【关键词】 超声检查，多普勒;心功能不全/ 诊断
心功能不全是各种心脏病发展到一定阶段而出现的临床症候群[1]。常见的相关疾病有：高血压合并左心室肥厚、冠心病、糖尿病、慢性肾功能不全、心脏传导系统疾病、肥厚性或限制性心肌病、移植心脏的排斥反应等。心脏舒张功能不全可存在于收缩功能障碍的早期表现或伴随收缩功能障碍同时存在，也可不伴收缩功能异常而单独存在。单纯舒张性功能不全所致的舒张性心功能衰竭约占全部充血性心力衰竭患者的l/3[2]，其相应的治疗措施也有别于收缩性心功能不全，故而正确识别舒张功能障碍具有非常重要的临床意义[3]。以往普通超声心动图对左心收缩功能评价的常用指标有：射血分数(LVEF)。20世纪70年代起运用M型超声心动图作为观察左心收缩功能指标，由于单一的左心室平面来估测左室容量，如果存在节段运动异常或矛盾运动时，因其所探查的部位不能代表整个心室，使测量结果变得不可靠[4]。普通超声心动图对左心舒张功能的评价指标常用的有：二尖瓣血流频谱，但频谱多普勒检测二尖瓣血流频谱反映的左室功能常受呼吸、年龄、心率、心脏前后负荷、心肌收缩功能和松弛性、僵硬度等因素的影响。组织多普勒成像(tissue doppler imaging，TDI)，是一项检测心肌运动的新技术，已逐步应用于临床，近年来TDI评价室壁运动及心功能的研究取得了较大进展。现结合文献综述如下：
1 TDI的技术原理
TDI是在传统的探查心腔内血流的彩色多普勒仪器基础上，通过改变多普勒滤波系统，除去心腔内血流产生的高速、低振幅的频移信号，保留心肌运动产生的低速、高振幅的频移信号，并经相关系统处理以彩色编码显示出来，能定量测量室壁运动速度[5]。其显示模式有:组织速度图、组织加速度图、组织M型、组织频谱图、组织能量图。组织速度图:根据速度信息实时进行彩色编码，以不同彩色区分运动方向、不同色阶区分速度大小，主要用于评价：心肌运动方向、速度、心肌跨壁梯度与组织活性。组织加速度图：根据速度变化，将前后的加速度编码成彩色图像，显示室壁心肌加速度的空间分布。可应用于异位激动的定位、异常传导径路的定位、组织活性和室壁运动的分析。组织M型：利用时间分辨率、空间分辨率分析心动周期不同时相、不同层次的心肌运动变化。组织频谱图：脉冲多普勒取样容积针置于某一位点观测运动峰值速度(主要有三个波：收缩期Vs波、舒张早期Ve波、舒张晚期Va波);运动曲线图观测同一心动周期多个位点运动速度变化，可对收缩期Vs波、舒张早期Ve波、舒张晚期Va波峰值速度阶差及同步性比较。TDI能够测量二、三尖瓣环及心肌不同部位沿长轴的运动速度和方向[6]，进而评价心脏局部及整体收缩、舒张功能变化。
2 TDI对局部心肌收缩、舒张运动功能分析
研究发现[7]，正常心肌组织的速度和形变存在节段性差别和跨壁梯度。在长轴切面，室壁运动速度从基底部至心尖呈逐步降低趋势[6]。速度图、加速度图以不同彩色、不同色阶区分运动方向、速度大小。由于心肌各层运动速度不一致，正常心内膜运动速度最快、心外膜运动速度最慢，速度图、加速度图的心肌跨壁梯度可以检测和区分。组织M型TDI测量心肌速度梯度是衡量左室局部功能和整体舒张功能的一个新指标[8]。利用时间分辨率、空间分辨率分析心动周期不同时相、不同层次的心肌运动变化。心肌缺血性损害后三层心肌的运动有显著变化，缺血时收缩期心内膜和心肌运动速度、心肌速度梯度降低，而心外膜仅轻度改变;舒张早期心内膜和心肌运动速度、心肌速度梯度降低，而心外膜无改变;舒张晚期心内膜和心肌运动速度、心肌速度梯度升高，而心内膜升高更明显[9]。