中國超聲心動圖的發展:王新房的開創性作用

超聲心動圖在21世紀徹底改變了心臟病學的實踐。

 備註:這篇介紹王新房教授的文章是由來自華盛頓特區喬治華盛頓大學醫學中心著名心臟病學家鄭宗鍔(Tsung O. Cheng)教授撰寫,2012年發表于Methodist Debakey Cardiovasc J。我編譯如下,以此緬懷王新房教授。】

簡介

在討論中國超聲心動圖發展的歷史時,我不能不提到來自中國武漢的王新房的開創性作用,他是“現代超聲心動圖之父”。來自瑞典的Inge Edler 和美國的Harvey Feigenbaum也被稱為超聲心動圖之父,他們兩位都認識到中國人很早就使用心臟超聲檢查(1).


1 中國早期對超聲心動圖的貢獻來自上海和武漢(王新房)。(A)Inge Edler B)Harvey Feigenbaum都在著作中提到。

中國超聲心動圖的發展

 20世紀50年代末,上海和武漢的研究人員已經在製造和使用超聲波設備來檢查心臟。1958年,超聲波研究在中國所有行業都非常流行。使用超聲波技術進行醫學診斷的先驅是安適(2A),他不是醫生,而是海關官員,後來在上海做了圖書管理員。安適與合作者成功使用上海江南造船廠的江南Ⅰ型超聲波金屬探傷儀探查人體,頻率為2.5兆赫(2B)

 2(A)安適)(B)中國最早的超聲診斷設備——江南Ⅰ型A型掃描器,上海江南造船廠製造,1958年由安在上海第六人民醫院用於診斷病人的各種疾病。

1958年,安在上海市第六人民醫院創建了上海超聲醫學研究小組,他的團隊包括王道新和徐智章。這個專門的研究小組對病人進行了進一步的研究,並於1960年用中文發表了一份初步報告。1962年,他的團隊在英文版的《中華醫學雜誌》中報告了從195812月到196110月對4618名患者的應用結果。他們檢查的器官包括肝臟、胃、子宮、乳房、大腦、肺和心臟。就葡萄胎而言,這是一個開創性的報道,因為以前在醫學文獻中沒有報道過。

王新房的角色

王新房1934年出生於中國河南。他的父親給他起這個名字是因為他們剛剛搬進一所新房子。然而,我傾向於認為他的父親有先見之明,認識到他兒子在超聲心動圖方面的偉大事業,“心房”與“新房”同音。王新房于1958年在武漢同濟醫科大學獲得醫學學位。1980年任同濟醫科大學協和醫院醫學副教授、超聲心動圖科主任。1986年,他升任同濟醫科大學(現稱華中科技大學心血管研究所)醫學教授、心血管病研究所副所長。

王新房于1961年開始研究醫學超聲技術。他發現,超聲在檢查積液的病理變化方面非常有效,在A型超聲圖像中,積液表現為液體平坦段,在B型超聲圖像中表現為液體暗區。基於這些特徵,他隨後將人體組織分為四類:(1)具有非超聲反射的組織,如尿液、腹水、胸腔積液和心包積液;(2)超聲反射少的組織,如肝、脾;(3)超聲反射強的組織,如乳腺;以及(4)具有幾乎完全超聲反射的組織界面,例如像胸腔和腹壁這樣的軟組織和像肺這樣的充滿空氣的空間之間的界面。利用這種通過超聲反射對人體組織進行分類的方法,他隨後引入了一種新的超聲成像方法來診斷肝膿腫、胸腔積液和心包積液。自1963年以來,王專注于應用超聲研究心臟,意識到心腔充滿血液,超聲反射很少,因此被描繪成黑暗區域,而心臟壁是具有強超聲反射的固體組織,導致它們之間在超聲圖像上能夠清晰分辨。

王新房的開創性工作

胎兒超聲心動圖

20世紀60年代初的王新房提出了這樣一個問題:如果超聲可以檢測胎動,為什麼不能根據羊水和胎兒超聲反射的差異來監測胎心搏動?1963年,在武漢召開的全國超聲會議上,他報告了孕婦正常胎兒的超聲心動圖發現。在1964年發表的對140名孕婦的胎兒進行M型超聲心動圖研究的報告是世界文獻中最早的此類報告(3)。這一開創性的論著出現在1972Winsberg在英文文獻中報道這一應用的8年前。

