自然组织谐波成像临床应用的研究
侯秀昆 谢峰 李建蓉 刘延玲 杨浣宜 刘汉英
摘 要 目的：研究自然组织谐波对心内膜显示能力和心内结构清晰度的影响。方法：采用自然组织谐波成像对67例不同患者经胸二维成像进行对比分析。结果：成像理想的20例患者在自然组织谐波和基波成像条件下其心内膜清晰度和心脏结构显示能力无明显差别。47例成像困难的患者，自然组织谐波成像能明显提高心内膜显示能力，改善心脏结构清晰度，以心尖切面左室外侧壁和前壁心内膜显示能力提高较明显，尤其心尖四腔心切面图像质量改善最佳。结论：自然组织谐波成像可提高心内膜显示能力和心脏组织结构清晰度，但并非适用于任何人。
关键词：自然组织谐波成像 超声心动图
自然组织谐波成像(NTHI)是最近发展起来的一项新技术。它利用声波与组织非线性作用的原理，采用低频的基波发射，接收二倍于基波频率的二次谐波放大成像，提高了信噪比，使心内膜显示能力明显增强，提高了心脏结构的显示能力，提高了诊断的准确性。
, 百拇医药
资料与方法
本研究共67例患者，年龄15～78岁，平均55±8岁。成像理想者作对照组，共20例。各种原因成像不理想者47例，包括心肌梗塞、高血压、冠心病、瓣膜病等。
采用HP 5500彩色超声诊断仪的黑白显示部分及录像机，运用二次谐波成像技术，选用S4变频探头。基波成像(FI)时，探头频率选择2～4MHz;NTHI时，探头发射频率分别为1.8MHz，2.1MHz，接收频率为3.6MHz，4.2MHz，帧频为25～55Hz。
选取标准的左室长轴(4个节段)，乳头肌水平短轴(6个节段)，心尖四腔心切面(6个节段)，心尖二腔心切面(6个节段)，部分节段在不同切面重复观察，每个患者左室共观察22个节段。以美国超声心动图学会推荐的16分段法为标准。检查时患者左侧卧位，常规连接心电图，先采用常规基波检查，通过调节深度增益补偿，侧向增益补偿和总增益，达到主观视觉满意效果。录像同时选取不同切面的两个心动周期存入光盘。之后在NTHI状态下重复上述过程，将二者进行对比分析。
, 百拇医药
按以下标准定义心内膜边界：心内膜不可见为1级，模糊为2级，可见为3级，清晰为4级，进行半定量分析。将存入光盘和录像带的资料重新调出，逐帧对比分析，观察左室各段心内膜分级，同时注意观察二尖瓣、二尖瓣腱索、乳头肌、左室假腱索等心内结构。在FI和NTHI状态下观察左室心内膜显示能力(EBD)和心脏结构清晰度(VCS)的差别。EBD只要有一个等级的提高则认为图像质量改善，两个以上等级的提高则认为明显改善。
计量资料采用U检验，P<0.05认为有统计学意义，计算相应的95%可信区(CI)。同一观察者先后二次观察分析进行重复性检验
结 果
1.二维成像理想的患者20例，共440个节段中，NTHI好于FI的节段占13%(57/440)，FI好于NTHI的节段占10%(44/440)，P>0.05，无显著差异性。其余节段在NTHI和FI状态下EBD和VCS无明显差异。
, 百拇医药
2.各种原因二维成像不理想的患者47例，共1034个节段，NTHI较FI的EBD改善情况见表1。
表1 NTHI较FI的EBD改善情况
节 段
改善%率
左室长轴前间隔基底段和中段
左室长轴左室后壁基底段和中段
左室短轴乳头肌水平各节段
心尖四腔心室间隔基底段，中段和心尖段
心尖四腔心左室外侧壁基底段，中段和心尖段
心尖二腔心左室下壁基底段，中段和心尖段
, 百拇医药
心尖二腔心左室前壁基底段，中段和心尖段
60%(56/94)
64%(60/94)
62%(175/282)
70%(99/141)
79%(111/141)
50%(70/141)
67%(96/141)
全部1034个节段中，59%(611/1034)的节段EBD加强，可信区间95%(0.56～0.62)。NTHI较FI的EBD明显加强的情况见表2。表2 NTHI较FI的EBD加强情况
, 百拇医药
节 段
加强%率
左室长轴前间隔基底段和中段
左室长轴左室后壁基底段和中段
左室短轴乳头肌水平各节段
心尖四腔心室间隔基底段，中段和心尖段
心尖四腔心左室外侧壁基底段，中段和心尖段
心尖二腔心左室下壁基底段，中段和心尖段
心尖二腔心左室前壁基底段，中段和心尖段
7%(7/94)
14%(10/94)
, http://www.100md.com
16%(42/282)
59%(83/141)
59%(83/141)
20%(28/141)
41%(58/141)
全部模糊/不可见的395个节段中67%(267/395)的节段明显改善，可信区间95%(0.56～0.62)。其中51%的节段为左室前壁、侧壁心尖观，47%的节段为四腔心切面。
3.心脏VCS的变化：47例二维成像不理想的患者中，观察二尖瓣、二尖瓣腱索、乳头肌，32例患者VCS在NTHI状态下较FI改善，尤其以左室假腱索及二尖瓣脱垂的VCS改善较为明显。
讨 论
, 百拇医药
