第一章 心脏大血管检查方法
第一节 心脏大血管的普通X线检查
心脏位于纵隔内，与两侧胸腔相邻。X线穿透胸部后，由于心脏与肺组织对X线的吸收不同，心脏的边缘与含气的肺组织形成良好的自然对比。因此，在伦琴发现X线之后不久，即将其用于心脏检查，以后，随着影像设备的不断改进，心脏的X线检查逐渐得到广泛临床应用。近年来，虽然许多医学影像学新技术（包括超声心动图、放射性核素显像、磁共振成像等）相继问世，但是X线检查仍以其普及率高、价格低廉、简便易行、观察肺循环敏感、准确和诊断效果好等优点，继续在临床应用。按照检查方法不同，心脏X线检查可分为普通X线检查和心血管造影两大类，前者又可分为透视和摄影两种。
普通X线检查不能直接显示心脏房室瓣、乳头肌和房室间隔等心内结构，不能区分心肌与心包组织，但是可清楚显示心脏和大血管的边缘及轮廓。进行普通X线检查，医生可根据心脏大血管边缘和轮廓，判断心脏各房室是否增大，并确定其位置；通过观察心脏大血管边缘的搏动幅度和节律，可准确判断被检查者的心功能状态。普通X线检查显示肺循环敏感，能在患者出现临床症状前早期发现肺水肿，及时做出左心功能不全的诊断，使患者得到及时治疗，这也是普通X线检查优于其他影像学技术的独到之处。此外，普通X线检查还可显示心脏大血管的钙化，根据其所在部位和程度判断其病理意义，有利于多种疾病的诊断与鉴别诊断。
一、心脏X线透视检查
进行传统透视检查时，X线穿透胸部，经人体组织吸收衰减后直接照射在荧光屏上成像；现代设备多应用影像增强器在显示器上观察图像。
透视是心脏大血管X线检查的重要手段，通过患者体位转动，可从不同角度观察心脏、大血管轮廓及其搏动状况，有利于显示病变，准确确定病变部位，重点进行病变分析，明确病变与周围结构（如：肺、横膈、胸膜及骨骼等）的关系，必要时还可选取显示病变最佳的位置摄影，以纠正因患者体位不正、吸气不足等因素所致的摄影失真。传统X线透视检查以其简便易行、价格低廉、设备普及率高等优点，曾经是心脏大血管影像学检查的首选方法，通常在透视发现异常改变后才进行摄影检查。近年来，超声心动图在临床得到广泛应用，已经取代普通X线检查成为心脏大血管的首选影像学检查方法，加之透视使患者所受的X线辐射剂量较大，现在国内大多数三级甲等医院已经在门急诊取消心脏大血管的常规X线透视，改为直接进行X线摄影检查。透视变为一种补充检查手段。
透视下观察，正常人心脏左下缘（左心室）的搏动最强，表现为收缩期快速内收、舒张期逐渐外展，搏动幅度达2～5mm。左心缘搏动主要与左心室的每搏输出量呈正相关，其次，被检查者的呼吸运动也影响心室的搏动幅度，呼气时搏动幅度加大，吸气时搏动幅度变小。主动脉的搏动幅度较左心缘小，约为2mm，表现为左心室收缩时主动脉快速向外扩张，舒张时缓慢内收，其搏动幅度与主动脉的脉压呈正相关。肺动脉搏动较主动脉略弱，搏动方式与主动脉相似。右心缘（正常为右心房）仅见微弱搏动。心室与心房、心室与大动脉的搏动方向相反，在一定角度观察，可见相反搏动点，通常可根据相反搏动点的位置，判断心脏各房室的大小和位置。由于食管在心脏后方走行，紧邻左心房，行X线心脏大血管透视检查可同时食管吞钡，根据食管压迹的深度和长度来判断有无左心房增大及其程度；正常人两肺门血管无明显搏动。
X线透视价格低廉、操作简便，曾经是广泛应用于心脏大血管的常规检查方法，但是透视影像欠清晰，检查结果受操作者的经验影响较大，不利于前后两次检查的对比，患者和医生接受的X线辐射剂量较大，目前，已经逐步被X线摄影和超声心动图所替代。
二、心脏大血管X线摄影检查
