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胸部放療心臟損傷的超聲檢測新進展

2011-12-09 06:00周艷珂綜述王成增審校
醫(yī)學綜述 2011年11期
關鍵詞:左室節(jié)段左心室

周艷珂(綜述),王成增,王 雁(審校)

(河南省腫瘤醫(yī)院超聲科,鄭州 450008)

胸部放射治療是乳腺癌、食管癌、肺癌和縱隔淋巴瘤等惡性腫瘤的主要治療措施之一,而位于縱隔的心臟在放療時不可避免地會受到影響。以往認為心臟對放射線具有較強的抵抗力和耐受力,但近年的臨床實踐表明心臟的抗輻射性并不高,胸部放療會引起不同程度的心臟損傷[1,2]。大量研究顯示,60Co單次或分次照射后,均可引起心臟功能、形態(tài)和血漿酶活力等異常[3]。動物實驗業(yè)已證實,胸部放療在殺傷腫瘤細胞的同時,可導致心臟損害,嚴重影響患者預后[4-6]。因此,早期監(jiān)測胸部放療致心臟損害尤為重要。

在眾多檢測胸部放療致心臟損害的方法中,超聲心動圖仍是最常用的方法。它能夠直觀、準確地顯示心臟結(jié)構(gòu)、功能及血流狀況,但此方面報道甚少。張連仲等[7]應用傳統(tǒng)的超聲心動圖對此進行探討,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有心臟損害的受檢者的表現(xiàn)較國外有關學者報道的結(jié)果不一致,這可能與檢測方法及照射劑量的大小等不同有關;其研究所見放射性心臟并發(fā)癥可能累及心包、心肌和心瓣膜,此與國外學者的報告一致。在此就胸部放療致心臟損害的超聲檢測新進展予以綜述。

1 Tei指數(shù)

日本學者Tei等[8]于1995年提出了一個評價心臟收縮與舒張整體功能的新指標——Tei指數(shù)。Tei指數(shù)定義為心室等容收縮時間與等容舒張時間之和比心室射血時間。Tei等[8]報道成人Tei指數(shù)正常值在左室為0.39 ±0.05,右室為0.28 ±0.04。

Tei等[8]研究發(fā)現(xiàn),當心功能不全時,心室等容收縮時間和等容舒張時間均延長,心室射血時間縮短,故Tei指數(shù)數(shù)值升高,并且其與心導管技術同步測量的指標如左室收縮期壓力+dp/dt(左心室內(nèi)壓力上升速率)、舒張期壓力-dp/dt(左心室內(nèi)壓力下降速率)之間均存在良好相關性,說明Tei指數(shù)可以用來評價心臟整體功能。

Tei指數(shù)能較全面、準確地評估心功能狀態(tài),這是其優(yōu)點,但Tei指數(shù)在反映整體收縮和舒張功能狀態(tài)時,難以區(qū)分心功能受損主要來自收縮還是舒張功能障礙;另外測量上易受心律不齊、血流動力學改變、左室擴大及瓣膜反流的影響[10,11]。所以,Tei指數(shù)也有一定的局限性。

2 組織多普勒成像(Doppler tissue iMaging,DTI)技術

DTI技術的基本原理與彩色多普勒顯像相同,但在技術處理上采取了相反措施。它濾掉了血池的高速信號,只顯示心肌組織運動的低速高振幅頻移信號,其優(yōu)勢在于:①DTI不依賴回聲信號的強弱,因此心肌組織成像受胸壁和肺組織衰減的影響就小;②DTI能定量分析心肌的低速運動,有很好的速度分辨率。

通過DTI可獲得許多左室舒張功能信息。以DTI速度模式記錄舒張期二尖瓣環(huán)沿長軸方向的運動,能反映出心肌組織的彈性回縮力和左室容量的變化,且其運動速度相對不受心臟負荷狀態(tài)等影響[12],將DTI取樣容積置于心室壁某一部位可測出相應節(jié)段心肌的功能狀態(tài)。但關于DTI評價左室整體功能最佳部位的選擇尚存在爭議[13]。

3 超聲背向散射積分(integrated backscatter,IBS)

IBS是心肌組織定征識別的一種射頻分析法,能更敏感、準確地反映心肌的細微組織變化特征。Naito等[14]研究發(fā)現(xiàn),IBS受個體胸壁、肥胖和肺氣及增益等條件影響較大,而舒張末期與收縮末期IBS的差值即周期變異幅度相對受影響較小,且對局部心肌的密度變化尤為敏感。兩者均與心肌病理狀況密切相關,不受心率及心臟前后負荷的影響。該技術對左心室舒張功能的研究尚少。章天喬[15]研究發(fā)現(xiàn),心肌周期變異幅度與舒張早期和晚期二尖瓣環(huán)峰值運動速度的比值E峰/A峰正相關,與E峰減速時間及等容舒張時間負相關,從而認為周期變異幅度的減小與左室心肌舒張功能受損密切相關。

