无创左室心肌声学造影的实验研究
作者：查道刚 刘伊丽 陈树元 宾建平 郭徐林 黄铮 贾满盈 秦建新 谢晋国
单位：510515 第一军医大学南方医院心内科
关键词：心肌声学造影；；声振白蛋白；；心肌灌注
中华超声影像学杂志980114 摘 要 自犬外周静脉注入以氟碳气体改良的声学造影剂 (1.5 ml/次) 观察左心声学显影效果。 结果： 2条犬共10次注射过程中均见右、 左心室依次显影。 左室显影4~9个心动周期后左室心肌显影并持续约80~95个心动周期。 左室心肌显影后，左室短轴观后壁回声明显衰减。 结论： 经静脉注射自制改良声振白蛋白微泡可实现无创左室心肌声学造影， 但其远程回声衰减问题有待进一步克服。
Experimental Study of Noninvasive Myocardial Contrast Echocardiography Zha Daogang,Liu Yili, Chen Shuyuan, et al. Department of Cardiology, Nanfang Hospital, First Military Medical University 510515
, 百拇医药
Abstract Myocardial contrast effect was observed after 1.5 ml sonicated albumin modified by fluorocarbon intravenous injection in 2 dogs. Right and left ventricle opacificated in all 10 injections in turn. Left ventricle myocardial opacification was appeared and lasting about 80~95 cardiac cycles after 4~9 cycles of left ventricle opacification. Posterior wall attenuated during myocardial opacification in short axis view of left ventricle. Conclusions: Noninvasive MCE could be achieved by injection of self-made sonicated albumin microbubbles intravenously, but far-field attenuation need to be solved.
, 百拇医药
Key words myocardial contrast echocardiography sonicated albumin myocardial perfusion
心肌声学造影是从八十年代初开展起来的冠心病影像诊断新技术， 它在评价心肌血流灌注方面有着极其重要的价值。 然而现行经冠脉途径及主动脉根部注射造影剂的声学造影方法， 限制了其广泛应用。 我们通过改进声学造影剂质量， 实现了经静脉途径左心室心肌声学造影， 为临床上无创左心声学造影的实现打下基础。结果报告如下。
材 料 与 方 法
一、 动物准备
健康杂种犬2条， 体重11~12.3 kg。 以戊巴比妥钠 (30 mg/kg体重) 静脉麻醉后，取左侧卧位固定于手术架上。建立大隐静脉通道， 供输液及注射造影剂用。
, http://www.100md.com
二、 声学造影剂的制备
取5%白蛋白溶液10 ml装入20 ml塑料注射器中， 使用进口型声振仪处理， 声振探头直径0.5 in， 声振输出频率设置于20 KHz。 声振过程中自盛白蛋白溶液的注射器中匀速注入氟碳气体。 造影剂制备完成后密闭封存， 使用前轻摇匀。
三、 超声心动图检查
用带有3.5 MHz环阵探头的彩色多普勒超声心动图机 (Apogee CX200) 行常规超声心动图检查， 确认犬心脏结构无异常后， 选取记录左室乳头肌短轴观， 并保持超声探头位置与角度， 仪器的增益、 深度选择等不变， 行声学造影，同时录像。录像自造影剂注射前半分钟始， 持续记录到造影剂注射后约2分钟。
四、 声学造影方案
自大隐静脉注入1.5 ml自制声振造影剂， 并以5 ml生理盐水冲管。 每条犬重复5次。 两次造影剂注射时间间隔5分钟以上， 术中持续监测心电、 心率。
, 百拇医药
结 果
一、 副作用
声学造影过程中未见明显的心率及心电改变。 超声图像回放分析未见节段性室壁运动异常。
二、 心肌声学造影效果
10次经静脉注射声振白蛋白均见右、 左室依次显影。 左室显影4~9个心动周期后见左室心肌显影， 持续80~95个心动周期。 左室心肌显影后， 左室短轴观后壁回声明显衰减 (见附图)。
