[26]。

从心腔容积测量着手，就可以把每搏量(SV)、心输出量(CO)、心室射血分数(EF)、心肌质量(myocardial mass)等心功能的检测完成。

2.5 AQ和CK技术。

2.5.1 声学定量(acoustic quantification，AQ)，是利用超声背向散射原理，由计算机根据心肌组织与血液的背向散射特性的不同而自动识别心内膜，随心动周期跟随心内膜行踪，故又称为计算机自动边缘检测技术(ABD)，并自动显示心功能参数（实时显示心脏面积―时间曲线、容积―时间曲线及其变化率等一系列心功能指标），心内膜显示是根据能量信号，所以，比传统二维超声人工勾画心内膜更可靠[27-28]。

2.5.2 彩色室壁运动技术(color kinesis，CK)，是AQ技术的进一步发展，它在AQ的基础上对检出的心内膜边界加上彩色编码，为心内膜位移随时间变化的动态过程提供了独特鲜明的彩色显示，根据色带宽度测出的心内膜位移更准确，还可以同时全方位观察室壁运动。国内多用于左心功能的评价，而对右心功能的研究报道较少，从技术原理看，值得尝试[29]。

AQ和CK最大的临床限制是受二维图像质量的影响，精确的结果依赖于高质量的二维图像。

2.6超声造影技术(contrast ultrasound，CUS)。在心功能测定方面，造影主要用于改善心内边界的勾画，它和谐波技术结合效果更显著。此外，臂心循环时间（即开始注入造影剂至心腔内出现造影剂的时间）、心内排空时间的测定也被用于评价右心功能。正常人臂心循环时间约10s左右，若延长(>15s)则提示右心衰竭。

3 展望

随着现代超声技术的快速发展，2种或2种以上新技术的联合使用成为可能。如经食管超声心动图技术(TEE)克服了经胸探查的局限性，为右心功能的评价开辟了新窗口，RT-3DE与TEE结合可显著改善经胸探查的图像质量；RT-3DE与DTI结合可直接测算心室容积及室壁运动速度，还可观察心肌活动顺序，研究心脏电传导；RT-3DE和AQ、CK技术相结合，能自动识别心内膜边缘，快速勾画心腔轮廓，建立“薄壳样”心腔形态的立体图像，从而快速实时计测心腔瞬时容积，进而推测心搏量和心输出量。总之，新技术的发展及联合应用将使右心功能的检测更经济、实用，更便捷、准确。

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（收稿日期：2007-04-18）