齐欣︱心力衰竭患者超声心动图检查的标准化

心力衰竭患者超声心动图检查标准化的思考

Standardization of echocardiography for patients with heart failure

齐欣

作者单位：100730 北心内科 国家老年医学中心

心力衰竭(heart failure，HF)是各种心脏疾病的严重表现或晚期阶段，死亡率和再住院率居高不下，造成严重的公共卫生经济负担，是21世纪我国最重要的心血管疾病之一。对于HF，全面准确的诊断是患者有效治疗的前提和基础。根据《中国心力衰竭诊断和治疗指南2018》，HF的诊断和评估依赖于病史、体格检查、实验室检查、心脏影像学检查和功能检查，其中经胸超声心动图是评估心脏结构和功能的首选方法^[1]。

超声心动图检查可提供心脏结构和功能的较为全面的信息，包括房室容量、左右心室收缩和舒张功能、室壁厚度、瓣膜功能和肺动脉压力等。其中，左心室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)可反映左心室收缩功能，是临床工作中最常用和最重要的指标，其数值是HF诊断分类(LVEF降低的、LVEF保留的、LVEF中间值的HF)、患者接受器械治疗(如再同步化治疗、植入式心律转复除颤器等)最主要的标准。但是，临床工作中发现，国内超声心动图测量的数值，特别是LVEF，存在较大的变异性，在不同的医疗机构、不同的操作者间数值变化较大，严重影响患者的诊断及治疗策略。如何建立一个不断完善的培训体系和质控体系使得超声心动图的检查标准化、规范化，把个人因素造成的偏差程度降到最小，是目前实际临床工作中亟须解决的问题。本文结合国内的现状和国际相关指南和共识，就HF患者超声心动图检查的规范化操作和LVEF的测量做一简要小结。

1 患者准备

所有HF患者行超声心动图检查前，建议测量患者身高、体重、血压和心率，并连接心电图、确定心电图信号良好。除测量和保存频谱图像外，均留存动态图像，每幅动态图像至少记录3个心动周期。

2 仪器调节

HF病因复杂，病情较重，超声图像不清晰，行超声心动图检查需根据患者的病情调节仪器。二维图像的获取，需要调节包括灰阶、动态范围、探头频率、增益等，适宜的图像深度和大小以获得最佳的帧频和分辨率。频谱多普勒需根据情况调节标尺、扫描速度、取样容积和增益，彩色多普勒显像需要调节彩色取样框的大小、增益及色彩等以保证获得最清晰的图像。

3 LVEF测量方法及评价

目前国内LVEF的常用测量方法有M型法、面积–长度法、Simpson方法以及三维(3D)超声测量法^[2-4]。

01

M型法

20世纪70年代，传统M型超声心动图测量LVEF的公式是Teichholz校正公式，它是在与双平面心血管造影LVEF测量值进行对照后提出的一个经验公式。目前，各种超声心动图仪器上都带有此公式计算软件，测量左室舒张末期内径和左室收缩末期内径后，机器可以直接给出LVEF。

M型法的优点包括：(1)重复性好；(2)时间分辨率高；(3)大量已发表数据的支持。但也有一些不足：(1)声束的方位常常偏离长轴，计算出的LVEF误差较大；(2)单维；(3)测量方法仅在心室形态正常时才具代表性。M型法取样线只考虑了左室后壁和室间隔的局部运动，不适用于左室收缩不协调、室壁瘤以及存在显著节段性运动异常等的患者。

目前，虽然国内很多医院还在采用M型法测量LVEF，但目前的指南已不推荐M型法测量LVEF，特别是HF患者^[1-4]。

02

面积–长度法

面积–长度法假设心室基底部近似圆柱形，心尖近似椭圆形，有时又称为'子弹头法'。其优点为部分矫正了左室形态的不规则。如果患者心尖部的心内膜显示不满意，影响轮廓的勾画时可采用此方法。但是，面积–长度法常发生心腔短缩；方法学本身严重依赖几何学的假设，子弹头形假设并非适用所有病例；正常人数据有限；实际操作较为繁琐。

