心力衰竭患者超聲心動(dòng)圖檢查標(biāo)準(zhǔn)化的思考

Standardization of echocardiography for patients with heart failure

齊欣

作者單位：100730 北心內(nèi)科 國家老年醫(yī)學(xué)中心

心力衰竭(heart failure，HF)是各種心臟疾病的嚴(yán)重表現(xiàn)或晚期階段，死亡率和再住院率居高不下，造成嚴(yán)重的公共衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，是21世紀(jì)我國最重要的心血管疾病之一。對于HF，全面準(zhǔn)確的診斷是患者有效治療的前提和基礎(chǔ)。根據(jù)《中國心力衰竭診斷和治療指南2018》，HF的診斷和評估依賴于病史、體格檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查、心臟影像學(xué)檢查和功能檢查，其中經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖是評估心臟結(jié)構(gòu)和功能的首選方法^[1]。

超聲心動(dòng)圖檢查可提供心臟結(jié)構(gòu)和功能的較為全面的信息，包括房室容量、左右心室收縮和舒張功能、室壁厚度、瓣膜功能和肺動(dòng)脈壓力等。其中，左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)可反映左心室收縮功能，是臨床工作中最常用和最重要的指標(biāo)，其數(shù)值是HF診斷分類(LVEF降低的、LVEF保留的、LVEF中間值的HF)、患者接受器械治療(如再同步化治療、植入式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器等)最主要的標(biāo)準(zhǔn)。但是，臨床工作中發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)超聲心動(dòng)圖測量的數(shù)值，特別是LVEF，存在較大的變異性，在不同的醫(yī)療機(jī)構(gòu)、不同的操作者間數(shù)值變化較大，嚴(yán)重影響患者的診斷及治療策略。如何建立一個(gè)不斷完善的培訓(xùn)體系和質(zhì)控體系使得超聲心動(dòng)圖的檢查標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，把個(gè)人因素造成的偏差程度降到最小，是目前實(shí)際臨床工作中亟須解決的問題。本文結(jié)合國內(nèi)的現(xiàn)狀和國際相關(guān)指南和共識(shí)，就HF患者超聲心動(dòng)圖檢查的規(guī)范化操作和LVEF的測量做一簡要小結(jié)。

1 患者準(zhǔn)備

所有HF患者行超聲心動(dòng)圖檢查前，建議測量患者身高、體重、血壓和心率，并連接心電圖、確定心電圖信號良好。除測量和保存頻譜圖像外，均留存動(dòng)態(tài)圖像，每幅動(dòng)態(tài)圖像至少記錄3個(gè)心動(dòng)周期。

2 儀器調(diào)節(jié)

HF病因復(fù)雜，病情較重，超聲圖像不清晰，行超聲心動(dòng)圖檢查需根據(jù)患者的病情調(diào)節(jié)儀器。二維圖像的獲取，需要調(diào)節(jié)包括灰階、動(dòng)態(tài)范圍、探頭頻率、增益等，適宜的圖像深度和大小以獲得最佳的幀頻和分辨率。頻譜多普勒需根據(jù)情況調(diào)節(jié)標(biāo)尺、掃描速度、取樣容積和增益，彩色多普勒顯像需要調(diào)節(jié)彩色取樣框的大小、增益及色彩等以保證獲得最清晰的圖像。

3 LVEF測量方法及評價(jià)

目前國內(nèi)LVEF的常用測量方法有M型法、面積–長度法、Simpson方法以及三維(3D)超聲測量法^[2-4]。

01

M型法

20世紀(jì)70年代，傳統(tǒng)M型超聲心動(dòng)圖測量LVEF的公式是Teichholz校正公式，它是在與雙平面心血管造影LVEF測量值進(jìn)行對照后提出的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式。目前，各種超聲心動(dòng)圖儀器上都帶有此公式計(jì)算軟件，測量左室舒張末期內(nèi)徑和左室收縮末期內(nèi)徑后，機(jī)器可以直接給出LVEF。

M型法的優(yōu)點(diǎn)包括：(1)重復(fù)性好；(2)時(shí)間分辨率高；(3)大量已發(fā)表數(shù)據(jù)的支持。但也有一些不足：(1)聲束的方位常常偏離長軸，計(jì)算出的LVEF誤差較大；(2)單維；(3)測量方法僅在心室形態(tài)正常時(shí)才具代表性。M型法取樣線只考慮了左室后壁和室間隔的局部運(yùn)動(dòng)，不適用于左室收縮不協(xié)調(diào)、室壁瘤以及存在顯著節(jié)段性運(yùn)動(dòng)異常等的患者。

