关于心腔定量分析的建议-CCQ

美国超声心动图学会（ASE）委员会建议 美国超声心动图学会指南与委员会 和心腔定量分析起草小组 联合欧洲心脏病学会所属超声心动图学会 共同起草的： 关于心腔定量分析的建议 心腔定量分析起草小组成员：Roberto M Lang, MD, FASE; Michelle Bierig, MPH, RDCS, FASE; Richard B Devereux, MD; Frank A Flachskampf, MD; Elyse Foster, MD; Patricia A Pellikka, MD; Michael H Picard, MD; Mary J. Roman, MD; James Seward, MD; Jack S Shanewise, MD, FASE; Scott D Solomon, MD; Kirk T Spencer, MD, FASE; Martin St John Sutton, MD, FASE 和 William J Stewart, MD 中文版与校对：美国内布拉斯加大学医学中心 谢峰 中国华中科技大学同济医学院 王新房 心腔大小、心室质量和功能的定量分析 是临床上最为重要和医师最常申请的超声心 动图检查项目之一。人们很早即开始关注超 声心动图对心室定量分析的标准化。有关如 何测量这类基本参数的资料也是本领域内最 常被人引用的文献1, 2。过去数十年中，超声 心动图检查方法和技术得到了很大的进步和 惊人的扩展。超声图像的质量有了明显改善， 这些均得益于高频探头、谐波成像、全数字 化仪器、左心声学造影剂和其他先进技术的 发展和引进。 起草单位：University of Chicago Hospitals, Chicago, IL (RL, K S)；St Louis University Health Science Center, St Louis MO (M B)；Weill Medical College of Cornell University, New York, NY (RD, M R)；University of Erlangen, Erlangen, Germany (F F)： University of California, San Francisco, CA (E.F)；Mayo Clinic, Rochester, Minn (P.P, J.S.)；Massachusetts General Hospital, Boston, Mass (M H P.)；Columbia University, New York, NY (J S S)；Bringham and Women's University, Boston, Mass (S S)； University of Pennsylvania, Philadelphia, PA (M S J S)；Cleveland Clinic Foundation, Cleveland, OH (W S) 索要单行本邮寄地址：American Society of Echocardiography, 1500 Sunday Drive, Suite 102, Raleigh, NC 27607 (919) 864-7754 J Am Soc Echocardiogr 2005;18:1440-1463 0894-7317/530 00 Copyright 2005 by the American Society of Echocardiography ASE 产权所有。无 ASE 书面授权，除本人使用外，禁止将本 文件重印。 doi:10 1016/j echo 2005 10 005 此外，超声心动图技术因其便携性和多 功能性的优点，使心脏成像技术在急诊科、 手术室、和重症监护科室中具有很大的优势。 然而，目前超声心动图测量方面尚无统一标 准，其测值很少与其他成像技术进行严格的 对照，因此超声心动图测量的可靠性有时常 被人质疑。为此，美国超声心动图学会 (ASE) 与欧洲超声心动图学会（欧洲心脏病学学会 的分会）一道，仔细地参阅了现有文献资料， 对超声心动图进行心腔定量分析的建议作了 全面更新。由于技术上的限制，本文所述有 关心腔测量方法并不适用于所有患者。此外， 因临床情况不同，特定的测量可能符合临床 要求，也可能有些临床不宜全部接受。本文 旨在阐明如何进行心腔定量检测的技术问题， 并非制定临床处理的标准。究竟进行何种测 量，临床上应根据每一患者具体情况而确定。 但是，评估心腔大小和功能是所有完整超声 心动图检查的一部分，而这些测量对临床处 理可能有着重要影响。 美国超声心动图学会期刊， Lang 等 1441 18 卷 12 期 1 二维定量时图像获取与测量的要点 目的 方法 尽量减少平移 运动 平静或暂停呼吸 （呼气末） 使用最高的 图像分辨率 尽量减小图像的深度 尽可能使用的最高频率的 探头 适当调节增益、动态范围、 发射和侧向增益控制 帧频≥30/s 谐波成像 B彩显像 避免心尖处 的缩短 完全左侧卧位 使用特制的床垫 避开明显的心尖搏动点 显示最清晰 心内膜边界 用造影增强边缘轮廓 定位于舒张和 收缩末期 通过二尖瓣活动和心腔大 小而不单依靠心电图 ECG＝心电图 概述 随着超声技术的进步，诸如宽频探头、谐 波成像和左心声学造影剂等技术的应用，超声 图像质量已有大幅改善。