超声造影技术在心脏疾病诊断中的临床运用

朱米雪 邓毅凡 刘 娟 戴承晔 徐笑挺 何胜虎 张 晶※

心血管疾病已成为人类生命健康的主要杀手，为有效提高患者的生存率，减少死亡人数，对心脏疾病的尽早发现、准确诊断从而尽早选用最佳治疗方案十分必要。随着超声造影技术发展的逐渐深入，使得临床对心脏疾病的诊断研究进一步深入。本文从超声造影技术的概况、超声造影剂分类、超声造影技术的临床运用等方面进行阐述。

1.超声造影技术概况

超声造影(CEUS)技术始于20世纪90年代初期，是目前最常用的无创诊断检查之一[1]。该技术的出现是在1968年，Gramiak等人发现给30名受试者的心脏注入盐水可以在主动脉根部获得回声[2]。因为超声造影技术具有安全、便携以及经济等优势，在心脏疾病的诊断领域有着广泛的应用前景[3,4]。超声的原理是通过对声音信号的接收、分析和显示来实现的，这些信号是通过声音的反射或者后向散射产生的。超声造影技术在心脏中主要分为左心声学造影技术、右心声学造影技术以及心肌声学造影技术。其中，左心声学造影技术应用最为广泛，对诊断冠状动脉疾病以及心肌肥厚型心脏病、有效鉴别血栓和肿瘤以及明确肿瘤的性质等有着重要价值。右心声学造影技术在右心占位性病变的鉴别诊断上能给出准确依据，对于彩色多普勒超声无法检出的先天性心脏病也有着较好的应用价值。心肌声学造影技术对心肌血流灌注的观测灵敏度高，主要用于评价心肌梗死相关术后的血流再灌注情况、预测原发性冠状动脉病变事件以及进行应激性心肌病的诊断等[3]。目前导管射频消融术在心脏疾病的治疗上应用广泛，其原理主要是通过导管传递电流产生热量，使目标心肌组织损伤坏死，主要应用于绝大部分快速性心律失常的治疗，如心房颤动、特发性室性心律失常等[5]。由于多普勒方法检测血流方向和速度存在局限性，不能用来评估组织的微血管血流，也不能用来评估器官内相对较低的信号幅度的区域，于是超声微泡造影剂的出现对超声造影技术的发展有着极其重要的意义[6]。

2.超声造影剂的分类

超声造影剂(UCAs)是一种由气体制成的微泡和包裹着的外膜组成的回声增强剂，由于微泡的大小约等于红细胞的大小，所以造影剂能够通过静脉注射后随着血液流动，经肺循环到达人体各个器官，微泡中的气体在人体内循环时可以增强血管回声信号，反映血流灌注，形成云雾状回声，从而增强显影[7]。另外因其能够进入毛细血管，所以可以更好地观察不同组织器官里毛细血管的相关情况[8]。

超声造影剂的进展主要包括四个阶段，分别是第一阶段的自由气体类、第二阶段的由声振白蛋白组成的包裹气泡、第三阶段的由氟碳类气体制备成的微泡以及第四阶段的纳米级超声造影剂。第一阶段的自由气体类造影剂由于表面无成膜物质，所以在血液中不稳定，只能进行有创操作。第二阶段是1984年由美国学者Feinstein[9]等人发明出声振微泡方法后开启的，声振白蛋白组成的包裹气泡类超声造影剂的外膜物质一般是白蛋白、脂类或多糖等物质，从而增加了在血液中的稳定性，使得超声造影技术由有创向无创转变，标志着左心造影时代的开始。第三阶段是氟碳类气体制备的造影剂表面包裹着白蛋白或磷脂，其核心由空气转变为高分子气体或惰性气体，这一阶段的造影剂显著改善了显影的持久性和稳定性，在临床上被广泛应用[10]。但是，由于第三阶段的微泡造影剂尺寸无法满足直径更小部位的血管造影，无法通过血管壁到达组织进行造影，于是第四阶段纳米级的超声造影剂成为近些年的研究热点[11]，它的优势在于具有很强的血管穿透力，其靶向性不仅可以提高疾病诊断的准确性，对疾病的辅助治疗也有着积极意义[12]。

相比于其他造影剂，第三阶段氟碳类气体制备的造影剂中的全氟丙烷人血白蛋白微球注射剂广泛应用于临床。含氟碳气体微泡的新型超声造影剂是国内外的研究热点，其经静脉注射后可以进入血液通过肺循环对左心室以及外周血管进行显影[13]，特点是可使超声检测信号显著增强，提高造影效果，有利于疾病的诊断，主要应用于左心室的超声造影。该造影剂中的八氟丙烷不可溶于血液，在低机械指数下维持时间较长的特性使其在增强超声心动图中有着积极的显影作用，并且能被安全应用于心脏超声造影，已被国内外许多临床研究所证实[14，15]，并得到了广泛的临床应用。

3.超声造影剂的显影机制

超声造影技术通过将造影剂经静脉注射进入血液循环，使超声信号增强。造影微泡可产生线性和非线性两种回声信号，而心肌等组织主要产生线性回声信号。成像软件接收非线性回声信号，通过分析时间-造影强度曲线来评价心肌等组织的血流量和血流灌注情况，如果组织造影剂显像时间延长，则表明灌注充盈缺损[3]。