目前，雖然國內(nèi)很多醫(yī)院還在采用M型法測量LVEF，但目前的指南已不推薦M型法測量LVEF，特別是HF患者^[1-4]。

02

面積–長度法

面積–長度法假設(shè)心室基底部近似圓柱形，心尖近似橢圓形，有時(shí)又稱為'子彈頭法'。其優(yōu)點(diǎn)為部分矯正了左室形態(tài)的不規(guī)則。如果患者心尖部的心內(nèi)膜顯示不滿意，影響輪廓的勾畫時(shí)可采用此方法。但是，面積–長度法常發(fā)生心腔短縮；方法學(xué)本身嚴(yán)重依賴幾何學(xué)的假設(shè)，子彈頭形假設(shè)并非適用所有病例；正常人數(shù)據(jù)有限；實(shí)際操作較為繁瑣。

03

Simpson方法

Simpson方法計(jì)算左心室容積的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：一物體不管形狀如何，該物體的容積等于該物體切成多等分切面的容積總和。因此，Simpson方法不管心腔幾何形狀如何均適用，應(yīng)用該方法測定的左心室容積和左心室造影等測定的結(jié)果均良好相關(guān)。臨床超聲通常應(yīng)用簡化Simpson法，取心尖正交兩切面(心尖四腔和心尖二腔)，沿左心室長軸將左心室分成20等分圓柱體，各圓柱體容積之和即為左心室容積。

目前的超聲診斷儀多數(shù)已內(nèi)置了面積–長度法和Simpson方法以利于左心室容積的計(jì)算，操作時(shí)只需于舒張末期和收縮末期描繪雙心尖相交切面心內(nèi)膜。

雙平面Simpson方法優(yōu)點(diǎn)是矯正了左心室扭曲的幾何形態(tài)，較少的左心室形態(tài)的假設(shè)，但其常發(fā)生心腔短縮，心內(nèi)膜可能顯示欠佳，難以判定心尖四腔和心尖兩腔看不到的室壁運(yùn)動(dòng)異常，且臨床操作較繁瑣。

04

3D超聲測量法

3D超聲測量LVEF按照左心室的實(shí)際形狀進(jìn)行，不對心臟的幾何形狀進(jìn)行假設(shè)，其準(zhǔn)確性和可重復(fù)性更高。3D測量很少會(huì)發(fā)生心腔短縮問題，故3D圖像獲取的重點(diǎn)是在金字塔數(shù)據(jù)中包括整個(gè)左心室。為保證較精確識(shí)別收縮末期，在不喪失空間分辨力的前提下，盡可能獲得3D顯像的最大時(shí)間分辨力。

3D超聲測量的優(yōu)點(diǎn)是測量LVEF時(shí)無幾何學(xué)假設(shè)，不受心腔短縮的影響，與其他影像技術(shù)相比，準(zhǔn)確性和重復(fù)性更好。但是，3D超聲測量的時(shí)間分辨率較差，目前參考值仍不完善，數(shù)據(jù)采集與患者圖像質(zhì)量相關(guān)。因此，目前臨床沒有常規(guī)應(yīng)用。

05

對比超聲心動(dòng)圖

為了優(yōu)化聲窗欠佳患者左室功能的評估，提供準(zhǔn)確和可重復(fù)的定量化LVEF，如果在心尖切面上連續(xù)兩個(gè)左心室節(jié)段的心內(nèi)膜顯示不清，應(yīng)使用聲學(xué)造影劑來改善心內(nèi)膜的識(shí)別。造影劑充填心腔可更清晰地顯示心內(nèi)膜邊界，使左心室容量和LVEF評價(jià)的重復(fù)性更好，對于節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常的評價(jià)也更準(zhǔn)確。

06

測量和判讀LVEF時(shí)需要注意的問題

對左室形狀做出的假設(shè)越少，獲得數(shù)據(jù)的切面越多，LVEF的測量數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確。目前，臨床上測量LVEF的方法大多采用二維超聲心動(dòng)圖。二維超聲心動(dòng)圖測量LVEF除了數(shù)學(xué)形態(tài)幾何學(xué)假設(shè)的局限，其測定左心室容積的準(zhǔn)確性還取決于超聲診斷儀設(shè)置合理、檢查者較好的熟練程度及患者較好的聲窗條件；此外，標(biāo)準(zhǔn)圖像切面不能斜，而圖像應(yīng)包括左室心尖，心內(nèi)膜顯示清晰，能精確顯示心內(nèi)膜邊界。

同時(shí)，還應(yīng)注意可能導(dǎo)致同一患者不同測量出現(xiàn)差異的一些因素，如患者生理的變異(負(fù)荷狀態(tài)、心率、容量狀態(tài)等)，圖像獲取的變異(心內(nèi)膜邊界、探頭放置位置等)以及心內(nèi)膜邊界描記的變異。

超聲心動(dòng)圖測量的LVEF的準(zhǔn)確度很大程度上依賴于操作者經(jīng)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，同一操作者測量左心室容量的變異性為5%～10%，而不同操作者間的變異可增大到7%～25%。由于LVEF是一個(gè)比值，可重復(fù)性相對較好，變異性約為10%^[4]。這些值與其他方法，包括心室造影或核素心血池顯像測量心室容量和LVEF時(shí)的變異性相似。

