2016年10月20日
斑点追踪超声心动图是一种用于定量评估整体及局部心肌功能的新兴诊断成像技术。通过记录标准切面的超声心动图运动图像,随后利用对心肌B型图像中斑点进行自动化的逐帧连续追踪与运动分析,来测量形变参数。
本教程的总体目标是描述如何在健康志愿者中进行经胸斑点追踪超声心动图检查。该方法可用于定量评估节段性和整体心肌变形。该技术的主要优势在于,与常规超声心动图相比,其敏感性更高,尤其适用于检测细微的改变。
在无症状患者中检测亚临床功能障碍是心肌成像增量价值的一个实例。尽管该方法主要用于评估左心室功能,但也可用于评价左心房或右心的心肌功能。通常,初学者可能因该技术对图像质量要求极高而面临困难。
此外,最初进行后处理可能会耗费较长时间。首先,准备一台配备适当扇形阵列组织谐波成像探头的超声心动图设备,该设备需具备斑点追踪成像技术(speckle tracking echocardiography, STE)。将受试者带入检查室,并将其连接至标准的三导联心电图(electrocardiogram, EKG)设备。
然后将心电图导联线直接插入超声心动图设备,以将超声心动图运动图像与电机械活动同步。解冻超声图像以开始检测心电图信号。请患者向左侧卧,左臂上举至头部上方,使其处于左侧卧位。
为了优化图像质量并确保心肌形变评估的准确性,请使用调整帧率选项将帧率调节至每秒60至80帧。将探头置于靠近心尖搏动处的心尖部位,获取标准的心尖四腔、三腔和两腔切面,以评估纵向应变及应变率。探头指向右肩方向,并调整其角度,直至所有目标解剖结构均清晰可见。
接下来,将探头置于左侧胸骨旁第2或第3肋间,调整角度,直至获得左心室的横断面垂直切面图像。最后,在二尖瓣、乳头肌和心尖水平记录胸骨旁短轴切面图像,以检测周向和径向应变及应变率。开始后处理时,首先打开定量超声心动图分析软件。
单击文件并打开,选择所需的超声心动图研究数据。选择一位患者,并选取一个超声心动图切面进行分析。接着,单击所选图像右下角的 Q 图标,然后按左侧的 aCMQ 按钮。
使用屏幕底部的绿色QRS跳帧键,选择图像质量最佳的心动周期。按键盘空格键可播放或暂停循环。通过确认屏幕左侧的超声心动图切面,选择待分析的感兴趣区域(ROI)。
在此情况下,采用胸骨旁乳头肌短轴切面。然后,让软件自动检测舒张末期的时间点,并建议一个将心肌自动划分为六个节段的感兴趣区域(ROI)。通过按下屏幕左侧的“计算”按钮,开始斑点追踪分析。
单击图表下方的应变率,以可视化节段性和整体应变率。目视验证软件建议的追踪质量。如有必要,可通过单击屏幕左侧的“编辑”按钮,手动重新定位整个ROI。
使用光标分别移动每个节段的边缘以及心内膜和心外膜边界。在整体移动感兴趣区域(ROI)时,利用ROI中心的圆点作为定位参考。在心尖四腔、三腔和两腔切面中,通过将心肌分为七个节段,由软件自动确定可能的感兴趣区域(ROI)。
如有需要,可通过点击屏幕左侧的“编辑”手动重新定位整个感兴趣区域(ROI)。使用光标分别移动各节段边缘以及心内膜和心外膜边界。在整体移动ROI时,可利用指向心尖的正交线作为定位参考。
此外,如果需要重新定义感兴趣区域(ROI),请单击左侧的“draw”(绘制),从三个参考点开始标记心内膜边界:房室瓣的两个对向附着点以及左心室壁,起始于瓣膜的基底下间隔部分,终止于心尖中心。通过单击屏幕左下角的“preferences”(偏好设置)按钮,显示节段性和整体应变及应变率。从此菜单中选择所需的波形和显示选项。
验证追踪质量。如果手动调整感兴趣区域(ROI)的位置仍不足以获得理想的总体斑点追踪质量,则需重新定义感兴趣区域,或选择另一个心动周期,并重新分析数据。在达到最佳斑点追踪质量后,点击屏幕左下角的“保存”按钮,保存并导出数据,以供后续统计分析使用。
此外,通过点击屏幕左下角的“导出”按钮,可将动态图像序列和静态图像导出为插图,并选择所需的格式和文件目录。此处展示了一项正确、基于STE技术获得的纵向应变评估结果。请注意,获得足够的图像质量和对目标区域充分的组织覆盖,对于准确的应变分析至关重要。
相比之下,此示例显示心尖段和中侧壁节段的组织追踪质量较差,导致心肌形变被误判。此外,此处展示了一项质量良好的径向应变分析,反映了收缩期心肌的增厚情况。相反,在一名无症状的健康患者中,由于前间隔心肌节段的组织追踪错误,导致径向应变数值不准确。
在进行该操作时,重要的是尽量减少伪影,并始终优化超声心动图图像质量。一旦掌握,若操作得当,每种超声心动图切面的检查可在数分钟内完成。此外,新型超声心动图设备使得能够在患者床旁即时获取测量结果。
通过该方案,斑点追踪可与药物或功率计负荷试验相结合,以揭示可能被遗漏的心壁运动异常。
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本教程介绍了经胸斑点追踪超声心动图技术,该技术用于评估健康志愿者的心肌变形。与传统超声心动图相比,该方法在检测细微心脏改变方面具有更高的敏感性。
经胸斑点追踪超声心动图可对心肌形变进行定量、无操作者依赖性的评估,克服了传统超声心动图在检测亚临床心脏功能障碍方面的局限性。这种更高的敏感性有助于在临床前及转化心血管研究中早期识别病理生理学改变。该方法通过提供纵向、圆周和径向维度上可重复的应变及应变率测量,实现机制层面的风险评估。
位于发现研究连续体之中,经胸斑点追踪超声心动图可在早期发现阶段支持假设验证,在检测方法开发中实现定量筛选,并通过可测量的心肌形变输出为转化决策提供依据。