二维斑点追踪与双源CT分析左心室前壁缺血的局部心肌功能

郑东燕 陈 明

张宇辉 ZHANG Yuhui

张 蕾 ZHANG Lei

郑建华 ZHENG Jianhua刘 怡 LIU Yi

二维斑点追踪与双源CT分析左心室前壁缺血的局部心肌功能

郑东燕ZHENG Dongyan
陈 明CHEN Ming

张宇辉ZHANG Yuhui

张 蕾ZHANG Lei

郑建华ZHENG Jianhua刘 怡LIU Yi

目的运用斑点成像技术结合二维超声多点取样采集部分左心室前壁心肌，结合双源CT显示左心室前壁心肌额断面，评估左心室前壁缺血患者左心室前壁心肌运动功能。资料与方法左心室前壁缺血（实验组）及无左心室前壁缺血（对照组）各20例患者，采用二维超声及双源CT在左心室前壁心肌额断面采集25个感兴趣区，计算感兴趣区在各左心室心肌节段所占百分比。采用双源CT测定两组患者室壁增厚度及室壁移动幅度的变化。分析收缩期应变、收缩期应变率与室壁增厚度、室壁移动幅度的相关性。结果应用双源CT在左心室前壁心肌额断面上采集到的感兴趣区分别对应于左心室牛眼图的第1节段（占28.31%）、第7节段（占47.38%）和第13节段（占24.31%）；实验组左心室前壁室壁增厚度及室壁移动幅度均较对照组明显减低（P＜0.05）；左心室前壁心肌应变、应变率室壁增厚度、室壁移动幅度均呈明显正相关（r=0.852、0.843、0.726、0.770,P＜0.001）。结论二维超声与双源CT的左心室前壁额断面法均能显示左心室前壁心肌，且多点取样斑点成像参数结合双源CT可用于临床评估左心室前壁缺血患者的左心室前壁局部心肌运动功能。

心肌缺血；超声心动图描记术；斑点追踪成像；体层摄影术，X线计算机；心室功能，左

左心室心肌节段运动是二维超声评估心肌缺血的常用方法之一[1]，但是常规二维超声尚不能在同一切面显示左心室某一室壁的整块心肌运动图像。本研究采用二维超声额断面方法截取部分左心室前壁心肌，辅以斑点成像技术（STE）检测局部心肌功能，并结合双源CT显示左心室前壁心肌额断面，观察二维超声与双源CT在评估左心室前壁心肌缺血中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2011-01～11同济大学附属东方医院心内科收治的疑似冠心病患者40例，均行冠状动脉造影检查，按照有无左冠状动脉狭窄进行分组：①实验组：中重度冠状动脉狭窄（冠状动脉造影显示冠状动脉狭窄程度＞50%）所致的左心室前壁缺血患者，共20例，其中男11例，女9例；年龄48～77岁，平均（66.1±8.7）岁；单纯左冠状动脉狭窄11例，合并左旋支狭窄3例，合并右冠状动脉狭窄3例，合并右冠状动脉狭窄及左旋支狭窄3例。排除既往有心肌梗死或二维超声心动图显示室壁运动异常、既往有经皮冠状动脉介入术史、心律失常（心房颤动、完全性左束支传导阻滞等）、透声条件差。②对照组：经冠状动脉造影排除左心室前壁心肌缺血的冠心病患者20例，冠状动脉造影示左心室前壁供血冠状动脉管腔未见明显狭窄，其中男9例，女11例；年龄51～77岁，平均（62.2±6.3）岁。1.2 超声心动图检查

