超声心动图检查利用超声波来产生心脏、心脏瓣膜和大血管的图像。它还利用多普勒原理来生成血流的彩色重建图像(彩色多普勒)和波形图像(频谱多普勒)。超声心动图可评估:
心脏及大血管解剖结构
室壁运动(提供关于缺血和梗死的信息)
心脏瓣膜的结构与功能
心室壁厚度(例如,在肥厚或萎缩状态下)
瓣膜赘生物及心内肿块/血栓
肺动脉和中心静脉压评估
超声心动图有助于评估多种心脏疾病,具有广泛的应用性,安全且相对便宜。对于大多数心脏疾病,它仍然是首选的影像学检查方法,尽管它并不总是最终或最确切的诊断手段。
图示所有4个心腔以及三尖瓣和二尖瓣。1 = 右心室; 2 = 左心室; 3=左心房; 4 = 右心房。
图示所有4个心腔以及三尖瓣和二尖瓣。1 = 右心室; 2 = 左心室; 3=左心房; 4 = 右心房。
Chris Gallagher/SCIENCE PHOTO LIBRARY
这张包含9幅图像的组合图展示了额外的超声心动图视图和技术,包括胸骨旁长轴视图(左上图)、胸骨旁短轴视图(左中、左下、中下图)、彩色多普勒图像(中上和中心图)以及M型超声图像(右上、右中和右下图)。
这张包含9幅图像的组合图展示了额外的超声心动图视图和技术,包括胸骨旁长轴视图(左上图)、胸骨旁短轴视图(左中、左下、中下图)、彩色多普勒图像(中上和中心图)以及M型超声图像(右上、右中和右下图)。
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该经胸超声心动图显示了心脏的四腔结构:右心房(左下)、右心室(左上)、左心房(右下)和左心室(左上)。
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该经胸超声心动图利用彩色多普勒成像,显示血液通过二尖瓣流入左心室(红色血流穿过瓣膜,居中左侧)、血液从主动脉瓣流出(黄蓝色血流斜穿瓣膜,居中右侧),以及血液逆向泄漏通过二尖瓣(黄蓝色血流朝向下方)。
注意与上一视频相比,左右方向相反。
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该经食管三维超声心动图显示了主动脉瓣的开启和关闭。
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技术
有3种超声心动图技术:
经胸超声心动图
经食管超声心动图
心腔内
经胸超声心动图 (TTE) 是最常见的超声心动图技术。在TTE中,探头用于从胸骨左(或右)缘、心尖、胸骨上窝(观察主动脉瓣、左心室流出道和降主动脉)以及剑突下区获取不同视图。TTE提供大多数主要心脏结构的二维(有时三维)静态、动态和多普勒图像。TTE是一种相对便宜且无创的成像技术,用于诊断左右心室功能和室壁运动,腔室大小和解剖结构,瓣膜结构和功能,主动脉根部结构和心内压估计。
床旁超声检查(POCUS)是一种有限的经胸超声心动图(专注于检测显著心包积液和心室功能障碍),有时在重症监护室(ICU)和急诊科(ED)的危重病人床边进行;许多重症监护医师和急诊科医生都接受过培训,能够使用便携式手持设备进行这项操作,以检测需要紧急处理的情况,或者当有经验的放射科医生或心脏病专家不在场时(1, 2)。手持便携式设备作为一种筛查工具,用以确定哪些患者可能需要更细致的检查。随着经验不足的从业人员扩大其使用范围,主要的局限性是漏诊。因此,国家协会正在就心血管POCUS培训提出建议,以促进诊断测试的最佳使用。使用心血管POCUS的场所应制定在其实践中使用的标准。
在经食管超声心动图(TEE)检查中,通过将带有换能器的内窥镜尖端置入食管和胃部,可以实现对心脏的观察。当经胸超声检查存在技术上的困难,如检查肥胖病人和慢性阻塞性肺病(COPD)病人时,可用TEE评估心脏疾患。TEE能够更好地显示小的异常结构的细节(如心内赘生物和卵圆孔未闭)和心脏后部结构(如左心房、左心耳、房间隔,肺静脉解剖),因为这些结构距离食管比距离前胸壁更近。TEE也可观察起于第3肋软骨后方的升主动脉;大小为<3mm的结构(如血栓、赘生物);以及人工瓣膜。TEE在心脏手术室和心脏导管实验室中也发挥着重要作用,可用于术前和术后评估以及术中引导。
在心内超声心动图(ICE)中,导管(通过股静脉插入并穿行进入心脏)尖端的传感器可以显示心脏解剖结构。ICE可以在结构性心脏病手术(如经皮封堵房间隔缺损或卵圆孔未闭)或电生理手术过程中进行。在许多手术中,与TEE相比,ICE可以提供更好的图像质量并减少手术时间(3)。但是,ICE通常更昂贵 (4)。
心外膜超声心动图是一种在手术室中使用的技术,当胸腔打开时,探头直接放置于心外膜上,以获取有限的图像。
方法学
二维超声心动图是超声心动图检查的基础。含有压电晶体的探头发射并接收反射的声波。探头采集的数据用于重建心脏及其周围结构的二维静态或动态图像,从而获取解剖学和功能信息。
