组织多普勒超声心动图的方法学及临床应用

组织多普勒超声心动图的方法学及临床应用河北医科大学第三医院武彩娥多普勒超声心动图频移的原理F0F1频移(Fd)＝F1－F0Fd0Fd0Fd=0组织多普勒超声心动图（TissueDopplerEchocardiography）的概念•应用多普勒超声频移原理•心肌组织作为二次声源•对局部组织频移进行数学转换•定性或定量观测局部组织运动状态组织多普勒超声心动图的别称组织速度成像TissuevelocityImagingTVI多普勒心肌显像DopplerMyocardialImagingDMITDE组织多普勒成像TissueDopplerImagingTDI一、组织多普勒超声心动图成像原理•探头发出超声波（F0）•靶器官心脏产生多普勒信号（F1）:血流和心肌•心脏运动F1－F0产生差值Fd（频移）•血流的速度40－150cm/s，心肌的速度4－15cm/s，血流运动振幅比心肌振幅低•血流为高频低振幅,心肌为低频高振幅度速0BT速度滤过信号幅度滤过界线标准滤波分离组织和血流信号•用低通滤波器和降低系统增益检测心肌反射回来的频移信号•用高通滤波器和增加系统增益检测血流反射回来的频移信号通过改变多普勒滤波系统的阈值，可分别获得血流或心肌的频移信号组织多普勒血流多普勒信号处理系统流程自相关处理数字转换彩色编码数模转换心肌运动的不同模式的成像心肌的解剖结构•心肌分为三层内外层为纵向螺旋肌中层为环状肌外层中层内层1.心脏运动有三个方向横向、纵向、空间位移2.心脏运动时，心尖位置固定3.收缩期心基部向心尖部移动4.心室基部至心尖部速度逐渐降低5.心肌内层运动速度高于外层心肌的运动特点心动周期•等容收缩期•快速射血期•慢速射血期•等容舒张期•快速充盈期•缓慢充盈期•心房收缩期组织多普勒超声心动图成像影响因素帧频声束角度增益帧频高帧频70低帧频70单位FPS\HZ理论高帧频240帧频就是单位时间内成像的帧数概念作用影响所测速度的准确性二、组织多普勒超声心动图的成像模式及观测方法TDE实时成像彩色二维组织速度图多普勒组织能量图多普勒组织加速度图变应率成像彩色M型组织多普勒成像脉冲组织多普勒超声心动图TDE非实时成像解剖M型曲线化解剖M型技术组织多普勒三维成像TDE成像模式彩色二维组织速度图（Colour-TVIorcolourDopplerMyocardialImagingCDMI）•对心肌组织反射回来的频移信号进行与CDFI编码原则相同的彩色编码•颜色和亮度代表心肌运动的方向和速度•背离探头由高至低依次编码为蓝色、浅蓝色、白色•朝向探头由低至高编码为红色、黄色、白色C－TVI图像的获取条件•选择C－TVI模式•心电信号的同步获取•设置帧频70HZ以上•调节取样框角度•减低增益•在呼气末获取C－TVI图像的观测切面•心肌环向运动观测切面胸骨旁左室长轴切面胸骨旁左室短轴切面（乳头肌水平）•心肌纵向运动观测切面心尖四腔切面心尖两腔切面左室长轴矢状面各切面C－TVI的特征胸骨旁左室长轴切面收缩期－－－舒张期胸骨旁左室短轴切面（乳头肌水平）收缩期－－－舒张期心尖四腔及两腔切面心尖色彩较暗收缩期－－－舒张期内膜下心肌色彩最亮，其次为中层、再之外层C－TVI观测注意事项沿超声束所测速度是心肌各方向运动与声束平行的速度矢量和，导致C－TVI的平面速度成像色彩与真实速度的不同多普勒组织能量图•基于二维多普勒组织速度图•以能量图的二维或M型方式展现心肌的多普勒信号强弱，•无方向性•反应心肌组织结构的变化多普勒组织加速度图•DTA对心肌运动加速度的大小进行彩色编码•心电传导、激动顺序和心肌活力的研究多普勒组织变应率成像•评价心动周期中心肌的长度随时间的变化•据变应率的大小和正负而成像SR＝dL/L0/dT［s-1］dLL0L1负向SR室壁增厚正向SR室壁变薄彩色M型组织多普勒超声心动图M型连续展示声束方向彩色编码的心肌运动（帧频500HZ）定性及定量观测心肌的电和机械活动M型TDE如何定性及定量观测心肌电和机械活动？