组织多普勒超声心动图的方法学及临床应用

脉冲组织多普勒超声心动图
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PW-TDE 频谱多普勒组织显像 用频谱图显示声束方向上取样容积范围内 的组织运动 横坐标表示时间、纵坐标表示频移或速度 朝向或背离探头分别用正值或负值表示 高帧频(500HZ) 显示平面瞬时速度变化
心肌及房室瓣环运动频谱的特征
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收缩波S m 早期舒张波E m 晚期舒张波Am E m/ Am>1
33例WPW
15例左侧旁道
11例右侧旁路
12例TDE定位
3例未TDE定位
3例TDE定位
8例未TDE定位
8例前壁或前侧壁、2例侧壁或后壁，2例下壁
E d e r等
WPW之TDE检查必须注意的问题
• 检查前必须确定病人是否窦性心律 • 位移、速度低时，需要调整速度范围，以 适应每个病人 • 剑下观寻找右室侧旁道
起搏器安装之后心室激动 起源和顺序
右室前壁心尖－右室前壁中部---室间隔
心尖部－左室侧壁心尖部－室间隔基部－
右室前壁基部及左室侧壁全部
室内传导阻滞的心肌激动的 TDE特征
• 左束支传导阻滞时左室侧壁的初始激 动延迟、且在收缩后期运动减低 • 左前半阻滞时，初始激动正常，心尖 和侧壁早期收缩减弱
预激综合征旁道的定位
C－TVI观测注意事项
沿超声束所测速度是心肌各方向运动与声 束平行的速度矢量和，导致C－TVI的平面
速度成像色彩与真实速度的不同
多普勒组织能量图
• 基于二维多普勒组织 速度图 • 以能量图的二维或M 型方式展现心肌的多 普勒信号强弱， • 无方向性 • 反应心肌组织结构的 变化
多普勒组织加速度图
心脏电生理的研究
• C－TVI、DTA和M- TDE实时观察心肌的正 常及异常激动顺序、起始部位、和激动时 间，也可对室性期前激动、室内传导阻滞、 WPW的旁路进行判断 • 曲线化解剖Ｍ－型可以非实时观察心肌的 激动顺序等
激动点及激动顺序
• C－TVI、DTA中与心电图QRS波Q波起点 同时出现的红色黄色亮点区，确定窦性激 动的心室首先除极的位置及异位起搏点 • 正常心室激动顺序：从IVS基部及中部延至 IVS心尖，再至左右室心尖部、右室前壁及 前部，最后达左室前壁基底部
• DTA对心肌运动加速度 的大小进行彩色编码 • 心电传导、激动顺序 和心肌活力的研究
多普勒组织变应率成像
• 评价心动周期中心肌的 长度随时间的变化 • 据变应率的大小和正负 而成像 SR＝dL/L0/dT［s-1］
dL L0 L1
负向SR 正向SR
室壁增厚 室壁变薄
彩色M型组织多普勒超声心动图
信号幅度 速度滤过
T 滤过界线 B
0
速度
标准滤波分离组织和血流信号
通过改变多普勒滤波系统的阈值， 可分别获得血流或心肌的频移信号
• 用低通滤波器和降低系统增益检测心肌反 射回来的频移信号 组织多普勒 • 用高通滤波器和增加系统增益检测血流反 射回来的频移信号 血流多普勒
信号处理系统流程
自相关处理
• 对心肌组织反射回来的频移信号进行与 CDFI编码原则相同的彩色编码 • 颜色和亮度代表心肌运动的方向和速度
• 背离探头由高至低依 次编码为蓝色、浅蓝 色、白色 • 朝向探头由低至高编 码为红色、黄色、白 色
C－TVI图像的获取条件
• • • • • • 选择C－TVI模式 心电信号的同步获取 设置帧频70HZ以上 调节取样框角度 减低增益 在呼气末获取
• PW-TDE和曲线化解剖M型定量观察局部收 缩舒张功能 PW-TDE对局部心肌速度实时追踪 曲线化解剖M型的同一切面、多点位、同 时测量的特点使异常心肌更易定位、定性
局部收缩功能的异常表现：收缩期色彩异常、心肌 Sm、MVG减低，基部至心尖速度降低趋势被打乱、 心肌变应率改变等
局部舒张功能异常表现：早期舒张速度的降低及
TDE的特殊应用
• 1、心室内血栓：C－TVI能提高血栓的 诊断，血栓与相接室壁的相反颜色编码 • 2、右心房压的测定：三尖瓣E／Em>6， 估测右房压≥10mmHg，敏感度为79％， 特异性为73％ • 3、心脏移植排斥的预测：移植后 Em>135mm/s,预测移植成功的敏感度为 93％，特异性为71％