然而，检查者仍需相 当的经验，并专注每一图像切面的某些细节才 能获取最佳的超声图像（表1）。通常，某一心 腔定量分析的最佳图像不一定同时也是显示 和测量其他心脏结构的最佳图像。图像获取过 程中，患者的体位非常重要。要获得最佳的切 面，通常患者躺在特制的床垫上采取左侧卧位， 以显示真正的心尖，避免左心室 (LV)图像被缩 短。患者的左臂应抬起，增大肋间隙的宽度。 应在平静呼吸时获取图像，以避免过度平移。 如果在呼气末期屏气获取图像，则必须注意防 止瓦氏动作，因为它会降低图像质量。 在超声心动图仪器或工作站上进行数字 化扑捉与显示图像时，其帧频至少应有 30 帧/ 秒，这样才可显示最佳图像。在常规临床检查 时，只要患者为窦性心律，就可以采用一个有 代表性的心动周期进行测量。如果患者有心房 颤动，尤其 当R-R 有明显变化时，则应采用多 次心跳进行测量。当 R-R 间隔极不规则时，采 用更多的心动周期取得的平均测量值尤其重 要。当存在房性或室性期前收缩时，应避免在 异位搏动后的这一心动周期间进行测量，因为 上一个心动周期的长短会影响心室容量和纤 维缩短率。 目前谐波成像广泛应用于临床实验室，借 以提高图像质量，对声窗不良的患者尤应如此。 虽然该技术可以减少心内膜信息丢失，但文献 显示，该技术具有一系统性倾向，使左心室壁 厚度和质量测值稍增高，而内径和容量测值则 稍减低3, 4。在对某一患者进行系列测量时，从 基波显像模式变为谐波显像模式而导致的心 腔径线差异可能比多个检查者之间及本人多 次测量测值的差异要小。比较定量分析中的系 列变化的最好办法是并排显示两个相似的系 列图像，并由同一人同时在两张图像上进行同 样的测量5。应注意的是，本文所述的大部分 测量均采用基波显像，因为谐波显像的正常值 尚未确立。 左心声学造影剂对于心内膜边界的勾绘 甚有帮助，在图像不佳时能够提高测量的重复 性，也可改善与其他成像技术的相关性。虽然 某些文章对造影剂的使用已有详细论述6，但 若干注意事项仍需提及。应降低机械指数，以 减少超声束的能量，使气泡破坏减少。图像显 示重点应集中于感兴趣的结构区。在气泡注入 的最初阶段，可出现过密的声影，最佳图像通 常在左心室出现造影剂几个心动周期之后方 能获取。如心内膜的显示率不足80%，我们强 烈建议使用声学造影剂显示心内膜边界7。通 过改善左心室心尖显影的质量，可以减少心室 图像短缩的问题，同时也可提高与其他技术的 相关性。用造影剂增强的图像应有标记，以方 便阅图人员识别成像的平面。 与经胸超声心动图检查(TTE) 相比，使用 经食道超声心动图 (TEE) 进行定量分析既有 优点，也有不足之处。尽管TEE 能使许多心脏 结构的图像显示得以改善，但 TEE 与 TTE 的 测值仍有某些差异。这些测值差异主要是因为 经食道方式无法获得经胸方式测量心室大小 的标准成像平面/切面8, 9。本起草小组建议， TEE 和 TTE 在测量心腔径线和容量时，应使 用同一正常值（相同的标准）。在本文中，对 TEE定量测量的建议主要针对那些可以测量 Lang 等 1442 美国超声心动图学会期刊， 18 卷 12 期 心脏结构的的图像，而这些显像切面应尽量与 TTE 的图像保持一致。 除将某参数称为正常或异常外（参考值）， 临床超声心动图医师描述异常程度时，最常使 用的术语为“轻度”、“中度”或“重度”异常。这 种描述方法不仅使临床医师能够知道某一参 数是否异常，而且还能了解患者的测值偏离正 常值的严重程度。除了提供标准数据外，这种 方法还有助于统一各超声心动图室对异常的 分级标准，如“中度异常”对于各实验室而言具 有相同的含义。但是，在确定阈值上却存在多 种统计方法，各种方法均有明显的局限性10。 第一个方法是依据高于或低于一组健康 人的参考值的标准差（SD）凭经验来确定轻度、 中度和重度异常的临界值（cut-off values）。 该方法的优点是，这些数据中，大多数超声心 动图参数已经存在。但是，该方法也有一些缺 点：首先，并非所有超声心动图数据在性质上 都是呈正态分布（高斯分布）；其次，即使某 一参数在对照组受试者中是呈正态分布，但在 普通人群中测得的超声心动图参数很不对称 地分布在一个方向上（径线异常增大或功能参 数异常减低）。使用在健康人群中获得的 SD 会 导致临界值过低，与临床经验不符，因为 SD 未 能充分地反映不对称的程度（或称阈值范围）。 以LV射血分数（EF）为例，如按低于EF平均值 (64 ±6.5) 的 4 个SD， 即可出现 38% 的严重异 常临界值。 一种替代的方法是根据测量结果的百分 位数值（例如第 95 百分位数、第 99 百分位数） 界定异常程度，其测值来自包括健康和患有疾 病的人群11。尽管这些数据可能也不是呈高斯 分布，但它们与一般人群中存在的非对称分布 和异常程度的范围是一致的。该方法的主要缺 点是对于多数超声心动图变量来说，缺乏足够 大的人群数据组。 最理想的方法是能够预测结果或预后，即 设定一种变量，当这一变量是中等程度偏离正 常范围时，即意味着对患者的预后有所影响， 并具有中等程度的危险。尽管有某些参数（如 EF、LV大小、左心房[LA] 容量）具有足够的 数据表明其危险程度与心室大小存在联系，但 表2 确定不同超声心动图参数临界值的方法 SD 百分位数 风险 专家意见 室间隔厚度 √ √ LV 质量 √ √ LV径线 √ √ LV 容量 √ LV 功能线性 √ 方法 射血分数 √ √ 右心室径线 √ PA 直径 √ 右心室面积 √ 左心室功能 √ LA 径线 √ LA 容量 √ √ √ RA 径线 √ LA＝左心房；LV＝左心室；RA＝右心房；RV＝右心室 是许多其他参数仍缺少相应的危险数据。