03

Simpson方法

Simpson方法计算左心室容积的数学基础：一物体不管形状如何，该物体的容积等于该物体切成多等分切面的容积总和。因此，Simpson方法不管心腔几何形状如何均适用，应用该方法测定的左心室容积和左心室造影等测定的结果均良好相关。临床超声通常应用简化Simpson法，取心尖正交两切面(心尖四腔和心尖二腔)，沿左心室长轴将左心室分成20等分圆柱体，各圆柱体容积之和即为左心室容积。

目前的超声诊断仪多数已内置了面积–长度法和Simpson方法以利于左心室容积的计算，操作时只需于舒张末期和收缩末期描绘双心尖相交切面心内膜。

双平面Simpson方法优点是矫正了左心室扭曲的几何形态，较少的左心室形态的假设，但其常发生心腔短缩，心内膜可能显示欠佳，难以判定心尖四腔和心尖两腔看不到的室壁运动异常，且临床操作较繁琐。

04

3D超声测量法

3D超声测量LVEF按照左心室的实际形状进行，不对心脏的几何形状进行假设，其准确性和可重复性更高。3D测量很少会发生心腔短缩问题，故3D图像获取的重点是在金字塔数据中包括整个左心室。为保证较精确识别收缩末期，在不丧失空间分辨力的前提下，尽可能获得3D显像的最大时间分辨力。

3D超声测量的优点是测量LVEF时无几何学假设，不受心腔短缩的影响，与其他影像技术相比，准确性和重复性更好。但是，3D超声测量的时间分辨率较差，目前参考值仍不完善，数据采集与患者图像质量相关。因此，目前临床没有常规应用。

05

对比超声心动图

为了优化声窗欠佳患者左室功能的评估，提供准确和可重复的定量化LVEF，如果在心尖切面上连续两个左心室节段的心内膜显示不清，应使用声学造影剂来改善心内膜的识别。造影剂充填心腔可更清晰地显示心内膜边界，使左心室容量和LVEF评价的重复性更好，对于节段性室壁运动异常的评价也更准确。

06

测量和判读LVEF时需要注意的问题

对左室形状做出的假设越少，获得数据的切面越多，LVEF的测量数据越准确。目前，临床上测量LVEF的方法大多采用二维超声心动图。二维超声心动图测量LVEF除了数学形态几何学假设的局限，其测定左心室容积的准确性还取决于超声诊断仪设置合理、检查者较好的熟练程度及患者较好的声窗条件；此外，标准图像切面不能斜，而图像应包括左室心尖，心内膜显示清晰，能精确显示心内膜边界。

同时，还应注意可能导致同一患者不同测量出现差异的一些因素，如患者生理的变异(负荷状态、心率、容量状态等)，图像获取的变异(心内膜边界、探头放置位置等)以及心内膜边界描记的变异。

超声心动图测量的LVEF的准确度很大程度上依赖于操作者经验。研究发现，同一操作者测量左心室容量的变异性为5%～10%，而不同操作者间的变异可增大到7%～25%。由于LVEF是一个比值，可重复性相对较好，变异性约为10%^[4]。这些值与其他方法，包括心室造影或核素心血池显像测量心室容量和LVEF时的变异性相似。

对于不同测量导致的LVEF变异，应根据患者的情况分析，必要时复查。如果患者LVEF在正常范围，10%变异的临床意义不大。但是，如果LVEF已中重度减低，10%变异可能影响到临床决策的选择。例如，LVEF为35%是再同步化治疗、植入式心律转复除颤器治疗的界值，对于LVEF在此附近的患者，需要超声医师认真仔细的检查，采用较为准确的双平面Simpson法或3D超声法仔细测量，给临床工作更好的指导。

在实际操作中，应采用规范的超声心动图方法测定LVEF，尽可能地减少操作者自身的测量变异及不同操作者之间的测量变异，提高LVEF测量的一致性和可重复性。对于临床病情的评估、药物疗效的判断及患者预后评价来说，LVEF的一致性和可重复性较LVEF的绝对准确更重要。临床工作中，一定要正确理解LVEF的意义，具体问题具体分析，使超声心动图检查发挥更大的作用^[5]。