心肌梗死室壁不能主动运动，其运动是靠周围正常心肌运动牵拉而被动运动;由于正常室壁主动收缩为高速的加速度，心肌梗死后室壁为低速度或无速度，因此心肌跨壁梯度可区分室壁是主动收缩还是被动牵拉。组织速度频谱是将组织多普勒取样容积置于心室壁局部的感兴趣区，以获得局部心肌等容收缩波、收缩波、等容舒张波、舒张早期波、舒张晚期波的瞬时运动速度，由此可计算出峰值速度、平均速度、加速度、减速度及时间速度积分等指标，反映局部心肌收缩及舒张功能[10]。Garcia[11]应用猪做动物试验研究表明，当结扎冠状动脉造成局部心肌缺血时，局部心肌的运动速度在收缩期(Vs波)、舒张早期(Ve波)迅速下降，而在心房收缩期(Va波)的运动速度增高。冠脉结扎20～25s后，E/A峰值速度比值发生反转，这说明在急性心肌缺血后，局部心肌的收缩、舒张功能均受到损害。在局部室壁运动减弱或无运动的患者，TDI检测也获得与动物试验相同的结果：收缩期峰值速度、收缩期时间—速度积分、E波峰值速度和时间—速度积分均低于正常[12]。以上研究证明了TDI测量心肌局部运动的速度指标是一项评价局部心肌舒缩性能的很好指标。在对由局部心肌缺血、缺氧、坏死、炎症所致的节段性心肌运动异常的诊断能敏感而准确地检测。
3 二尖瓣环的运动速度对左室收缩功能评价
二尖瓣环是位于左房、室之间的一个纤维环状组织。具有复杂的三维模式，它有三个主要运动成分：沿着心室长轴运动(由基底部向心尖运动)、瓣环的转动及类似括约肌的活动。心室壁的运动包括短轴方向的环形缩短和长轴方向的纵行缩短[8]。心室收缩时，两种运动协同一致将心腔内血液射出。心肌中间层为环形心肌，以往左室环形心肌纤维的运动一直被认为在心脏泵血过程中起主导作用，LVEF测值主要反映的是心脏环径方向收缩运动[13]。心内膜、心外膜心肌为斜行螺旋方向的纤维，走行近似于心室长轴方向，研究证明[14，15]没有纵行心肌纤维参与，肌小节缩短产生的左心室射血分数仅为30%。二尖瓣环收缩期朝向心尖和舒张期背离心尖运动是左心室长轴功能直接反映，TDI通过测量二尖瓣环的运动速度和位移变化能够对左心室长轴功能作出准确评价。左心室纵行心肌主要分布在左心室游离壁心内膜和心外膜下，比中层环形心肌纤维更易受到心肌缺血等病理因素的影响。有研究发现[16]在松弛性降低患者，尽管LVEF在正常情况，在左室长轴收缩功能受损发生率为35.3%，表明心脏环形方向收缩运动早期改变不明显。随着左室舒张功能程度加重，左室收缩功能降低发生率可达到67.2%。Culati[17]应用DTI检测了二尖瓣环六个部位的运动速度，它们分别是：心尖二腔观上的前壁和下壁、心尖四腔观上的侧壁和下间隔部、心尖长轴观上的后壁和前间隔部，这六个部位的平均峰值瓣环下行运动速度与左室射血分数呈线性相关(r=0.86)，并且当平均峰值瓣环下行运动速度&>5.4cm/s时，其诊断LVEF&>50%的敏感性为88%，特异性为97%。因而二尖瓣环下行运动速度具有快速估测左室收缩功能的潜在性价值。
4 二尖瓣环运动速度对左室舒张功能的评价