心脏大血管X线摄影有后前位、右前斜位、左前斜位和左侧位4个标准位置，通常需要联合应用，传统上主张联合应用后前位、左前斜位和右前斜位，即心脏三位像，但是目前以后前位和左侧位组合最为常用。心脏投照时为减小放大率所致的失真，X线球管应至少距离胶片-暗盒2m，所以，心脏X线摄影又称远达摄影。4个标准位置的投照方法如下：
1.后前位（亦称正位）
患者直立，前胸壁贴近胶片-暗盒、X线由后向前水平穿过人体胸部（图4-1-1）。
图4-1-1 心脏X线摄影后前位像示意图
2.左侧位
患者取侧位，左胸壁贴近胶片-暗盒（图4-1-2）。
图4-1-2 心脏X线摄影左侧位像示意图
3.右前斜位
患者由直立位向左旋转45°，右肩贴近胶片-暗盒（图4-1-3）。
图4-1-3 心脏X线摄影右前斜位像示意图
4.左前斜位
患者向右旋转60°，左肩贴近胶片-暗盒（图4-1-4）。
X线摄影检查使用标准检查位置，便于多次检查的前后对比，所获图像空间分辨率高，具有可供多人阅览、利于保存的优点。发达国家在进行心脏大血管X线检查时，常规应用摄影检查，必要时再辅以透视，我国目前也是如此。
图4-1-4 心脏X线摄影左前斜位像示意图
第二节 心脏大血管的CT检查
心脏大血管检查要求CT机有足够快的扫描速度。早期的CT机扫描速度为数分钟，不能用于心脏大血管的检查。后来扫描速度缩短至1～5s，虽然可用于心脏大血管检查，但是其时间分辨率仍然不够，临床应用价值有限。电子束（即“超高速”）CT和多排螺旋CT的扫描速度达毫秒级，完全适用于心脏大血管的检查。心脏大血管CT检查需应用心电图门控技术，使心脏大血管的形态结构显示得更清楚，并可进行心腔大小、室壁厚度及其变化的测量，以及心脏功能的测定等检查。螺旋CT机具有各种三维重建和“仿真内镜”功能，可以从多方位立体显示心脏大血管的解剖形态和腔内情况，为CT心脏大血管检查开辟了新领域。此外，多排螺旋CT和电子束CT还可用于心脏大血管血流速度、心肌灌注和储备的评价。
除心包疾病和主动脉瘤的随访外，大多数心脏大血管病的CT检查需要使用含碘对比剂。对比剂用量通常少于常规X线心血管或DSA检查，为0.15～0.25g/kg。对比剂常规经外周静脉注入，可分为团注、滴注和团注加滴注等3种不同的注入方式：
1.团注（bolus injection）法 在短时间内快速注入对比剂，同时进行CT扫描。此方法常规用于心脏大血管疾病的CT扫描，可行重点层面的动态扫描，用于心肌灌注检查和心功能评价。
2.滴注法 先滴注半量对比剂，然后开始CT扫描，在扫描过程中再将其余半量对比剂持续滴入，至扫描结束。此方法使对比剂浓度在一段时间内保持稳定，有利于显示心脏大血管的解剖结构，通常用于扫描速度较慢的CT机，其对比剂峰值浓度较团注法低。
3.团注加滴注法 先行对比剂团注，然后再行连续滴注，此法可兼顾解剖结构显示和心脏大血管的动态观察。
目前，随多排螺旋CT的技术进步，临床主要应用团注法，其他两种方法基本淘汰不用。
一、心脏大血管CT检查扫描方法
主要有常规平扫（又称单纯扫描）、动态扫描和心电图门控扫描三种方法。
1.常规平扫
通常选层厚10mm、无间隔连续扫描，覆盖自心脏膈面至主动脉弓的头臂动脉开口部水平。由于心腔大小和室壁厚度随心动周期而动态变化，该方法仅粗略显示心脏大血管的解剖结构，临床应用价值有限。
2.动态扫描
指在短时间内对某一平面进行反复连续扫描，用于显示心腔大小、室壁厚度和心腔内对比剂浓度的变化，研究心肌灌和测定心功能。
3.心电图门控扫描