遗憾 的是该方法仍然存在若干限制。首先是如何对 危险作出最佳的界定。在预测死亡、心肌梗死 （MI）、心房颤动及其他疾病的危险程度时， 仅靠单项参数的临界值的变化过于粗糙。此外， 有关预测危险预后的文章很多都是针对特定 人群（如，心肌梗死后患者、老年人等），而 不像超声心动图室主要针对普通患者进行一 般性心血管危险性的预后评估。最后，虽然理 想的情况是拥有与风险特别相关的数据，但这 一点是否必要仍不得而知。可能因为超声参数 异常越明显，心脏的危险必然越大。超声心动 图的某些参数（LA径线、壁厚、LV 大小和 LV 质量）都表现出这一点，这些参数根据人群估 计值做分界划分时，提示存在渐进性危险，但 两者通常呈非线性相关11。 临界值可以由专家的意见决定。虽从科学 的角度来说，这种方法并不严谨，但它凝聚着 阅读和测量了成千上万份超声心动图的专家 的经验。 目前尚无一种方法可用于所有参数。临界 值中列出了专家小组综合上述多种方法 后达成的一致意见（表 2）。这些统一数值中， 一些参数比另一些参数更准确，将来的研究可 能重新定义这些临界值。尽管存在诸多局限性， 但是这些临界值代表着向临床超声心动学的 标准化迈出了一大步。 美国超声心动图学会期刊， Lang 等 1443 18 卷 12 期 表3 左心室定量分析方法：用途、优点和缺点 径线/容量 应用 / 优点 缺点 径线测量 M 型 可重复性 - 高帧率 - 已积累大量数据 - 对形态正常的心室最具代表性 - 声束方向经常偏离轴线 - 对变形的心室，M型心动图可能没有代表性 2D 引导 - 确保方向垂直于心室长轴 - 比 M 型的帧率低 - 仅一维 容量测量 双平面 Simpsons法 - 矫正形变 - 尽量减少数学假定 - 心尖经常出现透视缩短 - 心内膜信息丢失 - 仅靠双平面 - 对于正常人群积累的数据很少 面积长度法 - 部分矫正形变 - 基于数学假定 - 积累的数据很少 质量 M 型或2D引导 - 已积累大量数据 - 对心室有节段性活动异常者测量不准确 - 声束方位（M 模式） - 微小的差错可被放大 - 过高估计左心室质量 面积长度法 去顶的椭圆形体 - 考虑到乳头肌的作用 - 对变形心室更为敏感 - 对心室变形不敏感 - 基于单项数值或数学假定 - 正常数据很少 2D＝二维；LV＝左心室。 左心室的定量分析 在临床实践和研究中，广泛应用的超声心 动图测量参数是LV径线、容量和室壁厚度12,、13。 LV大小和功能仍常由目测估计。然而，在不同 阅图者间定性评估LV大小和功能时可能发生 明显的差异，同时这也取决于阅图者的水平。 因此，应当常规地对多种定量测量进行比较， 特别在不同切面进行定性测量显示出不同程 度的LV功能不全时更需如此。同样，用目测方 法对定量数据进行反复核查也很重要，这可以 避免过分强调测量过程中的某些测值，因为这 些结果有时可能仅凭单帧静止图像上的结构 所获取。尤为重要的是，将一段时间内在一个 平面中见到的运动结构综合起来，并将该结构 在多个垂直相交平面观察时对三维（3D）空间 构型综合起来进行评估。LV大小、质量和功能 的二维成像定量分析方法已得到验证14-17。 公认的定量分析方法各自均有不同的优 缺点（表 3）。例如，LV径线测量在心瓣膜病 中已得到普遍验证，但可能无法正确反映由冠 脉疾病导致室壁节段性运动异常患者出现的 心室扩张和功能不全。因此，各实验室应熟悉 所有可应用的方法和专家们对这些文献的评 审意见，再根据具体的情况，选用适当的方法。 左心室径线和容量测量的基本原则 要获得室间隔厚度（SWT）、后壁厚度 （PWT）和LV内径精确的径线测值，须在胸骨 旁左心长轴切面进行记录。我们建议在LV短轴， 相当于二尖瓣瓣尖水平测量LV内径（LVIDd 和 LVIDs）和室壁厚度。这些径线测量可直接从 二维图像或使用二维引导的 M 型超声心动图 进行。 M 型超声由于脉冲频率极高，因此具有 极佳的时间分辨率，可以辅助2D区别心脏结构， 例如临近后壁的肌小梁、室间隔左心室面的假 腱索、三尖瓣装置或接近心内膜的室间隔右室 面的调节束等。但是，必须注意到，即使应用 二维引导，M型取样线仍有可能无法与心室长 轴垂直，而这种垂直关系是获得真实短轴径线 测值所必需的。一种替代方法是在胸骨旁短轴 切面上用二维引导直接对心腔内径和室壁厚 度进行测量，或者将定向M型取样线放在与室 间隔和LV后壁垂直的位置上进行测量。 Lang 等 1444 美国超声心动图学会期刊， 18 卷 12 期 图1 在胸骨旁短轴切面引导下，确定M型超声 取样线的最佳声束方位（左上图），用 M 型超 声测量左心室舒张末期内径（EDD）和收缩末 期内径（ESD）。 冠心病患者的2D评估方法业已提出。采用 该方法时，建议在LV短轴的二尖瓣腱索水平测 量LV内径（LVIDd和LVIDs）和室壁厚度。可以 直接在2D图像上或使用2D引导 M型 超声心动 图进行上述径线测量。在LV流出道下方，在腱 索水平横断室间隔直接进行2D短轴测量2,5,18， 这样可以对收缩对称的LV进行全面评估，并可 以评估节段性室壁运动异常的基底部心肌的 功能。直接用2D测量的短轴径线要比 M型 测 量的数值偏小，其LVIDd内径正常上限分别为 5.2 cm 和5.5 cm，缩短分数（FS）的正常下限 分别为 0.18 和0.25。