讨 论
自八十年代初人们首次在活体实现心肌声学造影[1]以来， 心肌声学造影技术得到了较大的发展。 研究表明， 通过心肌造影增强范围以及造影强度随时间变化规律可以测定“危险区”心肌范围、 估测冠脉微循环储备能力、 判定心肌梗塞后的存活心肌、 估计侧支循环以及评价PTCA、 CABG和急性心梗再灌注治疗疗效等[2]， 对冠心病人早期诊断及其预后判定等有重要价值。 然而声学造影方法必须与心导管术或外科手术联用， 限制了其开展应用。 如能实现经静脉途径左室心肌声学显影， 我们将可能在急诊室、 CCU病房实时观测心肌血流灌注。 从而将比心
, 百拇医药
电图、 心肌酶谱变化更实时、 直观地观察病人心肌缺血情况。
目前国外Albunex (美国Molecular Biosystems公司)、 Levovist(德国Schering AG公司) 等商用声学造影剂， 微泡直径小， 可通过肺循环使左室充盈显影， 但由于微泡内充满的是室内空气 (氮和氧)，且压力大， 微泡表面张力高， 故在静脉注射后， 泡内的空气很快弥散到泡外， 微泡皱缩， 其声学反应特性减退， 难以实现心肌显影。我们既往实验结果与此类似[3]。 研究表明血液中造影剂微泡直径半径衰退率与微泡内气体弥散常数相关， 而弥散常数反比于其分子量平方根，故选用高分子量、 低血液溶解性的气体将有助于增强微泡的稳定性， 从而实现经静脉途径左室心肌声学造影[4]。 目前国外处于实验研究中的类似造影剂有EchoGen、 FS069、MRX115、 BR1、 PESDA、 Imagent等[5]， 均为含有较空气分子量高、 血溶解度及弥散度低的含氟气体微泡制剂， 经静脉注射可见心肌显影。 国内这方面的研究较少。 本研究中采用含氟碳微泡造影剂经静脉注射实现了左室心肌声学造影， 使得人们向超声无创测定心肌血流灌注领域迈进了一大步。但本研究中发现心肌显影同时， 因左室心腔内存在大量微气泡， 故产生明显的声影， 以致于左室短轴观后壁不显影。 在后期实验中， 我们试图减少声学造影剂用量， 以减少后壁回声衰减。 发现当以0.05 ml/kg体重微泡造影剂注射时， 目测可继续观察到心肌显影增强而声衰减现象减弱， 但未能从根本上解决问题。 近年来超声医学工程的发展为此带来一线曙光。 二次谐波成像技术可选择性地接受微泡造影剂信号， 大大提高信噪比， 使得人们更易探测得心肌显影， 从而使造影剂所需剂量进一步减少， 便于探测左室后壁。 此外改变超声探查方式， 如使用经食道超声探查技术可在一定程度上弥补经胸超声探查不足， 为进一步分析左室后壁造影时间-强度曲线参数提供一定的帮助。
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总之， 目前经静脉心肌显影尚处于动物试验阶段， 相信随着造影剂的进一步研制， 超声生物工程的发展， 经静脉途径无创左室心肌声学造影的临床应用将为期不远。
参 考 文 献
1DeMaria AN, Bommer WJ, Riggs K, et al. Echocardiographic visualization of myocardial perfusion by left heart and intracoronary injection of echo contrast agents (abstr).Circulation, 1980,62(Suppl)∶Ⅲ-143.
2Kaul S. Assessment of coronary microcirculation with myocardial contrast echocardiography:Current and future clinical applications. Br Heart J, 1995,73∶490.
, http://www.100md.com
3查道刚， 刘伊丽， 侯玉清， 等. 经静脉途径左心声学造影的临床研究. 中华超声影像学杂志，1996，5(3)∶117.
4Porter TR, Xie F. Visually Discernible myocardial echocardiographic contrast after intravenous injection of sonicarted dextrose albumin microbubbles containing high molecular weight, less soluble gases.J Am Coll Cardiol, 1995,25∶509.
5谢晋国， 刘伊丽. 经静脉心肌声学造影的研究进展. 中国超声医学杂志，1996，12(11)∶60.