舒张功能障碍在心血管疾病中很常见，流行病学和临床研究表明[18]，舒张功能不全占所有心力衰竭的40%～50%。如高血压病、冠心病、肥厚性心肌病及其他疾病的心血管并发症等，且多早于收缩功能不全。评价左室舒张功能真正最重要的特征性指标是同时测量左室压力和容积，继而描绘出压力—容积曲线[5]，因检测手段复杂不能作为常规检测。二尖瓣前向血流频谱是目前无创性检查评价心室舒张功能最简便方法。左室舒张功能异常分为左室松弛障碍、假性正常化、限制性充盈障碍。V/E&<1符合左心弛张型舒张功能障碍，二尖瓣环的运动速度频谱在本阶段与二尖瓣血流之间具有相似的模式。随着舒张功能的减低，左心房及左心室充盈压不断升高，使舒张期二尖瓣口多普勒血流频谱趋于正常，这种现象称为“舒张功能假性正常化”。但二尖瓣环运动速度的Ve峰仍然进一步下降，Va峰仍然进一步增高，其E/A峰比率持续低于二尖瓣血流的E/A峰比率。在限制性充盈模式中，其舒张早期运动速度显著低于正常人。这也许是由于瓣环运动速度变化反映的是结构运动变化，而二尖瓣血流速度反映的血流动力学变化，它受充盈率及左房压变化的影响。Sohn等[19]用二尖瓣环舒张早期峰值速度(Ve)&<8cm/s及Ve/Va&<1鉴别假性正常的敏感度为88%，特异度为67%。
5 TDI对右心功能的评价
以往人们对左心室功能的关注远远高于右心室。事实上许多心肺疾患导致右心功能障碍后，对左室的收缩及舒张功能也会产生不良影响[20]。而各种原因引起的左心衰竭时，往往累及右室，出现右室功能障碍。由于右心室解剖结构复杂，室腔横断面呈新月形，侧面呈三角形，其内有突出的肌小梁及肺动脉圆锥，致使右室几何形状很不规则。影响传统的超声心动图用右室几何学形态的方法估测右室容量，不能精确反映右心室功能。TDI通过定量测定三尖瓣环和右心室壁运动速度频谱来评测右心室功能。常用指标：心肌运动速度将组织多普勒取样容积置于心室壁局部的感兴趣区，可获得局部心肌等容收缩波、收缩波、等容舒张波、舒张早期波、舒张晚期波的瞬时运动速度，由此可计算出峰值速度、平均速度、加速度、减速度及时间速度积分等指标，反映局部心肌收缩及舒张功能。由于三尖瓣环运动反映的是心脏组织的运动机制，其舒张早期活动与心肌弹性回缩力有关，相对不受前负荷状态的影响。TDI时取四腔心、心尖右心两腔切面将PW取样容积分别置于三尖瓣环前瓣、隔瓣附着点及后瓣附着点，以获得上述3个位点Vs、Ve、Va，并可计算Ve/Va比值，反映右心室的整体收缩和舒张功能。目前认为，应用脉冲频谱TDI测定的正常成人右室Vs≥(14±2)cm/s[21]。但由于TDI测定的三尖瓣环速度只反映右室在长轴方向的运动而未考虑右室的短轴运动及转动，所以反映右室整体功能存在一定的局限性。
6 TDI检测存活心肌
以往普通超声心动图对多巴酚丁胺心肌存活观测有一定主观性，TDI检测存活心肌得室壁收缩期增加率上升，坏死心肌无此改变特点。Nishino等[22]对心肌梗死患者多巴酚丁胺负荷试验，TDI测定心内膜和心外膜心肌的跨壁速度梯度，发现对预测可逆性心功能不全具有较高的敏感性。Schneider等[23]对心肌梗死及血管再通成功后行多巴酚丁胺负荷超声检查，测量TDI参数，以收缩期峰值速度增加&>1.0cm/s认为是心肌存活，其敏感度和特异度均为82%。
7 TDI对起搏器置入后的评价
TDI可以测定早期的收缩及舒张功能障碍有助于评价心房复律器置入效果[8]。左束支传导阻滞和心力衰竭时，由于左室处于非同步运动状态，心力衰竭发展到终末期，大部分心肌都有形态学的改变:心肌细胞变性、肥大，心肌纤维化、坏死或有瘢痕形成。解剖学上的异常往往引起电传导的异常，由此产生心室内传导阻滞，导致了双室间电机械活动的不同步，引起左心功能的进一步下降。应用双心室同步起搏，并根据患者的具体情况，予以最佳的A-V延迟，可消除双室间电机械活动的不同步，最大程度恢复其电机械活动的生理性同步化，通过增加左心室充盈时间，改善左心室充盈，减轻二尖瓣返流的时间和程度，从而在药物治疗的基础上进一步增加心输出量，改善心功能，减轻心力衰竭的症状。TDI可以测定起搏器置入的同步性治疗效果以及能够达到的最佳状态。TDI可作为评价收缩功能和筛选最合适的个体化的起搏器模式[24]。
