实用放射学(第4版)
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第二章 心脏大血管正常影像解剖

第一节 X线心脏大血管普通摄影解剖

一、后前位所见

心脏后前位摄片可见心脏约2/3位于左胸部,1/3位于右胸部。右心缘分为上、下两段,上段在年轻人较平直,为上腔静脉,而老年者呈弧形,为升主动脉的边缘;下段均呈弧形,系右心房的右缘。左心缘分为三段,均呈弧形,上段称主动脉结,为主动脉弓的投影;中段为肺动脉段,主要由肺动脉主干构成,此段的弧度最小;下段为左心室的边缘,其下部为心尖凸向左下。两心缘与膈顶以锐角相交,称心膈角,右心膈角内有时可见三角形阴影,斜向外下方,为下腔静脉。为判断心脏大小,临床常在后前位像上进行心胸比率的测量:即心脏横径与经右侧膈顶所测胸廓内壁横径之比,正常人平均为0.44±0.03,不超过0.5。

二、左侧位所见

心脏左侧位摄片可见心脏位于前胸壁和脊柱之间,前缘为右心室,其下段是右心室前壁,与胸壁紧密相邻,上段为右心室流出道和肺动脉主干,呈弧形斜向后上。心前缘上段与胸壁之间三角形的透光区,为胸骨后区。心脏的上方,可见升主动脉几乎垂直向上走行。心后缘中上段是左心房,下段为左心室,呈弧形由后斜向前,成锐角与膈肌相交。食管吞钡摄左侧位像,可见食管、膈肌与心后缘形成一个三角形间隙,称为心后食管前间隙,左心室增大时,此间隙变小或消失。

三、右前斜位所见

心脏右前斜位摄片可见心脏呈斜卵形,位于前胸与脊柱之间。心影的前缘呈弧形自下斜向上,与胸壁之间有一个尖端向下的三角形透光区,称心前间隙。前缘最下段为左心室,向上依次为右心室前壁、右心室流出道、主肺动脉干、升主动脉和主动脉弓。心影后缘上段是左心房,下段为右心房。心影后缘与脊柱之间称心后间隙,食管和降主动脉在此间隙通过,降主动脉密度较高,沿脊柱前方向下走行。

四、左前斜位所见

心脏左前斜位摄片可见心脏的房室间隔大致与X线束平行,左、右心几乎对称性分为两半,在一个平面上展开,心前缘为右心,心后缘为左心,心缘上段是心房,下段为心室。心影上方的主动脉也在一个平面上显示升、弓和降部,此三部分主动脉与心影上缘围成“主动脉窗”,窗内包括气管分叉部、肺动脉和主支气管。左前斜位像心前间隙较大,大致呈长方形。

五、正常心脏形态及其生理影响因素

心脏形态受生理因素的影响在普通X线检查片表现有所不同,简述如下。

(一)体型对心脏形态的影响

正常心脏按体型不同分为横位型、斜位型和垂位型3个类型(图4-2-1)。

图4-2-1 正常心脏按体型分型示意图

A.横位型;B.斜位型;C.垂位型

1.横位型心脏

见于体型矮胖者,其胸廓相应较宽,膈肌位置较高,心脏纵轴与人体横断面的夹角<45°,心脏与膈肌的接触面加大呈横位,心胸比率常>0.5,左心缘肺动脉段凹陷,主动脉结较大。该型在中老年人中比较常见。

2.斜位型心脏

又称中间型心脏,体型胖瘦适中,胸廓介于上述两型之间,心脏纵轴与人体横断面的夹角约为45°,心胸比率在0.4~0.5。此型多见于青壮年人。

3.垂位型心脏

见于身体瘦长者,其胸廓狭长,膈肌位置低,心脏纵轴与人体横断面的夹角>45°,心脏与膈肌的接触面变小呈直立状,心胸比率远<0.5,通常<0.4,肺动脉段较长且略突出。此型较少见,仅占10%左右。