频谱多普勒超声心动图利用多普勒原理以波形显示血流速度和方向。该技术对检测异常血流(如反流性病变)或异常血流速度(如狭窄性病变)有帮助。波谱多普勒超声心动图不能提供心脏或其结构的大小或形状的空间信息。
彩色多普勒超声心动图将二维和波谱多普勒超声心动图结合起来,可探知心脏及其结构的形状和大小以及经瓣膜和流出道的血流速度和方向。颜色用于编码血流方向,按照惯例,红色表示血流朝向探头,蓝色表示血流离开探头。
造影剂超声心动图是指在将震荡的生理盐水(或者其他超声造影剂)快速注入心脏循环的同时进行的二维超声心动图检查。振荡盐水产生微泡,在右心腔产生云雾状回声,仅当存在右向左分流(如间隔缺损)时才会出现在左心侧。其他对比剂可轻易穿过肺毛细血管床,因此可用于在经胸超声心动图声窗不佳的患者中勾勒心脏腔室,尤其是左心室。
组织多普勒显像使用多普勒技术测量心肌组织(而不是血流)收缩的速度。心肌组织运动也可以通过 斑点跟踪超声心动图来评估,该技术使用算法跟踪帧之间的心肌回声斑点(超声过程中心肌的特征性回响)。应变成像使用这些数据来计算心肌应变(心肌收缩和松弛时长度变化的百分比)和心肌应变率(长度变化的比率)。应变和应变率测定能够帮助评估收缩和舒张功能并能在负荷试验时识别心肌缺血。
在三维超声心动图中,特殊探头包含一组晶体;接收到的数据用于重建心脏结构的三维图像。三维超声心动图在评估二尖瓣瓣膜装置(或其他瓣膜)以进行手术矫正方面特别有用。它还用于量化心室容积,包括右心室,因为右心室的新月形限制了二维超声心动图的评估,并用于介入手术如经导管二尖瓣缘对缘修复术。
负荷超声心动图
经胸超声心动图是放射性核素显像和心脏MRI的替代方案,用于识别运动或药物负荷试验期间及之后的心肌缺血区域。负荷超声心动图可显示负荷期间因心外膜冠状动脉血流不平衡导致的局部室壁运动异常。计算机程序可提供静息和负荷状态下心室收缩期和舒张期收缩情况的并排评估。运动和药物方案与放射性核素负荷试验中使用的方案相似。负荷超声心动图与放射性核素负荷试验在检测缺血方面效果相当,尽管心脏磁共振成像在诊断准确性方面最高(5)。这两种试验的选择通常基于可用性、提供者的经验和成本。
负荷超声心动图在评估有明显症状,但静息状态下跨瓣压力阶差未显著升高的主动脉瓣狭窄患者时,对于判断其血流动力学严重程度具有重要价值。
运动期间左心室充盈压升高的证据,包括升高的 E/e' 比(二尖瓣血流与二尖瓣环速度的比值)或升高的三尖瓣反流速度,可用于诊断 射血分数保留的心力衰竭 或动态瓣膜疾病,如二尖瓣关闭不全。
参考文献
1.Kirkpatrick JN, Panebianco N, Diaz-Gomez JL, et al.Recommendations for Cardiac Point-of-Care Ultrasound Nomenclature. J Am Soc Echocardiogr.2024;Jul 11:S0894-7317(24)00222-0.doi:10.1016/j.echo.2024.05.001
2.Spencer KT, Flachskampf FA.Focused Cardiac Ultrasonography. JACC Cardiovasc Imaging.2019;12(7 Pt 1):1243-1253.doi:10.1016/j.jcmg.2018.12.036
3.Enriquez A, Saenz LC, Rosso R, et al.Use of Intracardiac Echocardiography in Interventional Cardiology: Working With the Anatomy Rather Than Fighting It. Circulation.2018;137(21):2278-2294.doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.117.031343
4.Hu X, Jiang W, Wang X, et al.Intracardiac vs Transesophageal Echocardiography in Atrial Fibrillation Ablation: A Randomized Clinical Trial. JAMA Cardiol.2025;10(12):1249-1256.doi:10.1001/jamacardio.2025.3687
5.Bax JJ, Di Carli M, Narula J, Delgado V.Multimodality imaging in ischaemic heart failure. Lancet.2019;393(10175):1056-1070.doi:10.1016/S0140-6736(18)33207-0



