心臟超聲波的原理：用聲音看心臟
心臟超聲波檢查是一項利用高頻聲波來觀察心臟結構與功能的非侵入性檢查技術。其原理是將超聲波探頭置於胸前，發射出人耳聽不見的高頻聲波，這些聲波穿過身體組織到達心臟後，會因不同組織的密度差異而產生反射回波。探頭接收這些回波後，通過電腦運算即時轉換成動態影像，讓醫師能夠清晰地觀察心臟的跳動、腔室大小、心肌厚度、瓣膜開合等詳細情況。
在臨床應用上，心臟超聲波主要分為三種模式：B模式（二維超聲波）提供心臟的實時二維切面影像，是最基本的檢查模式；M模式（運動模式）則記錄特定區域隨時間的運動變化，常用於測量心腔大小和壁厚；都卜勒模式則能評估血流速度與方向，對診斷瓣膜疾病和先天性心臟病尤為重要。這三種模式相互補充，共同構成了完整的心臟超聲波檢查體系。
在香港，心臟超聲波檢查已成為心臟科最常用的診斷工具之一。根據香港醫管局數據，每年進行的心臟超聲波檢查超過10萬次。這項檢查無輻射風險，可重複進行，且能提供即時診斷信息。值得注意的是，心臟超聲波價錢會因檢查機構和具體項目而有所差異，公立醫院的基本檢查費用約在800-1,500港幣之間，而私立醫院或診所則可能收取2,000-5,000港幣不等。
超聲波如何成像？
超聲波成像的物理基礎是聲波在不同介質中的傳播特性。當超聲波探頭接觸皮膚時，會產生頻率在2-18兆赫茲之間的聲波，這些聲波穿過組織時會遇到不同聲阻抗的界面。每當聲波從一種組織傳播到另一種組織（如從心肌到血液），部分聲波會被反射，部分繼續傳播。反射回來的聲波被探頭接收，通過測量聲波發射與接收的時間差，系統可以計算出反射界面的深度位置。
現代超聲波儀器每秒可發射數千次脈衝，通過複雜的算法將這些回波信號轉換為灰度圖像。組織密度越高，反射的回波越強，在圖像上顯示為越亮的區域；而液體（如血液）幾乎不反射聲波，因此在圖像中呈現黑色。這種對比使得心腔、血管和心壁結構清晰可辨。
不同模式（B模式、M模式、都卜勒）的應用
- B模式（二維模式）：提供心臟的實時二維切面影像，如同切開心臟觀察其內部結構。醫師可以通過不同角度的切面（如胸骨旁長軸、心尖四腔心等）全面評估心臟形態。
- M模式（運動模式）：記錄單一超聲波束上路徑上結構的運動隨時間變化，形成一條曲線圖。特別適用於精確測量心腔尺寸、心室壁厚度和瓣膜運動，評估心臟收縮功能。
- 都卜勒模式：基於都卜勒效應，當超聲波遇到流動的血液時，頻率會發生變化，通過測量這種頻移可以計算血流速度和方向。彩色都卜勒將血流方向用顏色標記（通常紅色表示流向探頭，藍色表示遠離探頭），而脈衝波都卜勒則可定量測量特定點的血流速度。
心臟結構速覽：超聲波下的心臟解剖
在超聲波影像中，心臟的四個腔室清晰可辨：左心室作為心臟最主要的泵血腔室，壁厚約1-1.5厘米，負責將含氧血泵至全身；右心室壁較薄（約0.3-0.5厘米），負責將缺氧血泵至肺部；左心房和右心房則分別接收從肺部和全身回流的血液。超聲波能夠精確測量這些腔室的大小，正常成人左心室舒張末期直徑約為3.5-5.6厘米，若超過此範圍可能提示心臟擴大。
心臟的四組瓣膜在超聲波下也清晰可見：二尖瓣位於左心房與左心室之間，三尖瓣位於右心房與右心室之間，主動脈瓣控制左心室與主動脈之間的通道，肺動脈瓣則位於右心室與肺動脈之間。正常瓣膜在超聲波下呈現薄而柔韌的結構，開合自如。超聲波可以評估瓣膜的厚度、活動度以及是否存在鈣化或贅生物。