對于不同測量導(dǎo)致的LVEF變異，應(yīng)根據(jù)患者的情況分析，必要時(shí)復(fù)查。如果患者LVEF在正常范圍，10%變異的臨床意義不大。但是，如果LVEF已中重度減低，10%變異可能影響到臨床決策的選擇。例如，LVEF為35%是再同步化治療、植入式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器治療的界值，對于LVEF在此附近的患者，需要超聲醫(yī)師認(rèn)真仔細(xì)的檢查，采用較為準(zhǔn)確的雙平面Simpson法或3D超聲法仔細(xì)測量，給臨床工作更好的指導(dǎo)。

在實(shí)際操作中，應(yīng)采用規(guī)范的超聲心動(dòng)圖方法測定LVEF，盡可能地減少操作者自身的測量變異及不同操作者之間的測量變異，提高LVEF測量的一致性和可重復(fù)性。對于臨床病情的評估、藥物療效的判斷及患者預(yù)后評價(jià)來說，LVEF的一致性和可重復(fù)性較LVEF的絕對準(zhǔn)確更重要。臨床工作中，一定要正確理解LVEF的意義，具體問題具體分析，使超聲心動(dòng)圖檢查發(fā)揮更大的作用^[5]。

4 組織多普勒和應(yīng)變、應(yīng)變率相關(guān)參數(shù)

組織多普勒技術(shù)測量的二尖瓣環(huán)收縮期運(yùn)動(dòng)速度峰值(s')可反映左心室縱向收縮的速度，與LVEF有良好的相關(guān)性，而前者的測量不受二維超聲質(zhì)量的影響，目前已逐漸成為臨床常用的簡便測量方法。

同時(shí)，通過組織多普勒超聲或斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖成像獲得的應(yīng)變和應(yīng)變率參數(shù)，可區(qū)分心肌收縮是主動(dòng)收縮還是被動(dòng)收縮，且不依賴于超聲角度的變化。以應(yīng)變?yōu)榛A(chǔ)的左心室整體功能的測量參數(shù)是整體長軸應(yīng)變。二維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖成像獲得的整體長軸應(yīng)變重復(fù)性更好，臨床應(yīng)用可行，在多種心臟疾病時(shí)可提供較LVEF更多的預(yù)后價(jià)值，但易受儀器和軟件差異的影響。根據(jù)目前的指南^[1-2]，整體長軸應(yīng)變在－20%范圍內(nèi)，應(yīng)視為正常，應(yīng)變的絕對值越低，越可能是異常。

5 左心室功能檢查需要采集的圖像和測量值

超聲心動(dòng)圖檢查的所有測量要根據(jù)相關(guān)指南遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[3-4]。除超聲心動(dòng)圖常規(guī)檢查測量之外，評價(jià)左心室功能需采集的圖像和測量值更需注意：(1)胸骨旁長軸切面：采集動(dòng)態(tài)灰階圖像及彩色圖像，充分觀察左心室，并在舒張末期測量右心室舒張末期徑、室間隔厚度、左心室后壁厚度、左心室舒張末期徑和左心室收縮末期徑，啟用M型觀察二尖瓣以及左心室壁的運(yùn)動(dòng)；(2)心尖切面：包括心尖四腔、心尖二腔以及心尖長軸的動(dòng)態(tài)灰階圖像及彩色圖像，啟動(dòng)脈沖多普勒測量二尖瓣血流頻譜E峰、A峰、E峰減速時(shí)間，啟動(dòng)組織多普勒測量二尖瓣環(huán)間隔側(cè)及側(cè)壁側(cè)e'、a'和s'。在心尖四腔、心尖二腔切面收縮末期描記左心房面積和左心房長徑。分別在心尖四腔、心尖二腔切面收縮末期和舒張末期采用雙平面圓盤法測量左心室容量，采集心尖四腔、心尖二腔以及心尖長軸圖像測量左心室長軸應(yīng)變，有條件的可采用三維圖像測量左心室容積。

我國超聲心動(dòng)圖檢查水平參差不齊，不同地區(qū)、不同級別醫(yī)院，甚至同一科室不同醫(yī)生的水平都有很大差異。超聲心動(dòng)圖的結(jié)果決定著HF患者的診斷和治療決策，特別是LVEF結(jié)果決定患者的治療措施，更需有好的重復(fù)性和一致性。如何完善超聲心動(dòng)圖的培訓(xùn)體系及質(zhì)控體系，使各醫(yī)院、各醫(yī)生在一個(gè)相對高水平下做到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，將個(gè)人因素造成的偏差降到最小，是我們目前面臨的重要任務(wù)。讓我們共同努力，使超聲心動(dòng)圖成為心血管臨床診斷的利器，標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、可持續(xù)發(fā)展！

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本文來源

齊欣. 心力衰竭患者超聲心動(dòng)圖檢查標(biāo)準(zhǔn)化的思考[J]. 中國心血管雜志, 2019, 24(2): 109-111.