1.2.1 超声心动图二维图像采集 使用Philips iE33彩色多普勒超声诊断仪，S5-1探头，频率1～3MHz，帧频为60帧/s，采集心脏的常规二维超声图像。进一步采集左心室前壁心肌的额断面图像：患者取左侧卧位，超声探头放置于心尖搏动处，指向右侧胸锁关节，先显示标准心尖四腔观的心脏结构，探头向前上翘约20°，略微调节探头，即左心室前壁心肌额断面切面（图1），将聚焦调节至左心室腔中部以最优化显示所研究心室前壁局部心肌块，获取满意截面后进行静态及动态存图。1.2.2 二维斑点追踪矩阵取样 将采集到的二维超声心动图图像输入TomTech公司Image Arena二维应变超声图像工作站进行超声图像分析。采用上述超声图像中左心室前壁心肌块较清晰的图像，在同一左心室前壁心肌块图像画面上，应用Image Arena图像工作站中的二维应变矩阵分析功能，同时在左心室前壁心肌选取25个感兴趣区（ROI），ROI之间的点距约2mm（图2）；STE软件跟踪额断面超声左心室前壁25个ROI的运动轨迹后，自动显示25个ROI的应变和应变率曲线（图3），采集25个ROI的收缩期应变及应变率数据进行分析。纳入研究的ROI必须采集自清晰的左心室前壁心肌额断面图像，否则予以去除。

图1 左心室前壁心肌额断面切面。左心室前壁心肌额断面切面与心脏标准心尖四腔观的超声束平面约成20°，能够显示左室前壁心肌（心脏模型摘自泽雅科教仪器公司心脏解剖放大模型）

1.3 双源CT冠状动脉成像

1.3.1 CT扫描 使用Siemens双源炫速128层CT扫描仪，采用心电门控的心脏成像，扫描参数：管电压80～140kV，管电流 280mA，延迟 15～18s，扫描时间5～8s，重建卷积核B26f，层厚0.75mm，间隔0.5mm。造影剂采用370mgI/ml碘海醇，注射速度5.0～5.5ml/s，剂量60～80ml，方向为从头侧到足侧，扫描范围均为从气管分叉下1cm到心底层面。

1.3.2 图像处理 应用容积漫游技术和最大密度投影重建，用Siemens Circulation软件进行左心功能评估，软件自动分析左心室射血分数、心肌质量、心输出量、收缩末容积、舒张末容积以及每搏输出量。按照左心室前壁心肌块切面的超声路径找到并采集相对应的左心室前壁心肌块断面图像（图4）。根据矩阵取样法在左心室前壁心肌选取25个ROI，软件自动分析相应点的收缩期与舒张期室壁厚度，测量室壁移动幅度（WM），计算室壁增厚度（WT=收缩期室壁厚度－舒张期室壁厚度）。

1.4 二维超声左心室前壁额断面显示左心室前壁心肌的可靠性分析 按照二维超声左心室前壁心肌块切面的超声路径找到相对应的双源CT左心室前壁心肌块额断面，选取25个ROI（图5），观察ROI在牛眼图上的分布（图6），分析所有ROI在各左心室心肌节段所占百分比。1.5 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，计量资料数据以±s表示，采用独立样本t检验；计数资料采用χ2检验；P＜0.05表示差异有统计学意义。用随机数字表法随机选取26例患者，感兴趣区的应变、应变率与WT、WM之间的相关性采用Pearson相关分析。

2 结果

2.1 两组患者一般资料比较 两组患者年龄、性别、血压、血脂等比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）（表1）。

图2 左心室前壁心肌二维超声图像上选取的25个感兴趣区的取点图。在同一左心室前壁心肌块图像画面上，应用二维应变矩阵取样法在左心室前壁心肌选取25个感兴趣点，点距约2mm。图3 左心室前壁心肌额断面上25个感兴趣区的应变、应变率曲线。A、B分别为对照组及实验组患者的25个感兴趣区的应变曲线；C、D分别为对照组及实验组患者的25个感兴趣区的应变率曲线。图4 二维超声左心室前壁局部心肌额断面相对应的双源CT左心室前壁心肌图像（圆圈处）。图5 双源CT图像上在左心室前壁选取25个感兴趣区（取样点）的方法。在双源CT图像上，按照二维超声左心室前壁心肌块超声切面的路径找到相对应的左心室前壁断面，并选取相应的25个感兴趣区。图6 双源CT图像上25个感兴趣取样点在左心室牛眼图上的分布图示在双源CT左心室前壁心肌断面上，采用矩阵取样法选取的25个取样点均位于牛眼图对应的左心室前壁（第1、7、13节段）

