超声心动图在高血压心脏病中的应用新进展

马 林

天津市河西医院超声科，天津 300202

高血压是全球高发疾病，高血压患者因血压升高引发体循环动脉压力持续升高，最终可导致一系列综合症，心脏病便是症状之一［1］。随着高血压患者病情的进展，持续升高的血压可引发心脏出现不同程度的左心室重构，进而导致心脏疾病。超声心动图是一种安全、无创的影像学检查技术，其可对心脏结构、功能及血流、心肌运动状态等进行客观评价［2-3］。常规的超声心动图包括M 型超声、二维超声与多普勒均可以对高血压心脏病患者的心脏损伤程度进行评价，但常规的超声多为平面超声技术，而心脏构型是一个立体运动空间结构，导致以上检测结果并不能完全准确地反映心脏损伤程度。随着超声技术的不断发展，新的超声技术逐渐涌现［4］。本文主要对超声心动图在高血压心脏病的应用新进展进行综述。

1 高血压心脏病的发病机制及病理生理变化

高血压心脏病发病因素众多，主要包括年龄、肥胖、性别等个体生理因素和遗传、基因、血流动力学以及理化等病理因素［5-6］。心脏是高血压损害的主要靶器官。高血压患者由于长期处于血压升高状态，导致心脏外周循环阻力不断上升，为了有效抵挡外周阻力，左心室必须强化收缩，以促进血液顺利注入主动脉，长此以往，将引发左心室代偿性向心性增厚［7］。左心室因高血压的存在，长期处于超负荷状态中，导致心肌纤维的弹性变小，造成左室舒张功能降低，使得左房血液不能顺畅地流入左室，血液流入量明显减少，促使左房压力明显升高，引发左房功能与结构的改变。高血压心脏病患者早期并无明显的症状表现，随着病情的进展，患者逐渐呈现心悸、胸闷、头痛等临床症状，若病情持续加重，因患者心脏左心室向心性肥厚及舒张期松弛性受损，导致其出现心肌收缩力降低，心腔不断扩张，心室舒张末期容量随着提升，心室充盈压和心房压力都升高，致使肺静脉回流阻力也升高，阻碍了血液回流，最终容易引发心力衰竭和房颤的发生［8-10］。

2 高血压心脏病的常规超声心动图

超声技术于1942年被首次应用于医学脑部检查中，自此之后，不断被应用其他器官的检查，并得到飞速发展。超声检查是采用涂有医用耦合剂的手持式探头在受检者需要扫描部位来回移动，通过超声波的特殊物理学特性，经探头和耦合剂传入扫描部位器官，在传感器作用下对扫描声波进行收集，并反映至计算机上以创建声波图像，从而可以动态地观察扫描部位体组织器官的结构和功能变化情况，它是一种无痛、无辐射、可重复性高的检查操作，在临床得到广泛应用［11-12］。超声技术在1954 年被首次应用于心脏检查，其发展经历了不同形式的改变，常规超声检查包括M 型超声、二维超声与多普勒超声，三者应用于心脏的检查，可以进行多切面的扫描，从不同角度实时捕捉心脏结构、形态变化和血流情况［13-15］。M 型超声是通过对心脏某一点集中扫描，其图像可以完整、清晰地显示该点的曲线波形图，能够反映出该点细微快速的活动，从而得以对该点血流动力学的变化进行分析。二维超声检查心脏可获得平面二维图像，与M 型超声相比，其图像更直观、更形象，能够实时反映心脏内部的整体结构变化［16］。M型超声和二维超声心动图可测得心房心室的直径长度、室壁的厚度等，通过对心室容积的计算可以评估高血压患者心腔是否扩张、室壁的肥厚情况等心脏结构变化，而在知晓不同时期室壁内径的情况下，可以依据相应的公式获得左心室射血分数、短轴缩短率等指标，以反映受检者左心室的收缩功能是否发生异常［17-18］。多普勒超声是利用脉冲多普勒来检测血流的方法，其各参数可评判受检者左心室的舒张功能。综上，常规超声心动图可以评估高血压心脏病患者所有的病理生理变化，但随着超声技术的不断发展，逐渐形成了一些新的成像技术以优化对心脏超声的检查。

3 高血压心脏病的超声新技术应用

虽然常规超声检查可以获得心脏病患者所有的病理生理变化结果，但均存在一定的不足和缺陷，如M 型超声只能提供心脏某点的一维图像，不能观察整个心脏内部结构的整体变化；二维超声检查结果计算比较复杂，且当受试者存在有节段性室壁运动异常的时候，其准确度明显降低；而多普勒超声则会受到呼吸、声束夹角及室壁运动的影响，因此，为了进一步提升检查结果的准确度，有必要对超声技术进行完善［19-20］。

3.1 多普勒心肌组织成像技术

心脏的收缩、舒张可以引发组织运动，且这种运动与血流运动相比，具有振幅大、频移小的特点。组织多普勒超声成像是在脉冲多普勒的基础上，通过检测同一心动周期内不同节段心肌运动时产生的较低频率、较高振幅信号，从而可以获得心肌的位移和速度局部动态图像，并以二维彩色图像或频谱曲线的形式实时呈现，可以评价心肌力学功能，反映的是受检者左心室的收缩功能。相比脉冲多普勒超声，组织多普勒成像具有更为准确的检测结果，其可精准测量出高血压性心脏病患者二尖瓣口舒张早期血流速度E和运动速度e’，并采用两者比值以来反映左心室心肌纤维在纵轴方向上的力学变化规律，可敏感、准确地反映左心室的收缩功能，且该方法操作简单、可重复性高、受负荷因素影响小［21-22］。有研究［23-24］显示，青少年高血压患者采用组织多普勒超声成像方法可以获得对左心室舒张功能更为精确地评估，且探头位置越靠近二尖瓣环间隔或者外侧，得到的评估数据越接近真实值。

