三﹑心肌灌注
在对比超声心动图的潜在临床应用中,心肌灌注的证实和测定是最激动人心和最具有挑战性的。注射声学造影剂后应用超声心动图观察心肌血流灌注的这一新型诊断技术也称为心肌对比超声心动图(myocardial contrast echocardiography,MCE),这一领域的广泛的研究已将MCE推向临床应用的前沿。
图11-9 主动脉瓣狭窄患者注射声学造影剂前后的多普勒血流频谱
左图为心尖左心室长轴切面,箭头所指为钙化的主动脉瓣。由于声波衰减,中图的多普勒血流峰值为4m/s。注射造影剂AlBnex后多普勒信号显著增加,血流峰值为6m/s。(日本国立循环器病中心生理机能检查部田中教雄技师提供)。
实现心肌灌注显像必须具有理想的声学造影剂,理想的声学造影剂应具备下列特点:安全无害、微气泡能通过肺毛细血管、不干扰心内血流动力学、微气泡稳定性强(弥散度和溶解度低,半衰期足够长,与血液接触时不改变大小)、微气泡能被超声心动图显像。目前一些新型声学造影剂如Albunex、 Optison、 Levovist等,微气泡小(≤5μm)可自由通过肺毛细血管而到达左心,已能有效地评价左心室心腔和心肌显像。
为了解心腔内和心肌内造影剂的检测,必须理解微气泡的背向反射(backscatter)。超声波声束入射到血液中的微气泡时,微气泡将向周围发生散射,而其背向散射信号是对比超声心动图显像的基础。在超声声束作用下,微气泡开始被压缩,随后膨胀破裂,微气泡破裂时气体溢出呈现瞬间高强度信号散射。持续发射超声声束微气泡将很快被破坏摧毁,而间断发射声束(数个心动周期发射一次)能减少微气泡的破坏。微气泡的背向反射另一重要特性是微气泡能以发射频率数倍的频率(2f,3f,4f)谐振。微气泡的二次谐波回声信号较人体组织强得多,而二次谐波的频率恰好为发射频率的两倍(2f);因为周围组织(如心肌、瓣膜)只发射基波频率(1f),而以两倍发射频率(2f)的显像能确定含有微气泡的结构。比如超声发射频率为1.8MHz,而接收频率为背向反射的3.6 MHz。这就是所谓的二次谐波显像,而常规使用的基波显像发射频率和接收频率均一致(1f)。二次谐波显像和间断发射控制的结合能改善心腔和心肌内微气泡的探测。
声学造影剂注入周围静脉后,不断被血液稀释,如果造影剂微气泡足够小(≤5μm),微气泡可通过肺毛细血管(<6~7μm)到达左心室,一般抵达左心室腔微气泡的数量约为右心室腔的40%,而进入冠脉的微气泡的数量更少,不到左心室的5%。心肌内富有密集的微循环系统,其血液供应依赖于较粗的心外膜冠状动脉。如果声学造影剂能通过心肌血管床,超声显像的微循环内的气泡声学反射程度应与该区域的冠脉血流量相关。造影剂(如Levovist)经静脉注射后在血液内形成稳定的微气泡,并可通过肺循环进入冠状动脉微循环使心肌显影可清楚显冠状动脉供血及缺血区的血流灌注,二次谐波显像和间断发射等新技术的出现可改善心肌内造影剂的显像(图11-10)。
图11-10 心肌声学造影
(日本国立循环器病中心山岸正和医师提供)
冠脉造影可明确冠脉分支的狭窄,提供类似树干及分支的大体情况;心肌灌注则了解冠脉微循环的异常与否,提供类似树叶营养血管的细微结构信息。如冠脉造影心外膜血管开放(PTCA等成功血管再通),而心肌内无血流灌注(no flow),心脏功能也无法恢复。MCE也能检测出心肌的微循环完整性正常与否,而有助于判断心肌存活性。虽然在临床应用前尚有一些技术难点须攻克,MCE检测心肌灌注异常的前景广阔,有助于心肌梗死的诊断和治疗、再灌注治疗的评价和心肌存活性的测定。