第四节　负荷超声心动图

【概述及成像原理】

一、概述

负荷超声心动图（stress echocardiography，SE）是采用不同的负荷方式激发心血管系统的反应，从而进行超声心动图评估的方法。负荷超声心动图可以评价心脏室壁运动状况及血流动力学变化，从而反映心肌血流灌注、心脏结构、功能及血流动力学变化等。

1976年，Tauchert使用双嘧达莫提出药物负荷超声心动图的概念。1979年，Wann开展了运动负荷试验。1984年，Palac使用多巴酚丁胺获得比双嘧达莫更好的效果，且副作用更小，使药物负荷试验与运动负荷试验并驾齐驱，成为负荷超声心动图最主要的两种技术。20世纪90年代以后，随着超声技术的发展，负荷超声心动图诊断的敏感性、特异性、准确性不断提高，日渐应用于临床。

二、成像技术及原理

正常情况下，冠状动脉具有很强的血流储备。运动负荷后，冠状动脉血流量增加，流速加快。而心肌缺血时，冠状动脉血流储备不足以满足心肌耗氧量的需求，诱发心肌缺血，心肌出现节段性的运动异常。药物负荷试验最常用的是多巴酚丁胺负荷试验，通过激活肾上腺素能受体，使心率加快，血压上升，心肌收缩力增强，心肌耗氧量增多从而诱发心肌缺血。此外，腺苷等血管扩张剂也可诱导阻塞的冠状动脉缺血，从而有助于心肌缺血的诊断。

三、适应证和禁忌证

负荷试验主要适用于评价胸痛原因、心肌梗死后危险分层、术前风险评估；运动负荷还可用于评价呼吸困难或疲劳原因、肺动脉高压及心腔内血流动力学改变；多巴酚丁胺负荷试验可用于评价心肌存活性，腺苷负荷试验可用于评价冠状动脉血流储备。绝对禁忌证包括近期显著的静息心电图变化，提示有明显的心肌缺血或其他急性心脏事件、急性全身感染伴发热、急性心肌梗死（小于2天）、高风险的不稳定型心绞痛、不能控制的有症状且伴有血流动力学异常的心律失常、有症状的主动脉瓣重度狭窄、失代偿性心力衰竭、急性肺动脉栓塞、肺梗死、深静脉血栓、急性心肌炎或心包炎、主动脉夹层。相对禁忌证包括已知的左侧冠状动脉主干狭窄、室壁瘤、不确定与症状相关的中至重度主动脉瓣狭窄、重度高血压（收缩压> 200mmHg或舒张压> 110mmHg）、重度房室传导阻滞、肥厚型心肌病或其他致左心室流出道狭窄疾病、近期的脑卒中或短暂性脑缺血发作、不能控制的心动过速或心动过缓、慢性传染性疾病等。

【图像采集及分析】

负荷试验前，首先采集静息状态的超声图像。如果患者在此前没有进行常规超声心动图检查，静息时应该对心室、瓣膜和主动脉根部等进行初步评估以排除其他心脏病变或负荷禁忌证，并确保获取图像的质量。若两个或两个以上节段心内膜分辨率较差，应使用超声增强剂以提高准确性。静息和负荷状态下采集的图像一般包括胸骨旁左心室长轴切面、胸骨旁左心室短轴切面和心尖各切面图像，同时连接心电图并监测血压和症状。左心室节段的评估一般采用美国超声心动图学会推荐的17节段，在静息和负荷状态下，对每个节段的运动情况进行评估，分为运动正常、过度运动、运动减低、无运动或矛盾运动，分别计分为1、2、3和4分。室壁运动计分指数公式为各节段计分之和/参与计分的节段数。无论静息或负荷状态，室壁运动计分指数= 1时为正常，> 1提示室壁运动异常，计分指数越大则运动异常的范围或程度越重。

一、运动负荷试验方法

运动负荷试验主要包括平板运动试验和踏车试验，目标心率计算方法为（220 −年龄）× 85%（图1-2-37）。平板运动负荷超声心动图方案主要为Bruce方案，操作者应当在运动后1.0～1.5分钟内迅速采集图像，否则可能出现假阴性。踏车负荷试验一般采用卧位，试验前2～3分钟使负荷量达到25W，每2分钟增加25W负荷量，踏车的频率为每分钟60转。踏车负荷的最大剂量没有具体规定，通常以达到目标心率为准。