正常舒张期和收缩期这些 参数的测值分别为 4.7 ± 0.4 cm和 3.3 ± 0.5 cm2, 18。 LVID、SWT 和 PWT 于舒张末期和收缩 末期用2D或 M 型超声测得1, 2，最好在多个心 动周期测量（图1）1, 2。图像处理技术的改进 已经提高了心脏结构的分辨率。因此，现在可 以按真实的组织-血液的界面测量室间隔厚度 和其他腔室径线，而不是按以前的建议，测量 前缘回声之间的距离。2D超声心动图测量径线 克服了通常M型超声在胸骨旁图像上因斜切而 造成的腔室和室壁测值过大的问题。如果需要 图2 在食道中段心脏二腔切面上对左心室的 长径（L）和短径（LVD）进行经食道多平面超 声测量，最佳图像通常可以在约 60-90 度之间 获得 图3 进行经食道超声心动图检查时在经胃底 左心室切面上测量左心室（LV）短轴内径 （LVD），通过旋转探头，通常约在 90-110度 之间可获得最佳的图像，从而准确的测量左心 室的各个径线。 手动校准图像，应采用 6 厘米或更大的距离， 以最大限度地降低由校准点放置不精确引起 的误差。 要获得容量测量数据，最重要的2D定量分 析切面是乳头肌中部水平短轴切面和心尖四 腔和二腔切面。容量测量要求对心内膜进行手 动描记。在左心室质量计算中，应将乳头肌从 心肌中删除（图 6）。准确的测量需要最佳的 心内膜显影，以尽量减少推断造成的误差。学 者们建议，心脏四腔切面上左心室面积的基底 部边界应由二尖瓣环侧缘与间隔缘之间的直 线来确定，而在两腔切面，则用瓣环前缘与下 缘之间的直线来确定。 美国超声心动图学会期刊， Lang 等 1445 18 卷 12 期 1离心 图 4 经食道超声心动图测量室间隔（SWT） 和LV后壁（PWT）厚度时，应由经胃左心室 短轴切面上乳头肌水平进行，通常在约 0 至 30 角度之间可以获得最佳的图像。 舒张末期可定义为QRS波的起点，但确定 该时相的最佳方法为选取二尖瓣关闭后或心 动周期中心室内径最大的那一帧图。对于窦性 心律而言是在舒张末期心房收缩之后。收缩末 期最好选取二尖瓣开放之前的那一帧图或心 动周期中心室内径最小的一帧图。在心尖二腔 切面中，二尖瓣运动并不总是清晰可见的，故 应将心室容量最大和最小的那一刻确定为舒 张末期和收缩末期。 TEE测量LV内径的推荐切面是食道中段 （图2）和经胃（图3）的二腔切面。LV内径的 测量方法是，在LV长轴心底三分之一与中部三 分之一相交点，测量此处垂直于长轴的前壁心 内膜至下壁心内膜之间的水平距离。测量LV 室壁厚度推荐使用的 TEE 切面是经胃中短轴 切面（图 4）。进行TEE检查时，食道中段的四 腔和长轴切面上LV长轴的径线常被缩短，而食 道中段二腔切面是测量长轴径线的最佳选择。 检查者应采集可显示最大腔室径线的成像平 面，找到垂直于该腔室长轴的直径测量角度， 然后测量最大的短轴直径，以避免TEE 切面被 缩短的缺点。 左心室质量的计算 在临床实践中，LV径线测量一般用于左心 室收缩功能的评估，而在流行病学研究和治疗 试验中，超声心动图的单项测值最大用途是估 测人群中LV质量及其在抗高血压中治疗中的 变化13,19。所有LV心肌质量测量法中，无论是 M 型、2D或3D超声心动图，均是基于将LV心外膜 所勾划的容积中减去LV腔容量的方法得出，此 称LV心肌或壳体容积。然后将壳体容积乘以心 图 5 室壁相对厚度的比较（RWT）。 LV心肌 质量正常的患者可能有向心性重构（LV心肌 质量正常，RWT≥ 0.42）或具有正常几何形状 （RWT ≤0.42）和正常LV心肌质量。具有LV 心肌质量增高的患者可能有向心性肥厚（RWT ≥0.42）或离心性肥厚（RWT ≤ 0.42）。 上述 LV心肌质量测值由径线性测量获得。 肌密度求得LV的质量值。因此，LV心肌质量定 量分析需要精确识别心脏血池与心内膜间的 界面以及心外膜与心包膜间的界面。 迄今为止，大多数LV心肌质量是采用2D 引导的M型径线的测值进行计算，而近来则采 用2D的LV径线测值而获得20。ASE 推荐用LV 径线测值求得LV质量的方法是将LV设定为扁 长的椭圆形来计算的（经尸检验证 r = 0 90, P < .00121）： LV mass = 0.8 ×{1.04[(LVIDd + PWTd + SWTd)3 -(LVIDd)3]} + 0.6 g 上式中，PWTd和SWTd分别为舒张末期后壁 厚度和室间隔厚度。该公式适合估测LV几何形 状无严重畸变的病患（如：高血压患者）。由 于该公式需要取主要测量结果的立方值，所以 即使微小测量误差也会被扩大。通过下列 (2×PWTd)/LVIDd 公式计算室壁相对厚度 （RWT）则可将LV心肌质量增加区分为向心性 肥厚（RWT ≥ 0.42）或离心性肥厚（RWT ≤ 0.42），并且可以识别向心性重构（LV质量正 常，RWT增加）（图5）22。 Lang 等 1446 美国超声心动图学会期刊， 18 卷 12 期 图6 检测LV心肌质量有两种方法，即在左心 短轴（左）和心尖 四腔（右）二维切面上根 据面积-长度（AL）公式或截顶的椭圆体（TE） 公式进行计测。式中A1 = LV总面积；A2 =LV 腔面积，Am = 心肌面积，a为从最宽的短轴半 径至心尖的长径或半主轴，b为短轴半径（由 短轴腔面积逆算得出），d为从最宽的短轴直径 至二尖瓣环平面的截短半主轴。假定这是一圆 形区域，其半径（b）由计算得出，而室壁平 均厚度（t）由心外膜短轴和心腔面积推知。 