•运动方向与速度•相位速度变化•各时相跨壁速度梯度•判断局部心肌的激动时间及顺序•二尖瓣环或三尖瓣环的运动峰值以及与血流峰值的间隔•二或三尖瓣环移动振幅脉冲组织多普勒超声心动图PW-TDE频谱多普勒组织显像•用频谱图显示声束方向上取样容积范围内的组织运动•横坐标表示时间、纵坐标表示频移或速度•朝向或背离探头分别用正值或负值表示•高帧频(500HZ)显示平面瞬时速度变化心肌及房室瓣环运动频谱的特征•收缩波Sm•早期舒张波Em•晚期舒张波Am•Em/Am1PW-TDE测量室壁运动参数•速度峰值、•加、减速度•时间间期、•跨壁速度阶差（MVG）MVG=Vp–Ve/L消除心脏空间位移的影响TDE非实时成像在获取高帧频二维速度成像基础上的合成重建，即经后处理而得到的成像解剖M型（基于二维灰阶成像）解剖M型（基于CDMI）曲线化解剖M型技术（CurvedanatomicM-Mode）将基于已获得的高帧频C-TVI基础上经过后处理技术所获得的解剖M型资料曲线化，多部位、多参数定量分析局部心肌运动的方法曲线化解剖M型曲线化解剖M型如何获得解剖M型及曲线化解剖M型规范资料？•三至五个连续心动周期的图像•帧频达到170Hz•心电图的同步获取曲线化解剖M型的优点多部位测量多参数测量多时相测量整个二维扇窗可被同时测量，二维扇窗内任何点及点之间的时间延迟、速度、加速度、能量、变应率均可比较三、组织多普勒超声心动图的临床应用临床应用心脏功能的研究缺血性心脏病原发性心肌病负荷超声心动图心脏电生理研究其它心脏功能左室整体右室局部收缩功能舒张功能心脏功能的研究左室整体收缩功能•C－TVI增加二维测量左心收缩功能的精确性•彩色M型TDE二尖瓣环S期下移距离4.8mm，预测左室射血分数≤30％的敏感性90％、特异性78％•PW-TDE１、测量二尖瓣环六个节段（二尖瓣环后间隔、侧壁、下壁、前壁、前间隔、后壁）的Sm２、二尖瓣环Sm平均值与Simpson法测EF高度相关３、当Sm≥5.4cm/s时，预测射血分数EF≥50％的特异性为97％，敏感性为88％左室整体舒张功能•二尖瓣环Em是评价左室舒张功能一个独立指标•Em8.5cm/s评价左室舒张功能降低的敏感性是88％，特异性是67％•Em／Am较血流E/A更早反应舒张功能的异常识别二尖瓣口血流造成的左室舒张功能假正常左室局部收缩功能和舒张功能•C－TVI和彩色－M型定性观察局部收缩和舒张功能•PW-TDE和曲线化解剖M型定量观察局部收缩舒张功能PW-TDE对局部心肌速度实时追踪曲线化解剖M型的同一切面、多点位、同时测量的特点使异常心肌更易定位、定性局部收缩功能的异常表现：收缩期色彩异常、心肌Sm、MVG减低，基部至心尖速度降低趋势被打乱、心肌变应率改变等局部舒张功能异常表现：早期舒张速度的降低及Em／Am的降低或倒置局部收缩与舒张功能有密切的关:Sm与局部IVRT有明显负相关局部心肌收缩功能异常与整体收缩功能异常有明确关系:当异常节段超过10％时，EF降低右室收缩及舒张功能功能•三尖瓣环的运动幅度和速度评价右室整体收缩功能:Sm与右室射血面积变化显著相关•三尖瓣环Em、Am及其比值与血流法所测舒张功能的指标相关性良好•收缩期长轴方向运动速度右室MSV较左室相应阶段高、乳头肌水平右室环状收缩速度低于左室•随年龄增长右室长轴方向的收缩及舒张功能逐渐减低，而短轴功能相对增强缺血性心脏病心肌运动速度的减低、消失和运动方向的紊乱等缺血心肌的TDE改变•C－TVI显示：色彩暗淡，或无色彩，正常的内外膜下心肌的颜色差异减低•彩色M型TDE显示:当左前降支狭窄70%时,中段室间隔RF期高速负向运动，在正常情况下呈低速向外运动，局部收缩延迟至二尖瓣开放后•加速度成像显示:主动收缩与被动牵拉的缺血心肌的交界处有异常加速区TDE-PW表现：1.Em/Am比值的降低Em/Am1时，诊为缺血心肌的特异71.6％，敏感性61.9%2.Sm、Em、Am减低，严重缺血可见Smax变钝3.MVG的减低4.