超声斑点追踪成像技术对冠心病患者左室心肌收缩功能的评价作用

黄冬梅,夏稻子,张宇虹,礼广森,崔洪岩

(大连医科大学附属第二医院 超声科,辽宁 大连 116027)

超声斑点追踪成像技术对冠心病患者左室心肌收缩功能的评价作用

黄冬梅,夏稻子,张宇虹,礼广森,崔洪岩

(大连医科大学附属第二医院 超声科,辽宁 大连 116027)

[目的]探讨应用超声斑点追踪成像(STI)技术对冠心病患者左室心肌收缩功能的评价作用。[方法]应用GE Vivid 7Dimension超声心动图仪采集 38例冠心病患者(冠心病组)及 32例正常人(对照组)左室基底水平、乳头肌水平及心尖部水平 18个室壁节段二维灰阶图像。应用GE Echo PAC软件测量左室短轴各室壁节段收缩期峰值径向应变(SR)和周向应变(CS)。[结果]在对照组中,同一水平比较,室间隔心肌的收缩期 CS高于其他各个室壁。与对照组相比,冠心病组部分节段心肌收缩期SR值和CS值差异有显著性意义(P＜0.05),且与冠状动脉造影左前降支病变分布范围相一致。[结论]STI能够定位和定量诊断节段性室壁运动异常,评价局部心肌收缩功能。

斑点追踪成像 ;冠心病;心室功能

超声斑点追踪成像(speckle tracking imaging,STI)技术可从多个方向反映心肌的应变[1]。本研究应用 STI测量冠心病 (coronary heart disease,CHD)患者左室心肌径向应变(radial strain,SR)和周向应变(circumferential strain,CS),评价左室短轴心肌收缩功能。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择 2009年 10月 ～2010年 6月在大连医科大学附属第二医院心内科住院的冠心病患者(冠心病组)38例。其中,男 22例,女 16例,年龄 45～75岁,平均(60.2±10.7)岁。经检查证实为心绞痛患者,所有患者射血分数≥ 50%。其中,合并高血压20例,糖尿病 12例,高脂血症 13例。所有患者均经冠状动脉造影证实仅有左前降支冠状动脉狭窄≥75%。对照组 32例,男 18例,女 14例,年龄 43～70岁,平均(57.4±9.4)岁,为本院体检中心志愿者,经检查排除心脏疾病,且二维图像满意者。所有受检者均为窦性心律,无完全性左束支传导阻滞。

1.2 方 法

二维图像采集应用GEVivid 7 Dimension超声心动图仪(配有频率 1.5～4.3 MHz的 M3S探头)。 GE Echo PAC超声工作站,装有 2D Strain分析软件。受检者取平卧位或左侧卧位,于冠状动脉造影前 1～3天行超声心动图,同步记录胸导联心电图。待图像满意后,嘱患者呼气末屏气,分别采集二尖瓣、乳头肌及心尖水平左室短轴二维灰阶动态图(帧频 50～70帧/s)各 3个心动周期,并以原始数据形式存于 DVD光盘中。脱机于 GE Echo PAC系统进行分析。系统自动将二尖瓣、乳头肌及心尖水平左室短轴均分为前间隔、前壁、侧壁、后壁、下壁及室间隔 6段,总计 18节段,对每一节段进行斑点追踪和跟踪分析,自动显示每一节段与心动周期对应的应变曲线和心动周期中各时间点的心肌应变值(图 1、2),追踪过程中随时调整感兴趣区范围,以保证满意追踪,追踪结束后将测量数据导出进行统计学分析。

1.3 统计学方法

组间的比较分析采用 SPSS 11.5分析软件 t检验。所有数据用均数 ±标准差(±s)表示,以 P＜0.05为差异有统计学意义。

图1 对照组基底水平左室节段峰值径向应变图Fig 1 Left ventricu lar peak SR of basal plane in contral group

图2 冠心病患者基底水平左室节段峰值径向应变图Fig 2 Left ventricular peak SR of basal plane in patients with CHD

2 结 果

对照组和冠心病组的SR和 CS值比较见表 1、2。如表 1所示,与对照组比较,冠心病组基底水平的前间隔、前壁,乳头肌水平的前间隔、前壁,心尖水平的室间隔收缩期 SR值差异有显著性意义(P＜0.05)。如表 2所示,在对照组中,同一水平比较,室间隔心肌的收缩期 CS高于其他各个室壁;与对照组比较,基底水平的前间隔、前壁,乳头肌水平的前间隔、前壁,心尖水平的前间隔的收缩期 CS值差异有显著性意义(P＜0.05)。