解释参见正文。 测量LV质量最常用的2D方法是以面积-长 度公式和截顶的椭圆模式为基础的，详见1989 年ASE 关于LV定量分析的文件2。两种方法均 在上世纪80年代初于动物模型和人体测试中 得到了验证。在人体测试是将发病前的超声心 动图与在尸体解剖中测得的LV重量进行比较， 从而得到了验证。两种方法均须通过测量处于 中乳头肌水平的心肌面积来实现。描记心外膜 以获取总面积（A1），描记心内膜，以获取室 腔面积（A2）。心肌面积（Am）即为两者之 差：Am = Al - A2。假设为一个圆形区域，按 下式计算其半径：b =√𝐴2/𝜋由此可计算出平 均室壁厚度（图6）。LV质量可任取图6中所示 两个公式中的一个而得出。如果存在广泛性节 段性室壁运动异常（如：心肌梗死），则可采 用双平面辛普森法，但该方法须依赖于对LV 心内膜和心外膜的良好显示，但从该声窗探查 时常难以获取。大部分实验室均在舒张末期进 行测量，而在描记心肌面积时排除乳头肌。 TEE 评价 LV质量也有很高的准确性，但 在测量LV PWT时存在较小的系统性误差。通 过 TEE 室壁厚度测量法得出的LV质量平均比 经胸超声测量要高出6 g/m2。 8 图7 在舒张末期（LV EDD）和收缩末期（LV ESD）心尖 四腔图（A4C）和心尖二腔图（A2C） 切面上使用双平面法（改良的辛普森法）进 行二维测量计算容量。描记过程中，应将乳 头肌从室腔中删除。 LV收缩功能： 径线和容量测量 许多超声心动图实验室通过M型 测量方 法或从二维图像中获得径线来进行定量分析。 业已证明，M 型和二维图像的径线测值的重复 性很好，其阅图者自身和多个阅图者之间重复 测量的变异性均较低20,23-26。虽然在某些情况 下LV功能的径线测量会出现问题，比如，无并 发症的高血压、肥胖症或心瓣膜病也可出现节 段性功能明显异常。但如无心肌梗死，这种节 段性功能异常较为罕见。因此 FS 及其与收缩 末期压力之间的关系经常为临床研究提供有 用的信息27。以前采用的 Teichholz 或 Quinones 方法是由 LV 径线计算出 LV EF，由于将LV 径 线测值转换成3D容量时需要做几何假定，故其 结果不够准确28,29。因此，在临床实践中建议 不应采用径线测值来计算 LV EF。 LV室壁中层肌纤维收缩可能比邻近心内 膜处的肌纤维更好地体现内在收缩性。在向心 性心肌肥厚时，计算LV心壁中层而不是心内膜 处心肌的FS对于发现隐性收缩异常更为有用 30。中层心肌缩短分数（MWFS）可由基于数 学模型的30,31舒张期和收缩期室腔和室壁厚度 的径线测值按照下列公式进行计算: 内壳 = [(LVIDd + SWTd ⁄ 2 + PWTd ⁄ 2)3 -LVIDd3 + LVIDs3]1⁄3 – LVIDs ([LVIDd + SWTd ⁄ 2 + PWTd ⁄ 2] - [LVIDs + 内壳]) MWFS = (LVIDd + SWTd ⁄ 2 + PWTd ⁄ 2) x 100 美国超声心动图学会期刊， Lang 等 1447 18 卷 12 期 表4 LV质量和几何形状的参考限值与临界值 女性 男 性 参考值 轻度 中度 重度 参考值 轻度 中度 重度 的范围 异常 异常 异常 的范围 异常 异常 异常 线性方法 LV 质量，g 67-162 163-186 187-210 ≥211 88-224 225-258 259-292 ≥293 LV质量/BSA，g/m2 43-95 96-108 109-121 ≥122 49-115 116-131 132-148 ≥ 149 LV 质量/高度，g/m 41-99 100-115 116-128 ≥129 52-126 127-144 145-162 ≥163 LV 质量/高度2.7，g/m2.7 18-44 45-51 52-58 ≥59 20-48 49-55 56-63 ≥64 相对室壁厚度，cm 0.22-0.42 0.43-0 47 0.48-0.52 ≥0.53 0.24-0 42 0.43-0 46 0.47-0.51 ≥ 0.52 室隔厚度，cm 0 .6-0.9 1.0-12 1.3-15 ≥1.6 0.6-1.0 1.1-1.3 1.4-1.6 ≥1.7 后壁厚度，cm 0.6-0.9 1.0-12 1.3-1.5 ≥1.6 0 6-10 1.1-1 3 1.4-1.6 ≥ 1.7 二维方法 LV 质量，g 66-150 151-171 172-182 ≥193 96-200 201-227 228-254 ≥255 LV质量/BSA，g/m2 44-88 89-100 101-112 ≥ 113 50-102 103-116 117-130 ≥131 BSA＝人体表面积；LV＝左心室，2D＝二维。 粗斜体数值：此为建议并已经过充分验证 容量测量中最常用的2D测量方法是双平 面圆盘法（改良的辛普森法），也是本委员会 一致推荐的方法（图7）。该方法的原理是通过 一叠椭形圆盘累积相加计算出LV总容量。在心 脏二腔和四腔切面上获得LV长轴的两个长度 值，取较大长度值的一段（通常是1/20）作为 每个圆盘的高度。圆盘的横截面积由二心腔和 四心腔切面上获得的两个横轴径线求得。如果 无法获得两个合适的正交平面时，可使用单一 平面并将圆盘面积假定为圆形。当存在广泛性 室壁运动异常时，单平面法的局限性变得非常 明显。 