C－TVI图像的观测切面
• 心肌环向运动观测切面 胸骨旁左室长轴切面 胸骨旁左室短轴切面（乳头肌水平） • 心肌纵向运动观测切面 心尖四腔切面 心尖两腔切面 左室长轴矢状面
各切面C－TVI的特征
胸骨旁左室长轴切面 收缩期－－－舒张期 胸骨旁左室短轴切面（乳头肌水平） 收缩期－－－舒张期 心尖四腔及两腔切面心尖色彩较暗 收缩期－－－舒张期 内膜下心肌色彩最亮，其次为中层、再之外层
• 加速度成像显示:主动收缩与被动牵拉的缺血 心肌的交界处有异常加速区
TDE-PW表现： 1. Em/Am比值的降低 Em/Am<1时，诊为 缺血心肌的特异71.6％，敏感性61.9% 2. Sm、Em、Am减低，严重缺血可见 Smax变钝 3. MVG的减低 4. 局部IVRT延长(正常59±22ms) 动物实验证实IVRT延迟30 ms，供此节段 的血管有70％的狭窄
组织多普勒超声心动图的 方法学及临床应用
河北医科大学第三医院 武彩娥
多普勒超声心动图频移的原理
F0 F d=0 F1
频移(F d )＝F1－F0
F d>0
F d<0
组织多普勒超声心动图（Tissue Doppler Echocardiography）的概念
• • • • 应用多普勒超声频移原理 心肌组织作为二次声源 对局部组织频移进行数学转换 定性或定量观测局部组织运动状态
其它
组织多普勒DSE的实验及临床研究
• 早期发现由低剂量DBA诱导的微小 收缩变化 • 缺血心肌的定位 • 存活心肌与死亡心肌的鉴别 • 间接判断冠脉狭窄程度
TDE 超声负荷试验的局限性
• 同传统灰阶比较，诊断缺血心肌的敏感性增加， 特异性未增加，部分却有所降低 原因：心肌肥厚，心功能不全，心肌纤维化以及 左室负荷状态影响心肌的局部动力学改变 • 各仪器及各模式帧频的不同使速度变异增加 • TDI-DSE定量标准化、仪器的设置及使用标准尚 有待进一步完善
组织多普勒超声心动图的别称
组织速度成像
Tissue velocity Imaging TVI
多普勒心肌显像
Doppler Myocardial Imaging DMI TDE
组织多普勒成像
Tissue Doppler Imaging TDI
一、组织多普勒超声心动图成像原理
• • • • • 探头发出超声波（F0） 靶器官心脏产生多普勒信号（F1）: 血流 和心肌 心脏运动F1－F0产生差值Fd（频移） 血流的速度40－150cm/s，心肌的速度4－ 15 cm/s，血流运动振幅比心肌振幅低 血流为高频低振幅,心肌为低频高振幅
• 随年龄增长右室长轴方向的收缩及舒张功能逐渐 减低，而短轴功能相对增强
缺血性心脏病
心肌运动速度的减低、消失和运动方 向的紊乱等
缺血心肌的TDE改变
• C－TVI显示：色彩暗淡，或无色彩，正常的内 外膜下心肌的颜色差异减低
• 彩色M型TDE显示:当左前降支狭窄>70%时,中 段室间隔RF期高速负向运动，在正常情况下呈 低速向外运动，局部收缩延迟至二尖瓣开放后
左室 收缩功能 右室 局部 整体 舒张功能
左室整体收缩功能
• C－TVI增加二维测量左心收缩功能的精确性 • 彩色M型TDE 二尖瓣环S期下移距离<4.8mm，预测 左室射血分数≤30％的敏感性90％、特异性78％ • PW-TDE １、测量二尖瓣环六个节段（二尖瓣环后 间隔、侧壁、下壁、前壁、前间隔、后壁）的S m ２、二尖瓣环S m 平均值与Simpson法测EF高度相关 ３、当S m ≥5.4cm/s时，预测射血分数EF≥50％的特 异性为97％，敏感性为88％
曲线Leabharlann Baidu解剖M型的优点
多部位测量 多参数测量 多时相测量
整个二维扇窗可被同时测量，二维扇窗内任 何点及点之间的时间延迟、速度、加速度、 能量、变应率均可比较
三、组织多普勒超声心动图的 临床应用
临床应用
心脏功能 的研究
缺血性心脏病 原发性心肌病
负荷 超声心动图
心脏 电生理研究
其它
心脏功能的研究
心脏功能
心动周期
• • • • • • • 等容收缩期 快速射血期 慢速射血期 等容舒张期 快速充盈期 缓慢充盈期 心房收缩期
