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心脏功能的检查与分析,是客观评价心脏病严重程度的基础,对临床诊断、疗效观察、预后判定均有重要意义。随着医学技术的发展,要求临床医师对某些心血管疾病,不但要作出病因、解剖方面的诊断,还要作出比较早期的正确的功能性诊断。
心功能检查有从心脏大血管的解剖结构方面进行观测;有从血液动力学角度测定心脏腔室的压力、容积和流量;亦有从心肌收缩力方面测量有关指标,衡量心功能。心功能检查技术种类很多,一般可归纳为创伤性与无创伤性两大类。
创伤性心功能检查,如心导管检查技术,能直接获得有关数据,可信性大,但因属于创伤性检查,又不宜多次重复,使其临床应用受到一定限制。
无创性心功能检查包括很广,近年来常用的有收缩时间间期测定、超声心动图、放射性核素心血管造影、磁共振、数字减影等。这些检查方法共同优点是无创伤性、安全、使用较方便及可反复应用,因而近年来很受重视,已广泛用于临床评定心功能。目前趋向联合应用无创性检查评定心功能。因各种检查方法都有其局限性,仅用某种方法测定不能全面了解心功能,运用多项测定的结果进行综合比较,能更准确地判断心脏功能。
一、心导管检查
心导管检查是将特制不透X线的导管,经周围血管送至心脏和大血管,测定不同部位压力及血氧含量等基本资料,计算心排血量、分流量及血流阻力等。用于诊断和鉴别心血管病、监护心脏手术及危重病人的病情变化,亦是研究心脏循环系统血液动力学的重要方法。
心导管检查作为了解心脏和大血管功能变化,是较直接的方法,获得的数据可信度高,无创性心功能检查的可靠性,亦用心导管检查的结果为基础进行相关性比较。
心导管检查方法,根据插管途径可分为右心导管和左心导管检查,临床最常用的是右心导管检查。近年来多采用血管穿刺法代替切开血管送入心导管。用Swan-Ganz血流导向气囊导管(漂浮导管)进行右心导管检查,易于随血流进入肺动脉。漂浮热敏电阻导管及用热稀释曲线法测定心排血量更为方便。还有用带纤维光束的心导管直接测定心腔内氧含量,不需抽取血液标本,使心导管检查创伤性减至最低限度。由于操作方便,对危重患者可在床边进行,比较安全,故临床已广泛用于血液动力学的检查。
心功能的血液动力学常用指标:
1.心排血量(CO)及心脏指数(CI)
(1)心排血量为每分钟由心室排出的血量,一般指由左心室射入主动脉的血量。
正常值 4.5-6.0L/min
(2)心脏指数为每平方米体表面积每分钟的心排血量,因心排血量与体表面积成正比,为便于比较而常用心脏指数表示
正常值 2.6-4.0L/mn/m2。
心排血量及心脏指数是常用的反映心脏泵功能指标。它的减少常因左室排血功能障碍或循环血容量减少所致。如心力衰竭、心源性休克时明显降低。
2.每搏排血量(SV)及心搏指数(SVI)
(1)每搏排血量为心脏每搏动一次的排血量。
正常值 60-70ml。
(2)心搏指数为每平方米体表面积每一次心室收缩排出的血量。
正常值 65±10ml/次/m2。
3.射血分数(EF)
射血分数为每搏排血量与舒张末期容量的比值。
正常值 0.68±0.05。
射血分数是估量心脏收缩功能常用的重要指标。心脏收缩功能减弱时比值减小,收缩功能增强时比值增大。它比每搏排血量或心排血量更敏感,例如心脏扩大舒张末期容量显著增加时,只要较小的收缩,其每搏排血量及心排血量即可达正常值的范围。
4.左室舒张末压(LVEDP)
正常值 0-1.33kPa(0-10mmHg)
左室舒张末压对判定左室功能有重要参考价值,在左室功能不全早期,临床和X线表现尚不明显时,左室舒张末压大多数已增高。测定此项指标需行左心导管检查,有一定危险性,一般多用肺微血管压代替。
5.肺微血管压(PCWP)
肺微血管压为导管送至肺动脉小分支处,嵌顿肺小动脉时所测得的压力。
正常值 0.79-1.59kPa(6-12mmHg)
肺微血管压在无二尖瓣狭窄时与左室舒张末压相仿,能较好的反映左室舒张末压,因而是左室功能的可靠和敏感指标之一。左心衰竭、二尖瓣病变、缩窄性心包炎等疾病增高。
6.肺循环阻力
(1)肺循环总阻力(肺总阻力),为血液从右心室排出,经过动、静脉然后回流至左房及左室的阻力。