应用心电图控制CT扫描，以获得心动周期某一时相的心脏大血管CT图像。根据门控方式又可为两类：
（1）回顾性心电图门控扫描：
在进行心脏大血管扫描时，同时记录CT扫描数据和心电图信号，然后利用专门软件自动将扫描数据按心动周期的时相排列，获取心动周期确定时相的CT图像。
（2）前瞻性心电图门控扫描：
借助软件程序，预先选定成像层面在心动周期上的时相，由心电图直接控制CT扫描。
由于前瞻性心电图门控扫描速度慢，临床主要应用回顾性心电图门控扫描进行心脏大血管的CT检查。
64排以下的螺旋CT扫描，受扫描速度的限制，需要将被检查者的心率控制在60次/min左右，通常在扫描前给被检查者口服β受体阻滞剂，而64排螺旋CT被检查者心率在100次/min以下都可完成检查，一般不必服用减慢心率的药物。
二、CT在心脏大血管疾病诊断中的应用
传统上，与其他影像学检查方法对比，CT（双排螺旋以下）的性能/价格比不高，由于受扫描速度较慢的制约，在心脏大血管病的临床应用价值有限。通常心脏大血管CT检查在使用对比剂的前提下，可以测量心脏及各心腔的大小和室壁厚度，计算心腔容积及心室收缩功能，分析心肌节段性运动等。CT可用于各种先天性心脏大血管疾病的诊断与鉴别诊断，例如：确定心脏大血管和内脏的位置异常，显示大血管走行、起源、连接和位置异常，确定心脏房-室、心室-大动脉的相对空间位置关系，但是难以确定心房、心室和大动脉的连接关系。CT也可做出室间隔缺损、房间隔缺损、法洛四联症等疾病的诊断。对获得性心脏病而言，CT能做出肥厚型心肌病、心脏瓣膜病的诊断，尤其CT的密度分辨率高，易于发现心脏瓣膜的钙化。由于CT具有区别组织密度和在横断面上清晰显示纵隔的能力，因而成为纵隔内结构异常的理想筛选手段，用于心脏大血管与纵隔疾病的鉴别诊断。
近年来多排螺旋CT技术取得长足进步，至2005年初64排螺旋CT已经在我国数十家大型医院引进和装备。由于多排螺旋CT的扫描速度达到毫秒级，扫描速度极快，就64排螺旋CT而言，5s即可完成心脏的扫描，17.5s就能获取2m身高整个人体的数据。64排螺旋CT获取的是容积数据，图像的三维分辨率相同，均达到0.4mm，所以图像的后处理功能得到极大加强，例如：可以进行任意角度的图像重建，重建图像的层厚可以薄至0.1mm；还能很方便获取三维图像以及随时间展开的三维动态（即“四维”）图像。上述设备性能的提高还可快速完成CT血管造影和心肌灌注检查。
64排螺旋CT的问世使CT对心脏大血管疾病的诊断与鉴别诊断的能力得到极大提高，成为极有竞争力的影像学技术，尤其在冠心病、主动脉夹层、肺栓塞等心脏大血管急症的诊断方面发挥重要作用。
第三节 心脏大血管的MRI检查
MRI是软组织对比分辨率最高的影像学技术，它可以清楚分辨肌肉、肌腱、筋膜、脂肪等软组织，区分较高信号的心内膜、中等信号的心肌和在高信号脂肪衬托下的心外膜，以及低信号的心包。MRI具有任意方向直接成像的能力，不必变动被检查者的体位，结合不同方向的切层，可全面显示被检查器官或组织的结构，无观察死角。MRI可行容积扫描，获得各种平面、曲面或不规则切面的实时重建，以及各种三维显示，便于对解剖结构或病变进行立体追踪观察。MRI属于无创伤、无射线检查方法，避免了X线或放射性核素显像等影像学检查由射线所致的损伤。MRI成像参数多，包含信息量大，以应用最广泛的SE脉冲序列为例，此技术可获取T1WI、T2WI和PDWI。目前，MRI已知成像参数达十余种，加上超过百种的脉冲序列组合，以及许多特殊成像技术的应用，其成像潜力巨大。尽管通常MRI空间分辨率不及X线平片，但是明显优于超声心动图和放射性核素显像，与DSA和CT相当。