主動脈和肺動脈這兩大血管同樣是超聲波觀察的重點。主動脈從左心室發出，正常直徑在升主動脈段約為2.1-3.4厘米；肺動脈從右心室發出，正常直徑約為1.5-2.5厘米。超聲波可以檢測這些血管是否擴張或狹窄，以及血流是否通暢。香港心臟專科學院指出，完整的心臟超聲波檢查應包括對所有這些結構的系統性評估，檢查過程通常需要30-45分鐘。
左心室、右心室、左心房、右心房
左心室是超聲波評估的重中之重，因為它是全身循環的主要動力源。在胸骨旁長軸切面上，左心室呈橢圓形，心肌均勻收縮。測量左心室功能時，醫師會關注室壁的運動是否協調，有無節段性運動異常。右心室形狀較不規則，呈新月形包繞左心室，其功能評估對肺循環狀況有重要指示意義。
心房結構相對較薄，主要功能是儲存和輔助泵血。左心房大小是評估心血管風險的重要指標，正常直徑應小於4厘米。心房擴大常見於長期高血壓、瓣膜疾病或心房顫動患者。右心房則容易受到右心室功能和三尖瓣狀況的影響。
主動脈、肺動脈、瓣膜
主動脈根部是超聲波檢查的關鍵區域，包括主動脈瓣、升主動脈起始部和冠狀動脈開口。主動脈瓣通常有三個瓣葉，開合對稱。肺動脈及其瓣膜評估對先天性心臟病和肺高壓診斷尤為重要。瓣膜的評估不僅包括形態，還包括功能——都卜勒超聲可以檢測瓣膜是否存在狹窄或反流，並量化其嚴重程度。
常見心臟疾病的超聲波表現
心臟超聲波檢查能夠識別多種心臟疾病，其中瓣膜疾病是最常見的發現之一。瓣膜狹窄時，超聲波顯示瓣葉增厚、鈣化，開口面積減小，都卜勒測量顯示跨瓣血流速度增快；瓣膜閉鎖不全則表現為瓣葉對合不良，彩色都卜勒可見明顯反流信號。根據香港衛生署統計，65歲以上人群中約有13%存在中度以上的瓣膜病變，而心臟超聲波是診斷這些問題的首選方法。
心肌肥厚是另一常見異常，表現為心室壁厚度超過正常範圍（左心室壁＞1.5厘米）。超聲波可以區分對稱性肥厚（如高血壓性心臟病）與非對稱性肥厚（如肥厚型心肌病）。心包積液則表現為心臟外圍的無回聲區，超聲波可以量化積液量並評估其血流動力學影響。大量心包積液時，可見心臟在積液中"搖擺"的特徵表現。
先天性心臟病在超聲波下有多种表現，如房間隔缺損可見心房水平分流，室間隔缺損可見心室水平分流。法洛四聯症則具有室間隔缺損、主動脈騎跨、肺動脈狹窄和右心室肥厚四種特徵。香港兒童心臟基金會數據顯示，本地先天性心臟病發病率約為8‰，其中約三分之一需要介入或手術治療，而心臟超聲波是診斷和隨訪的關鍵工具。
瓣膜狹窄/閉鎖不全
二尖瓣狹窄多由風濕性心臟病引起，超聲波顯示瓣葉增厚、鈣化，開口呈"魚嘴樣"改變，都卜勒測量平均跨瓣壓差可評估嚴重程度。主動脈瓣狹窄常見於老年人退行性變，嚴重時瓣口面積＜1.0 cm²，峰值流速＞4 m/s。瓣膜閉鎖不全的嚴重程度可通過反流束面積、近端等速表面積等方法量化，指導治療決策。
心肌肥厚
高血壓引起的左心室肥厚通常為向心性對稱肥厚，而肥厚型心肌病則多表現為室間隔非對稱性肥厚，厚度常超過1.5厘米，與左心室後壁厚度比值＞1.3。超聲波還可觀察到收縮期二尖瓣前葉前向運動（SAM現象）等特徵表現。心肌肥厚不僅影響心臟舒張功能，也是心源性猝死的危險因素。
心包積液
超聲波對心包積液的診斷極為敏感，即使少量積液（＜50ml）也能發現。積液量可通過舒張期積液前後徑估算：少量＜1cm，中量1-2cm，大量＞2cm。心包填塞時可見右心房舒張期塌陷、右心室舒張早期塌陷等徵象，是急症表現。心包積液的原因包括感染、腫瘤、腎衰竭等，超聲波引導下心包穿刺可同時進行診斷和治療。
先天性心臟病
超聲波是先天性心臟病診斷的基石，能夠清晰顯示心內結構異常。如房間隔缺損可見房間隔中斷和左向右分流；動脈導管未閉可見降主動脈與肺動脈之間的異常通道；大動脈轉位則表現為心室-動脈連接不一致。胎兒超聲波甚至可在產前診斷嚴重先天性心臟病，為圍產期管理提供重要信息。