正常值200-300 达因(dyn)·s·cm-5
其大小取决于二尖瓣狭窄程度、左心室功能和肺血管改变情况。
(2)肺小动脉阻力(PVR)
正常值 47-160dyn·s·cm-5
二尖瓣狭窄、肺心病、肺血管病变引起血管腔狭窄等则增加
7.体循环总阻力(周围总阻力、SVR),为周围小血管的阻力之和。
正常值 1300-1800dyn ·s·cm-5
反映左室射血时的阻力。其增高可使左心室排血阻抗和后负荷增加,加重心脏负担,降低各器官的灌注量。
二、收缩时间间期测定(STI)
收缩时间间期测定,是以测定心室收缩期各时相,评定左室功能的一种无创性检查方法。其结果和直接测得的血液动力学变化相符合,简便易行、重复性好、能够定量等优点,近年来临床已广泛应用。
最常用的测定方法,是以心电图、心音图和颈动脉搏动图同步描记,尚有用心尖搏动图、超声心动图等,取代颈动脉搏动图进行同步描记。
任何原因引起的左心衰竭,均可出现PEP延长、LVET缩短、PEP/LVET增大,用其发现早期心力衰竭最有价值。它能判定左室功能不全程度、观察疗效、估计预后。对缩窄性心包炎与限制性心肌病的鉴别亦很有价值。
收缩时间间期测定常用的指标:
1.总电机械收缩期(QS2)。代表心室开始电激动至机械收缩终了的时间。是判断正性变力效应较好的指标。
2.射血前期(PEP)。代表心室除极开始至左室射血开始的时间。心室除极速度快或室内压力上升速度快则缩短,否则延长。左心衰竭时延长。
3.左室射血时间(LVET)。代表左室射血所需的时间。其长短与心排血量和射血分数大小成正比,左心衰竭时则缩短。
4.射血前期与左室射血时间比值(PEP/LVET)。是简便可靠的左室功能指标。左心衰竭时增大。
正常值 0.34±0.03,>0.38为异常
5.等容收缩时间(ICT)。代表房室瓣已关闭,主动脉瓣尚未开放的一段时间。左室内压上升速度快、主动脉瓣开放早则缩短,反之则延长。
正常值 40.4 ±2.9ms。
STI的正常值:除ICT与PEP/LVET外,均与心率呈负相关。因此,需对不同心率时测得的数值进行校正,以便比较。目前常用Weissler的STI与心率相关的回归方程式进行校正,所得数值称该时相的指数。其回归方程式如下:
QS2 (男)=-2.1×心率+546ms 标准差±14
(女)= -2.1×心率+549ms 标准差±14
PEP (男)=-0.4×心率+131ms 标准差±13
(女)=-0.4×心率+133ms 标准差±11
LVET (男)=-1.7×心率+413ms 标准差±10
(女)=-1.6×心率+41ms8 标准差±10
将所测对象的心率代入回归方程式,计算其相应的正常指数,再与实际测得的STI值比较,即得出其与正常值的偏离情况。
三、超声心动图
超声心动图是估计心脏病变程度,评定心脏代偿功能的一种无创性检查,因其安全可靠,简便易重复,临床已广泛应用。常用于评定心功能的超声心动图,有M型超声心动图和扇型超声心动图。
(一)M型超声心动图
是利用声束穿过心脏各部分,经电子处理,在荧光屏上的光点作横向慢速扫描,呈现随心脏活动变化的曲线,反映心脏内各界面的运动规律。它能准确记录与测量某一条线上心脏与瓣膜活动之幅度与速度,各界面间之前后径,但对显示心脏结构的全貌及相互关系则不甚理想。
M型超声心动图能有效的估计左室功能。通过测量室壁厚度、收缩末及舒张末内径变化等参数判定左室功能,在心室各部功能一致时能对整个心脏做出较正确的功能评价。
测定心功能常用的指标:
1.反映泵功能
(1)左室每搏量(SV)
①立方体积法:
SV=D3d-D3s (ml)
(Dd左室舒张末期内径,DS左室收缩末期内径)
本式适于心脏不大者。
②回归公式法:
SV=Vd-VS(ml)
(Vd为左室舒张末期容量=59Dd-153,VS为左室收缩末期容量=47DS-120) 本式适于左室扩张者。
(2)心排血量(CO)=SV×心率(ml/min)
心脏指数(CO)=CO/体表面积
(3)射血分数(EF)=SV/Vd
2.反映心肌收缩力
(1)左室短轴缩短百分率(ΔD%)=Dd-Ds/Dd×100%.