4.使用不同造影剂的超声造影技术的临床运用

4.1 全氟丙烷人血白蛋白微球造影剂 利用全氟丙烷人血白蛋白微球造影剂的超声造影技术通过超声造影剂的对比显影，在左室内膜边界的识别上有着较好的效果。吴晓霞等人对81例至少有一个以上节段内膜边界显示不清的患者静脉注射全氟丙烷人血白蛋白微球造影剂进行超声造影，观察心内膜节段显像、室壁运动以及左室充盈的状态，结果发现该方法可明显改善左室内膜边界的识别，且患者的生命体征、心电图及肝肾功能均提示对其耐受性良好[16]。吕静等人对50例经筛选符合条件的患者采用注射全氟丙烷人血白蛋白微球注射剂实施左室造影，进行造影剂使用前后的比较，不但发现其对内膜边界的识别效果较好，而且使用造影剂后左室内膜边界被识别的节段数目明显增加[17]。以上研究说明临床使用此造影剂进行左心室超声造影有助于左心室内膜边界的识别以及对心功能的评价，可以应用于临床心脏相关疾病的诊断。

超声造影剂的安全性问题主要为不良反应，如注射部位的不适、头痛、恶心和背痛等[18]，严重不良事件的发生率较低，而利用上述造影剂的超声造影证实了其安全性。钟朝霞等人选取100例患者，分别经静脉注入此造影剂进行左心室超声造影，通过自身前后对比观察发现结果是安全有效的，对心脏相关疾病的诊断有着积极的指导意义[19]。Main等人通过对400多万例患者的资料进行分析，发现使用此超声造影剂可以降低24h内的死亡率达24%，进一步表明其获益远大于其带来的风险[20]。即便该超声造影剂总体上较为安全，但仍然存在风险，与很多因素有关，如患者的基础健康状况、造影剂的剂量以及注射速度等，临床使用时仍需十分关注这些问题[18]。

4.2 声诺维造影剂 利用声诺维(SonoVue)造影剂的超声造影技术在肥厚型心肌病的应用上有着积极的作用。该技术主要通过注射造影剂后利用软件分析造影强度-时间曲线，再对检测部位的血容量、血流灌注情况等进行评价，从而评估疾病情况。万雅婷等人通过对60例已通过核磁共振成像(MRI)检出的心尖肥厚型心肌病患者实施应用声诺维超声造影剂心脏超声造影，选取同期就诊的60例健康体检者作为对照组，结果发现造影效果良好，对于心尖肥厚型心肌病的诊断具有积极作用，进一步对比MRI和心脏超声造影两种检查方式可以发现，后者的阳性检出率比较高，说明了心脏超声造影技术对心尖肥厚型心肌病的诊断具有重要意义[21]。秦青秀同样使用了声诺维超声造影剂进行心脏超声造影，选择了40例心尖肥厚型心肌病患者与40例健康体检者分别作为研究组和对照组，结果发现超声造影技术不但能提高对心尖肥厚型心肌病诊断的准确性，还能测量心肌肥厚程度的相关指标，为临床诊断肥厚型心肌病提供了可靠依据[22]。

应用声诺维造影剂的超声造影技术在其他心脏疾病的临床运用也有着重要意义。张琳堃等人选择了60例房颤患者，通过使用声诺维造影剂对每例患者实施左心室超声造影，发现超声造影结果符合临床心脏功能评估的结果，准确性证明了心脏超声造影技术对左心室收缩功能的评估有着重要的指导意义[23]。杨旭等人选取80例心脏占位性疾病患者应用声诺维造影剂超声造影，发现该技术比一般心脏彩超对心脏占位性疾病的诊断更佳，不但能有效辨别血栓和肿瘤，还能分辨肿瘤的性质，主要是通过造影剂的散射作用来增强造影效果。血栓没有血液供应，其造影表现是完全的充盈缺损，恶性肿瘤由于新生血管丰富故造影强度明显增强，良性肿瘤则介于两者之间，其准确性得到了临床结果的验证[24]。

5.心脏超声造影技术的应用前景

超声造影技术已经在临床上得到了广泛应用，设备和技术不断更新，超声造影剂的成分也逐渐多样化，两者都处于不断进步阶段，需要同时发展，缺一不可。

超声造影技术的安全性、便捷性、准确性等优点为心脏疾病的诊断提供了新思路、新方法。目前超声造影剂能否携带药物或者基因片段成为研究热点，研究表明利用超声造影剂携带药物或基因片段可以增强治疗心脏疾病的靶向性，在缺血性心脏病和急性心肌梗死等治疗上有着积极作用[25]，使超声造影剂在辅助治疗方面得到进步和发展，在临床上必将有广阔的研究空间。研究者提出的将超声造影技术和合成的多平面波(MW)相结合的方法，不仅可以保留原来的图像分辨率，还能显著提高较深成像区域的信噪比[26]，对心脏深层组织病变的发现有着重大意义，应用于心脏疾病的诊治有着良好的发展前景。