MRI的主要缺点有：设备和检查费较昂贵，在一定程度上限制了它的普及和应用。检查时间较长，通常完成一次心脏检查需0.5～1h。国内MRI设备普及率不如普通X线检查、超声心动图、CT等影像学技术。除超低磁场（0.02～0.04T）和开放式MRI扫描机外，一般MRI机房内不能使用监护和抢救设备，加之MRI对患者体动敏感，易产生伪影，故不适于对急诊和危重患者进行检查。个别患者进入扫描室产生幽闭恐惧症（claustrophobia），自诉有难以名状的恐惧感，常导致检查失败。MRI对钙化不敏感，小钙化灶因容积效应不能显示，大钙化灶表现为无信号区，亦缺乏特异度。由于钙化在发现病变和定性诊断上有较大帮助，对钙化不敏感亦为MRI的缺点之一。
一、心脏大血管磁共振成像扫描的适应证
1.心肌病变，主要包括各型原发性心肌病，急、慢性心肌梗死及其主要并发症室壁瘤形成等。
2.各种大血管疾病，包括各种动脉瘤、主动脉夹层等。
3.心包疾病，包括心包积液、缩窄性心包炎以及心包内占位性病变等。
4.各种先天性心脏病，特别是复杂畸形。
5.心脏肿瘤，包括心腔内、心壁内和心包肿瘤及其与纵隔肿瘤的鉴别。
6.心脏瓣膜病。
7.心功能测定。
二、磁共振成像扫描的禁忌证
1.置有心脏起搏器者。
2.术后体内置有大块金属植入物（例如：人工股骨头、胸椎矫形钢板等）者。
3.人工瓣膜置入术后（场强≥1.0T的MRI扫描机）。
4.动脉瘤夹闭术后体内置有止血夹者。
5.心功能不全、不能平卧者。
6.昏迷躁动、有不自主运动或精神病不能保持静止不动者。
7.严重心律不齐者，为相对禁忌证。
8.疑有眼球内金属异物者。
三、心脏大血管磁共振成像的检查要点
应用心电图门控消除心脏运动影响和选择适当的扫描层面，以获取心脏的长、短轴位像是心脏MRI扫描的2个特点。
1.心脏MRI扫描心电图门控的实施要点
与其他部位MRI检查相同，心脏大血管MRI检查前，也必须去除被检查者扫描部位的一切金属制品，否则将导致图像扭曲、变形，并产生伪影。心脏扫描应注意取得被检查者的合作，以保证在扫描期间静止不动，小儿或不能配合者可应用镇静剂。操作者应正确选择心电图门控和扫描参数，根据被检查者心率的快慢确定TR、TE和扫描层面数。门控以心电图R波顶点为标志，可选择触发延迟时间（delay time，TD）以获取同一层面收缩末期和舒张末期像，对心脏形态学显示和心功能测定具有十分重要的意义。
GRE脉冲序列心脏扫描可获取同一层面的一系列图像，进行GRE脉冲序列扫描。TR值决定所获图像的时间分辨率，一般取TR：50ms，以心率75次/min计，其R-R间期为800ms，一个心动周期可获得16幅图像；如欲提高图像的时间分辨率，可选用TR：25ms，在其他条件不变的情况下，一个心动周期可获取32幅图像，但是扫描时间加倍。应用电影方式连续显示图像，即可观察心脏大血管的动态变化。
2.心脏大血管MRI扫描的层面方位选择
（1）体轴横断、冠状和矢状位：
常规横断、冠状和矢状位扫描层面与人体轴线一致，患者平卧，操作简单，便于与传统X线平片、CT等对比，有利于判断心腔、大血管解剖结构及相对位置。但是这些切层所获图像斜切心脏，在一定程度上影响心腔径线、室壁厚度测量的准确性，也不利于与超声心动图、放射性核素显像对比，为其不足之处。
（2）心脏长、短轴位像：
利用梯度场的旋转获取心脏本身的长、短轴位像，可准确测量心腔径线和室壁厚度，并进行心功能测定，便于与超声心动图、放射性核素显像及X线心血管造影对比分析。