表 1 左室短轴峰值径向二维应变测值 (±s)Tab 1Leftventricular peak SR of CHD and control group

表 1 左室短轴峰值径向二维应变测值 (±s)Tab 1Leftventricular peak SR of CHD and control group

1)与对照组比较,P＜0.05

左室节段 SR(%)对照组(n=32) 冠心病组(n=38)基底水平前间隔 42.19±19.19 27.15±12.111)前壁 40.45±20.44 26.98±14.831)侧壁 41.53±19.48 39.03±18.14后壁 45.37±22.30 43.39±15.16下壁 48.02±23.10 48.90±15.46室间隔 45.65±19.04 41.86±17.78乳头肌水平前间隔 41.25±17.17 28.69±20.411)前壁 44.46±15.96 29.89±18.051)侧壁 44.26±17.78 42.18±17.95后壁 46.72±20.86 44.67±15.21下壁 46.79±20.80 46.22±20.80室间隔 44.78±16.11 41.59±19.46心尖水平前间隔 31.64±14.70 28.69±15.64前壁 31.25±15.18 30.59±18.04侧壁 29.53±15.78 26.07±19.41后壁 26.94±17.03 25.50±16.58下壁 27.94±18.95 22.32±20.27室间隔 28.37±18.81 12.83±18.661)

表 2 左室短轴峰值周向二维应变测值 (±s)Tab 2 Left ventricular peak CS of CHD and control group

表 2 左室短轴峰值周向二维应变测值 (±s)Tab 2 Left ventricular peak CS of CHD and control group

1)与对照组比较,P＜0.05

左室节段 CS(%)对照组(n=32) 冠心病组(n=38)基底水平前间隔 -32.13±6.44 -22.98±8.411)前壁 -26.64±4.81 -20.43±6.441)侧壁 -24.46±5.44 -21.50±5.68后壁 -24.47±4.98 -20.78±6.69下壁 -24.18±5.52 -22.63±6.88室间隔 -28.52±4.90 -25.08±5.24乳头肌水平前间隔 -29.46±5.72 -23.59±6.511)前壁 -26.50±4.91 -21.10±8.451)侧壁 -24.83±4.36 -22.83±7.92后壁 -24.44±5.31 -25.99±6.18下壁 -27.06±5.27 -27.55±6.44室间隔 -28.60±6.24 -30.34±8.92心尖水平前间隔 -33.64±6.13 -23.51±7.661)前壁 -29.71±5.72 -25.42±5.79侧壁 -28.53±7.14 -26.95±7.34后壁 -27.54±6.93 -27.98±6.43下壁 -30.79±5.40 -30.83±6.58室间隔 -31.92±6.81 -30.50±6.18

3 讨 论

心肌是由纵行纤维和环行纤维构成的,因此心肌变形是三维的,即径向、环向和纵向。径向是在短轴平面上向外并垂直于心外膜表面;环向是在短轴平面上平行于心外膜表面,从心基底部看是逆时针方向的;纵向是在取样点和长轴线所确定的平面上,与心外膜表面相切。心肌应变指心肌在心动周期中的变形,可用来评价局部心肌的收缩与舒张功能、血供情况、心肌活力等。由于不受周围组织心肌的牵拉和心脏整体运动的干扰,从理论上讲比心肌运动速度更有应用价值。STI通过逐帧追踪二维灰阶图像中均匀分布于心肌内的散射斑点,逐帧比较每个斑点的运动及斑点间的相对运动,从而得出应变、应变率,优势在于克服了角度依赖性,可以更接近真实地反映心肌运动情况及计算心肌应变能力[2]。

心肌收缩期峰值径向应变反映心肌短轴平面上向外并垂直于心外膜面方向的运动。本研究结果表明,与正常对照组相比,冠心病组部分节段心肌收缩期 SR值降低,与文献报道的结果一致[3]。该缺血节段与冠状动脉造影左前降支病变分布范围相一致[4]。这是由于CHD心肌缺血时,心肌的低血流灌注可引起心肌纤维化,引起局部收缩功能下降,心肌形变能力减低,表现为心肌短轴方向上的径向运动受到影响,收缩期峰值径向应变较正常组减低。