8 TDI对高血压心功能检测
原发性高血压患者由于左心室后负荷持续增高，逐渐出现心肌细胞肥大及心肌间质纤维化，从而导致心肌松弛性和顺应性下降，出现舒张功能不全[25]，而高血压所致左心室肥厚是左心舒张功能减退最主要原因之一。但现有研究显示[26]，高血压患者在心内结构尚在正常范围就出现左室舒张功能异常。TDI可以测定早期的收缩及舒张功能障碍，因此可以客观、定量评价左心收缩及舒张功能状态。
9 TDI对糖尿病早期心功能检测
糖尿病能够引起心室结构和功能改变，最终导致糖尿病心肌病。糖尿病左心室舒张功能减退是合并心肌病变的重要临床表现，提示心脏舒张期顺应性降低，与心脏组织重构相关[27]。穆首刚等研究[28]，应用TVI技术不仅可以早期发现糖尿病左室舒张功能异常，而且测量指标还可以反映糖尿病损害心肌不同程度的差异，说明Ve、Ve/Va均可作为评价左室舒张功能的敏感指标。
10 结语
TDI为分析心肌运动提供了一项定量检测的新技术，有广泛应用前景，但TDI也有其局限性，如对心肌组织速度的检测不能将心肌速度与心脏整体运动和瓣膜运动区分开来;对室壁运动速度和方向测量受声束与被检部位夹角以及图像质量的影响，同时不能排除呼吸和心脏旋转的干扰。随着技术不断改善和创新，TDI将成为评价心肌局部和整体收缩、舒张功能的主要手段。
参考文献
[1] 桂庆军，张赛丹，张盛玲.多普勒心功能综合指数——Tei指数临床应用研究进展[J].中华超声影像学杂志，2004，13(10)：793-795.
[2] Oh JK，Hatle L，Tajik AJ，et al.Diastolic heart failure can be diagnosed by comprehensive two-dimensional and Doppler echocardiography [J]. J Am Coll Cardiol，2006，47(3)：500-506.
[3] Singh A， Blackwell J， Neher J. Clinical inquiries: does furosemide decrease morbidity or mortality for patients with diastolic or systolic dysfunction [J]. J Fam Pract，2005，54(4)：370-372.
[4] 吴琳.三维超声心动图在儿童心室容量和心功能测定中的应用[J].国外医学：儿科学分册，2001，28(3)：116-119.
[5] 高峻.组织多普勒成像在心功能评价中的应用[J].中国医学影像技术，1998，14(2)：144-146.
[6] 肖琳玲，堪承志.组织多普勒超声显像评价室壁运动与心功能的新进展[J]. 医学综述，2007，13(2)：148-150.
[7] Heimdal A，Stoylen A，Torp H，et al.Real-time strain rate imaging of the left ventricle by ultrasound[J].J Am Soc Echocardiogr，1998，11(11)：1013 -1019.
[8] 刘海峰，光雪峰.多普勒组织成像技术评价心功能的研究[J].医学综述，2004，10(5)：315-317.
