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1、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,F1,频移(F d)F1F0,F d0,F d0,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,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 ImagingDMI TDE组织多普勒成像Tissue Doppler Imaging
2、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F1F0产生差值Fd（频移）血流的速度40150cm/s，心肌的速度415 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,度速,0,B,T,速度滤过,信号幅度,滤过界线,标准滤波分离组织和血流信号,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,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,组织多普勒,血流多普勒,信号处理系统流程,自相关处理 数字转换彩色编码 数模转换 心肌运动的不
3、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,心脏运动有三个方向横向、纵向、空间位移心脏运动时，心尖位置固定收缩期心基部向心尖部移动心室基部至心尖部速度逐渐降低心肌内层运动速度高于外层,心肌的运动特点,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,高帧频70,低帧频70,单位FPSHZ,理论高帧频240,帧频就是单位时间内成像的帧数,概念,作用,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,TDE实时成像 彩色二维组织速度图
4、多普勒组织能量图 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,TDE非实时成像解剖M型曲线化解剖M型技术组织多普勒三维成像,TDE 成像模式,彩色二维组织速度图（Colour-TVI or colour Doppler Myocardial Imaging CDMI）,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,CTVI图像的获取条件,选择CTVI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,
5、CTVI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CTVI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,CTVI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CTVI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
6、图,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 SRdL/L0/dTs-1,d L,L0,L1,负向SR 室壁增厚正向SR 室壁变薄,彩色M型组织多普勒超声心动图,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,脉冲组织多普勒超声心动图,PW-TDE
7、 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,收缩波S m 早期舒张波E m晚期舒张波Am E m/Am1,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）,曲线化解剖M型技术（Curved anatomic M-
8、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,曲线化解剖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,心脏功能的研究,左室整体收缩功能,CTVI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3
9、0的敏感性90、特异性78PW-TDE、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、二尖瓣环S m 平均值与Simpson法测EF高度相关、当S m 5.4cm/s时，预测射血分数EF50的特异性为97，敏感性为88,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Em8.5cm/s评价左室舒张功能降低的敏感性是88，特异性是67EmAm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,CTVI和彩色M 型定性观察局部收缩和舒张功能PW-TDE和曲线化解剖M型定量观察局部收缩舒张功能 PW-
10、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EmAm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
11、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,CTVI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/Am1时，诊为缺血心肌的特异71.6，敏感性61.9%2.Sm、Em、Am减
12、低，严重缺血可见Smax变钝MVG的减低局部IVRT延长(正常5922ms)动物实验证实IVRT延迟30 ms，供此节段的血管有70的狭窄,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
13、早于经二尖瓣口血流所测舒张功能异常,扩张性心肌病Sm、Em、Am 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,限制性心肌病 Em严重AmEm 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。,TDE 在超声负荷试验中的应用,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
14、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,TDI技术已将DSE带入了定量时代,是DSE的未来发展方向,心脏电生理的研究,CTVI、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型可以非实时观察心肌的激动顺序等,CTVI、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,激动点及激动顺序,右室
15、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,起搏器安装之后心室激动起源和顺序,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,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,TDE的特殊应用,1、心室内血栓：CTVI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EEm6，估测右房压10mmHg，敏感度为79，特异性为733、心脏移植排斥的预测：移植后Em135mm/s,预测移植成功的敏感度为93，特异性为71,TDE未来发展瞻望,后处理功能的强大及成像模式的多样化腔内成像三维成像应用的拓广心脏功能心脏电生理心肌组织病理,
