斑点追踪技术评价肥厚性心肌病左室收缩功能

尹 丽 YIN Li

郭丽苹 GUO Liping

薛 炜 XUE Wei

肥厚性心肌病（hypertrophic cardiomyopathy,HCM）的特征是左心室或右心室肥厚，通常是非对称性的，并侵及室间隔[1]。典型的病理改变为心肌细胞异常肥大、排列紊乱及间质纤维化等致心肌细胞功能降低[2]。早期可无症状及特异性体征，当疾病进入晚期可表现为左右心功能不全。该病病程发展缓慢，预后不定，可以稳定多年不变，但一旦出现症状则可以逐步恶化。猝死与心力衰竭为其主要致死原因[3]。因此，探讨出一种简便、无创且能够早期评价肥厚性心肌病心功能的方法，使患者能够得到早期诊治至关重要。

1 资料与方法

1.1 一般资料 所有研究对象均为大连大学附属中山医院2008-10～2009-05门诊或住院患者。采用随机数字表法选取经问诊、查体、心电图、胸部X线及心脏超声等检查确定心肺无异常、无内分泌疾病、肝肾疾病及免疫系统疾病的30例健康成人作为对照组，其中男14例，女16例；年龄37～65岁。选择31例室间隔中上部肥厚性心肌病患者作为肥厚性心肌病组，其中男17例，女14例；年龄37～67岁。纳入标准[1]：舒张期室间隔厚度＞15mm，室间隔与左室后壁厚度比值＞1.3～1.5，无左室流出道梗阻。无明显临床症状，尚未接受临床干预性治疗，并排除其他心脏疾病（高血压、冠心病、先天性心脏病、风湿性心脏病、心律失常等）、影响心功能的内分泌疾病（糖尿病、甲亢等）、肝肾疾病和免疫系统疾病。

1.2 仪器与方法 采用内置Q-lab分析软件的Philips iE33彩色多普勒超声诊断仪，X3-1探头及S5-1探头，频率均为1.9～3.8MHz。受试者连接心电图，取左侧卧位。应用X3-1探头于心尖四腔切面full volume模式获取心脏三维图像，嘱受试者于呼气末屏气，取心律稳定状态下的4个心动周期三维图像记录并存储。应用Philips iE33彩色多普勒超声诊断仪内置Q-lab的3DQadv软件脱机分析，测算出左室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）。应 用 S5-1 探 头行常规心脏超声检查，于短轴切面乳头肌水平，二维图像清晰显示后，适当调节增益，调节帧频至50～61帧/s，嘱受试者于呼气末屏气，取心律稳定状态下的4个心动周期二维灰阶图像记录并存储。应用Philips iE33彩色多普勒超声诊断仪内置Q-lab的TMQadv软件脱机分析，测量前间隔及间隔的收缩功能参数：速度（speed, S）、环向应变率（circumferential strain rate, CSR）、径向应变率（radial strain rate, RSR）、角速度（angle velocity, AV）、角位移（angle excursion, AE）以及这个层面心肌整体的旋转角度峰值（bulk rotation,BR）。每个参数均测量3个心动周期的值，取其平均值。

1.3 统计学方法 采用SPSS 13.0软件进行分析，计量资料以表示，组间比较采用独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较 两组性别、年龄、体表面积、血压比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），两组资料具有可比性。肥厚性心肌病组室间隔厚度明显大于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 对照组与肥厚性心肌病组一般资料比较（ ）

表1 对照组与肥厚性心肌病组一般资料比较（ ）

2.2 两组左室心肌收缩功能参数比较 两组LVEF值比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。肥厚性心肌病组中段前间隔及间隔S、CSR、RSR、AV均较对照组降低，差异有统计学意义（P＜0.05）；肥厚性心肌病组中段前间隔及间隔AE、左室短轴乳头肌水平心肌整体BR较对照组增加，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2～4。