二次谐波显像最早应用于心肌灌注超声造影。声波与造影剂微泡相互作用，在声场交替声压作用下，微泡产生机械性共振现象，可大幅度增加散射强度。我们将能诱导出最大散射强度的超声频率称共振频率。造影微泡的共振现象称基波反应或一次谐波。在声场中造影微泡还可以通过对声波的反射产生二次谐波，发生频率为基波的一倍。而二次谐波产生的散射强度仅比基波低很少。转变探头的发射和接收范围，仅提取并放大二次谐波信号，可明显提高仪器对微泡显像的敏感性〔1〕。
二次谐波成像应用于非超声造影时称为NTHI。二次谐波能量与组织和探头的直线距离有关，并与基波频率能量的平方有关。强的基波产生相应的谐波，而弱的基波几乎不产生谐波，从而抑制了侧叶效应。声波只有在传播了几个厘米之后，才会产生足以形成图像的二次谐波能量〔3、4〕。超声心动图成像的大部分假像均和浅层胸壁及肺组织等的干扰有关，而这些假像包含了较少的谐波能量，因此，选择谐波成像可以消除许多近场伪像，增强深层心肌组织回声，提高了信噪比。
, 百拇医药
本研究20例成像理想的对照组中，NTHI和FI的EBD及VCR无显著差异。而47例成像困难的病例组中，在NTHI状态下约59%的节段EBD改善(图1)，而在全部模糊/不可见的节段中约67%(267/395)的节段明显改善，以心尖切面的左室前壁，侧壁改善尤为明显，占51%。与左室长轴、乳头肌短轴、左室二腔心切面比较，四腔心切面EBD改善情况最佳，明显改善的节段占47%(125/267)。本组病例中在NTHI状态下VCS也有改善。
NTHI的应用非常广泛，能明显提高成像困难患者的EBD，为观察冠心病患者的室壁运动情况提供了有力的工具，尤其提高了负荷超声心动图诊断的准确性和可行性，而且并不多耗费患者的时间和金钱。
图1A 左室长轴切面基波成像
图1B 自然组织谐波成像可见心内膜清晰度明显改善
结 论
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NTHI并非适用于任何患者，但对于成像困难的患者能改善EBD和VCS，提高对小病变的分辨率，获得更全面的诊断信息，提高了诊断的准确率，扩展了超声心动图的临床应用。
侯秀昆为中国医学科学院阜外心血管病医院超声科CMB研究生，现在大连医科大学附属一院超声科工作。116021
作者单位：侯秀昆(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
谢峰(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
李建蓉(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
刘延玲(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
, 百拇医药
杨浣宜(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
刘汉英(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
参考文献
1，谢 峰，李 澎，勒 斌，等。二次谐波显像估价正常心肌血流灌注。中国超声医学杂志，1997，13：10 1～5
2，Murray Kombluth,David H.Liang,Allan Paloma,et al.Native tissue harmonic imaging improves endocardial definition and visualization of cardiac structures.J Am.Society of Echocardiography,1998,693～701
, 百拇医药
3，James D.Thomas,David N.Rubin.Tissue harmonic imaging boosts echocardiography.Harmonic Ultrasound,1998,29～31
4，Rubin D N,Yazbek N,Homa D,et al.Why does tissue harmonic imaging improve image quality:A quantitative examination demonstrating side-lobe suppressing.J Am Coll Cardiol,1998,127A(Abstract)
5，Mulvagh S L,Foley D A,Gilman G,et al.Noncontrast tissue harmonic imaging markedly enhances image quality in technically difficult echocardiograms.J Am Coll Cardiol,1998,76A(Abstract), 百拇医药