表1 实验组与对照组一般资料比较（±s ）

表1 实验组与对照组一般资料比较（±s ）

分组 性别(男/女) 年龄(岁) 收缩压(mmHg) 舒张压(mmHg) 三酰甘油(mmol/L) 胆固醇(mmol/L)对照组(n=20) 9/11 62.2±6.3 126.40±13.12 79.60±7.55 1.83±0.29 4.71±0.95实验组(n=20) 11/9 66.1±8.7 127.65±11.69 77.40±8.65 1.88±0.26 4.91±1.13 t值 －1.597 －0.318 0.857 －0.601 －0.586 P值 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05分组 左心室射血分数(%) 心肌质量(g) 心输出量(L/min)收缩末容积(ml)舒张末容积(ml)每搏输出量(ml)对照组(n=20) 62.40±3.58 129.75±16.06 4.22±0.81 56.89±7.38 113.60±8.96 80.20±5.63实验组(n=20) 60.05±3.38 121.64±19.48 4.23±0.72 60.02±5.66 115.60±9.49 79.50±5.55 t值 0.958 0.458 0.523 －0.935 －0.826 0.029 P值 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05

2.2 二维超声采集的ROI在CT牛眼图上的分布 纳入研究的40例患者均获得双源CT左心室前壁心肌块断面图像，即总计获得1000个左心室前壁心肌ROI数据，其中25个ROI位于左心室前壁心肌边缘，图像显示不清，数据偏差大，予以去除，最终纳入研究的左心室前壁心肌分析的ROI数目总计975个。按照二维超声矩阵取样法的模式采集左心室前壁心肌断面上总计975个ROI的WT、WM。975个ROI中，276个（28.31%）位于第1节段，462个（47.38%）位于第7节段，237（24.31%）个位于第13节段。本研究所有ROI均位于左心室前壁心肌内，左心室前壁额断面能够显示左心室前壁心肌。

表2 实验组与对照组患者左心室功能参数比较（±s , mm）

表2 实验组与对照组患者左心室功能参数比较（±s , mm）

分组 例数 WT WM对照组 20 6.55±2.01 10.63±4.31实验组 20 6.26±1.84 9.85±4.09 t值 7.855 3.201 P值 ＜0.05 ＜0.05

2.3 两组患者左心室前壁WT及WM比较 实验组WT、WM较对照组减低，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。2.4 左心室前壁心肌应变、应变率与左心室前壁WT、WM的相关性 随机选取26例患者，左心室前壁心肌应变与WT、WM呈显著正相关（r=0.852、0.843,P＜0.001）；左心室前壁心肌应变率与WT、WM亦呈显著正相关（r＝ 0.726、0.770,P＜0.001）。

3 讨论

节段运动异常是冠心病心肌受损的影像学特征之一，但是运用常规二维超声不易检出冠心病的节段运动异常。STE可评价局部心肌功能[2,3]，且无角度依赖性，其准确性、重复性相对较好[2]，不受操作者主观经验的影响[4]。应用STE测定心肌的应变与应变率可增加检出节段运动异常的概率[5,6]。应用常规超声心动图分析心肌图像一般是在左心室胸骨旁长轴观、短轴观、心尖四腔观与二腔观上取得的[7]。常规STE分析心肌功能也是按17节段法来划分心肌区域；但17节段心肌分析法的取样仅捕捉到某个节段的部分心肌的图像信号，尚不能显示左心室某部整块心肌的图像。为此，课题组曾报道一种能够显示整块左心室前壁心肌图像的左心室前壁心肌额断面超声切面法[8]。左心室前壁心肌的额断面为心尖非标准四腔观切面，此切面与心脏标准心尖四腔观的超声束平面约成20°，能够显示左室前壁心肌。

