第二章 心脏疾病的超声诊断
第一节 心脏解剖和超声检查技术
一、心脏解剖
(一)心脏的位置和外形
心脏位于中纵隔内,约2/3位于正中线的左侧。前方有胸骨体和第2~第6肋软骨,后方平对第5~第8胸椎,上方与大血管相连,下方坐落在横膈上,两侧与胸膜腔和肺相邻。
心脏是中空的器官,形状类似稍扁的倒置梨形,并由心包包裹,斜位于中纵隔内。
心脏可分为心尖、心底、前面、膈面、左缘、右缘和下缘,心脏表面由冠状沟、前室间沟、后室间沟和后房间沟作为4个心腔的表面分界。
(二)心腔
心脏被房间隔和室间隔分为4个腔室。
右心房位于心脏右前方,壁较薄,分为固有心房和腔静脉窦,两者之间以界沟分开。固有心房位于右心房的前部,内壁有梳状肌。腔静脉窦位于后部,内有上腔静脉口、下腔静脉口和冠状静脉窦口。房间隔右心房侧中下部有卵圆窝。
右心室位于心脏右前下方和中部,壁较薄,被室上嵴分为右室流入道和流出道(漏斗部)。三尖瓣为右室流入道的入口,分为前叶、后叶和隔侧叶。流入道室壁有许多肌性隆起,其中包括3组乳头肌,即前乳头肌、后乳头肌和隔侧乳头肌,分别连接于三尖瓣叶。前乳头肌根部有一条肌束连接于室间隔下部,称为节制索,是右心室的解剖标志。右心室流出道,也称漏斗部或动脉圆锥,上端为肺动脉口连接肺动脉。
左心房位于心脏左后方,分为左心耳和固有心房。左心耳狭长,内壁也有梳状肌。固有心房壁光滑,后壁有4条肺静脉开口。
左心室位于右心室的左后方,壁厚,厚度约是右室壁的3倍。分左心室流入道和流出道。流入道主要包括二尖瓣环、瓣叶、腱索和乳头肌。左心室乳头肌分两组,即前乳头肌和后乳头肌。左心室流出道位于室间隔上部和二尖瓣前叶之间,室壁光滑,上端为主动脉口连接主动脉。主动脉口的纤维环附有主动脉瓣,分为右冠状动脉瓣、左冠状动脉瓣和无冠状动脉瓣,在对应的右冠状动脉窦和左冠状动脉窦分别发出右冠状动脉和左冠状动脉。
(三)冠状动脉
主干较短,分为前室间支和旋支。前室间支也称前降支,主要分支包括左室前支、右室前支和室间隔前支,分布于左心室前壁、前乳头肌、心尖、右心室前壁小部分和室间隔的前2/3。旋支主要分支包括左缘支、左室后支、窦房结支、心房支和左房旋支,分布于左心房、左心室前壁小部分、左心室侧壁和左心室后壁一部分。
主要分支包括窦房结支、右缘支、后室间支、右旋支、右房支和房室结支,分布于右心房、右心室前壁大部分、右心室侧壁、右心室后壁、左心室后壁一部分和室间隔后1/3。
二、超声检查技术
(一)检查方法
(1)经胸超声心动图受检者建议穿着可以充分暴露检查部位的上衣。
(2)经食管超声心动图检查者应该禁食和禁水8小时。
(3)不能配合检查的儿童需要镇静后接受检查。
依据探头放置部位不同患者所取体位也不同。常用体位包括:①探头置于胸骨旁、心尖区检查时,受检者通常取左侧卧位或仰卧位。②探头置于胸骨上窝检查时,受检者需取肩部垫高的仰卧位。③探头置于剑突下检查时,受检者膝关节蜷曲、并拢,使腹部放松。
一般采用带有相控阵探头的彩色多普勒超声仪。根据受检者年龄和体型等情况选择探头频率。成年人一般采用频率为2.0~5.0 MHz的探头,儿童则用5.0~7.0 MHz的探头。检查前常规连接胸导联或肢体导联心电图并接入超声设备心电输入端口。
(二)二维超声心动图常用切面及正常值
(1)胸骨旁左心室长轴切面图:探头置于胸骨左缘第3~第4肋间,探测平面与右胸锁关节至左乳头的连线基本平行。主要观测:①左心房、左心室及右心室大小以及心腔内有无异常回声。②右心室前壁、室间隔与左心室后壁厚度、运动方向和幅度。③主动脉根部(主动脉瓣环、主动脉瓣窦、升主动脉起始部)形态和内径。④主动脉瓣形态和启闭情况。⑤二尖瓣形态及其启闭情况。⑥心包有无积液或占位病变。⑦冠状静脉窦大小。