在心尖内膜分辨率不足以进行准确勾画 描记时，计算LV容量的一种替代方法是面积- 长度法，这种方法假定LV为弹头状。测定时由 胸骨旁短轴切面上计算出LV中部的截面积，而 将心尖四腔切面上从瓣环水平中点到心尖的 距离作为心室的长度。在舒张末期和收缩末期 重复上述测量，然后根据以下公式求得容量： 容量＝[5 (面积) (长度)]/6。最常用的容量 指数是以平方米表示的体表面积（BSA）。 舒张末期容量（EDV）和收缩期末容量 （ESV）通过上述两种方法之一求得，EF的计 算方法如下： EF＝（EDV－ESV）/EDV LV收缩功能减低的参考值见表6。依照常规做 法，男性和女性均采用同样的临界值。但是， 新近推出的的超声心动图技术和磁共振影像 （MRI）数据显示，健康女性的LV EF和其他 指标略高于男性32,33。由于经食道难以获得未 短缩的LV腔图像，故 TEE 对LV容量的定量分 析受到质疑。但是，在仔细获取图像之后，TEE 和 TTE 测量容量与EF显示二者差异很小或无 显著差异8,9。 LV测量的参考值 如表4－6所示，LV径线的参考值是从510 例无明确心血管疾病的体重正常、血压正常、 未患糖尿病的白人、非裔美国人和美洲印第安 人成人等多个民族人群中获得的（未公布数 据）。关于数据来源的人群此前已有详述20,34-36。 容量测量的参考值业已在成年健康人群中测 得37。 即便按体表面积指数，男性与女性的LV 质量正常值也不尽相同（表4）。对成人LV质量 测量进行标准化的最佳方法仍存争议。虽然体 表面积常用于临床试验中，但此方法会低估超 重和肥胖人LV肥厚的发生率。对于肥胖症和心 血管病患者，使用LV质量身高指数（LV质量/ 身高2.7）可提高LV肥厚的检出率。现有数据尚 不能确定此类校正后的LV质量指数是否可以 提高或降低对心血管疾病事件的预测。需要注 意的是，表4中的LV质量参考值的范围低于以 前一些超声心动图研究公布的数值，但是与那 些基于直接尸检测量所获得的数值和临床试 验中采用的临界值一致19,20,36,38,39。虽然以前一 些研究显示出不同人种LV质量测值不同，但现 Lang 等 1448 美国超声心动图学会期刊， 18 卷 12 期 表5 LV大小的参考限值与临界值 女性 男性 参考范围 轻度异常 中度异常 重度异常 参考范围 轻度异常 中度异常 重度异常 LV 大小 LV 舒张末期直径 3.9-5.3 5.4-5.7 5.8-6.1 ≥6.2 4.2-5.9 6.0-6.3 6.4-6.8 ≥ 6.9 LV 舒张末期直径/BSA，cm/m2 2.4-3.2 3.3-3.4 3.5-3.7 ≥3.8 2.2-3.1 3.2-3.4 3.5-3.6 ≥ 3.7 LV 舒张末期直径/身高，cm/m 2.5-3.2 3.3-3.4 3.5-3.6 ≥3.7 24.-3.3 3.4-3.5 3.6-3.7 ≥ 3.8 LV 容量 LV 舒张末期容量，mL 56-104 105-117 118-130 ≥131 67-155 156-178 179-201 ≥ 201 LV 舒张末期容量/BSA， mL/m2 35-75 76-86 87-96 ≥97 35-75 76-86 87-96 ≥ 97 LV 收缩末期容量，mL 19-49 50-59 60-69 ≥70 22-58 59-70 71-82 ≥ 83 LV 收缩末期容量/BSA， mL/m2 12-30 31-36 37-42 ≥43 12-30 31-36 37-42 ≥ 43 BSA=体表面积；LV=左心室 粗斜体数值：此为建议并已经过充分验证 表6 LV功能的参考限值与临界值 女性 男性 参考范围 轻度异常 中度异常 重度异常 参考范围 轻度异常 中度异常 重度异常 线性方法 心内膜缩短分数，% 27-45 22-26 17-21 < l6 25-43 20-24 15-19 <14 室壁中层心肌缩短分数， % 15 - 23 13 - 14 11-12 < 10 14 - 22 12-13 10-11 < 10 二维法 射血分数，% ≥ 55 45-54 30-44 <30 ≥ 55 45-54 30-44 <30 2D=二维 粗斜体数值：此为建议并已经过充分验证 有文献资料表明，临床上健康的非洲裔美国人 和白人之间并不存在显著差异。与此相反，最 近一项研究显示，高血压病成人患者的LV结构 在不同的人种、种族中存在着差异40。虽然LV 室壁厚度在检测心室肥厚时的敏感性、特异性 和预测值较LV质量测算的准确性稍低，但有时 在临床上最容易依据LV后壁和室间隔厚度的 增加来识别LV肥厚。 儿童LV质量的测量需要使用患者身体大 小的测量指数，因此显得复杂。采用指数的目 的是既要考虑到瘦削体形的正常儿童生长，又 不忽视超重或肥胖患儿的病理性影响。这样， 幼儿时期指数化的LV质量测值便可以与后来 青春期和成人期的测值作直接比较。在少年和 青春期患者中，LV重量除以身高（米）的2.5 到3.0次方是最广泛应用的指数法，因为它与 削瘦体型的LV质量指数相关最好42。目前普遍 采用的是中间值，即2.743,44。对于年幼儿童（＜ 8岁），最理想的指数因子仍有待进一步研究， 但身高的2.0次方似乎是最为合适的数值45。 三维评估容量与质量 基于几何假设的一维或二维方法难以对 三维室腔容量和质量进行完整的表达。虽然过 去认为这些误差是不可避免的，并且其临床意 义不大，但很多情况下，特别是当需要系列检 查来跟踪某一疾病的进展时，都要求有精确的 测量值。