(二)年龄对心脏形态的影响

婴幼儿的右心室较大,膈肌位置较高,使心脏横径较宽,略呈球形,而且胸腺较大,与心底部重叠,导致左心缘各弓分界不清,心底增宽。以后随年龄增长,膈肌位置逐渐下降,在7~12岁时,心脏转变为斜位型。老年人的膈肌位置升高,心脏以横位型居多。

(三)呼吸对心脏形态的影响

吸气时膈肌下降,使心脏与膈肌的接触面减小,心脏趋于垂位型;呼气时膈肌升高,心脏与膈肌接触面加大趋于横位型。呼吸运动还可改变胸腔内的压力和心脏的血容量,如吸气使回心血量增加,心脏较大,呼气则相反,心脏较小。

(四)体位对心脏形态的影响

直立位为X线心脏检查的标准位置,如患者取平卧位,则膈肌升高、体静脉回流量增加、上腔静脉影增宽,使心脏增大、上移,而趋于横位型;若患者取右侧卧位,因重力的作用,血液向下积聚,使心脏向右移位,右心房弧度加深;取左侧卧位,则与之相反,心脏左移,右心房弧度变浅,而左心缘的弧度加深。

第二节 心脏大血管的CT解剖

CT常规显示为体轴横断位的体层图像,避免了普通X线检查平片所致的心脏前后结构的重叠。CT平扫图像血池与心腔壁的密度差别较小。经静脉注入足够量的对比剂后,多排螺旋CT扫描对比剂随血液流动充盈血池,依次显示上腔静脉、右心房、右心室、肺动脉、肺静脉、左心房、左心室和主动脉呈高密度,并借助血池高密度勾画出呈中等密度的房室壁、房室间隔和血管壁。至少有一个层面显示左心室呈椭圆形位于右心室的左侧偏后,其下方的相邻层面显示心尖,除心尖壁略薄外,各部位心肌厚度大致相等,呈中等密度。右心室呈三角形或扇形,紧邻前胸壁,位于左心室的右方。右心房位于右心室的后上方,呈扇形或不规则形,上腔静脉呈三角形、椭圆形或圆形,位于升主动脉的右侧偏后,近膈肌层面可见略不规则椭圆形下腔静脉,位于脊柱的右前方。左心房位于升主动脉后,脊柱的前方,呈横置长方形,经二尖瓣与左心室通连。两侧肺静脉于左心房的侧后壁进入左心房。升主动脉为圆形,位于左心房的前方,右心室流出道及主肺动脉的右后方。降主动脉为圆形,位于左心房后方脊柱左侧。主动脉弓位于气管前方,自右前斜向左后。壁层心包呈弧线影,厚度约为1.5mm(图4-2-2)。应用心电图门控能获取覆盖整个心动周期不同时相的图像,通过后处理可三维动态显示心脏和大血管的整体状况。64排螺旋CT采用容积扫描数据能准确测量心室的收缩末期和舒张末期容积,进而计算射血分数;直接测量心腔大小和室壁厚度,评价室壁的局部运动功能。通常左右心室的横径均不超过50mm,左右心房的前后径小于30mm,升主动脉内径在60岁之前不超过30mm,60岁以上者小于40mm。

图4-2-2 正常心脏CT图像

第三节 心脏大血管的MRI解剖

MRI有多种脉冲序列,但是最终从图像上看依据血池信号可将之分为黑血和白血两种类型。以SE脉冲序列图像(黑血技术)为例,描述心脏大血管解剖,如果应用白血技术则血池信号反转。

一、左心室及主动脉

体轴横断位图像至少一个层面显示左心室呈椭圆形位于右心室的左侧偏后,其下方相邻层面显示心尖,除心尖肌壁略薄外,各部位心肌厚度大致相等、呈均匀中等信号。心外膜脂肪层为线状高信号,心内膜为线状较高信号,两者与中等信号的心肌和低或无信号的心腔血流分界清楚,前后组乳头肌呈条带状与前后室壁相连,凸入左心室腔内。心脏长轴像左心室呈尖辣椒状,室壁可分为前壁、心尖和下壁3部分,流出道和流入道层面分别显示主动脉瓣和二尖瓣呈线状中等信号。心脏短轴像左心室呈圆形,可分为前、侧、下壁和室间隔4部分。