组织多普勒超声心动图成像影响因素
帧频
声束角度 增益
帧频就是单位时间内成像的帧数
概念 单位FPS\HZ
低帧频<70
理论高帧频>240
帧频
作用
高帧频>70
影响所测速度的准确性
二、组织多普勒超声心动图的成像 模式及观测方法
PW-TDE测量室壁运动参数
• • • • 速度峰值、 加、减速度 时间间期、 跨壁速度阶差（MVG）
MVG=V p –V e / L
消除心脏空间位移的影响
TDE非实时成像
在获取高帧频二维速度成像基 础上的合成重建，即经后处理 而得到的成像
解剖M型（基于二维灰阶成像）
解剖M型（基于CDMI ）
Em／Am的降低或倒置 局部收缩与舒张功能有密切的关: S m与局部IVRT 有明显负相关 局部心肌收缩功能异常与整体收缩功能异常有明确 关系: 当异常节段超过10％时，EF降低
右室收缩及舒张功能功能
• 三尖瓣环的运动幅度和速度评价右室整体收缩功 能:Sm与右室射血面积变化显著相关
• 三尖瓣环Em、Am及其比值与血流法所测舒张功 能的指标相关性良好 • 收缩期长轴方向运动速度右室MSV较左室相应阶 段高、乳头肌水平右室环状收缩速度低于左室
梗塞区心肌的TDE改变
1. 无颜色、无能量显示或能量色彩暗淡 2. Sm、Em、Am明显降低，MVG也明显减低 3. 后壁梗塞时，前间隔MVG低于后壁MVG现象 消失 4.右室及下壁心梗时，三尖瓣环运动幅度减低
5.室壁瘤时， 与收缩运动相反的颜色显示
原发性心肌病
肥厚性心肌病 1. 非梗阻型：长轴方向的波峰高于短轴，收缩 期峰值时间延长、基部、中间段的Sm、Em显 著降低, Em/Am比值下降,室间隔MVG降低 基于心尖的收缩运动速度梯度变缓 2. 无论有无梗阻室间隔舒张功能减退的发生早 于经二尖瓣口血流所测舒张功能异常
M型连续展示声束方向彩色编码的心肌运动 （帧频500HZ） 定性及定量观测心肌的电和机械活动
M型TDE如何定性及定量观测心肌电和 机械活动？
• • • • • 运动方向与速度 相位速度变化 各时相跨壁速度梯度 判断局部心肌的激动时间及顺序 二尖瓣环或三尖瓣环的运动峰值以及与血 流峰值的间隔 • 二或三尖瓣环移动振幅
数字转换
彩色编码
数模转换
心肌运动的不同模式的成像
心肌的解剖结构
• 心肌分为三层 内外层为纵向螺旋肌 中层为环状肌
外层
中层 内层
心肌的运动特点
1. 心脏运动有三个方向横向、纵向、 空间位移
2. 心脏运动时，心尖位置固定
3. 收缩期心基部向心尖部移动
4. 心室基部至心尖部速度逐渐降低
5. 心肌内层运动速度高于外层
左室整体舒张功能
• 二尖瓣环Em是评价左室舒张功能一个独 立指标 • Em<8.5cm/s评价左室舒张功能降低的敏 感性是88％，特异性是67％ • Em／Am较血流E/A更早反应舒张功能的 异常
识别二尖瓣口血流造成的左室 舒张功能假正常
左室局部收缩功能和舒张功能
• C－TVI和彩色－M 型定性观察局部收缩和 舒张功能
曲线化解剖M型技术 （Curved anatomic M-Mode）
将基于已获得的高帧频C-TVI基础上经过
后处理技术所获得的解剖M型资料曲线化，多
部位、多参数定量分析局部心肌运动的方法
曲线化解剖M 型
曲线化解剖M 型
如何获得
解剖M型及曲线化解剖M型规范资料？
• 三至五个连续心动周期的图像 • 帧频达到170Hz • 心电图的同步获取
• 扩张性心肌病
Sm、Em、Am
• 限制性心肌病
Em 严重Am Em 8cm/s为界鉴别 限制性心肌病与缩窄 性心包炎可有100% 的敏感性和特异性。
胸骨旁左室短轴平 均MVG ，正常值 3.28+0.67s 二尖瓣环振幅及速 度降低
TDE 在超声负荷试验中的应用
超声负荷试验
运动试验
药物试验
多巴酚丁胺试验
TDE 成像模式
TDE实时成像
TDE非实时成像
解剖M型 彩色二维组织速度图 曲线化解剖M型技术 多普勒组织能量图 组织多普勒三维成像 多普勒组织加速度图 变应率成像 彩色M型组织多普勒成像 脉冲组织多普勒超声心动图
彩色二维组织速度图（Colour-TVI or
colour Doppler Myocardial Imaging CDMI）