双源CT心脏成像为无创、准确的心肌显影方法之一[9-11]，其所测的左心室功能与超声心动图所见高度符合[12]；故本研究采用双源CT为验证手段，观察到双源CT测得的左心室前壁心肌WT、WM较对照组明显减低（P＜0.05），进一步分析发现左心室前壁斑点超声成像与双源CT测得的左心室前壁局部心肌功能参数具有良好的相关性，证实了超声方法的可靠性。本研究使用双源CT断面分析也证实二维超声上显示的为左心室前壁心肌，相当于17节段法中显示的前壁中的心尖部（占24.31%）、中间段（占47.38%）和基底段区域（占28.31%），基于左心室心肌块在解剖学上的冠状动脉走形分布特点，提示本文左心室额断面超声显像确实显示了左心室前壁心肌。冠状动脉左前降支在冠心病的发病中具有独特的作用，这是由于冠状动脉左前降支较大的分支大部分供血于左心室前壁[13]。在单支冠状动脉血管狭窄病变患者中，左前降支病变约占75%[14]；因此，本研究选择冠状动脉左前降支狭窄患者来分析左心室前壁的局部心肌功能，并希望在下一步的研究中以超声异常感兴趣区百分比的方式检出局部心肌的节段运动异常。

本研究的局限性在于因心脏会随着呼吸运动，二维超声显示的心肌额断面有时会出现含有左心室心腔的图像，操作中需不断调整探头方向和角度才能获得满意图像。左心室是一个球形体，心脏左心室前壁凸起呈曲面状，左心室前壁额断面虽然不能同时扫查到整块左心室前壁心肌，但是本方法仍然能够扫查到左心室前壁的大部分心肌，较常规超声心动图左心室节段分段法，扩宽了超声技术显示心肌的视野。目前，本方法的另一个局限性是：习惯于常规超声心动图的操作者，对左心室前壁局部心肌额断面的理解要有一个过程，延长了操作截取图像的时间，故对操作者熟练程度的要求较高。

综上所述，本研究应用二维超声与双源CT左心室前壁额断面显示左心室前壁心肌，发现二维超声与双源CT左心室前壁心肌额断面上所采集到的ROI均位于左心室前壁。双源CT测得左心室前壁缺血患者的WT、WM显著减低；多点取样STE超声参数结合双源CT可应用于评估左心室前壁缺血的左心室前壁局部心肌功能。

[1]吴红宁, 李滨滨. 应用应变及应变率技术评价心力衰竭患者左心室功能. 心脏杂志, 2008, 20(2)： 166-168.

[2]Geyer H, Caracciolo G, Abe H, et al. Assessment of myocardial mechanics using speckle tracking echocardiography： fundamentals and clinical applications. J Am Soc Echocardiogr, 2010, 23(4)： 351-369.

[3]杨性安, 郑哲岚. 二维斑点追踪技术定量测定左心室容积及整体收缩功能. 中国医学影像技术, 2011, 27(7)：1409-1412.

[4]Belghitia H, Brette S, La fi tte S, et al. Automated function imaging： a new operator-independent strain method for assessing left ventricular function. Arch Cardiovasc Dis,2008, 101(3)： 163-169.

[5]杨性安, 郑哲岚. 斑点追踪技术评价急性前壁心肌梗死内外膜圆周应变. 中国临床医学影像杂志, 2011, 22(9)：662-664.

[6]佘亚鹏, 赵新民. 组织速度成像、应变率成像技术定量评价冠心病局部心肌收缩异常的研究. 临床超声医学杂志 , 2008, 10(12)： 813-815.

