在体心脏机电波成像的应用

第二节　在体心脏机电波成像的应用

在全球范围内，心脏传导异常仍是导致死亡和残疾的主要原因。时至今日，尚无一种标准的临床成像模式可用来无创地描绘电激励。机电波成像技术作为一种新技术，其将心电图门控、高帧率超声成像、基于射频的位移估测技术结合起来，其瞬时分辨率高、空间分辨率高、精确度高，可描绘四个心腔。具有无创性、非接触性，可在心脏的多个超声心动图平面上描绘透壁性电激励的特性。此外，可实时地对透壁性机电激励序列进行基于超声图上的作用，在心律失常的早期检测、诊断和治疗检测等方面独具潜力。

光学成像技术是目前唯一可直接描绘传导波的非接触式成像技术，该技术可描绘传导波在心外膜和心外膜下细胞层的一系列活动，且可在器官、细胞和亚细胞水平应用。因光学成像技术受机械伪影影响，在成像过程中需机电去偶器抑制心脏收缩方可成像，且只适用于离体心脏。

利用心室激励的局部时间描记可鉴别出异常传导区域，并可指导射频消融治疗。电描记不能用来早期诊断疾病或者对诸如心力衰竭等慢性病的随访。该成像技术基于测量心肌的微小瞬时形变，这些形变在电激励之后数毫秒（等同于机电延迟）出现，并紧跟和电激励相似的传导模式。形变是心肌兴奋收缩偶联的结果：动作电位到达心肌细胞后发生去极化并伴随钙内流，数毫秒后触发心肌细胞收缩。增加帧率不仅能增加基于射频的运动评估精度，同时可实现瞬时分辨率及电传导等级。具体地讲，增加帧率可检测两个等容期的瞬时情况。

笔者提出运动匹配技术这一概念，该技术基于局部增量位移以融合相关区段。机电波开始时点，即心电图QRS波群之后增量应变符号发生改变的时点，此时心肌由厚变薄。运动匹配技术的主要优势在于：利用互相关方法可提供相关系数，该系数可反映区段配对的优劣。大的相关系数可确保重建B型超声图像、重建位移、应变图以及区段间回放的连续性。

笔者通过实验犬证实，利用运动匹配技术可获取极高的帧率，且该技术无需规则的心动周期或电传导模式即可重建全视图回放；利用应变可证实机电波对不同缺血区面积具有敏感性。随着冠状动脉左前降支阻塞水平加重，如存在冠心病等疾病，机电波对电传导模式变化敏感，但机电波成像能否用于轻中度缺血诊断，尚待大样本的动物实验予以证实。

鼠实验表明，当帧率为8000f/s时，该技术可对室间隔和后壁上大幅度的收缩波进行描绘，并可依据起搏方案对维持或改变方向进行描绘。犬实验证实，电激励时间和机电波开始具有线性关系，因此在心脏节段的范围内，机电波遵循电激励序列。在犬心上，机电波和电激励序列的线性确认具有双重性。首先，机电波成像等时线上最早激励时间的位置和起搏位置相关性大，故可无创性地确定起搏电极位置。其次，电激励时间和机电波成像等时线相关性佳。第三，机电波成像检查的最低要求是采集的电时间和机电激励时间的图像间具有线性关系。

机电波成像的局限性在于，某些区域超声束同心脏径向坐标数值匹配性差，故难以解释增量应变。因为在此种情况下，假定轴向匹配，或者有最大的映射成分，径向可能不完全匹配或有最大映射成分。一般情况是，轴向会是径向、圆周或纵向的线性结合。由于纵向缩短和径向增厚不会同时出现，因此该技术具有角度依赖性，其解决办法就是估计二维位移和形变。机电波成像可获取生理条件人类的心外膜电激励序列，但该方法仅限于心外膜，不能用于描记心内膜或室间隔。利用机电波成像进行心脏电功能研究的必要前提是电和机械电激励时间具有相关性；当心肌收缩能力受到严重破坏时，机电波成像不具有可行性。应变成像技术可累积心肌增量应变或应变率，且可完全忽略瞬时效应或电激励。

机电波成像在描绘左心室传导波、识别并准确描绘及定量分析正常和异常传导模式方面具有很大潜力。此外，在失同步、心律失常或其他传导异常（如左或右束支传导阻滞）方面，以及心脏再同步化治疗、射频消融治疗、药物治疗等方面可对同一波实现无创性二维描绘。值得注意的是，机电波成像技术可测量机械收缩，而不是动作电位。电反应和机械反应间自然形成一个延迟，即机电延迟。组织多普勒显像技术可确定心室的两个区域是否同步，但不能描绘这些区域潜在传导波的传播过程，也不能对传导异常定位。机电波成像技术可进一步证实和评估失同步，并可对诸如心脏再同步治疗等疗效加以验证。该技术还可用来判断心律失常来源，并可指导放置射频消融导线。临床医师可利用该技术进行相关诊断和疗效评估。机电波成像具有实时操作性、费用低廉、易实现和现有的超声系统与临床模式整合的特点，因而机电波成像日益受到关注。无论生理或病理状态，抑或治疗过程期间，该技术在无创描绘机电波传导模式方面有着广阔的应用前景。

（罗建文　著　韩　勇　译）

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