表2 对照组与肥厚性心肌病组左室射血分数与乳头肌层面整体旋转角度峰值比较（ ）

表2 对照组与肥厚性心肌病组左室射血分数与乳头肌层面整体旋转角度峰值比较（ ）

注：LVEF：左室射血分数；BR：乳头肌层面整体旋转角度峰值

3 讨论

二维灰阶图像中小于入射超声波长的细小结构产生散射、反射、干扰等现象，形成心肌组织中所谓的“回声斑点”。斑点追踪技术（speckle tracking imaging,STI）是在高帧频二维灰阶超声图像的基础上，采用最佳模式匹配技术追踪识别心肌内回声斑点的空间运动，并跟踪其在每一帧图像中的位置，标测不同帧之间同一位置的心肌运动轨迹，以此测算出心肌的变形[4]。由于斑点追踪技术采用的不是多普勒原理，因此不受声束方向与室壁运动方向间夹角的影响，没有角度依赖性，且帧频较高，故斑点追踪技术能更准确地反映心肌的运动。

表3 对照组与肥厚性心肌病组前间隔心肌收缩功能参数比较（ ）

表3 对照组与肥厚性心肌病组前间隔心肌收缩功能参数比较（ ）

注：S：心肌运动速率；CSR：心肌环向应变率；RSR：心肌径向应变率；AV：心肌运动角速度；AE：心肌运动角位移

表4 对照组与肥厚性心肌病组间隔心肌收缩功能参数比较（ ）

表4 对照组与肥厚性心肌病组间隔心肌收缩功能参数比较（ ）

注：S：心肌运动速率；CSR：心肌环向应变率；RSR：心肌径向应变率；AV：心肌运动角速度；AE：心肌运动角位移

?

肥厚性心肌病的特征为心室肌肥厚，典型者在左心室，以室间隔为甚，病理特征以心肌肥厚为主，显微镜下心肌细胞排列紊乱，细胞核畸形，细胞分支多，线粒体增多，心肌细胞极度肥大，细胞内糖原含量增多，此外尚有间质纤维增生；电镜下见肌原纤维排列紊乱[3]。这种结构可导致心肌功能异常，但本研究发现HCM组与LVEF值差异无统计学意义（P＞0.05），且与对照组比较，HCM组中段前间隔与间隔的S、CSR、RSR、AV减低，BR增加，AE增加，差异均有统计学意义（P＜0.05）。说明肥厚性心肌病组左室射血分数未见异常，而局部心肌收缩功能减低，与Araujo等[5]的研究结果一致。其原因可能是尽管肥厚心肌由于细胞排列紊乱等因素导致其运动减弱，但非肥厚部位心肌能够代偿性运动增强，故可保持整体收缩功能不变，说明左室射血分数正常并不能真实反映肥厚心肌的收缩功能，因此，左室局部心肌收缩功能的检测格外重要。

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。应变率是指物体形变发生的速度，是单位时间内的应变[6]。应变、应变率作为近年来提出的评价心功能的新指标，有其独特优点[7,8]。理论上，应力-应变关系比压力-容积关系更能敏感地反映组织的功能特征，因而，心肌应变是反映心肌收缩性直接的客观指标[9]。本研究应用斑点追踪技术评价肥厚性心肌病患者左室局部心肌收缩功能，结果显示，与对照组比较，HCM组S、CSR、RSR均减低，差异有统计学意义（P＜0.05），提示肥厚节段的心肌运动速度、环向应变率、径向应变率均减低，与张音佳等[10]的研究结果一致，其原因可能与以下因素有关：①肥厚性心肌病心肌纤维排列异常，影响收缩效率。②心肌间质纤维化、弹性下降，心肌形变能力降低。③肥厚心肌内，心肌/血管比例失调，导致心肌缺血，加剧了局部心肌功能的减退。上述因素综合作用，使肥厚性心肌病患者处于疾病亚临床期即出现心肌功能异常[11]。