 3 世界首例胎兒超聲心動圖。

二尖瓣狹窄

20世紀60年代初,王新房首創了與心電信號和心音信號同步的原型超聲心動圖設備。重復了Edler 關於二尖瓣狹窄的發現,他闡明瞭二尖瓣狹窄中超聲心動圖的各個點、峰值和段的機制。王新房是世界上第一個證明二尖瓣狹窄的開啟瞬間與超聲心動圖的E峰重合的人(4A)

4 (A)世界上第一次證明超聲心動圖上的E(雙頭箭頭)與二尖瓣狹窄患者 同時記錄的心音圖中對應于長舒張期雜音(DM)的平EA(現在稱為EF)斜率的開始快照(箭頭)一致。(B)正常人正常大小左心房的超聲心動圖。從關閉的二尖瓣(C)到左心房後壁(N)的距離是左心房的大小,這裡是8 mm(XF Wang提供)(C)世界上首次超聲心動圖顯示二尖瓣狹窄時左心房擴大。

1965年,王新房也成為世界上第一個用超聲心動圖測量左心房大小的人。結果表明,與正常受試者相比(4B),二尖瓣狹窄患者顯示左心房大小增加(4C).近年來,左心房大小的評估在臨床實踐中變得越來越重要,因為左心房擴大是心血管疾病的重要標誌,也是諸如心房顫動、中風、充血性心力衰竭等不良事件的預測因子,甚至是包括肥胖在內的各種心血管疾病的死亡率。儘管由於受周圍結構的限制,左心房擴大不對稱,目前左心房容積測量應採用二維(2D)或三維(3D)超聲心動圖,但王新房利用M型超聲心動圖評估左心房大小的開創性工作不應被遺忘。

心血管內煙霧樣回聲

血管內煙霧樣回聲總是出現在靜止區,但其産生的確切機制仍不清楚,直到1992年,王新房報道左心房血管內煙霧樣回聲與紅細胞團形成密切相關(5)。這一新發現對解釋超聲心動圖在血液動力學和細胞機制方面的發現具有重要意義,尤其是在二尖瓣狹窄患者中。

5 來自一隻實驗犬,(A)超聲圖像顯示左心室(LV)和右心室(RV)均有煙霧樣回聲,以及(B)顯微鏡下可見紅細胞為密集的網狀物(XF Wang提供)

嚴重二尖瓣狹窄患者由於血流淤滯和剪切力降低,紅細胞聚集形成團;因此,在左心房觀察到煙霧狀回聲。當血流通過狹窄的二尖瓣口進入左心室時,流速和剪切力增加,血流分散,煙霧狀回聲消失。經皮二尖瓣球囊成形術後二尖瓣狹窄緩解後,左心房內的煙霧樣回聲也有所減輕。由於剪切力的攪拌作用,二尖瓣狹窄伴二尖瓣返流患者的左心房很少見到煙霧樣回聲。

對比超聲心動圖

對比超聲心動圖現在是一種成熟的技術,可用於研究各種心血管疾病。然而,在早期,由於缺乏一種安全和廉價的試劑,能夠可靠地用M型超聲心動圖或2D超聲心動圖産生密集、持續的造影效果,它沒有得到廣泛應用。在測試了各種造影劑後,王新房最終發現過氧化氫是一種理想的超聲心動圖造影劑。

王新房1978年和1979年發表的論著比Gaffney等人1983年的文章早了5年。來自荷蘭的羅蘭特小組也在1981年發表了他們的類似研究。

心包疾病

心包積液

儘管一直認為費根鮑姆在1965年首次報告心包積液的超聲診斷,實際上超聲心動圖診斷心包積液在中國的應用更早。1961年,徐智章在上海報道了首次應用A型超聲心動圖診斷心包積液。王新房也在1961年開始使用超聲心動圖診斷心包積液,並在1973年發表了51例患者的研究報告。

19638月,王新房也成為世界上第一個用超聲心動圖指導心包穿刺術的人(6)。患者為21歲男性。他的超聲心動圖顯示心包液位於皮膚下1.5-6.0釐米處,位於鎖骨中線的左側第六肋間間隙。王新房診斷為大量心包積液,建議進行心包穿刺,將抽吸針插入皮下3.0-5.0釐米的深度(6A)1963821日,採用無菌技術並在局部麻醉下進行心包穿刺術,抽吸針通過鎖骨中線和腋前線中間的第六個左側肋間間隙插入皮膚下3.0釐米的深度。共抽取370毫升草綠色液體。手術成功且順利(6B).

