心肌超声背向散射的超微基础及临床应用进展

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1、心肌超声背向散射的超微基础及临床应用进展　　当超声界面是非常小的组织颗粒，其直径小于入射超声波长的1/2时，就可引起超声背向散射，其数量巨大，密度、结构不一，现代技术将指向探头180度范围内的背向散射波进行整合，形成整合背向散射或背向散射积分(IntegratedBackscatter,IBS)。其变化是超声波和心肌组织中各种传导媒介相互作用的结果。因此，来自心肌某节段散射波的数量是定量反应该段心肌组织特性的敏感指标，以分贝(dB)表示。当心肌有各种病理改变时，其组织结构会出现相应改变，通过测量其IBS参数的大小可以定量评价该段心肌的

2、组织特性。　　1.测量参数　　平均IB：又称AII(AverageImageIntensity)，即某个或某几个心动周期中IBS的平均值。　　CVIB：又称PPI(PeaktoPeakIntensity)，即IBS值随心动周期而出现的周期性变化幅度(CyclicVariationofIBS)。正常心肌IBS值以舒张末期最高，收缩末期最小。　　SDI：(StandardDeviationofImageIntensity)，图像背向散射的标准差。　　IBSdelay:即IBS变化周期的延迟时间，指心电图QRS波的起始部到CVIB最低点的时

3、间。因为每个人的QT间期不同，故常取其矫正值，其矫正公式为：delay(normalized)＝delay(ms)/QT(ms)。该指数用来测定IBS值相对于收缩期而发生的时间上的变化，是通过心肌节段声学特征来反映心肌收缩功能的指标，正常心肌的测定值接近1，梗塞心肌则延长。　　2.心肌背向散射的超微基础　　背向散射信号与心肌胶原含量的关系：胶原沉积是心肌梗塞及其他心肌疾病固有的病理变化〔1〕。Mimbs等〔2,3〕在动物实验中发现，胶原沉积后纤维化的心肌与正常心肌比较，前者平均IB值显著增大。Hoyt等〔4〕在正常人体心室肌中发现少量

4、的胶原，其含量与IBS值没有相关性；在正常人体心肌中，是心肌组织而非胶原物质在超声背向散射信号中起重要作用。同样地，O’Donnell等〔5〕亦论证了在正常心肌中，胶原物质不是超声衰减的主要决定因素。随后Hoyt等研究了人体陈旧性心梗后心肌的背向散射信号及相应切割心肌的超微结构。结果发现IBS值与胶原含量之间存在线性相关关系(r＝0.78，P＜0.002)；与其对数亦成线性相关(r＝0.81，P＜0.001)；心肌结缔组织面积百分率与胶原含量密切相关(r＝0.86，P＜0.002)。结果表明组织学研究揭示了心室壁心肌胶原沉积在量与部位

5、上的变化，及其对超声信号的影响；超声背向散射的定量分析有助于无创性评价梗塞后心肌纤维化的存在及程度。　　背向散射信号周期性变化的超微基础：超声背向散射表现出一种随心动周期而发生周期性变化的调节特征。正常人心肌的IBS值以舒张末期最高，收缩末期最低。这种调节性能与心肌收缩功能的变化密切相关，而且，在心肌缺血时，此性能减弱或消失。目前，该调节性能的确切机制尚有争议。axpfle〔18〕等采用视频法分析了动物实验中移植心脏心肌的灰阶水平与灰阶分布，结果发现中度与重度AR期舒张末期心肌的灰阶值明显增大，而轻度AR不会导致灰阶水平的连续性改变。

6、因此，视频法的敏感度不够，限制了它对人体的应用，因为轻度AR亦具有很大的潜在危险性。Masuyama等〔19〕采用射频法的临床研究发现人体同种心脏移植术后急性中度排异反应会导致心肌CVIB值的显著改变。Angermann等〔20〕采用射频法通过检测52例移植心脏舒张末期的2D-IB(tensionalintegratedbackscatter)值，以评价该方法对AR的诊断价值。结果发现心肌的2D-IB变化与AR反应密切相关。与AR反应前比较，AR反应后心肌的2D-IB值显著增大，左室后壁或室间隔的2D-IB值增加1.5bB即表明轻度A

7、R反应的敏感性为88%、83%，特异性为89%、85%；2D-IB值分别增加5.5及3.8dB即表明中-重度AR反应的敏感性为92%、79%，特异性为90%、84%。因此，舒张末期左室后壁与室间隔2D-IB值的增加不仅可用于区别中、重度AR反应，也可以用来区别轻度的AR反应。由于伴有肌细胞损害的心肌的2D-IB值增加明显高于没有肌细胞损害的心肌，因此，检测心肌的2D-IB值可用来评估AR反应的严重程度。　　5.局限性　　背向散射有赖于心肌纤维方向与超声束之间的成角，即各向异性。而且，分析结果具有很强的图像质量依赖性。目前，背向散射图像

8、的缺点之一是其动态范围小，这一点可以由降低发射功率来纠正；另一个缺点是与传统二维超声比较起来，背向散射的分辨率衰减更明显。　　参考