[7]Lang RM, Bierig M, Devereux RB, et al. Recommendations for chamber quanti fi cation. Eur J Echocardiogr, 2006, 7(2)：79-108.

[8]郑东燕, 陈明, 张宇辉, 等. 额断面超声切面法显示左心室局部前壁心肌的实验研究. 同济大学学报(医学版),2012, 33(2)： 23-27.

[9]刘斐, 李苏建, 张龙江, 等. 双源CT诊断先天性冠状动脉畸形的价值. 中国医学影像学杂志 , 2009, 17(1)： 39-42.[10]齐燕, 齐双, 欧陕兴. 双源CT在心脏成像中的应用研究.心脏杂志 , 2010, 22(2)： 302-304.

[11]Achenbach S, Ropers D, Kuettner A, et al. Contrastenhanced coronary artery visualization by dual-source computed tomography—initial experience. Eur J Radiol,2006, 57(3)： 331-335.

[12]Stolzmann P, Scheffel H, Trindade PT, et al. Left ventricular and left atrial dimensions and volumes： comparison between dual-source CT and echocardiography. Invest Radiol, 2008, 43(5)： 284-289.

[13]杨永宾, 赵永波, 赵志勇, 等. 山羊冠状动脉的分布及前、后乳头肌血供的研究. 中国胸心血管外科临床杂志,2011, 18(6)： 540-542.

[14]刘成伟, 苏晞, 宋丹, 等. 8937例冠状动脉造影分析及临床意义的探讨. 中华内科杂志, 2007, 46(7)： 574-575.

Local Myocardial Function of the Anterior Wall Ischemia of the Left Ventricle Evaluated by Using Two-dimensional Speckle-tracking Echocardiography and Dual-source CT

PurposeTo evaluate myocardial function of the anterior wall (AW)of left ventricle (LV) by using multiple sampling two-dimension speckle-tracking echocardiography (STE) and dual-source CT in patients with myocardial ischemia.Materials and MethodsPatients with or without myocardial ischemia in the AW of LV were recruited (n=20 for each group). Twenty- fi ve regions of interest (ROI) in the AW were obtained and tracked by STE and by dual-source CT. Percentage of ROI in the segment of the left ventricular myocardial was calculated. Wall thickness (WT)and wall motion (WM) were measured by dual-source CT. The relationship between the data generated by STE and dual-source CT were analyzed.Results28.31% of ROI obtained by dual-source CT were located at the fi rst segment, 47.38% of them at the seventh segment and 24.31% of them at the thirteenth segment. WT and WM of the AW significantly decreased in the group of ischemia (P＜0.05). There were positive correlations between parameters of STE (ε and SRS) and data obtained from dual-source CT (r=0.852, 0.843, 0.726, 0.770,P＜0.001).ConclusionCoronal section of TDE and dual-source CT can provide an alternative view for imaging AW of LV. Multiple ROIs of STE and dual-source CT can provide an alternative option to evaluate the anterior wall motion in patients with myocardial ischemia.

Myocardial ischemia; Echocardiography; Speckle tracking imaging;Tomography, X-ray computed; Ventricular function, left

10.3969/j.issn.1005-5185.2012.11.018

同济大学医学院附属东方医院心脏医学部上海 200120

陈 明

Heart Center, Eastern Hospital of Tongji Medical School, Tongji University,Shanghai 200120, China

Address Correspondence to：CHEN MingE-mail： mingchen1283@vip.163.com

浦东新区科技发展基金创新资金项目（PKJ2010-Y16）；上海市卫生局青年基金项目（2010Y012）；上海市浦东新区心血管疾病学科群项目（PWZxkq2010-01）；上海市卫生局卫生科技面上项目（2009158）。

中国图书资料分类法分类号R543.3；R445.1；R445.3

2012-03-26

2012-08-27

中国医学影像学杂志2012年 第20卷 第11期：862-865

Chinese Journal of Medical Imaging 2012 Volume 20(11)： 862-865

（责任编辑 张春辉）