A. 造影剂注射前 B. 造影剂达右室 C.造影剂穿越肺循环达左室 D. 左室心肌显影 附图 经静脉无创左室心肌声学造影
(收稿 1996-08-24 修回 1997-06-02), http://www.100md.com
单位：510515 第一军医大学南方医院心内科
关键词：心肌声学造影；；声振白蛋白；；心肌灌注
中华超声影像学杂志980114 摘 要 自犬外周静脉注入以氟碳气体改良的声学造影剂 (1.5 ml/次) 观察左心声学显影效果。 结果： 2条犬共10次注射过程中均见右、 左心室依次显影。 左室显影4~9个心动周期后左室心肌显影并持续约80~95个心动周期。 左室心肌显影后，左室短轴观后壁回声明显衰减。 结论： 经静脉注射自制改良声振白蛋白微泡可实现无创左室心肌声学造影， 但其远程回声衰减问题有待进一步克服。
Experimental Study of Noninvasive Myocardial Contrast Echocardiography Zha Daogang,Liu Yili, Chen Shuyuan, et al. Department of Cardiology, Nanfang Hospital, First Military Medical University 510515
, 百拇医药
Abstract Myocardial contrast effect was observed after 1.5 ml sonicated albumin modified by fluorocarbon intravenous injection in 2 dogs. Right and left ventricle opacificated in all 10 injections in turn. Left ventricle myocardial opacification was appeared and lasting about 80~95 cardiac cycles after 4~9 cycles of left ventricle opacification. Posterior wall attenuated during myocardial opacification in short axis view of left ventricle. Conclusions: Noninvasive MCE could be achieved by injection of self-made sonicated albumin microbubbles intravenously, but far-field attenuation need to be solved.
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Key words myocardial contrast echocardiography sonicated albumin myocardial perfusion
心肌声学造影是从八十年代初开展起来的冠心病影像诊断新技术， 它在评价心肌血流灌注方面有着极其重要的价值。 然而现行经冠脉途径及主动脉根部注射造影剂的声学造影方法， 限制了其广泛应用。 我们通过改进声学造影剂质量， 实现了经静脉途径左心室心肌声学造影， 为临床上无创左心声学造影的实现打下基础。结果报告如下。
材 料 与 方 法
一、 动物准备
健康杂种犬2条， 体重11~12.3 kg。 以戊巴比妥钠 (30 mg/kg体重) 静脉麻醉后，取左侧卧位固定于手术架上。建立大隐静脉通道， 供输液及注射造影剂用。
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二、 声学造影剂的制备
取5%白蛋白溶液10 ml装入20 ml塑料注射器中， 使用进口型声振仪处理， 声振探头直径0.5 in， 声振输出频率设置于20 KHz。 声振过程中自盛白蛋白溶液的注射器中匀速注入氟碳气体。 造影剂制备完成后密闭封存， 使用前轻摇匀。
三、 超声心动图检查
用带有3.5 MHz环阵探头的彩色多普勒超声心动图机 (Apogee CX200) 行常规超声心动图检查， 确认犬心脏结构无异常后， 选取记录左室乳头肌短轴观， 并保持超声探头位置与角度， 仪器的增益、 深度选择等不变， 行声学造影，同时录像。录像自造影剂注射前半分钟始， 持续记录到造影剂注射后约2分钟。
四、 声学造影方案
自大隐静脉注入1.5 ml自制声振造影剂， 并以5 ml生理盐水冲管。 每条犬重复5次。 两次造影剂注射时间间隔5分钟以上， 术中持续监测心电、 心率。
, 百拇医药
结 果
一、 副作用
声学造影过程中未见明显的心率及心电改变。 超声图像回放分析未见节段性室壁运动异常。
二、 心肌声学造影效果
10次经静脉注射声振白蛋白均见右、 左室依次显影。 左室显影4~9个心动周期后见左室心肌显影， 持续80~95个心动周期。 左室心肌显影后， 左室短轴观后壁回声明显衰减 (见附图)。