在过去十年里，已出现多种3D超声心 动图测量LV容量和质量的方法46-59。从理论上 可将它们分为两种，一种是在一系列2D横断面 上进行脱机重构，另一种是使用矩阵排列探头 进行联机数据获取，后者又称实时3D超声心动 图。在获得原始数据后，计算LV容量和质量需 要通过手动或半自动勾划出心内膜 (测 美国超声心动图学会期刊， Lang 等 1449 18 卷 12 期 图8 LV节段分析的示意图。根据胸骨旁短轴和长轴不同方位的切面，在3个不同水平上进行 节段分析。“心尖帽”通常在心尖四腔、心尖二腔和心尖三腔切面上得以显示。心尖帽只能 在声学造影研究时得以显示。在ASE 1989的文件中2，曾建议使用无心尖帽的16节段模式。 美国心脏协会心肌分段与心脏图像注册起草小组建议采用包括心尖帽的17节段模型62。 图9 右冠状动脉（RCA）、左前降支（LAD）和回旋支（CX）冠动脉的典型分布情 况。 各患者动脉分布有所差异，某些节段的冠脉灌注也可有变异。 定质量时尚需确定心外膜）。然后对边界进行 处理，将圆盘相加54,56或采用其他方法计算出 室腔或心肌容积46-48。 无论采用哪种图像获取或分析方法，3D 超声心动图均无需依赖几何假设来计算容量 或质量，并且无平面定位错误，而这种误差可 导致室腔短缩。将3D超声心动图的LV容量或质 量与其他金标准（如MRI）比较后，进一步确 认了3D超声心动图的准确性。以磁共振数据作 为参照，3D超声心动图得出的LV和右心室（RV） 容量比2D超声心动图具有更高的符合率（更小 的偏差）和更低的离散度，而阅图者本人和阅 图者之间的变异性也得以减低46,54,57,60。3D超声 心动图LV质量计算法较之M 型或二维超声心 动图计算值的优势已得到令人信服的论证 55,57,59。3D超声心动图测量的RV容量和质量与 磁共振数据也有很高的符合率58,61。目前所存 在的局限性包括：要求心律规则、实时3D超声 心动图与2D相比其图像质量稍差，脱机数据分 析也需要较长的时间。但是，数据采集点数量 无需几何假设、3D图像清晰度不断提高、以及 Lang 等 1450 美国超声心动图学会期刊， 18 卷 12 期 测量方法的不断改进等优点弥补了上述的不 足。 节段性LV功能 1989年，ASE 推荐了一种LV16节段划分 模式2。该节段划分模式包括心室基底部和中 部水平各6个节段，心尖部4个节段（图8）。RV 室壁与LV相接处为室间隔，室间隔在LV基底部 和中部水平上称为前间隔和下间隔。继续沿着 逆时针方向，心室基底部和中部水平的其余节 段称为下壁、下侧壁、前侧壁和前壁。心尖节 段包括间隔壁、下壁、外侧壁和前壁。此节段 划分模式已广泛应用于超声心动图领域。相反， 核灌注成像、心血管磁共振和心脏CT成像则普 遍使用更多的节段。 2002年，美国心脏协会心肌分段与心脏 图像注册起草小组推荐一种17节段模型（图 8），以期建立适用于各种成像技术的节段划分 标准62。这个模型与先前的16节段模型的主要 不同之处是增加了第17节段即心尖帽。心尖帽 是位于LV腔顶点以上的节段。随着超声心动图 成像质量的提高，包括谐波和声学造影成像质 量的改进，相信心尖帽的成像效果将更为理想。 两种分段方法在临床上均很实用，其精细程度 足以进行半定量分析。17节段模式应主要用于 心肌灌注研究或在不同成像方法之间进行比 较。而16节段模式适合评价室壁运动异常的研 究，因为正常人其心尖帽（第17节段）并不移 动。 尸体解剖中评故的心肌质量和体积是决 定节段分布的基础。将心脏划分成垂直于LV 长轴的心室基底部、中部和心尖部三部分，心 室中部1/3由乳头肌界定，用此法 测得的无心 脏疾病成人的心肌质量分别为：心室基底部占 43%、心室中部占36%，心尖部占21%63。16 节段模式与此方法非常接近，其心肌质量分布 情况是，基底部和中部各占37.5%，心尖部则 为25%。17节段模式测得的心肌质量分布为基 底部35.3%、中部35.3%和心尖部29.4%（包括 心尖帽）。 冠状动脉向心肌各节段供血情况存在差 异性。但是，各节段供血通常由3支主要冠状 动脉提供，详见图 9 TTE 分布图62。 20世纪70年代以来，超声心动图已用于评 价心肌梗死和缺血情况下的LV局部室壁运动 状况65,66。目前已发现，能影响局部LV收缩功 能的局部心肌血流量变动范围很大67。虽然静 息状态下，管腔直径狭窄程度未超过85%之前， 局部室壁运动异常可能未被察及，但在运动情 况下，冠状动脉狭窄50%即可导致局部功能障 碍。现已公认，超声心动图可能会高估心肌局 部缺血或心肌梗死的范围，因为相邻区域的室 壁运动可能会受到局部负荷情况紊乱和顿抑 的牵连68。此时不但要考虑室壁运动的状况， 也应考虑室壁增厚的改变。另外应当注意，在 无冠脉疾病情况下，也可能会出现室壁运动异 常。 建议单独分析各个节段，并根据其运动和 收缩增厚情况分别计分，能在多个切面中确认 各节段的功能则最为理想。节段计分方法如下： 运动正常或亢进＝1，运动减弱＝2，无运动（无 室壁增厚）＝3，运动反向（收缩期矛盾运动） ＝4，室壁瘤（舒张期变形）＝5 1。室壁运动 计分指数可通过用各节段所有分数之和除以 被计分的心肌节段总数来获得。 LV重构的评价和超声心动图在临床 试验中的应用 LV重构系指心脏大小、几何形状和功能随 时间改变的过程。定量2D TTE 可以识别健康 个体和多种心脏疾病状态时的LV重构。