体轴横断位图像升主动脉为圆形,呈低信号,位于左心房的前方,右心室流出道及主肺动脉的右后方,清楚显示主动脉窦及呈三叶状的主动脉瓣。降主动脉为圆形,位于左心房后方脊柱左侧,收缩期呈低信号,舒张期为中至高信号。结合心脏长短轴位像可观察主动脉全长,以左斜位最佳,可在一个层面上显示主动脉的升弓降部全貌。

二、右心室及肺动脉

右心室位于左心室的右前方,在体轴横断位像上呈三角形或扇形,紧邻前胸壁。心脏长短轴位像呈不规则四边形,室壁较薄,右心室前壁约为左心室壁厚度的1/3,侧壁近房室沟部略厚,约为左心室壁的1/2。右心室流出道呈椭圆形,紧邻升主动脉,并位于其右前方,与主肺动脉相连接,可显示肺动脉三个瓣叶及窦,位置较主动脉窦高一个层面。主肺动脉由左前斜向右后,分出左肺动脉后,于升主动脉和上腔静脉的后方向右延续为右肺动脉。心脏长轴像主肺动脉呈楔状,短轴像为圆形。

三、右心房与腔静脉

右心房位于右心室的后上方,借三尖瓣与右心室通连,呈扇形或不规则形,借房间隔与左心房相邻,房间隔和三尖瓣均呈中等信号线状结构。在体轴横断位图像上,上腔静脉呈三角形、椭圆形或圆形,位于升主动脉的右侧偏后,近膈肌层面可见略不规则椭圆形下腔静脉,位于脊柱的右前方。心脏长轴像上、下腔静脉呈管状与右心房相通,并清楚显示各自的开口。

四、左心房与肺静脉

左心房位于升主动脉后,脊柱的前方,在体轴横断位像上呈横置长方形,心脏长轴像上呈近似三角或四边形,借线状中等信号的二尖瓣与左前下方的左心室通连。两侧肺静脉于侧后壁进入左心房,而在心脏长轴像上,自左心房后部进入心房。

五、心包

心包腔呈低信号曲线位于脏壁层心包之间,与壁层心包外和心外膜脂肪层形成鲜明对比,右心室前方显示心包最佳,宽度为1.0~2.5mm,而心脏长短轴位像仅显示心包的反折部。

六、周围组织

MRI除显示心脏大血管外,还能清楚显示其周围的组织器官结构,例如:气管、食管及纵隔内其他组织结构,以及椎体、脊髓、胸肋骨和胸壁肌肉等。

七、梯度回波快速成像

应用梯度回波快速成像在1个心动周期内可获得数十幅图像,时间分辨率可达25~50ms,若连续动态显示称MRI电影。MRI电影主要用于心功能测定和观察血流动态,正常血流呈亮白高信号,与心血管壁的中等信号形成鲜明对比。

第四节 心脏大血管的X线心血管造影解剖

一、静脉和右心房

下腔静脉位于右后心膈角处,在膈上立即进入右心房,上腔静脉正位观在上纵隔右缘,侧位位于气管前方,直接与右心房相通连。右心房呈椭圆形,位于脊柱右缘,侧位居中下方略偏后,右心房耳凸向左前上方。右心房的左下缘与右心室之间可见一个切迹,为三尖瓣环的位置(ER4-2-1)。

ER4-2-1 腔静脉和右心房X线造影示意图

二、右心室和肺动脉

正位观右心室呈圆锥状,其底居膈面,左缘为室间隔,内部肌小梁粗大,右缘是三尖瓣口,流出道为圆锥的尖。主肺动脉位于升主动脉的左前方,在脊柱左缘分为左、右肺动脉(ER4-2-2)。