讨 论
自八十年代初人们首次在活体实现心肌声学造影[1]以来， 心肌声学造影技术得到了较大的发展。 研究表明， 通过心肌造影增强范围以及造影强度随时间变化规律可以测定“危险区”心肌范围、 估测冠脉微循环储备能力、 判定心肌梗塞后的存活心肌、 估计侧支循环以及评价PTCA、 CABG和急性心梗再灌注治疗疗效等[2]， 对冠心病人早期诊断及其预后判定等有重要价值。 然而声学造影方法必须与心导管术或外科手术联用， 限制了其开展应用。 如能实现经静脉途径左室心肌声学显影， 我们将可能在急诊室、 CCU病房实时观测心肌血流灌注。 从而将比心
, 百拇医药
电图、 心肌酶谱变化更实时、 直观地观察病人心肌缺血情况。
目前国外Albunex (美国Molecular Biosystems公司)、 Levovist(德国Schering AG公司) 等商用声学造影剂， 微泡直径小， 可通过肺循环使左室充盈显影， 但由于微泡内充满的是室内空气 (氮和氧)，且压力大， 微泡表面张力高， 故在静脉注射后， 泡内的空气很快弥散到泡外， 微泡皱缩， 其声学反应特性减退， 难以实现心肌显影。我们既往实验结果与此类似[3]。 研究表明血液中造影剂微泡直径半径衰退率与微泡内气体弥散常数相关， 而弥散常数反比于其分子量平方根，故选用高分子量、 低血液溶解性的气体将有助于增强微泡的稳定性， 从而实现经静脉途径左室心肌声学造影[4]。 目前国外处于实验研究中的类似造影剂有EchoGen、 FS069、MRX115、 BR1、 PESDA、 Imagent等[5]， 均为含有较空气分子量高、 血溶解度及弥散度低的含氟气体微泡制剂， 经静脉注射可见心肌显影。 国内这方面的研究较少。 本研究中采用含氟碳微泡造影剂经静脉注射实现了左室心肌声学造影， 使得人们向超声无创测定心肌血流灌注领域迈进了一大步。但本研究中发现心肌显影同时， 因左室心腔内存在大量微气泡， 故产生明显的声影， 以致于左室短轴观后壁不显影。 在后期实验中， 我们试图减少声学造影剂用量， 以减少后壁回声衰减。 发现当以0.05 ml/kg体重微泡造影剂注射时， 目测可继续观察到心肌显影增强而声衰减现象减弱， 但未能从根本上解决问题。 近年来超声医学工程的发展为此带来一线曙光。 二次谐波成像技术可选择性地接受微泡造影剂信号， 大大提高信噪比， 使得人们更易探测得心肌显影， 从而使造影剂所需剂量进一步减少， 便于探测左室后壁。 此外改变超声探查方式， 如使用经食道超声探查技术可在一定程度上弥补经胸超声探查不足， 为进一步分析左室后壁造影时间-强度曲线参数提供一定的帮助。
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总之， 目前经静脉心肌显影尚处于动物试验阶段， 相信随着造影剂的进一步研制， 超声生物工程的发展， 经静脉途径无创左室心肌声学造影的临床应用将为期不远。
参 考 文 献
1DeMaria AN, Bommer WJ, Riggs K, et al. Echocardiographic visualization of myocardial perfusion by left heart and intracoronary injection of echo contrast agents (abstr).Circulation, 1980,62(Suppl)∶Ⅲ-143.
2Kaul S. Assessment of coronary microcirculation with myocardial contrast echocardiography:Current and future clinical applications. Br Heart J, 1995,73∶490.
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3查道刚， 刘伊丽， 侯玉清， 等. 经静脉途径左心声学造影的临床研究. 中华超声影像学杂志，1996，5(3)∶117.
4Porter TR, Xie F. Visually Discernible myocardial echocardiographic contrast after intravenous injection of sonicarted dextrose albumin microbubbles containing high molecular weight, less soluble gases.J Am Coll Cardiol, 1995,25∶509.
5谢晋国， 刘伊丽. 经静脉心肌声学造影的研究进展. 中国超声医学杂志，1996，12(11)∶60.
A. 造影剂注射前 B. 造影剂达右室 C.造影剂穿越肺循环达左室 D. 左室心肌显影 附图 经静脉无创左室心肌声学造影
(收稿 1996-08-24 修回 1997-06-02), http://www.100md.com