(2)胸骨旁大动脉短轴切面:探头置于胸骨左缘第2~第3肋间,扫描平面与左心室长轴相垂直,平行于左肩和右肋弓的连线。主要观测:①主动脉瓣,包括瓣叶数目、活动度、瓣口面积、有无赘生物附着等。②主动脉根部和主动脉窦有无窦瘤、动脉瘤及其夹层等。③左、右心房大小以及其内有无肿瘤、血栓等。④房间隔连续性是否完整。⑤三尖瓣及右心室流出道有无狭窄等。⑥肺动脉瓣、肺动脉主干及其左、右分支情况。
(3)胸骨旁二尖瓣水平左心室短轴切面:探头置于胸骨左缘第3~第4肋间,自左心室长轴顺时针旋转90°,大约与左肩至右肋的连线平行。主要观测:①二尖瓣前后叶的形态与活动并测量二尖瓣口面积。②左心室基底部心肌室壁运动幅度和收缩期增厚率。③双侧心室的压力和容量负荷评估。
(4)心尖四腔切面图:探头置于心尖搏动处,指向右侧胸锁关节。主要观测:①各房室腔大小、形态。②室间隔、房间隔的连续性。③二尖瓣、三尖瓣的位置、形态、活动度。④肺静脉和左心房的连续关系。⑤心包、心腔内有无异常回声。⑥测量心功能。
(5)剑突下四腔切面图:探头放置剑突下,声束向上倾斜,取冠状面的扫描图像可获剑突下四腔切面。此切面所显示的房间隔与声束方向近于垂直,不易引起回声失落,是观察房间隔是否存在缺损的理想切面。
(6)主动脉弓长轴与短轴切面:探头置于胸骨上窝、指向心脏,探测平面通过主动脉弓长轴,可依次显示升主动脉远端、弓部、头臂支和降主动脉近端,弓部之下为右肺动脉短轴。如旋转探头90°,横切主动脉弓,此时除显示主动脉横断面外,尚能观察肺动脉干分支处及右肺动脉长轴。
(1)二维超声心动图标准的测量方法:①测量厚度:从该结构一侧回声缘测量到另外一侧回声缘的垂直距离,如室间隔厚度指室间隔右心室心内膜面回声至左心室心内膜面回声缘之间的垂直距离。通常分别测量心室舒张末期和收缩末期厚度。②测量内径与厚度相似,如左心室腔短轴内径指从室间隔左心室心内膜面回声缘到对侧左心室心内膜面回声缘之间的直线距离。
(2)关于正常值:目前尚未见大样本中的国人心脏正常值范围的报道。
(三)M型超声心动图常用波群及其意义
M型超声心动图扫查时常在二维超声心动图的引导下进行,即先由二维图像对心脏整体形态和各个结构进行观察,而后根据需要,选定取样线的方位,显示取样线方向上所有结构层次的活动情况。目前常用的M型超声心动图波群主要有下列几种。
解剖结构自前至后依次为胸壁、右心室流出道、主动脉根部及左心房,可观察右心室流出道有无增宽或狭窄、主动脉宽度和主动脉瓣活动以及左心房大小。
(1)主动脉根部曲线:心底波群中有2条明亮且前后同步的活动曲线,上线代表右心室流出道后壁与主动脉前壁,下线代表主动脉后壁和左心房前壁。两线在收缩期向前,舒张期向后。曲线上各点分别称U、V、W、V′,UV段为上升支,代表心脏收缩时主动脉根部前移;UV(或VU)段为下降支,代表心脏舒张时主动脉后移。
(2)主动脉瓣曲线:主动脉根部前、后壁2条强回声曲线之间可见六边形盒样结构的主动脉瓣活动曲线。收缩期两线分开,舒张期则迅速闭合成一条直线。上方曲线代表右冠状动脉瓣,下方曲线代表无冠状动动脉瓣。收缩期主动脉瓣开放,曲线分离处称K点,位于心电图R波及第一心音之后,相当于射血期开始。T波之后,心脏舒张,主动脉瓣关闭,射血期结束,前后两条曲线闭合,此点称为G点,恰当第二心音处。
在胸骨左缘第3~第4肋间探测可见一组较特异波群,其内有一活动迅速、幅度较大的曲线,为二尖瓣前叶。以此为标志,可向前或向后逐层识别其他解剖结构。由于二尖瓣在这些结构中特异性最强,故命名为二尖瓣波群。此波群包含以下主要曲线。