(2)左室周径缩短速率(Vcf)=Dd-Ds/Dd×LVET(mm/s)
3.反映心肌舒张功能
(1)左室后壁舒张速度。左室舒张性能改变时减慢。
(2)二尖瓣EF斜度。顺应性降低时变小。
(3)快速充盈分值(FRF)=(D3f-D3s)/D3D-D3S (Df为左室后壁回波F点测得的左室内径)
(二)扇形超声心动图
扇形超声是用超声断层成象扫描方式,在荧光屏上显示心脏切面解剖结构图象。由于能自动按60度方位角转向扫描,所见图象呈扇型,故称扇型超声,亦称二维超声。
超声切面心脏图象能实时、直观显示心脏大血管解剖结构及其空间方位,对诊断某些心脏血管疾病有其特殊价值。亦能较准确的测定心功能的某些指标,如左室每搏量、心排血量、心脏指数、射血分数、左室短轴缩短百分率、左室心肌重量等。对室壁各段识别与定位较精确,是测定左室壁各节段运动功能的重要工具,急性心肌梗塞后即刻,检出左室壁闭塞支供血区活动异常,敏感性近90%。
目前扇型超声心动图仪已附有显示M型超声心动图之部件,可同时测量各种运动曲线的参数,发挥各自优点,弥补各自的不足,提高诊断准确率。
四、放射性核素显象
近十多年来,用放射性核素诊断心血管疾病,发展迅速,成为当代医学三大显象技术之一。由于灵敏度高、操作简便、安全、易重复,在临床中广泛用于诊断冠心病及评价心功能。
(一)放射性核素心血管造影(多门电路血池显象,RNA)
使用短半衰期放射性核素,常用99m锝-高锝酸钠标记的白蛋白或红细胞作为示踪剂,注入静脉后,保留在血池内不与心肌细胞结合,然后用γ-闪照相机快速拍摄,记录放射性核素标记物通过心脏的量和分布情况,从而测定心脏大小和功能。为一种可靠的心功能检查方法。
常用的方法有两种,(1)首次通过法:放射性核素一次通过心脏各室腔时所摄的影象,因其依次通过各室腔而无重叠,适合估测右室功能及心内分流。其检查时间短亦适于危重患者;(2)动态平衡法(门电路法):当示踪剂在血池中达动态平衡后,用γ-照相机连续收集100~1000次心动周期的放射性计数,从而获得高分辨率的心脏血池显象,且能看到从舒张末期到收缩末期的心脏动态形象。
用于心功能检测方面,直接反映心肌泵功能的指标,有左室每搏量、心脏指数、左室射血分数;反映左室容量负荷的指标,在左室舒张末期容量、左室收缩末期容量等;反映左心室局部收缩功能的指标,有门电路左心室舒张期与收缩期显象,能观察局部心室壁的运动情况,及测定心脏舒张期和舒张早期功能。
(二)心肌灌注显象(冷区显象)
利用某些放射性碱性离子,能被有功能的心肌细胞所摄取,使正常心肌显影,有病损的心肌则不摄取核素,表现为放射性稀疏或缺损,因心肌摄取核素的量与局部心肌血流成正比,故称心肌灌注显象。适用于心肌梗塞诊断、定位、预后观察。但对心内膜下梗塞通常不能显影,下壁和后壁梗塞显影阳性率较低。
(三)心肌梗塞显象(热区显象)
利用能聚集在心肌梗塞新鲜坏死组织的示踪剂,使梗塞区形成浓度很高的放射性影象,而正常心肌不显影,适用于诊断急性心肌梗塞,阳性率80%,亦能估计梗塞范围大小,观察梗范围的变化,判断预后。
五、磁共振成象(MRI)
近年来磁共振技术的研究进展很快,使心脏的磁共振成象取得重要进展,能在任何不同平面内得到清晰的图象。磁共振成象不需借助造影剂即能显示心血管形态,不象X线那样产生电离作用。磁共振成象亦不受骨组织的干扰,亦不象超声诊断受声窗的限制,这些是优于放射性核素成象和CT及超声诊断,因而在心血管疾病诊断中用途较广。但仪器设备昂贵检查费用高,检查时患者不能带有金属物,如起搏器、钢针等金属插入物进入磁场,使其应用受到一定限制。
磁共振成象能直接显示心血管系统的形态,亦能间接接检查心血管系统的功能变化。它能清楚地显示心壁、心腔、瓣膜、腱索、乳头肌、肌小梁等,以及大血管的管壁、管腔。与心搏同步进行检查,可获得心脏舒缩任一时相资料,可测量收缩期及舒张期容积,测算射血分数及心肌重量。磁共振技术能早期显示急性心肌梗塞,区分急性心肌梗塞与陈旧性心肌梗塞,急性心肌梗塞时磁共振信号增强,心肌梗塞疤痕形成时磁共振信号减弱。亦能清楚显示动脉瘤的确切位置和形态,以及壁厚和附壁血栓情况。
磁共振技术应用顺磁因子测定区域性心肌血流量,对了解病理情况下冠状动脉的灌注情况具有重要意义。因不同速度的血流产生不同强度的信号,可区别动脉和静脉,探查血流速度、动静脉分流、血管阻塞、瓣膜狭窄等。
六、数字减影术(DSA)
数字减影是将X线图象,经影象增强、视频扫描,模数转换处理,把图象转化为数字形式并储存,静脉注射造影剂后,在图象中减去无造影剂的图象,只剩下充盈造影剂的图象,从而是获得显影清晰的实时图象。因只需静脉注射造影剂,相对安全,可在门诊进行。
数字减影主要用于血管造影,最近已被用于临床测定心功能,如左室功能、射血分数、分流量及室壁运动中异常区域的收缩性。此装置是继80年代计算机断层摄影(CT)之后,出现的一项影象诊断技术,随着这项技术进一步发展,在无创性检查室壁运动方面,可与核素显影术、二维超声相媲美。 |
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