4 组织多普勒和应变、应变率相关参数

组织多普勒技术测量的二尖瓣环收缩期运动速度峰值(s')可反映左心室纵向收缩的速度，与LVEF有良好的相关性，而前者的测量不受二维超声质量的影响，目前已逐渐成为临床常用的简便测量方法。

同时，通过组织多普勒超声或斑点追踪超声心动图成像获得的应变和应变率参数，可区分心肌收缩是主动收缩还是被动收缩，且不依赖于超声角度的变化。以应变为基础的左心室整体功能的测量参数是整体长轴应变。二维斑点追踪超声心动图成像获得的整体长轴应变重复性更好，临床应用可行，在多种心脏疾病时可提供较LVEF更多的预后价值，但易受仪器和软件差异的影响。根据目前的指南^[1-2]，整体长轴应变在－20%范围内，应视为正常，应变的绝对值越低，越可能是异常。

5 左心室功能检查需要采集的图像和测量值

超声心动图检查的所有测量要根据相关指南遵循统一的标准[3-4]。除超声心动图常规检查测量之外，评价左心室功能需采集的图像和测量值更需注意：(1)胸骨旁长轴切面：采集动态灰阶图像及彩色图像，充分观察左心室，并在舒张末期测量右心室舒张末期径、室间隔厚度、左心室后壁厚度、左心室舒张末期径和左心室收缩末期径，启用M型观察二尖瓣以及左心室壁的运动；(2)心尖切面：包括心尖四腔、心尖二腔以及心尖长轴的动态灰阶图像及彩色图像，启动脉冲多普勒测量二尖瓣血流频谱E峰、A峰、E峰减速时间，启动组织多普勒测量二尖瓣环间隔侧及侧壁侧e'、a'和s'。在心尖四腔、心尖二腔切面收缩末期描记左心房面积和左心房长径。分别在心尖四腔、心尖二腔切面收缩末期和舒张末期采用双平面圆盘法测量左心室容量，采集心尖四腔、心尖二腔以及心尖长轴图像测量左心室长轴应变，有条件的可采用三维图像测量左心室容积。

我国超声心动图检查水平参差不齐，不同地区、不同级别医院，甚至同一科室不同医生的水平都有很大差异。超声心动图的结果决定着HF患者的诊断和治疗决策，特别是LVEF结果决定患者的治疗措施，更需有好的重复性和一致性。如何完善超声心动图的培训体系及质控体系，使各医院、各医生在一个相对高水平下做到标准化、规范化，将个人因素造成的偏差降到最小，是我们目前面临的重要任务。让我们共同努力，使超声心动图成为心血管临床诊断的利器，标准化、规范化、可持续发展！

参考文献

[1]中华医学会心血管病学分会心力衰竭学组，中国医师协会心力衰竭专业委员会，中华心血管病杂志编辑委员会. 中国心力衰竭诊断和治疗指南2018 [J]. 中华心血管病杂志，2018，46(10)：760-789.

[2]LangRM, BadanoLP, Mor-AviV, et al. Recommendations for Cardiac Chamber Quantification by Echocardiography in Adults: An Update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging [J]. J Am Soc Echocardiogr, 2015, 28(1): 1-39.

[3]MitchellC, RahkoPS, BlauwetLA, et al. Guidelines for Performing a Comprehensive Transthoracic Echocardiographic Examination in Adults: RecommendationsfromtheAmerican Society of Echocardiography [J]. J Am Soc Echocardiogr, 2019, 32(1): 1-64.

[4]PorterTR, MulvaghSL, AbdelmoneimSS, et al. Clinical Applications of Ultrasonic Enhancing Agents in Echocardiography: 2018 American Society of Echocardiography Guidelines Update [J]. J Am Soc Echocardiogr, 2018, 31(3): 241-274.

[5]齐欣. 超声心动图测量LVEF的方法及结果判读 [J]. 中华心脏与心律电子杂志，2017, 5(2)：77-80.

本文来源

齐欣. 心力衰竭患者超声心动图检查标准化的思考[J]. 中国心血管杂志, 2019, 24(2): 109-111.