3.2 实时三维超声心动图

与二维超声不同，实时三维超声是不间断地持续截取全方位的心脏二维截面图，并经相关软件以图形学方法进行图像重建，最终显示出整个心脏三维立体图像，其不仅可以直观、实时、准确地显示出受检者心脏结构的变化，得以定位病变组织，而且还可以全面定量分析心脏形态和容积，从而能够判定其功能异常情况。王媛媛等［25］的研究评估了实时三维超声心动图在心肌梗死患者左心室收缩功能评价中的应用价值，最终结果认为，实时三维超声心动图能够准确反映心肌梗死患者的左心室收缩功能。李慕子等［26］的研究对比分析了二维超声和实时三维超声在定量评价肥厚型心肌病患者左心房容积及功能中的价值，结果显示，实时三维超声心动图可以对不同时期左心房功能及应变进行评估，且可行性及可重复性均较高。以上研究均说明实时三维超声成像可以准确地判定心脏结构和功能变化。实时三维超声具有操作简单、省时、可重复性高等优点，且其可以不需要对心脏心室进行任何几何学设定，而是直接对心室固有的容积进行测量，并评价心功能；同时由于是截取全方位图像共同组成的立体图像，其能够完整反映出心脏各节段的运动情况，并能提供左心室各定量参数，可以弥补二维超声对有节段性室壁运动异常患者的评价缺陷，这也为精确评估心室某一个节段的局部功能奠定了基础［27-28］。

3.3 斑点追踪超声心动图

斑点追踪超声成像分二维和三维，其中二维斑点追踪超声成像是基于二维超声发展起来的一种技术。高血压是一种常见的慢性疾病，心脏是最容易受累的靶器官之一，由于高血压通常起病缓慢，患者在早期并未表现出明显的症状，通过二维超声心动图获得的左心室相关指标如室壁厚度、左室射血分数等可能无明显变化，因此二维超声心动图对于早期高血压患者的诊断效果有限。二维斑点追踪超声成像其主要原理是将心肌组织看成是由无数个的细小斑点构成，当心脏舒张和收缩时，这些细小斑点会发生相对的位置变化，通过追踪这些斑点的轨迹变化，并进行前后对比分析，以相应的参数如心肌的组织应变（率）、扭转角度等可以定量描述心肌组织的变化情况，进而可以准确地评价心脏功能［29］。刘慧兰等［30］的研究通过二维斑点追踪成像评价原发性高血压合并超重或肥胖患者左室心肌收缩功能，发现与健康个体比较，该类型患者左室纵向应变明显下降，左室峰值扭转角度则明显增加，说明左室纵向收缩功能受损。二维斑点追踪超声成像检查并不受声束方向、室壁运动等因素的影响，可以用于评价局部或者整体的心室形态变化和功能异常情况。由于二维斑点追踪超声成像得到是二维平面图像，而心脏的运动又是一种多变且具空间感的的三维运动，有可能导致心肌某些斑点的运动在所选兴趣区域之外，如此使得这些心肌斑点的运动轨迹并不能被追踪，从而致使检测结果有一定的偏差。基于二维斑点追踪超声成像的不足，临床产生了三维斑点追踪超声成像，该技术可以在三维空间内追踪心肌斑点运动轨迹［31-32］。既往研究［33-34］显示，心肌纤维的解剖结构表明心外膜和心内膜肌纤维均呈螺旋排列，心外膜肌纤维逆时针螺旋排列，心内膜肌纤维顺时针螺旋排列，相比心内膜，心外膜与轴心的距离更远，力矩更长，因此左室整体的旋转趋势偏向于心外膜旋转方向，即逆时针方向。三维斑点追踪超声成像通常以扭转参数作为一个评价左室收缩功能，其检测不受心肌运动方向和角度因素的影响，可以获得心脏结构三维图像，能够在三维空间内对心肌运动斑点进行追踪，且操作和图像分析更加简便、快速［35-36］。

3.4 四维超声心动图

四维超声心动图是在三维斑点追踪超声成像技术的基础上，通过快速半自动检测心内膜的边界，可逐帧追踪三维空间内心肌斑点的运动轨迹，该方法可获得心室圆周、面积、横向、纵向应变等新参数，能够定量测量左室容积［37-38］。既往研究显示［39-40］，高血压除了导致左心室肥厚外，也将对右心室造成损伤，且以左心室向心性肥厚的患者右心室受损最为明显。四维容积定量分析可以在三维立体空间内实时、动态追踪右心室心内膜斑点运动轨迹，通过旋转重建的立体图像，可以从不同方位和角度对右心室的形态和功能进行评估，可减小误差，获得更加准确的右心室容积。

4 小结

高血压患者存在明显的心脏损伤，其中左心室肥厚、心肌纤维化以及舒张、收缩功能障碍是高血压心脏病的主要病理生理改变。超声心动图是一种安全、无创的影像学检查技术，其在临床得到广泛应用，在心脏结构、功能的评估中也普遍被推广。M 型超声、二维超声与多普勒等常规超声技术虽然能够有效地评估心脏结构和功能的变化，但均存在一定的不足和缺陷。随着超声技术的发展和完善，多普勒心肌组织成像、实时三维超声、斑点追踪超声、四维超声等技术不断涌现，其检查效果并得到证实，得以在临床推广使用。新的超声技术以常规超声为基础，超声新技术获得的心动图可以逐渐弥补常规超声的不足和缺陷，将心脏结构的分析从平面转化至立体空间，配合心脏复杂的空间运动情况，可获得更加准确的检测结果，能够对心脏容积、功能等进行更加真实的评估。