[9] Marcos AP，Garcia MA，Ledesma MJ，et al.Intramyocardial analysis of regional systolic and diastolic function in ischemic heart disease with doppler tissue imaging:role of the different myocardial layers[J].J Am Soc Echocardiogr，2002，15(2)：99-108.
[10] 罗银丽.组织多普勒成像技术对右心室功能的评价[J].医学综述，2008，14(2)：308-310.
[11] Garcia MJ. Differentiation of constrictive pericarditis from restrictive cardiomyopathy: assement of left ventricular diastolic velocities in longitudinal axis by Doppler tissue imaging [J]. Am Coll Cardiol，1996，27(1)：108-114.
[12] Bach DS.Quantitative Doppler tissue imaging as a correlate of left ventricular contractility [J]. Int J Card Imaging，1996，12(3)：191-195.
[13] 刘江，余耀鸣，舒丽清，等.定量组织多普勒对糖尿病患者早期左室心功能的研究[J].中国现代医学杂志，2007，17(20)：2524-2528.
[14] Henein MY，Gibson DG.Normal long axis function [J]. Heart，1999，81(2)：111-113.
[15] Stephen JD Brecker.The importance of long axis ventricular function[J].Heart，2000，84(6)：577-579.
[16] 王志斌，宋明芳，乐嘉芳.组织多普勒成像评价左心室舒张功能障碍患者的左心室长轴收缩功能[J].中华医学超声杂志，2006，3(2)：125-130.
[17] Gulati VK，Katz WE，Follansbee WP，et al.Mitral annular descent velocity by tissue doppler echocardiography as an index of global left ventricular function [J]. Am J Cardiol，1996，77(11)：979-84.
[18] Redfield MM，Jacobsen SJ，Burmett JC Jr，et al.Burden of systolic and diastolic ventricular dysfunction in the community:appreciating the scope of heart failure epidemic[J].JAMA，2003，289(2)：194-202.
[19] Sohn DW， Chai IH， Lee DJ， et al. Assessment of mitral annulus velocity by Doppler tissue imaging in the evaluation of left ventricular diastolic function[J].J Am Coll Cardiol，1997，30(2)：474-480.
[20] Blecker GB，Steendijk P，Holman ER，et a1.Assessing right ventricular function：the role of echocardiography and complementary technologies[J].Heart，2006，92(supplement 1)：19-26.
[21] Gondi S，Dokainish H. Right ventricular tissue Doppler and strain imaging：ready for clinical use [J]. Echocardiography，2007，24(5)：522-532.
[22] Nishino M， Tanouchi J， Tanaka K， et al. Dobutamine stress echocardiography at 7.5mg/kg/min using color tissue Doppler imaging M-mode safely predicts reversible dysfunction early after reperfusion in patients with acute myocardial infaction [J]. Am J Cardiol，1999，83(3)：340-344.
[23] Schneider C，Bahlmann E，Malisius R，et al.Tissue velocity imaging during dobutamine stimulation for assessment of myocardial vibility：segmental analysis in patients after myocardial infarction [J]. Int J Cardiol，2006，110(1)：15-21.
[24] D'Andrea A，Caso P，Galderisi M，et al.Ventricular interdependence in patients with dual-chamber pacing:a Doppler tissue imaging study[J].Echocardiography，2002，19(4)：289-297.
[25] Gradman AH，Alfayoumi F.From left ventricular hypertrophy to congestive heart failure:management of hypertensive heart disease[J].Prog Cardiovasc Dis，2006，48(5)：326-341.
[26] 潘晓芳，贾晓东，林海龙.早期原发性高血压左心室舒张功能的超声心动图评价[J].中国循环杂志，2008，22(5)：362-365.
[27] Choi KM，Zhong Y，Hoit BD，et al.Defective intracellular Ca(2+) signaling contributes to cardiomyopathy in type 1 diabetic rats [J].Am J Physiol Heart Circ Physiol，2002，283(4)：H1398-1408.
[28] 穆守刚，张敏，赖兆新.组织速度成像技术评价糖尿病患者左室舒张功能的临床应用[J].中国心血管病研究杂志，2007，5(6)：447-449.