ER4-2-2 肺动脉X线造影示意图

三、肺静脉和左心房

肺静脉在近肺门部汇合成左右2支,在肺门下方进入左心房。左心房呈横置椭圆形,正位居中偏左,在支气管分叉部的下方,左心耳向左心缘突出(ER4-2-3)。

ER4-2-3 肺静脉和左心房X线造影像

四、心室和主动脉

左心室在正位像上呈斜置椭圆形,上与主动脉相连,前缘为室间隔,下缘为左心室膈面,后缘为二尖瓣前瓣,左心室内部肌小梁纤细。在侧位像上左心室略呈三角形。主动脉左窦(冠状窦)、右窦(冠状窦)和后窦(无冠状窦)等3个窦,侧位或左前斜位像可以显示主动脉全貌,并可见主动脉弓所发出的3支头臂动脉开口及近段(图4-2-3)。

图4-2-3 主动脉和左心室X线造影像

五、冠状动脉

冠状动脉是供应心脏本身血液的特殊动脉,由左、右冠状动脉组成(ER4-2-4)。

ER4-2-4 冠状动脉造影像

左冠状动脉从主动脉左窦发出,走行0.5~3.0cm后分为前降支和回旋支。前降支在室间沟内下行至心尖,沿途发出若干对角支,其分支分布于左心室的前侧壁。此外,前降支还发出6~10支间隔支,呈垂柳状深入室间隔。回旋支从左冠状动脉主干发出,由前至后走行于左心房室沟内,沿途发出若干钝缘支,分布于左心室侧壁。此外,回旋支还发出数支心房支向后走行。

右冠状动脉从冠状动脉右窦发出,主干进入右心房室沟走行,至房室沟与室间沟的交叉处,血管内陷形成“U”形弯曲,其主要分支有:右圆锥支、窦房结支和右心房支,还发出2~4条锐缘支和后降支,后者再发出若干间隔支呈垂柳样进入后部室间隔。此外,还发出房室结支和左心室后支。

第五节 心脏大血管的超声和核医学解剖

一、超声心动图心脏大血管解剖

超声心动图有胸骨左缘、心前、剑下、胸骨上凹和胸骨右缘5个检查区,以胸骨左缘和心前区最为常用。

(一)M型超声心动图

1.心底波群

从前至后依次显示胸壁、右心室前壁、右心室流出道、主动脉根部、左心房和左心房后壁。主动脉根部可见两条并行呈同步运动的曲线,上线为右心室流出道后壁和主动脉的前壁,下线为主动脉后壁和左心房前壁。在主动脉根部曲线内可见主动脉瓣曲线,舒张期瓣叶关闭位于中央呈直线样;收缩期瓣叶分开呈两条线,分别靠近主动脉的前后壁,瓣口呈不规则六边形。

2.二尖瓣波群

二尖瓣前叶波群解剖结构由前至后依次为胸壁、右心室前壁、右心室腔、室间隔、左心室流出道、二尖瓣前叶、左心房及左心房后壁;二尖瓣前后叶波群依次显示胸壁、右心室前壁、右心室、室间隔、左心室流出道、二尖瓣前后叶、左心室后壁。

3.心室波群

从前至后依次显示胸壁、右心室前壁、右心室腔、室间沟隔、左心室腔和左心室后壁。

(二)二维超声心动图

1.胸骨旁左心长轴位

显示升主动脉、主动脉窦、主动脉瓣、左心房、右心室流出道、室间隔、左心室、二尖瓣前后叶、左心室后壁和降主动脉的横断面(图4-2-4)。

2.心脏短轴位

(1)心底短轴位:

显示升主动脉横断面,主动脉瓣、右心室流出道、主肺动脉、肺动脉瓣、左心耳、左心房、房间隔、右心房、三尖瓣、右心室和左冠状动脉主干。

图4-2-4 胸骨旁左心长轴位像

RV:右心室;LV:左心室;AO:主动脉;LA:左心房

(2)二尖瓣水平短轴位:

显示左右心室腔、室间隔、二尖瓣口(图4-2-5)。

图4-2-5 二尖瓣水平短轴位像

RV:右心室;LV:左心室

(3)乳头肌水平短轴位:

显示左右心室腔、室壁运动和乳头肌的情况。

3.心尖四腔位

显示4个心腔、房室间隔、二尖瓣、三尖瓣和肺静脉的入口。探头略向上倾斜,除显示上述结构外,还可见升主动脉,又称心尖五腔位(图4-2-6)。

图4-2-6 心尖四腔位像

RV:右心室;LV:左心室;RA:右心房;LA:左心房

(三)多普勒频谱

超声心动图可应用脉冲波或连续波多普勒频谱显示各瓣口的血流动力学情况,获得有关流速、流量的多个指标。

1.二尖瓣多普勒血流频谱

在心尖四腔图像上,将采样容积置于二尖瓣口,获取呈窄带双峰的频谱图。E峰位于舒张早期(快速充盈期),A峰见于舒张晚期(心房收缩期),与二尖瓣前叶的M型曲线一致(图4-2-7)。

图4-2-7 二尖瓣多普勒血流频谱图

2.三尖瓣多普勒血流频谱

在心尖四腔位图像上,将采样容积置于三尖瓣下频谱图形与二尖瓣相同,但是血流速度较低,而且随呼吸时相变化而改变。

3.主动脉瓣多普勒血流频谱

在心尖五腔位图像上,将取样容积置于主动脉瓣下,于左心室射血期获取窄带单峰图。

4.肺动脉瓣多普勒血流频谱表现

在心底短轴位图像上,将取样容积置于肺动脉瓣下或瓣上,所获频谱的形状与主动脉相似,但是峰值较低,出现的时间略迟,受呼吸的影响较大。

(四)彩色多普勒

以红、蓝、黄(或绿)色标记血流方向和流速,可直观显示心脏大血管内部的血流方向、速度等。通常规定朝向探头的血流为红色,背向探头的血流为蓝色,湍流为黄(绿)色。

二、放射性核素显像心脏解剖

(一)放射性核素心室造影的正常所见

首次通过法放射性核素经静脉团注,由腔静脉依次进入右心房、右心室、肺动脉、肺实质、肺静脉、左心房、左心室至主动脉,顺序显影。平衡法经静脉注射用核素标记的血液成分后5~10min,注入的核素与血液均匀混合,使各心腔显影,同时应用心电图门控获得覆盖整个心动周期的16~32幅图像和心室的时间-放射性浓度曲线(反映心室的时间-容积曲线),可测定左心室射血分数等左心功能指标。此外,还能评价室壁节段性收缩功能。采用半定量的评分方法观察室壁运动:室壁运动正常为0分,运动减弱为1分,室壁无运动为2分,室壁反向运动为3分。对每个像素的时间-放射性浓度曲线进行傅里叶变换,获得相位图和振幅图。前者反映左心室各节段收缩的协同性,正常人各节段的收缩时相一致,颜色相近;后者以颜色标记左心室各节段的收缩幅度,收缩幅度大的节段颜色较深,相反,颜色较淡。

(二)心肌显像的正常所见

心肌显像应用最多的核素是201Tl和99mTc标记的甲氧基异丁基异腈(MIBI)。常规应用静态显像,受检者在安静状态下注射核素60~90min后进行平面或断层显像,心肌的放射性核素分布均匀,厚度一致,无缺损或浓度减低区。还应用负荷试验显像,受检查者在注射核素后进行运动(例如:跑平板或踏车),至运动高峰时,心肌血流量增加数倍,正常人心肌的放射性核素亦分布均匀,厚度一致,无缺损或浓度减低区。

(李坤成)