6 19638月在中國武漢進行的世界上第一次超聲心動圖指導下心包穿刺術的原始手寫筆記。(A)心包穿刺前一天的超聲心動圖表現;(B)心包穿刺術期間和之後第二天的操作注意事項。

縮窄性心包炎

縮窄性心包炎的診斷在臨床上很重要,在治療上很有挑戰性,而且常常相當困難。縮窄性心包炎的診斷通常基於心包厚度和血流動力學變化的測量。但超聲心動圖測量心包厚度困難,少數縮窄性心包炎患者心包厚度正常。此外,類似的症狀和血液動力學變化可能存在於其他疾病狀態,如限制性心肌病。

 內臟壁心包粘連是縮窄性心包炎的必要條件,導致心包和心肌之間的相對運動減少。王新房和同事利用超聲心動圖和定量組織多普勒成像技術定量分析了心包和心肌的收縮期位移。他們發現,在正常受試者中,心肌的運動比心包的運動更強,儘管它們之間存在相對運動,但心肌的外層和內層運動相同(7A).另一方面,在縮窄性心包炎患者中,存在壁和內臟心包的粘連,鄰近內臟心包的外層心肌的運動受到限制(7B).在限制性心肌病患者中,外層心肌的位移非常接近內層心肌的位移,且高於心包的位移(7C).因此,通過超聲心動圖和定量組織多普勒成像觀察心包和心肌的運動,王新房及其同事引入了一種新的、靈敏的客觀技術,不僅用於診斷縮窄性心包炎患者最重要的病理變化——心包粘連,而且用於常常難以鑒別的縮窄性心包炎和限制性心肌病。

7 定量組織多普勒成像在(A)正常受試者,(B)縮窄性心包炎患者和(C)限制性心肌病患者中的應用。黃線:壁心包;藍線:外層心肌;紅線:內層心肌。

其他主要貢獻

 經食管超聲心動圖于1988年在上海進入臨床,1989年首次報道。此後不久,王新房對單翼、雙翼和多平面經食管超聲心動圖、實時3D超聲心動圖和組織多普勒成像進行了廣泛的研究,併發表了許多關於相關文章。

國內出版的超聲心動圖教材有50多部。王于1975年出版了中國第一本超聲心動圖教科書,儘管他的名字從未出現在書中的任何地方(在中國文化大革命時期,只允許機構名稱,不允許作者署名)。他作為主編的書的第一版于1981年正式出版。其第二、第三和第四版分別於1985年、1999年和2009年出版。王還在1991年出版了中國第一本彩色多普勒教科書。他在1995年發表的關於動態三維超聲心動圖的經典著作,也被稱為4D超聲心動圖,如果不是世界上第一部,也是中國第一部。

王的全部優秀作品和出版物達200多種,受到國內外的高度評價。因此,他獲得了許多國家和國際榮譽,他最近的榮譽是今年7月獲得的美國超聲心動學會榮譽獎學金。這一榮譽此前只授予了來自世界各地的11名獲獎者。

簡而言之,超聲心動圖在王的英明領導下不斷前進,他當然配得上“現代超聲心動圖之父”的稱號,他甚至可能配得上“現代超聲心動圖祖父”的稱號,因為他培養了許多中國知名的超聲心動圖醫生,這些醫生又培養了年輕一代的超聲心動圖醫生。

結論

超聲心動圖在21世紀徹底改變了心臟病學的實踐。它是世界上最流行和最廣泛使用的心臟成像技術,也是僅次於心電圖的第二大心臟病學檢查。它在醫學實踐中是不可或缺的,並繼續造福於世界各地的無數患者。中國超聲心動圖在非常有限的資源下取得了非凡的進步,這確實是對王新房和他的同事們的奉獻精神的崇高敬意。我們都非常感謝王新房對超聲心動圖的許多開創性貢獻。中國有句話説:“吃水不忘挖井人。”因此,每當我們為了診斷、預後或治療的目的進行或預約超聲心動圖時,總是要想到並感謝中國武漢的王新房。

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