试验终点为达到与年龄相应的最大心率标准、出现典型心绞痛、心电图出现阳性结果和超声检出室壁节段性运动异常等阳性结果。提前终止试验绝对指征包括中至重度心绞痛、ST段抬高> 1mm、严重的心律失常（频发室性期前收缩、持续性室性心动过速等）、晕厥或灌注不良症状、伴有其他缺血证据的收缩压较静息下降超过10mmHg，以及患者出现无法忍受的症状而要求停止。终止试验的相对指征包括高血压反应（收缩压> 250mmHg、舒张压> 115mmHg）、室速以外的心律失常、ST段降低> 2mm。

二、药物负荷试验方法

1.多巴酚丁胺负荷试验

多巴酚丁胺负荷试验是目前应用最广泛的药物负荷方式。多巴酚丁胺是一种拟交感神经药，可以激活心肌肾上腺素能受体，产生正性肌力和频率的效果，引起心肌耗氧增多诱发心肌缺血。将多巴酚丁胺加入5%葡萄糖溶液或生理盐水，采用上肢静脉输液泵缓慢注射，以5µg/（kg g min）为初始剂量，随后每分钟增加1次剂量，逐渐增至10µg/（kg g min）、20µg/（kg g min）、30µg/（kg g min），最大剂量为40µg/（kg g min）。若加到最大剂量仍未达到目标心率，可与阿托品联合使用。阿托品可以提高心率，缩短负荷试验时间，增加敏感性。阿托品剂量从0.25～0.50mg开始，总量为2.00mg。

超声心动图可连续采集，也可以在使用药物前、药物剂量为5µg/（kg g min）时和最大剂量5分钟时，各采集1次。多巴酚丁胺负荷试验相对安全，目前尚未见试验中发生死亡的报道。在多巴酚丁胺试验中可出现头痛、头晕、心悸、恶心、呼吸困难、胸部不适等症状。常见的心律失常包括各种期前收缩，室上性心动过速、室性心动过速，较少出现心肌梗死等严重的并发症。对于一般的症状无需处理，在药物停止输入后可自行消失。对于症状严重者，需要给予吸氧、硝酸甘油、β受体阻滞剂缓解症状，若出现生命危险，则需要给予抢救治疗。

2.腺苷负荷试验

腺苷是一种非内皮依赖性的血管扩张剂，可选择性扩张冠状动脉的阻力血管，使冠状动脉血流增大4～5倍。腺苷起效快、半衰期短（< 10秒），经静脉给药2分钟就可使冠状动脉达到最大扩张状态。检查时首先记录静息状态下前降支远端的血流频谱，静脉注射腺苷初始剂量为50µg/（kg g min）、100µg/（kg g min）及140µg/（kg g min）。最大剂量140µg/（kg g min）持续5分钟。冠状动脉血流储备为注射腺苷后最大血流速度与静息状态最大血流速度的比值，正常约3.0（2.5～3.5）。冠状动脉血流显示不理想时，可以采用静脉注射超声增强剂并利用二次谐波提高前降支血流检出率。

3.其他负荷试验

其他负荷试验包括等长握力运动（handgrip exercise）、冷加压试验（cold pressor testing）及经食管心房调搏（through esophagus atrial pacing，TEAP）等，目前极少开展。

【临床应用】

负荷超声心动图可用于评估左心室收缩功能、评价心肌缺血、存活性及冠状动脉血流储备（coronary flow reserve，CFR）。在瓣膜疾病、左心室舒张功能、肺动脉高压和血流动力学评估中也具有重要的作用。

一、负荷超声在评价心肌存活性中的应用

负荷超声心动图可以检测缺血心肌及缺血再灌注后心肌存活性，双相反应是负荷超声心动图检测心肌缺血的特异征象，低剂量多巴酚丁胺可使室壁增厚程度增加，高剂量多巴酚丁胺可使室壁增厚程度减低（图1-2-38）。负荷试验中，任何2个或2个以上节段室壁运动异常的轻微改善提示心肌存活（可能是顿抑心肌或冬眠心肌）（图1-2-39）。

