心肌声学造影在心脏占位性病变诊断中的研究进展
2023-04-11 来源:医学综述

作者:田丰,西安医学院研究生处;高宇勤,郝霁萍,西安市第九医院

 

心脏占位性病变主要包括肿瘤性或非肿瘤性病变,其中肿瘤性病变较为常见的为原发性心脏良恶性肿瘤、心脏转移瘤,非肿瘤性病变常见的为心脏瓣膜赘生物及心腔的附壁血栓等。

 

根据不同的疾病类型,心脏占位性病变的临床表现不一,无明显特异性。因而常被误诊为心包炎、先天性心脏病及风湿性心脏瓣膜病等,可能对患者的生活质量和生命安全造成严重威胁;同时由于其发病率较低,在临床较为少见,故早期准确的诊断及治疗对于心脏占位性病变患者显得极为关键。

 

目前,经胸或经食管超声心动图是诊断心脏占位性病变最常用的手段,能够通过评估占位性病变的综合特点(质地、大小、包膜、形态、浸润情况及活动度等)进行判断,占位性病变通过典型的声像图即可确诊,但仍具有一定的漏诊、误诊风险,且超声心动图仅根据彩色多普勒或频谱多普勒检查无法对肿瘤性质进行定性,容易延误治疗时机。

 

近年来,随着超声和造影技术的不断发展,心脏造影技术也逐渐应用于临床诊断,心肌声学造影(myocardial contrast echo cardiography,MCE)通过将超声微泡造影剂注入静脉,随着血液循环,冠状动脉循环中可探测到造影剂显像即心肌显像,然后用定量及定性的分析方法观察心肌的增强表现,从而对心脏占位性病变做出准确判断,使得心脏占位性病变的诊断准确率明显提高。现就MCE在心脏占位性病变诊断中的研究进展予以综述,以期为MCE的临床应用及心脏占位性病变的检查提供新方向。

 

1.MCE的原理及分析方法

 

1.1MCE的基本原理

 

MCE是利用超声微泡造影剂在不同信号处理技术下产生能被超声探头可检测的非线性回波信号而成像的一种技术,这种回波信号在声像图上显示为高于周围组织的稍强回声。超声微泡造影剂可以模拟血细胞的运动状态,其灌注速度可反映血流速度,灌注浓度可反映微血管的血容量,故MCE实现了毛细血管水平上心肌微循环的增强显像。

 

不同的信号处理主要指在不同的超声波机械指数下选择通过强烈或较小的声压破坏超声微泡,然后观察超声微泡造影剂在微循环内的灌注情况,较常规超声心动图能更清楚地显示心脏占位性病变的灌注情况,与周围正常心肌组织及肿瘤内无血供或少血供的液化坏死区形成较为明显的影像对比,从而进一步提高超声诊断的分辨率。

 

目前,MCE在评估左心室壁运动、识别存活心肌、心内膜边界、预测冠心病的发生等方面具有重要的临床价值,与CT增强扫描、心脏MRI相比,MCE具有安全无创、实时有效、多方位的优势,可实时观察造影的过程。

 

1.2MCE的分析方法

 

美国超声心动图指南2018版提出了定性和定量两种方法评估心脏占位性病变。其中,定性分析诊断方法亦可以称为半定量分析法,通过目测法将可疑病变区与占位性病变邻近的心肌增强程度进行对比,完全强化(高增强)者常为恶性病变,部分强化(低增强)者常为良性病变,无强化者常为血栓,心肌组织本身常为等增强。

 

定量分析诊断方法是利用相关诊断分析软件获得心脏占位性病变与邻近正常心肌的对比强度-时间曲线,按公式y(t)=A(1-e-βt)+C进行灌注曲线拟合,分别记录病灶(A1)及邻近心肌(A2)的峰值强度,计算A1与A2比值(A1/A2比值),根据A1/A2比值是否≥1判断肿瘤的良恶性。

 

崔莉研究发现,与正常心肌灌注强度相比,单纯的血栓内部多无增强,良性占位性病变多均匀性增强且增强剂峰值强度低于或显著低于正常心肌,恶性占位性病变多不均匀性增强且增强部分的增强剂峰值强度明显高于正常心肌;该研究还发现,良性占位组A1/A2比值<1,恶性占位组A1/A2比值>1,两组的A1/A2比值比较差异有统计学意义(P<0.05),这为心脏良恶性疾病及血栓的鉴别和诊断提供了一定参考依据。以往MCE的分析方法主要是通过目测来评价心肌的微灌注情况。该方法属于一种半定量分析法,具有一定的主观性,它主要依赖操作者的临床经验,且重复操作性较差。

 