4 實時三維超聲心動圖

實時三維超聲心動圖測量心室容積無需假定幾何形狀,在心腔變形、節(jié)段性室壁運動異常等狀態(tài)下也可獲得準確結(jié)果。通過采用全容積成像模式進行在線分析,進行自動內(nèi)膜勾劃及手工調(diào)整后,即可得出左心室舒張末容積、左心室收縮末容積、左心室射血分數(shù)等指標。在所獲容積-時間曲線上分別測量相鄰2點的斜率變化,收縮期最大斜率即為左室最大射血速率,舒張期最大斜率即為左室最大充盈速率。左室最大射血速率、左室最大充盈速率可評估心室整體和局部的收縮、舒張功能。

Arai等[16]研究證實,實時三維超聲心動圖測量有左室節(jié)段性室壁運動異?;颊叩淖笫胰萘亢妥笫疑溲謹?shù),與門控單光子發(fā)射斷層掃描相比,有良好的相關性。

5 應變、應變率成像(strain rate imaging,SRI)技術

應變、應變率成像技術是新近發(fā)展起來的一種定量、無創(chuàng)評價心肌功能的超聲技術。應變率即心肌在單位時間內(nèi)伸長或縮短的長度占初始長度的百分比,與相對速度有關,不受心肌整體運動及相鄰節(jié)段牽拉影響,能較真實地反映局部心肌舒縮狀態(tài)[17]。當局部心肌舒張功能降低時,舒張早期的應變率較正常明顯減低。左心室各節(jié)段心肌舒張早期平均峰值應變率與舒張早期二尖瓣環(huán)峰值運動速度呈高度正相關,左心室心肌舒張早期和晚期平均峰值應變率的比值與舒張早期和晚期二尖瓣環(huán)峰值運動速度的比值呈中度相關,說明舒張早期平均峰值應變率及左室心肌舒張早期和晚期平均峰值應變率的比值也可用以評價心肌整體舒張功能[18]?;诮M織多普勒的SRI技術因受聲束方向與室壁運動方向間夾角的影響,主要檢測心肌長軸方向的運動。

林萍等[19]通過對11只開胸犬結(jié)扎左側(cè)冠狀動脈前降支建立心肌缺血模型,用定量組織速度(quantitative tissue velocity imaging,QTVI)及SRI分析左心室各階段縱軸方向上收縮期QTVI及SRI曲線的變化,得出結(jié)論:QTVI及SRI可作為定量評價心肌缺血導致的心肌局部功能異常的方法,且SRI比QTVI更敏感。

王月愛等[20]通過對放療前 1~3 d、放療 2.5~3周、放療5~6周的三組胸部放療患者采用SRI分析左心室壁應變率特點,得出結(jié)論:SRI可定量分析胸部放療患者早期心功能,是早期監(jiān)測其心臟損傷的無創(chuàng)有效的手段。

6 二維斑點追蹤顯像(speck le-tracking iMaging,STI)技術

STI技術是在應變及應變率基礎上發(fā)展起來的一種新技術。二維超聲圖像由很多小的像素構(gòu)成,它們是均勻分布于心肌內(nèi)的穩(wěn)定的聲學斑點,與組織同步運動且在相鄰幀形態(tài)不發(fā)生明顯改變。STI可在連續(xù)幀中追蹤每個斑點,計算其運動軌跡,從而定量顯示組織的速度、應變和應變率[21]。

基于STI技術的二維超聲應變成像與基于組織多普勒的應變成像技術原理完全不同,前者具有無角度依賴性的特點,能從縱向、徑向、圓周運動及旋轉(zhuǎn)角度4個方面自動追蹤感興趣區(qū)域內(nèi)不同像素的心肌組織在每幀圖像中的位置,與第1幀圖像中的位置作比較,計算各節(jié)段心肌的變形,更準確地反映心肌運動[22]。

Amundsen等[23]對曾有心肌梗死的7例患者和健康志愿者4例,將STI技術與磁共振比較,通過對106個心肌節(jié)段分析,證明兩者存在良好的相關性及符合率,而磁共振是目前非侵入性評價收縮期心肌應變的金標準,說明STI技術能準確反映局部心肌的收縮功能。

張麗等[24]應用STI技術評價不同年齡正常成人左心室扭轉(zhuǎn)運動,得出結(jié)論:STI技術所測信息與磁共振和TDI有很高相關性,此技術能提供大量準確的信息,是心臟力學研究的可靠技術。

7 其他

瞬時波強(wave intensity,WI)技術[25]是一項研究心血管系統(tǒng)血流動力學及心臟與血管相互關系的新技術,特點是通過檢測動脈內(nèi)任意點的WI來評估心血管系統(tǒng)的總體功能,可在心血管無形態(tài)學的改變前早期發(fā)現(xiàn)病變。國外學者應用WI技術作了大量探索性研究,最后認為波強可以反映左室的收縮、舒張功能[26-29]。

綜上所述,不斷涌現(xiàn)的超聲新技術為各種心臟病變的評價提供了有效的工具,其與傳統(tǒng)超聲技術相結(jié)合,必將在胸部放療致心臟損傷方面發(fā)揮重要作用。

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