超聲波報告閱讀指南：關鍵指標解讀
心臟超聲波報告包含大量專業數據，其中左心室射血分數（LVEF）是最受關注的指標之一。LVEF表示每次心跳時左心室泵出的血液佔舒張末期容積的百分比，正常值為55%-70%。低於40%提示心臟收縮功能顯著受損，常見於心肌病、心肌梗死後患者。根據香港心臟基金會資料，LVEF是評估心力衰竭嚴重程度和預後的重要指標。
舒張末期容積（EDV）和收縮末期容積（ESV）分別代表左心室在充盈完成和收縮完成時的容積。正常成人EDV約為70-120 ml，ESV約為20-50 ml。這些指標有助於評估心臟的泵血效率和前負荷狀態。EDV增大常見於容量負荷過重或心肌病變，而ESV增大則提示心臟收縮功能減退。心臟超聲波費用通常包括這些參數的詳細測量和分析，專業醫師會結合臨床情況綜合解讀。
其他重要指標還包括左心室質量指數（LVMI，正常＜115 g/m²）、E/A比值（評估舒張功能，正常＞1）、肺動脈收縮壓（正常＜35 mmHg）等。完整的超聲波報告還應包括對心腔大小、室壁運動、瓣膜功能和心包狀況的描述性評估。香港公立醫院的標準心臟超聲波檢查報告通常包含20-30個測量參數和詳細的文字描述。
左心室射血分數 (LVEF)
LVEF的測量主要有三種方法：二維超聲波的Simpson法、M型超聲波的Teichholz法以及三維超聲波測量。Simpson法是當前最推薦的方法，通過多個切面追踪心內膜邊緣，計算容積變化。輕度心功能不全時LVEF為40%-49%，中度為30%-39%，重度＜30%。值得注意的是，LVEF正常並不排除心臟疾病，如舒張性心功能不全或某些瓣膜病變早期LVEF可能保持正常。
舒張末期容積 (EDV)
EDV反映心臟的前負荷狀態，即心臟在充盈期結束時承受的血量。EDV增大可能由於容量負荷過重（如瓣膜反流、分流性疾病）或心肌順應性下降（如心肌肥厚、心肌纖維化）。相反，EDV減小可能見於容量不足或限制性心肌病。EDV與體表面積相關，因此報告中通常使用指數化值（EDVI，正常範圍50-85 ml/m²）。
收縮末期容積 (ESV)
ESV代表心臟收縮後剩餘的血液量，反映心臟的泵血效率。ESV增大通常表示心肌收縮力減弱，見於各種原因的心肌損害。ESV與預後密切相關，ESV持續增大往往提示疾病進展。治療後ESV減小是治療有效的積極信號。與EDV類似，ESV也常指數化為ESVI（正常範圍15-35 ml/m²）。
案例分析：真實的心臟超聲波影像解析
案例一：70歲男性，因氣促就診。超聲波顯示主動脈瓣明顯鈣化，開口面積僅0.7 cm²，峰值流速4.5 m/s，平均壓差52 mmHg，診斷為重度主動脈瓣狹窄。左心室壁對稱性肥厚（室間隔厚度1.6 cm），LVEF 65%。這例患者最終接受了主動脈瓣置換術，術後症狀明顯改善。此案例顯示了超聲波在瓣膜疾病診斷和治療決策中的關鍵作用。
案例二：45歲女性，体检發現心臟雜音。超聲波顯示二尖瓣後葉脫垂，收縮期向左心房脫入超過2 mm，彩色都卜勒可見中度二尖瓣反流，反流束面積佔左心房面積的30%。左心房輕度擴大（直徑4.2 cm），LVEF正常。患者無症狀，建議定期随访。這例說明了超聲波在無症狀瓣膜病篩查和管理中的價值。
案例三：8歲男童，發現口唇發紺。超聲波顯示大動脈轉位：主動脈起源於右心室，肺動脈起源於左心室，伴有房間隔缺損和動脈導管未閉。血氧饱和度85%。這例複雜先天性心臟病通過超聲波明確診斷，為手術矯治提供了關鍵信息。香港兒童醫院心臟中心每年處理類似病例約50-60例，心臟超聲波檢查是診斷流程的核心環節。