随着科学技术的发展和定量分析软件的开发,定量实时分析MCE技术可以通过对心肌内超声微泡造影剂的连续观察,更为精准地评估心肌内的灌注情况,目前开发和应用的多个配套定量分析软件使心肌灌注的图像分析变得更为客观和准确。虽然MCE对心脏占位性病变诊断的敏感性和特异性均较高,但将定量分析和定性分析两种方法结合能进一步提高诊断率,且当两者分析不同时需以定量分析结果为主。

 

2.MCE在诊断心脏占位性病变中的应用价值

 

在影像学技术诊断中,占位性病变是指特定部位出现的肿瘤、增生等异常物质对器官或组织实质的压迫和浸润而引起的病变。MCE是近年新兴起的一种影像学诊断技术,在心脏占位性病变的诊断中具有安全性高、特异性强、符合病理结果等优势,目前其在心脏占位性病变中的临床应用价值主要体现在鉴别心脏良性肿瘤、恶性肿瘤及心脏血栓和瓣膜疾病等方面。

 

2.1心脏肿瘤

 

原发性心脏肿瘤在临床较为少见,据统计资料显示心脏和心包原发性肿瘤检出率约为0.3%。其中,原发性良性心脏肿瘤以心房黏液瘤多见,恶性原发性心脏肿瘤较为少见,仅占心脏肿瘤性病变的20%~25%,多为血管肉瘤及横纹肌肉瘤。在继发性心脏肿瘤中以转移瘤较为常见,其发生率较原发性心脏肿瘤升高20~40倍。

 

心脏转移瘤中最常见的依次为肺癌、乳腺癌食管癌、纵隔相关肿瘤和血液系统的恶性肿瘤(如淋巴瘤)。不同类型的心脏占位性病变治疗方案不同,心脏良性肿瘤的合理治疗方法是确诊后尽早切除,心脏恶性肿瘤在外科切除前通常需要放疗和(或)化疗作为辅助治疗,心腔内血栓的治疗方法较前两者简单,抗凝溶栓就可以达到良好的治疗效果,预后也相对较好,因此需早期诊断心脏肿瘤的良恶性。

 

通常,传统经胸超声心动图可明确具有典型声像图的心脏肿瘤,但在肿瘤较小或声像图效果显示较差的情况下存在漏诊,且超声诊断往往依赖于操作者的临床诊断经验,因此对肿瘤性质的准确判断存在较大困难,会延误治疗时机。而经食管超声心动图能够通过对占位性病变的大小形态、内部回声、包膜、与周围心肌的浸润情况、活动度等对心脏良恶性肿瘤进行鉴别。

 

林晓春等研究发现,经食管超声心动图诊断心脏占位性病变的准确率明显高于经胸心脏超声造影。另有研究表明,经食管超声联合MCE对可疑心脏占位性病变,特别是良恶性占位性病变的诊断和鉴别诊断具有更高的准确率。

 

随着超声造影技术的不断发展,MCE可以从毛细血管水平定性及定量的评价心肌灌注,为准确、可靠地评估心内膜边界、心肌血流灌注、占位性病变血流灌注及识别血栓提供了有力依据,特别是对诊断心脏占位性病变尤为敏感。赵盼盼的荟萃分析发现,超声造影通过观察病灶的造影增强程度,可以很好地鉴别心脏肿瘤的良恶性。

 

另外,结合实时定量MCE方法,即超声造影时间-强度曲线分析方法对心脏良恶性占位性病变的检出具有较高的灵敏度及较低的阴性似然比,且心脏恶性肿瘤的漏诊率也降低,可见这种结合诊断的方法有助于检出心脏占位性病变中的恶性肿瘤。

 

同时MCE对心脏附壁血栓和心脏良性肿瘤具有良好的诊断效能,定量分析能进一步提高诊断准确度,可作为定性分析的辅助诊断方法。因此,MCE在心脏占位性病变的临床诊断中具有较高的应用价值。良性肿瘤细胞生长相对缓慢,其关键因素为良性肿瘤的新生血管或侧支血管数目较少,且缺乏血液供应,在超声造影中可表现为部分强化,即病变的增强程度低于邻近心肌组织;而恶性肿瘤细胞因基因突变引起的生物学表型异常和肿瘤组织丰富的血液供应,在超声造影中表现为异常增强,即病变增强程度高于邻近心肌组织,这也是心脏恶性肿瘤最经典的MCE表现。

 