(1)二尖瓣前叶曲线(3区):正常人呈双峰,曲线上各段依次命名为A、B、C、D、E、F、G各点及峰。A峰位于心电图P波之后,相当于心房收缩所致的心室主动充盈期;E峰位于心电图T波之后,相当于心室舒张所致的心室快速充盈期;C点相当于第一心音处、二尖瓣关闭;D点在第二心音后等容舒张期末、二尖瓣开放。
(2)二尖瓣后叶曲线(2a区):收缩期二尖瓣前叶和后叶合拢,在曲线上形成共同的CD段。舒张期瓣口开放,后叶与前叶分开,形成与二尖瓣前叶活动方向相反,幅度较小,呈倒影样单独活动的后叶曲线。
解剖结构依次为胸壁、右心室前壁、室间隔、左心室腔(及其腱索)与左心室后壁。心腔大小与室壁厚度等均在此测量,故称为心室波群。
通常为后瓣曲线,收缩期肺动脉瓣开放,曲线向后;舒张期瓣膜关闭,曲线向前。
目前尚未见大样本的中国人心脏正常值范围的报道。
(四)多普勒超声心动图检查方法和正常值
多普勒超声心动图包括彩色多普勒血流成像(CDFI)、组织多普勒成像(TDI)和频谱多普勒技术3种,后者又分为脉冲波多普勒(PW)和连续波多普勒(CW)2种。①CDFI:主要用于观察心脏和大血管内血流的起源、方向、路径、时相、流速、性质等信息。②TDI:主要用于观察和测量心肌运动速度,定量评价心肌的收缩和舒张功能。③PW:主要用于对心脏或血管局部血流进行定位测量。④CW:主要用于测量异常的高速血流。
应根据观测的血流方向或室壁运动方向选择合适切面,使声束方向与血流方向或室壁运动方向间的夹角尽可能<20°,以保证血流显示及速度测定的准确性。一般而言,二尖瓣或三尖瓣血流的检测以心尖四腔观为首选,主动脉瓣或左心室流出道的检测以心尖五腔观为首选,肺动脉瓣血流的检测以大动脉短轴切面为首选。
(1)正常二尖瓣口血流(心尖四腔心切面)。
1)CDFI:舒张期红色为主血流由左房经二尖瓣口流入左心室。
2)PW:将PW取样容积置于二尖瓣口可探及舒张期正向、双峰、窄带频谱。第1峰为E峰,为舒张期左心室快速充盈所致;第2峰较低,为A峰,为舒张晚期左心房收缩所致。
(2)正常三尖瓣口血流(心尖四腔心切面)。
1)CDFI:舒张期红色为主血流由右心房经三尖瓣口流入右心室。
2)PW:将PW取样容积置于三尖瓣口可探及舒张期正向、双峰、窄带频谱。第1峰为E峰,为舒张期右心室快速充盈所致;第2峰较低,为A峰,为舒张晚期右心房收缩所致。
(3)正常主动脉瓣口血流(心尖五腔心切面)。
1)CDFI:收缩期蓝色为主血流由左心室经主动脉瓣口射入主动脉。
2)PW:将PW取样容积置于主动脉瓣口可探及收缩期负向、单峰、窄带频谱,上升支速率略大于下降支速率。
(4)正常肺动脉瓣口血流(胸骨旁大动脉短轴或右心室流出道长轴切面)。
1)CDFI:收缩期蓝色为主血流由右心室经肺动脉瓣口射入肺动脉。
2)PW:将PW取样容积置于肺动脉瓣口可探及收缩期负向、单峰、窄带频谱。
(5)正常肺静脉血流(心尖四腔心切面)。
1)CDFI:红色为主血流由右肺静脉进入左心房。
2)PW:将PW取样容积置于肺静脉瓣口可探及三相波频谱。第1峰为收缩期S波,第2峰为舒张期D波,正常时S>D,S波、D波均为正向波;第3波在心电图P波后出现,呈一负向低振幅a波。
4.各瓣口血流速度正常值范围
目前尚未见大样本的中国人心脏正常值范围的报道。
附:中国人超声心动图正常值参考
(1)左心室(左心室长轴前后径)。
舒张末期49.1 mm±9.8 mm(男)42.3 mm±4.2 mm(女)
收缩末期28.6 mm±5.2 mm(男)28.8 mm±5.4 mm(女)
(2)右心室(左心室长轴前后径)。
<20 mm
(3)左心房(左心室长轴前后径)。
收缩末期26.0 mm±2.62 mm(男)26.7 mm±4.2 mm(女)