左室运动包括缩短、伸长以及扭转运动，而左室的扭转运动与其解剖学结构密切相关。研究发现，心室是由一条肌束双螺旋走行构成的三维结构，为左室的扭转运动提供了解剖学依据，并阐述了结构与功能之间的关系[12-14]。本研究通过测量乳头肌水平中段前间隔与间隔的节段角速度、角位移及该层面整体的旋转角度来间接评估左室该层面的旋转特征，结果显示，HCM组同对照组比较，BR及AE增加（P＜0.05）、AV减低（P＜0.05），提示肥厚性心肌病组短轴乳头肌水平整体的旋转角度较对照组增加，肥厚节段的角位移增加，角速度降低。物理学上，角位移是用来描述物体转动时位置变化的物理量，角速度是指连接运动质点和圆心的半径在单位时间内转过的弧度。分析该层面整体旋转角度增加的原因可能与肥厚性心肌病患者心肌细胞排列紊乱、心内膜下心肌纤维化变性等有关。肥厚性心肌病心内膜下心肌低灌注导致心肌功能受损，从而使心外膜下肌纤维收缩时逆时针旋转相对于心内膜下心肌纤维顺时针旋转更占优势，左室心肌整体运动表现为逆时针扭转增强[15]。由于该层面整体旋转角度增加，则肥厚节段相应的旋转角度即角位移增加。角速度代表单位时间内心肌旋转的角度，虽然该层面整体旋转角度增加，但由于肥厚节段心肌功能受损可能导致心肌旋转速度变慢，则单位时间内转过的角度减小，角速度降低。

综上所述，斑点追踪技术能够无创、客观、准确地评价肥厚心肌节段的收缩功能，在疾病的亚临床期即能发现异常，为早期临床治疗提供有价值的信息。

[1]周永昌, 郭万学.超声医学.5版.北京: 科学技术文献出版社, 2006: 314-342.

[2]Naugh SF, Kopelen HA, Lim DS, et al.Tissue Doppler imaging consistently detects myocardial contraction and relaxation abnormalities, irrespective of cardiac hypertrophy, in a transgenic rabbit model of human hypertropic cardiomyopathy.Circulation, 2000, 102(12):1346-1350.

[3]陈珠.实用内科学.北京: 人民卫生出版社, 2005:1579-1582.

[4]Langeland S, D' Hooge J, Wouters PF, et al.Experimental validation of a new ultrasound method for the simultaneous assessment of radial and longitudinal myocardial deformation independent of insonation angle.Circulation,2005, 112(14): 2157-2162.

[5]Araujo AQ, Arteaga E, Ianni BM, et al.Usefulness of a new proposed tissue Doppler imaging global function index in hypertrophic cardiomyopathy.Echocardiography, 2006,23(3): 197-201.

[6]王洲, 李健, 任永凤, 等.二维应变超声心动图的研究进展及临床应用.中国医学影像技术, 2008, 24(6):959-962.

[7]Greenberg NL, Firstenberg MS, Castro PL, et al.Dopplerderived myocardial systolic strain rate is a strong index of left ventricular contractility.Circulation, 2002, 105(1):99-105.

[8]蒋文莉, 郭瑞强, 周青, 等.应变率、射血分数及校正的Q-V峰间期评价不同构型高血压患者左室收缩功能的比较.中国医学影像技术, 2005, 21(10): 1503-1505.

[9]王金锐, 那日苏, 秦林金, 等.室壁应力与应变的关系评价高血压病左室收缩功能.中国医学影像技术, 2003,19(12): 1646-1649.

[10]张音佳, 陈悦, 黄国英.应用斑点追踪成像技术评价肥厚型心肌病患者的左室节段径向应变及圆周应变.临床超声医学杂志, 2010, 12(5): 297-300.

[11]房芳, 李治安, 赵英, 等.肥厚型心肌病心肌功能及收缩同步性斑点追踪显像评价.中国医学影像技术, 2008,24(6): 877-880.

[12]Torrent-Guasp F, Kocica MJ, Corno A, et al.Systolic ventricular filling.Eur J Cardiothorac Surg, 2004, 25(3):376-386.

[13]Kocica MJ, Corno AF, Carreras-Costa F.The helical ventricular myocardial band: global, three-dimensional,functional architecture of the ventricular myocardium.Eur J Cardiothorac Surg, 2006, 29(Supp 1): S21-40.

[14]Buckberg GD, Coghlan HC, Torrent-Guasp F, et al.The structure and function of the helical heart and its buttress wrapping.I.The normal macroscopic structure of the heart.Semin Thorac Cardiovasc Surg, 2001, 13(4): 301-319.

[15]谢明星, 张丽, 吕清, 等.超声二维斑点追踪显像技术评价肥厚型心肌病左心室旋转和扭转运动.中国医学科学院学报, 2008, 30(1): 58-62.