在生长 发育期、体育锻炼和怀孕期间心脏虽增大但仍 保持正常功能时，此时LV重构可能是生理性的。 多项研究表明，等长和等张运动会导致LV和RV 室腔大小和室壁厚度的重构69-73。受过高强度 训练的优秀运动员的心脏变化与运动类型和 持续时间有直接关系，在超声心动图检查时有 其特征性改变。等长运动时，LV质量出现不成 比例的增加，而LV舒张期容量则增加不多，导 致室壁厚度与室腔大小的比率（h/R比率）明 显增加。而健康的非运动员因其LV收缩功能的 射血指标没有变化，故室壁与室腔大小的比例 也无明显变化 69-73。 运动员心脏生理性肥厚 的重构可随着耐力训练的中止而逆转，它与去 脂体重的增加相关70，是由心脏交感神经活动 美国超声心动图学会期刊， Lang 等 1451 18 卷 12 期 性增强而引发的71。系统性高血压或主动脉瓣 狭窄可导致向心性心室肥厚（室壁厚度增加、 室腔容量正常、射血分数不变），这种慢性压 力负荷过重引起的心室重构可以是代偿性的 （图5）。代偿性LV重构还可能发生在二尖瓣或 主动脉瓣返流引起的慢性容量负荷过重，表现 为离心性心室肥大、LV室腔扩张。但在初期， 其收缩功能保持正常。压力和容量负荷过重仍 可被相应的心室肥厚所代偿，使得室壁应力维 持正常，血流动力学和EF可保持长期稳定。但 是，有些患者缓慢增加的后负荷不可能永远保 持正常，此时重构过程逐渐变成病理性重构。 渐进性心室扩张、室腔变形、二尖瓣环和 瓣膜下结构正常几何形状被破坏，由此导致二 尖瓣返流，这些征象表明心室正在向病理性重 构转化。二尖瓣返流加重容量负荷，使得收缩 功能进一步恶化，进而发展为心力衰竭。LV 扩张引起二尖瓣返流，二尖瓣返流再导致LV 进一步扩张、渐进性心室重构和收缩功能不全。 高血压引起的LV大小和几何形状的变化 （图5）说明血压升高已导致血液动力学发生 了实质性变化22,75。单纯血压增高很少引起LV 向心性肥厚的压力负荷过重，这种压力负荷过 重往往同时伴有收缩压和外周阻力的增加。相 反，离心性LV肥厚时，外周阻力正常，而循环 血容量过多，心脏指数增加。向心性心室重构 （LV质量正常但RWT增加）的特征是高外周阻 力、低心脏指数和动脉僵硬度增加。 MI时因具有收缩能力的心肌细胞突然丧 失，心室会出现一种独特的重构过程22,78。梗 死区早期膨胀伴随着LV早期扩张，这是为了增 加局部室壁的应力，以保持每搏输出量。心肌 梗死后早期和晚期重构的范围由多种因素决 定，包括梗死的范围和部位、交感神经系统的 激活，以及肾素/血管紧张素/醛固酮系统和利 钠肽的上调情况。约三分之一到半数患者在梗 死后出现渐进性扩张79,80，并伴有心室变形和 继发性二尖瓣返流。二尖瓣返流进一步加重了 LV功能的恶化和充血性心力衰竭的发展。无论 初期诱发原因是慢性压力负荷过重、慢性容量 负荷过重、遗传性心肌病还是MI，病理性LV 图10 用M型（左）和经胸剑下（右）超声心 动图测量右心室壁厚度（箭头所示）的方法。 图11 LV乳状肌水平心尖四腔切面检测右心室 中段直径。 重构是最终导致心衰的共同途径。美国490万 心衰竭患者中，LV功能不全有三分之二的病因 是冠心病81。 虽然慢性系统性高血压、慢性瓣膜返流和 原发性心肌病患者的LV重构已有阐述，但由于 心力衰竭的转变的时间十分漫长，故人们对其 过程尚未完全明了。相反，从MI到心力衰竭 的转变过程较短，对此已有详尽的文献记载。 传统的超声心动图评估LV重构的定量方 法是由ASE建议的在双平面或单平面图像上 进行LV容量估测。双平面和单平面容量估测不 能互相替代，但两种估测方法均可较敏感地观 测到LV重构和收缩功能降低具有时间的依从 关系77。对梗死后和心力衰竭病程大量的观察 表明，LV容量和EF可以预测随访中的不良心血 管事件，包括死亡、再发性心肌梗死、心力衰 竭、室性心律失常和二尖瓣返流78-81。 Lang 等 1452 美国超声心动图学会期刊， 18 卷 12 期 表7 右心室和肺动脉内径的参考限值与临界值 参考范围 轻度异常 中度异常 重度异常 右心室径线（图12） 右心室基部直径（RVD 1），cm 2.0-2.8 2.9-3.3 3.4-3.8 ≥3.9 右心室中部直径（RVD 2），cm 2.7-3.3 3.4-3.7 3.8-4.1 ≥4.2 基部到心尖长度（RVD 3），cm 7.1-7.9 8.0-8.5 8.6-9.1 ≥ 9.2 RVOT 直径（图13、14） 主动脉瓣上方（RVOT 1），cm 2.5-2.9 3.0-3.2 3.3-3.5 ≥ 3.6 肺动脉瓣上方（RVOT 2），cm 1.7-2.3 2.4-2.7 2.8-3.1 ≥3.2 PA 直径 肺动脉瓣下方（PA 1），cm 1.5-2.1 2.2-2.5 2.6-2.9 ≥3.0 RV＝右心室；R VOT＝右心室流出道；PA＝肺动脉。数据来源： Foale et al 76 图12 经食道超声心动图在食道中段四腔切面 测量右心室（RV）直径。在大约0至20度，变换 角度，选取最大的右心室，获取最佳图像。 本委员会建议按照上述各节所述方法定量估 测LV容量、LV EF、LV质量和形状，跟踪生理 和病理等因素诱发的LV重构。此外，这些测值 在基本临床资料的基础上，提供了更多的预后 信息。 RV和RV流出道的定量 分析 正常RV是一个复杂的新月形结构，包绕在 LV的旁侧，在任何单一2D超声心动图切面上均 不能全部显示。因此，RV形态和功能的准确评 价需要结合多个超声心动图切面，包括胸骨旁