本研究结果显示,在正常对照组中,同一水平比较,室间隔心肌的 CS值高于其他各个室壁,这一点与Kowalski等[5]研究结果相似。考虑这与心脏的收缩运动是包括心肌纤维的旋转、扭转、缩短和增厚的复杂过程,为了配合心脏整体协调运动,在心动周期的某一特定时相特定心肌节段会起主要或次要作用有关。而在 CHD组中 CS值缺乏此规律,考虑为心肌缺血所致。同时,与对照组相比,CHD组部分心肌节段的收缩期 CS减低,且与冠状动脉造影左前降支病变分布范围相一致[4]。圆周收缩运动主要由中层心肌决定。一般心肌缺血自心内膜向心外膜扩展[6]。考虑心肌缺血缺氧时,室壁运动异常的心肌节段心肌中层受累,影响心肌的周向运动,致使 CS减低。CS可能提示心肌缺血损伤的程度,即出现 CS减低时,该节段中层心肌已出现心肌缺血缺氧。

二维成像技术有其局限性,该技术是建立在良好的二维图像的基础上,如果二维图像相对显示欠佳时,可能造成测值的偏差。但是,STI仍是能够定位和定量诊断节段性室壁运动异常,评价局部心肌收缩功能的一种有效方法。

[1]Leitman M,Lysyansky P,Sidenko S,etal.Two-dimensional strain-a novel software for realtime quantitativeechocardiographic assessment ofmyocardial function[J].JAm Soc Echocardiogr,2004,17(10)：1021-1029.

[2]Amundsen BH,Helle Valle T,Edvardsen T,et al.Noninvasive myocardial strain measurement by speckle tracking echocardiography：validation against sonom icrometry and taggedmagnetic resonance imaging[J].J Am Coll Cardiol,2006,47(4)：789-793.

[3]Liang HY,Cauduro S,Pellikka P,etal.Usefulness of twodimensional speckle strain for evaluation of left ventricular diastolic deformation in patients with coronary artery disease[J].JAm Coll Cardiol,2006,98：1581-1586.

[4]周永昌,郭万学.超声医学[M].第 5版.北京：科技文献出版社,2006.403.

[5]Kowalski M,Kukulski T,Jamal F,et al.Can natural strain and strain rate quantify regionalmyocardial deformation?A study in healthy subjects[J].Ultrasound Med Biol,2001,27：1087-1097.

[6]Mizuguchi Y,Oishi Y,Miyoshi H,et al.The function role of longitudinal,circum ferential,and radial myocardial deformation for regulating the early impairment of left ventricular contraction and relaxtion in patientswith cardiovascular risk factors：a study with two-dimensional strain imaging[J].J Am Soc Echocardiogr,2008,21(10)：1138-1144.

Speck le tracking imaging in evaluating left ventricu lar myocardial function in patientswith coronary heart disease

HUANGDong-mei,XIA Dao-zi,ZHANG Yu-hong,LIGuang-sen,CUIHong-yan
(Department of Ultrasound,the Second Affiliated Hospital of Dalian Medical University,Dalian 116027 China)

[Objective]To evaluate the left ventricular myocardial function using speckle tracking imaging(STI)in patientswith coronary heart disease(CHD).[Methods]Thirty-eight patientswith CHD(CHD group)and 32healthy volunteers(control group)were enrolled in the study.The two-dimensional images were obtained from GE Vivid 7 Dimension echocardiography and two-dimensional radial strain(SR)and circumferential strain(CS)wereanalyzed on GE Echo PAC system.Left ventricular peak SRand CSvalues of basal plane,papillarymuscle plane and apical p lane during systole were measured.[Results]In the same level,the CSvalues ofanteroseptal showed higher than those of the other segments in control group.Compared to the control group,the ventricular peak SRand CS values in part of segments were lower in CHD(P＜0.05).[Conclusion]Regional wallmotion of left ventricu lar in patientswith CHD can be evaluated accurately with STI.

speckle tracking imaging;coronary heart disease;ventricular function

R 445.1

A

1671-7295(2011)01-0058-03

2010-09-13;

2010-10-25

黄冬梅(1977-),女,辽宁大连人,主治医师,硕士。E-mail：HDM00@tom.com