（3）主动脉长轴像：
以横断面像定位，左斜沿主动脉弓走行方向切层，获得主动脉长轴像。该层面可完整显示主动脉的升、弓和降部，有利于主动脉疾病的诊断。
3.主要心脏大血管疾病MRI切层方位的选择
横断位是心脏大血管MRI扫描的基本层面，临床检查通常以横断位为基础，根据不同诊断要求，再进行其他方位的切层扫描。心脏大血管疾病主要层面方位选择见表4-1-1。由于MRI具有任意方向切层的能力，操作者可根据具体情况，任意选择切层方位，以利于显示心脏解剖结构或病变的最佳细节。应该指出：如欲完整显示心脏结构，至少应进行2个方位的扫描。
表4-1-1 主要心脏大血管疾病层面方位的选择
第四节 心脏大血管的X线造影检查
X线心血管造影（angiocardiography）是将含碘对比剂引进心腔或大血管，通过X线使其显影的影像学检查技术。X线心血管造影还应包括冠状动脉造影（coronary arteriography，CA）。X线心血管造影可分为传统造影和DSA两种，两者的操作方法基本相同，区别在于前者直接在胶片上成像，而DSA属于经计算机处理获得的数字化影像。
一、X线心血管造影的基本原理
X线心血管造影及DSA的原理见总论，有若干要点需要了解。
1.X线心血管造影的对比剂
X线心血管造影应用的含碘对比剂分为离子型和非离子型两类，与用于其他血管造影的对比剂（300mgI/ml）不同，X线心血管造影要求含碘浓度较高（370mgI/ml或350mgI/ml）。由于应用对比剂可产生毒副作用，部分患者注射对比剂后，出现颜面及全身皮肤潮红、荨麻疹、恶心、呕吐、寒战和呼吸困难等症状，严重者导致血压降低、休克、心肾功能衰竭，甚至引起猝死。为预防对比剂的毒副作用，可于造影术前或术中经肌肉或静脉注射抗组胺药物或地塞米松，造影时应随时做好抢救准备。术前应认真了解患者是否有过敏史，对有高危因素（例如：有过敏史、肝肾功能不全）而又必须进行造影检查者，最好使用非离子型对比剂。
2.X线心血管造影的操作过程
通常应用Seldinger导管法进行心血管造影检查，具体操作步骤如下：
（1）备皮，范围从脐下到膝上（包括双侧腹股沟、阴部）的区域。
（2）消毒，常规应用碘酒和酒精对备皮范围进行消毒，并在手术野铺无菌单。
（3）选择穿刺点，在耻骨联合-髂前上棘连线中点、腹股沟韧带下1～2cm，股动脉搏动最强点进行穿刺。
（4）局部麻醉，用0.5%～2.0%普鲁卡因或利多卡因于穿刺点进行皮肤及血管两侧浸润麻醉。
（5）应用穿刺针穿刺股动脉（穿刺针与皮肤呈30°～45°），将穿刺针芯退出股动脉，可见针尾喷出动脉血。
（6）将导丝送入血管20cm左右，撤出穿刺针。
（7）沿导丝送入导管鞘，再沿导丝经导管鞘将导管插入股动脉。
（8）撤出导丝。
至此，完成插入导管的过程。然后根据造影目的，选择不同的导管送至心腔或大血管内，注射对比剂完成造影检查。
二、X线心血管造影的临床应用价值
X线冠状动脉造影是显示冠状动脉正常结构和病变的最可靠方法，主要用于冠心病的诊断及鉴别诊断和介入治疗。而其他X线心血管造影主要对先天性心脏病复杂畸形的诊断有重要价值，此外，对各种获得性心脏病亦有一定的临床应用价值。
X线心血管造影属于创伤性、有射线辐射的技术，价格比较昂贵，所以，通常在X线平片、超声心动图、CT、MRI等影像学检查仍然不能满足诊断需要时，最后才进行X线心血管造影检查。严重出血、凝血机制障碍、碘过敏或有显著过敏体质、严重心律失常、急性心力衰竭、洋地黄中毒和急性重症感染、甲状腺危象和肝肾功能衰竭等为X线心血管造影检查的禁忌证。