局部IVRT延长(正常59±22ms)动物实验证实IVRT延迟30ms，供此节段的血管有70％的狭窄梗塞区心肌的TDE改变1.无颜色、无能量显示或能量色彩暗淡2.Sm、Em、Am明显降低，MVG也明显减低3.后壁梗塞时，前间隔MVG低于后壁MVG现象消失4.右室及下壁心梗时，三尖瓣环运动幅度减低5.室壁瘤时，与收缩运动相反的颜色显示原发性心肌病肥厚性心肌病1.非梗阻型：长轴方向的波峰高于短轴，收缩期峰值时间延长、基部、中间段的Sm、Em显著降低,Em/Am比值下降,室间隔MVG降低基于心尖的收缩运动速度梯度变缓2.无论有无梗阻室间隔舒张功能减退的发生早于经二尖瓣口血流所测舒张功能异常•扩张性心肌病Sm、Em、Am胸骨旁左室短轴平均MVG，正常值3.28+0.67s二尖瓣环振幅及速度降低•限制性心肌病Em严重AmEm8cm/s为界鉴别限制性心肌病与缩窄性心包炎可有100%的敏感性和特异性。TDE在超声负荷试验中的应用超声负荷试验运动试验药物试验多巴酚丁胺试验其它组织多普勒DSE的实验及临床研究•早期发现由低剂量DBA诱导的微小收缩变化•缺血心肌的定位•存活心肌与死亡心肌的鉴别•间接判断冠脉狭窄程度TDE超声负荷试验的局限性•同传统灰阶比较，诊断缺血心肌的敏感性增加，特异性未增加，部分却有所降低原因：心肌肥厚，心功能不全，心肌纤维化以及左室负荷状态影响心肌的局部动力学改变•各仪器及各模式帧频的不同使速度变异增加•TDI-DSE定量标准化、仪器的设置及使用标准尚有待进一步完善心脏电生理的研究•C－TVI、DTA和M-TDE实时观察心肌的正常及异常激动顺序、起始部位、和激动时间，也可对室性期前激动、室内传导阻滞、WPW的旁路进行判断•曲线化解剖Ｍ－型可以非实时观察心肌的激动顺序等•C－TVI、DTA中与心电图QRS波Q波起点同时出现的红色黄色亮点区，确定窦性激动的心室首先除极的位置及异位起搏点•正常心室激动顺序：从IVS基部及中部延至IVS心尖，再至左右室心尖部、右室前壁及前部，最后达左室前壁基底部激动点及激动顺序右室前壁心尖－右室前壁中部---室间隔心尖部－左室侧壁心尖部－室间隔基部－右室前壁基部及左室侧壁全部起搏器安装之后心室激动起源和顺序室内传导阻滞的心肌激动的TDE特征•左束支传导阻滞时左室侧壁的初始激动延迟、且在收缩后期运动减低•左前半阻滞时，初始激动正常，心尖和侧壁早期收缩减弱预激综合征旁道的定位33例WPW15例左侧旁道11例右侧旁路3例TDE定位8例未TDE定位12例TDE定位3例未TDE定位8例前壁或前侧壁、2例侧壁或后壁，2例下壁Eder等WPW之TDE检查必须注意的问题•检查前必须确定病人是否窦性心律•位移、速度低时，需要调整速度范围，以适应每个病人•剑下观寻找右室侧旁道TDE的特殊应用•1、心室内血栓：C－TVI能提高血栓的诊断，血栓与相接室壁的相反颜色编码•2、右心房压的测定：三尖瓣E／Em6，估测右房压≥10mmHg，敏感度为79％，特异性为73％•3、心脏移植排斥的预测：移植后Em135mm/s,预测移植成功的敏感度为93％，特异性为71％TDE未来发展瞻望后处理功能的强大及成像模式的多样化－腔内成像－－三维成像－应用的拓广－心脏功能－－心脏电生理－－心肌组织病理－