摘 要 目的：研究自然组织谐波对心内膜显示能力和心内结构清晰度的影响。方法：采用自然组织谐波成像对67例不同患者经胸二维成像进行对比分析。结果：成像理想的20例患者在自然组织谐波和基波成像条件下其心内膜清晰度和心脏结构显示能力无明显差别。47例成像困难的患者，自然组织谐波成像能明显提高心内膜显示能力，改善心脏结构清晰度，以心尖切面左室外侧壁和前壁心内膜显示能力提高较明显，尤其心尖四腔心切面图像质量改善最佳。结论：自然组织谐波成像可提高心内膜显示能力和心脏组织结构清晰度，但并非适用于任何人。
关键词：自然组织谐波成像 超声心动图
自然组织谐波成像(NTHI)是最近发展起来的一项新技术。它利用声波与组织非线性作用的原理，采用低频的基波发射，接收二倍于基波频率的二次谐波放大成像，提高了信噪比，使心内膜显示能力明显增强，提高了心脏结构的显示能力，提高了诊断的准确性。
, 百拇医药
资料与方法
本研究共67例患者，年龄15～78岁，平均55±8岁。成像理想者作对照组，共20例。各种原因成像不理想者47例，包括心肌梗塞、高血压、冠心病、瓣膜病等。
采用HP 5500彩色超声诊断仪的黑白显示部分及录像机，运用二次谐波成像技术，选用S4变频探头。基波成像(FI)时，探头频率选择2～4MHz;NTHI时，探头发射频率分别为1.8MHz，2.1MHz，接收频率为3.6MHz，4.2MHz，帧频为25～55Hz。
选取标准的左室长轴(4个节段)，乳头肌水平短轴(6个节段)，心尖四腔心切面(6个节段)，心尖二腔心切面(6个节段)，部分节段在不同切面重复观察，每个患者左室共观察22个节段。以美国超声心动图学会推荐的16分段法为标准。检查时患者左侧卧位，常规连接心电图，先采用常规基波检查，通过调节深度增益补偿，侧向增益补偿和总增益，达到主观视觉满意效果。录像同时选取不同切面的两个心动周期存入光盘。之后在NTHI状态下重复上述过程，将二者进行对比分析。
, 百拇医药
按以下标准定义心内膜边界：心内膜不可见为1级，模糊为2级，可见为3级，清晰为4级，进行半定量分析。将存入光盘和录像带的资料重新调出，逐帧对比分析，观察左室各段心内膜分级，同时注意观察二尖瓣、二尖瓣腱索、乳头肌、左室假腱索等心内结构。在FI和NTHI状态下观察左室心内膜显示能力(EBD)和心脏结构清晰度(VCS)的差别。EBD只要有一个等级的提高则认为图像质量改善，两个以上等级的提高则认为明显改善。
计量资料采用U检验，P<0.05认为有统计学意义，计算相应的95%可信区(CI)。同一观察者先后二次观察分析进行重复性检验
结 果
1.二维成像理想的患者20例，共440个节段中，NTHI好于FI的节段占13%(57/440)，FI好于NTHI的节段占10%(44/440)，P>0.05，无显著差异性。其余节段在NTHI和FI状态下EBD和VCS无明显差异。
, 百拇医药
2.各种原因二维成像不理想的患者47例，共1034个节段，NTHI较FI的EBD改善情况见表1。
表1 NTHI较FI的EBD改善情况
节 段
改善%率
左室长轴前间隔基底段和中段
左室长轴左室后壁基底段和中段
左室短轴乳头肌水平各节段
心尖四腔心室间隔基底段，中段和心尖段
心尖四腔心左室外侧壁基底段，中段和心尖段
心尖二腔心左室下壁基底段，中段和心尖段
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心尖二腔心左室前壁基底段，中段和心尖段
60%(56/94)
64%(60/94)
62%(175/282)
70%(99/141)
79%(111/141)
50%(70/141)
67%(96/141)
全部1034个节段中，59%(611/1034)的节段EBD加强，可信区间95%(0.56～0.62)。NTHI较FI的EBD明显加强的情况见表2。表2 NTHI较FI的EBD加强情况
, 百拇医药
节 段
加强%率
左室长轴前间隔基底段和中段
左室长轴左室后壁基底段和中段
左室短轴乳头肌水平各节段
心尖四腔心室间隔基底段，中段和心尖段
心尖四腔心左室外侧壁基底段，中段和心尖段
心尖二腔心左室下壁基底段，中段和心尖段
心尖二腔心左室前壁基底段，中段和心尖段
7%(7/94)
14%(10/94)
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16%(42/282)
59%(83/141)
59%(83/141)
20%(28/141)
41%(58/141)
全部模糊/不可见的395个节段中67%(267/395)的节段明显改善，可信区间95%(0.56～0.62)。其中51%的节段为左室前壁、侧壁心尖观，47%的节段为四腔心切面。
3.心脏VCS的变化：47例二维成像不理想的患者中，观察二尖瓣、二尖瓣腱索、乳头肌，32例患者VCS在NTHI状态下较FI改善，尤其以左室假腱索及二尖瓣脱垂的VCS改善较为明显。