案例一：重度主動脈瓣狹窄
超聲波影像特徵：胸骨旁長軸切面顯示主動脈瓣明顯增厚、鈣化，活動度顯著降低。心尖五腔心切面都卜勒測量顯示高速湍流，連續方程計算瓣口面積明顯減小。左心室向心性肥厚是對後負荷增加的代償性改變。值得注意的是，隨著狹窄進展，LVEF可能從早期的高動力狀態轉為後期的降低，這例患者仍處於代償期。
案例二：二尖瓣脫垂伴反流
胸骨旁長軸和心尖四腔心切面清晰顯示二尖瓣後葉在收縮期呈"揮鞭樣"向左心房膨出。彩色都卜勒顯示反流束起源於脫垂的瓣葉，方向偏心指向對側心房壁。定量評估使用PISA法測得有效反流口面積為0.3 cm²，屬於中度反流。這類患者需要定期隨訪評估反流進展和左心室功能變化。
案例三：大動脈轉位
超聲波通過系統性節段分析明確診斷：心房正位，心室右襻，但大動脈與心室連接不一致。主動脈位於右前，起源於右心室；肺動脈位於左後，起源於左心室。合併的房間隔缺損和動脈導管是患者存活的关键，提供了血液混合的通道。這例展示了超聲波在複雜先天性心臟病診斷中的獨特價值。
心臟超聲波與其他心臟檢查的比較
心臟超聲波檢查與心電圖、胸部X光、心臟核磁共振等構成心臟檢查的完整體系，各有優勢和局限。心電圖主要記錄心臟電活動，對心律失常、心肌缺血診斷敏感，但不能直接顯示心臟結構；胸部X光可評估心臟整體大小和肺血管狀況，但無法提供詳細內部結構信息；心臟核磁共振能提供更精確的容積和功能數據，但價格昂貴且檢查時間長。
心臟超聲波的獨特優勢在於能夠實時、動態觀察心臟結構和功能，無輻射暴露，便於床邊檢查和重複隨訪。其局限性包括聲窗受限（如肺氣腫、肥胖患者圖像質量差）、操作者依賴性強等。在香港醫療體系中，心臟超聲波通常作為初步篩查和常規隨訪的首選工具，而複雜病例則可能需進一步進行CT或MRI檢查。
費用方面，心臟超聲波價錢相對適中，香港公立醫院收費約為800-1,500港幣，私立機構約2,000-5,000港幣；心電圖僅需200-500港幣；胸部X光約400-800港幣；而心臟核磁共振費用高達8,000-15,000港幣。這種價格差異反映了檢查的複雜度和信息量的不同。選擇何種檢查應根據臨床需求、經濟因素和醫療機構的設備條件綜合決定。
心電圖、X光、核磁共振
- 心電圖：優勢在於檢測電生理異常（心律失常、傳導阻滯、心肌缺血），價格低廉，檢查快捷。劣勢是無法評估結構細節和泵功能。
- 胸部X光：可評估心臟整體大小、輪廓和肺血管充血狀況，對心衰和心包積液有提示作用。但分辨率有限，無法觀察內部結構。
- 心臟核磁共振：被視為心臟結構和功能評估的"金標準"，能提供極高分辨率的影像和精確定量數據。特別適用於心肌病、心肌炎、心臟腫瘤等複雜病例。主要劣勢是價格高、檢查時間長、不適用於有金屬植入物或幽閉恐懼症患者。
各自的優缺點和適用情況
在臨床實踐中，這些檢查方法是互補而非互斥的。疑似冠心病患者可能先進行心電圖和超聲波篩查，必要時再進行冠脈CT或導管造影；心肌病患者可能通過超聲波初步診斷，再通過MRI明確病因和評估纖維化程度；瓣膜病患者則主要依靠超聲波隨訪，術前可能輔以CT評估血管條件。
香港心臟專科學院建議，常規體檢或無症狀篩查可從心電圖和超聲波開始；有明確症狀或異常發現時，再根據需要選擇更高級的影像學檢查。重要的是，任何檢查結果都應由專科醫師結合臨床表現綜合解讀，避免過度依賴單一檢查結果。心臟超聲波檢查作為最常用的心臟影像學方法，在心血管疾病診斷和管理中發揮著不可替代的作用。