(4)右心房(剑突下四腔内径)。
15.3mm±7.5 mm
(5)主动脉根部。
舒张末期27.14 mm±2.62 mm(男)26.19 mm±1.92 mm(女)
(6)肺动脉主干(心底波群)。
22.7mm±3.8 mm
(7)下腔静脉前后径(剑突下下腔静脉长轴)。
11.34 mm±3.94 mm(吸气)18.75 mm±3.92 mm(呼气)
(1)左心室。
左心长轴前后径
舒张期56.98 mm±3.88 mm
收缩期34.31 mm±3.48 mm
二尖瓣水平短轴前后径
舒张期52.1 mm±2.0 mm(男)49.6 mm±1.6 mm(女)
收缩期34.7 mm±3.9 mm(男)32.7 mm±4.1 mm(女)
心尖四腔横径
舒张期47.0 mm±3.6 mm(男)41.0 mm±6.3 mm(女)
收缩期36.5 mm±3.7 mm(男)32.4 mm±4.1 mm(女)
心尖二腔长径
舒张期81.27 mm±7.48 mm
收缩期56.21 mm±9.28 mm
(2)右心室。
左心长轴前后径
舒张期21.2 mm±3.8 mm(男)18.8 mm±2.2 mm(女)
收缩期21.0 mm±3.9 mm(男)19.1 mm±4.0 mm(女)
心尖四腔横径
舒张期27.9 mm±5.4 mm(男)21.6 mm±6.1 mm(女)
收缩期22.0 mm±5.6 mm(男)16.9 mm±5.1 mm(女)
心尖四腔长经
舒张期66.2 mm±10.4 mm(男)62.9 mm±8.3 mm(女)
收缩期50.2 mm±9.1 mm(男)46.1 mm±7.5 mm(女)
(3)左心房。
左心室长轴前后径
收缩期28.9 mm±4.3 mm(男)28.1 mm±3.9 mm(女)
心尖四腔横径
舒张期25.8 mm±6.4 mm(男)23.1 mm±5.0 mm(女)
收缩期31.7 mm±3.6 mm(男)30.5 mm±5.1 mm(女)
心尖四腔长径
舒张期33.4 mm±8.8 mm(男)32.6 mm±8.6 mm(女)
收缩期44.0 mm±9.1 mm(男)43.0 mm±6.3 mm(女)
(4)右心房。
心尖四腔横径
舒张期33.9 mm±5.8 mm(男)29.9 mm±4.6 mm(女)
收缩期35.8 mm±5.7 mm(男)31.9 mm±6.9 mm(女)
心尖四腔长径
舒张期34.7 mm±5.9 mm(男)30.6 mm±4.4 mm(女)
收缩期46.4 mm±4.9 mm(男)43.5 mm±4.7 mm(女)
(5)主动脉根部。
前后径24.00 mm±2.45 mm
横径24.00 mm±2.58 mm
(6)肺动脉(横径)。
瓣环水平20.2 mm±2.9 mm
最宽处22.5 mm±2.5 mm
3.多普勒超声心动图
(1)二尖瓣口。
最大流速0.90 m/s(范围0.30~0.70 m/s,成年人)
1.00 m/s(范围0.50~0.80 m/s,儿童)
(2)三尖瓣口。
最大流速0.50 m/s(范围0.70~1.10 m/s,成年人)
0.60 m/s(范围0.80~1.30 m/s,儿童)
(3)主动脉瓣口。
左心室流出道
最大流速0.90 m/s(范围0.70~1.10 m/s,成年人)
1.00 m/s(范围0.70~1.20 m/s,儿童)。
升主动脉
最大流速1.35 m/s(范围1.00~1.70 m/s,成年人)
1.50 m/s(范围1.20~1.80 m/s,儿童)
(4)肺动脉瓣口。
最大流速0.75 m/s(范围0.60~0.90 m/s,成年人)
(张小丽)