讨 论
, 百拇医药
二次谐波显像最早应用于心肌灌注超声造影。声波与造影剂微泡相互作用，在声场交替声压作用下，微泡产生机械性共振现象，可大幅度增加散射强度。我们将能诱导出最大散射强度的超声频率称共振频率。造影微泡的共振现象称基波反应或一次谐波。在声场中造影微泡还可以通过对声波的反射产生二次谐波，发生频率为基波的一倍。而二次谐波产生的散射强度仅比基波低很少。转变探头的发射和接收范围，仅提取并放大二次谐波信号，可明显提高仪器对微泡显像的敏感性〔1〕。
二次谐波成像应用于非超声造影时称为NTHI。二次谐波能量与组织和探头的直线距离有关，并与基波频率能量的平方有关。强的基波产生相应的谐波，而弱的基波几乎不产生谐波，从而抑制了侧叶效应。声波只有在传播了几个厘米之后，才会产生足以形成图像的二次谐波能量〔3、4〕。超声心动图成像的大部分假像均和浅层胸壁及肺组织等的干扰有关，而这些假像包含了较少的谐波能量，因此，选择谐波成像可以消除许多近场伪像，增强深层心肌组织回声，提高了信噪比。
, 百拇医药
本研究20例成像理想的对照组中，NTHI和FI的EBD及VCR无显著差异。而47例成像困难的病例组中，在NTHI状态下约59%的节段EBD改善(图1)，而在全部模糊/不可见的节段中约67%(267/395)的节段明显改善，以心尖切面的左室前壁，侧壁改善尤为明显，占51%。与左室长轴、乳头肌短轴、左室二腔心切面比较，四腔心切面EBD改善情况最佳，明显改善的节段占47%(125/267)。本组病例中在NTHI状态下VCS也有改善。
NTHI的应用非常广泛，能明显提高成像困难患者的EBD，为观察冠心病患者的室壁运动情况提供了有力的工具，尤其提高了负荷超声心动图诊断的准确性和可行性，而且并不多耗费患者的时间和金钱。
图1A 左室长轴切面基波成像
图1B 自然组织谐波成像可见心内膜清晰度明显改善
结 论
, http://www.100md.com
NTHI并非适用于任何患者，但对于成像困难的患者能改善EBD和VCS，提高对小病变的分辨率，获得更全面的诊断信息，提高了诊断的准确率，扩展了超声心动图的临床应用。
侯秀昆为中国医学科学院阜外心血管病医院超声科CMB研究生，现在大连医科大学附属一院超声科工作。116021
作者单位：侯秀昆(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
谢峰(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
李建蓉(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
刘延玲(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
, 百拇医药
杨浣宜(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
刘汉英(100037 中国医学科学院，中国协和医科大学心血管病研究所，阜外心血管病医院。)
参考文献
1，谢 峰，李 澎，勒 斌，等。二次谐波显像估价正常心肌血流灌注。中国超声医学杂志，1997，13：10 1～5
2，Murray Kombluth,David H.Liang,Allan Paloma,et al.Native tissue harmonic imaging improves endocardial definition and visualization of cardiac structures.J Am.Society of Echocardiography,1998,693～701
, 百拇医药
3，James D.Thomas,David N.Rubin.Tissue harmonic imaging boosts echocardiography.Harmonic Ultrasound,1998,29～31
4，Rubin D N,Yazbek N,Homa D,et al.Why does tissue harmonic imaging improve image quality:A quantitative examination demonstrating side-lobe suppressing.J Am Coll Cardiol,1998,127A(Abstract)
5，Mulvagh S L,Foley D A,Gilman G,et al.Noncontrast tissue harmonic imaging markedly enhances image quality in technically difficult echocardiograms.J Am Coll Cardiol,1998,76A(Abstract), 百拇医药