心脏血管肉瘤是最常见的心脏恶性肿瘤之一,虽然该肿瘤内有较丰富的血液供应,但在心脏的MCE中并无明显的特征性,有时也无明显的增强表现,这种现象可能与肿瘤内血管通道狭窄、血供少有关。虽然大多数心脏恶性肿瘤在MCE后表现为高增强状态,但少数良性心脏肿瘤也会出现高增强的表现,这是由于超声造影剂对所显示固体成分的血供具有较高的敏感性。

 

杨自豪等在研究心脏良恶性肿瘤MCE超声心动图特征中发现,心脏良性肿瘤的MCE有不同的灌注表现,弹性纤维瘤和大部分黏液瘤因组成成分内血管分布相对较少,以胶原纤维和黏液样胶质为主,灌注均低于或明显低于周围正常心肌组织,仅心脏血管瘤因毛细血管丰富致灌注高于周围正常心肌组织。同时他们还发现,大部分心脏转移瘤的MCE灌注强度高于周围正常的心肌组织。

 

所以,多数良性心脏肿瘤在MCE中表现为乏血供型,即低增强型;多数恶性心脏肿瘤在MCE中表现为富血供型,即高增强型。然而,MCE在心脏良恶性肿瘤的表现中也有一定的特殊性。因此,仅根据肿瘤超声造影的强化程度评价肿瘤性质有一定局限性,仍需结合定量分析及临床检查等综合考虑以明确诊断。

 

2.2心腔内血栓及瓣膜疾病

 

心腔内血栓在心脏占位性病变中较为常见,好发于左心房和左心室,其中左心房血栓形成最为常见。患者通常有风湿性心脏病、冠心病、心房颤动等病史,血栓在脱落后可造成身体各个脏器的栓塞和梗死,风险性较高,特别是脑梗死的发生对患者的预后影响重大。心腔内血栓的大小、形态及超声所表现的回声随病情的不断发展而变化,一般刚形成的新鲜血栓在超声心动图中表现为可移动的低回声团或絮状漂浮物,不易识别,而陈旧性血栓常表现为回声增强、杂乱且位置相对固定实性团块。

 

对于心腔内血栓,经验丰富的超声医师结合患者病史及典型的血栓经胸声像图可以明确诊断,但也会出现误诊。对心腔内血栓的检查,特别是左心耳的血栓探测常使用经食管超声心动图,其操作和探测方法对于患者比较痛苦,且禁忌证较多,在一些基层医院并无相关探头及超声设备,因此相较经胸超声心动图,其应用并不是很广泛。而MCE只需在经胸超声心动图下注射超声微泡造影剂即可检测。心腔内的血栓常出现在心尖部,在常规经胸超声的检查下会受到进场伪像的影响而不易发现,对于附壁型及较小的血栓则较易漏诊。

 

另外,一些心腔内血栓与心脏黏液瘤在声像图表现方面较为相近,还有一些瓣叶上的血栓与小乳头状瘤及赘生物成像相似,因此结合MCE技术对其诊断具有重要意义。如二尖瓣球囊样附瓣与二尖瓣血性囊肿在常规经胸超声心动图的表现十分相似甚至相同,但两者在MCE的表现则明显不同,二尖瓣球囊样附瓣因与心腔相通,超声微泡造影剂会迅速充满囊袋,和心腔同时增强;相反,二尖瓣血性囊肿在结构上呈闭合状态,超声微泡造影剂无法充填,表现为无增强。

 

血栓内无血管成分,所以超声微泡造影剂不能进入血栓内,造影显像通常表现为无强化的显影结构并伴有清晰明显的血栓边界,可与心脏肿瘤鉴别。因此,MCE对于心脏血栓与肿瘤性疾病的鉴别较为敏感,这对心腔内血栓的早期诊断、早期溶栓、抗凝治疗等具有重要意义。

 

3.小结

 

超声造影是纯血池造影,可以模拟血流运动,在肝脏疾病、甲状腺疾病的诊断中应用广泛。随着超声造影技术及左心声学造影的发展,MCE所表现的心肌灌注情况逐渐被用来确定心脏占位性病变的性质。一般大多数良性心脏肿瘤的MCE增强程度会低于邻近心肌组织,大多数恶性心脏肿瘤的造影增强程度会明显高于邻近心肌组织,但对于不典型的病变,常需要通过结合目测定性分析观察法、定量分析MCE时间-强度曲线法及临床其他检查结果等综合诊断,这会明显提高心脏占位性病变诊断的准确性。因此,今后需进一步研究MCE在心脏占位性病变中的应用,增加其测量重复性及研究样本量,从而为指导临床医师对心脏占位性病变的早期诊断提供新的依据。

 

来源:田丰,高宇勤,郝霁萍.心肌声学造影在心脏占位性病变诊断中的研究进展[J].医学综述,2022,28(07):1394-1398.


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