二、负荷超声在评价冠状动脉血流储备中的应用

负荷超声心动图还可应用于评估冠状动脉血流灌注及储备。对于左前降支支配的区域，联合多普勒血流成像和血管扩张剂能够为预后评估提供重要信息（图1-2-40）。

三、负荷超声心动图在心脏瓣膜病中的应用

多巴酚丁胺负荷试验主要用于评估射血分数减低的“低压差、低流量”的主动脉瓣狭窄患者，还可以评估左心室收缩储备。以5～20µg/（kg g min）的分级剂量滴注，延长每一节段的持续时间以便对频谱进行稳定测量。每搏输出量增加≥20%，则提示左心室收缩储备良好。静息状态和多巴酚丁胺负荷状态下均需计算主动脉瓣口面积；真性主动脉瓣狭窄时，随着负荷程度增加，主动脉和左心室流出道血流速度的比值增加，计算的瓣口面积不变或减小（图1-2-41）。而假性重度主动脉瓣狭窄或功能性主动脉瓣狭窄时，由于主动脉瓣叶开放程度增加，左心室流出道和主动脉压力阶差变化相对较小，计算的瓣口面积保持不变或增加。

对于二尖瓣反流（mitral regurgitation，MR）的患者，负荷超声心动图也具有重要作用。负荷超声心动图可以鉴别缺血或扩张型心肌病引起的二尖瓣反流，缺血引起的左心室功能不全合并二尖瓣反流时，反流程度通常在负荷时增加（图1-2-42）；而扩张型心肌病患者由于存在收缩储备，反流程度减轻。

四、负荷超声心动图在肥厚型心肌病中的应用

负荷超声心动图不仅可以诱发肥厚型心肌病患者的临床症状，也可对治疗效果进行评估。对于有症状但无明显梗阻的肥厚型心肌病患者，需进一步诱发左心室流出道梗阻。如瓦尔萨尔瓦动作不能诱发出左心室流出道压力增高（≥50mmHg），应进行运动负荷超声心动图检查（图1-2-43）。运动负荷超声心动图能够检测出90%以上的左心室流出道梗阻。若运动试验后出现左心室流出道压力梯度增加50%或者明显的血压改变、左心室收缩和舒张功能的改变以及二尖瓣反流增加，提示预后较差。对于无症状患者，静息超声心动图联合瓦尔萨尔瓦动作有助于患者危险分层，但如果不是生活方式干预或临床治疗需要，一般不推荐常规进行负荷超声心动图检查。

五、负荷超声心动图在舒张功能评价中的应用

负荷超声心动图可以在运动过程中对左心室舒张功能的变化进行连续评估，可采用踏车运动或平板运动方案，半卧位踏车试验可以在整个试验过程中连续获取多普勒图像，是评价舒张功能的首选方法（图1-2-44）。

负荷超声心动图可以通过评估运动时E/e′的变化来反映左心室的充盈压力，与心导管测量的左心室舒张末压具有良好的相关性。E/e′也可以在多种疾病共存时，鉴别劳累性呼吸困难是否为心源性。正常人运动时舒张早期二尖瓣血流E峰及二尖瓣环速度e′均增加，E/e′基本不变。对于潜在舒张功能受损的患者，E峰增加，e′增加不明显，E/e′升高。

六、负荷超声心动图在危险分层中的应用

大量研究表明，能够正常完成运动或药物负荷超声心动图的患者，即能达到良好运动能力和目标心率的人群，发生心脏事件的风险非常低，与正常人群的风险相当或接近（完成运动负荷超声心动图的患者每年发生事件的概率< 1%，完成药物负荷超声心动图患者每年发生事件的概率< 2%）。在怀疑或确诊的冠心病患者中，静息状态或负荷状态下，室壁运动异常的范围增加，尤其是出现累及≥4个节段的室壁运动评分增加时，无论左心室射血分数是否减低，患者出现心源性死亡或心肌梗死的风险增加4倍以上。

七、负荷超声心动图联合超声新技术的应用

随着超声医学的发展，超声新技术开始应用于负荷超声心动图，为患者诊断、治疗及预后评价提供更有价值的信息。斑点追踪、组织多普勒、三维超声心动图、超声增强等技术与负荷超声心动图联合应用更有利于评价心室及瓣膜结构和功能（图1-2-45）。

【小结】

1.负荷超声心动图具有无辐射、安全性高等优点，在缺血性心脏病、瓣膜病、舒张功能评价等方面具有重要的作用。

2.尽管已开展负荷超声心动图与新技术联合应用，但仍然需要进一步改进和完善。相信随着超声技术的不断发展，负荷超声心动图可以在临床及科研工作中发挥越来越重要的作用。

（刘　爽　庞艳敏）