第五节 心脏大血管的超声和核医学检查
一、心脏大血管的超声检查
超声以其普及率高、价格低廉、无创伤、无射线辐射危害，操作简便，实时显示图像、易于重复检查和敏感度高等优势，已经成为心脏大血管的首选和临床主要应用的影像学检查方法，在心脏大血管疾病的诊断与鉴别诊断方面发挥重要作用。
超声心动图的特性
专门用于心血管系统的超声仪称超声心动图，超声心动图有经胸、经食管、血管和心腔内3种检查方法。经胸检查法将探头置于胸前，经胸骨旁和心尖部的肋骨间隙、季肋下和胸骨上窝等无肺组织遮盖处进行检查。经食管检查将直径<1.5cm的探头送入食管，超声束经食管前壁和侧壁进入心脏。而血管和心腔内超声显像则由导管将直径<2mm的超声探头送入血管和心腔内，显示血管和心脏结构。
超声心动图主要分为M型、B型（即二维）和多普勒频谱（包括彩色）3种基本技术。M型超声检查将心脏大血管以点对点方式、按时间轴拉开动态显示心腔和大血管的位置、心腔大小、心壁厚度等动态改变，其图像类似谱线，有利于心脏大血管结构的测量。B型超声以断面的方式动态显示心脏大血管的形态，图像更直观。多普勒频谱根据声源与接收体之间的相对运动，回声频谱发生改变的原理，可无创性定量显示心脏大血管内部的血流状况，对心脏瓣膜病（狭窄和关闭不全）所致异常血流和先天性心脏病心腔及大血管的异常分流十分敏感，并可用于心功能测定。
超声心动图也可进行对比增强检查：经静脉注入能产生回声的超声对比剂，探测血液回声即可显示血流方向及其走行途径，又称超声声学造影。超声对比剂的主要成分为微气泡，临床上以CO2制剂应用得最多。声学造影主要用于先天性心脏病显示心脏内部血液的右向左分流，还可增强多普勒频谱的回声强度，使检查结果更准确、可靠。
二、心脏大血管的放射性核素显像检查
某些原子核能自发地放出射线（粒子流）而转变成另一种原子核，这种自发转变的过程称核衰变。具有核衰变性质的核素称放射性核素。放射性核素显像是核医学（又称原子医学）的重要组成部分，是心脏大血管的重要影像学检查技术之一，主要用于心脏大血管血流、心功能、心肌灌注、代谢和活性的显示，对心脏病，尤其冠心病的诊断有重要临床应用价值。
（一）放射性核素显像基本原理
所谓放射性核素显像（简称核素显像）是指将放射性药物（即显像剂）通过注射、口服、吸入等途径引入人体，使某种器官或组织显影。完成此成像过程需要具备显像设备和显像剂2个基本条件。目前，心脏放射性核素显像设备有γ照相、SPECT和PET三种，以SPECT最为常用，γ照相已经逐渐被淘汰。
（二）放射性核素显像的临床应用价值
心脏的放射性核素显像检查主要包括：放射性核素心室造影和心肌显像两类。放射性核素心室造影检查的首次通过法利用显像剂依次通过右心室和左心室，分别获得右心室和左心室功能显像，避免了因心室重叠造成的采样误差，可准确测定右心室功能。而平衡法核素心室造影则适用于左、右心室整体和局部功能的评价，后者对冠心病尤其重要。心脏大血管放射性核素显像检查常用显像剂见表4-1-2。
表4-1-2 临床常用显像剂
心肌灌注显像主要用于显示心肌缺血和坏死区，结合应用负荷试验可准确发现心肌缺血病灶。应用18F-标记的氟代脱氧葡萄糖（FDG）进行心肌代谢显像，是判定心肌梗死后残余心肌存活的准确方法。
（三）放射性核素显像缺点
放射性核素显像属于有射线检查；目前国内仅少数大医院装备SPECT扫描仪，全国运转的PET扫描仪数量有限；设备普及率较低、检查较为复杂、耗时，PET价格昂贵为其主要缺点。
（李坤成）