超声二维斑点追踪显像技术对2型糖尿病患者左室扭转运动的诊断价值

黄敬垣 杨性安 叶萌 杨继东 洪勇强 郑哲岚 何娴

超声二维斑点追踪显像技术对2型糖尿病患者左室扭转运动的诊断价值

黄敬垣 杨性安 叶萌 杨继东 洪勇强 郑哲岚 何娴

目的 探讨超声二维斑点追踪显像（STI）技术对2型糖尿病患者左室心肌扭转运动的诊断价值。 方法 选取2型糖尿病患者67例，根据LVEF分为左心收缩功能正常组（A组，LVEF≥50%）33例、左心收缩功能减低组（B组，LVEF＜50%）34例，另择同期体检健康者33例作为对照组。采用常规超声及STI技术对3组对象的左室扭转情况进行定量分析，并比较分析。 结果 A组患者左室扭转角度峰值（Peaktw）、主动脉瓣关闭时间点扭转角度（AVCtw）、二尖瓣开放时间点扭转角度（MVOtw）较对照组显著升高（P＜0.01）；B组患者Peaktw、AVCtw、MVOtw较对照组及A组显著降低（P＜0.01）。与对照组比较，2型糖尿病患者等容解旋比例（IUR）、解旋率（UntwR）减低（P＜0.05），而解旋减半时间（UHT）即明显延迟（P＜0.01），与A组比较，B组患者等容解旋比例、解旋率降低（P＜0.05），而解旋减半时间明显延迟（P＜0.01）。 结论 超声二维斑点追踪显像技术能够早期识别2型糖尿病患者的心功能异常变化。

超声心动描记术 超声二维斑点追踪显像技术 扭转 糖尿病 左心室功能

糖尿病心肌病是由糖尿病代谢紊乱及微血管病变导致的一种心脏疾病，早期可无明显临床症状，最终进展为心力衰竭。超声斑点追踪显像（speckle tracking imaging，STI）技术通过监测心室肌的扭转运动，可敏感地评价心动周期中心室肌收缩与舒张运动的整体形变程度，能早期评估心脏收缩与舒张功能的改变。本研究旨在应用STI技术对2型糖尿病患者的左室扭转情况进行分析，以探讨STI技术在糖尿病心肌病诊断中的应用价值。

1 资料和方法

1.1 一般资料 选取2010-07—2011-11在浙江医院门诊或住院的2型糖尿病患者67例，均符合1999年WHO糖尿病诊断标准。所有患者负荷超声和（或）冠状动脉造影正常，排除高脂血症、中重度瓣膜疾病、冠心病、房颤或其他严重心律失常、合并肺、肾等脏器疾病以及图像欠清晰影响分析者。根据LVEF测量情况分为两组，糖尿病左心收缩功能正常组（A组，LVEF≥50%）33例；糖尿病左心收缩功能减低组（B组，LVEF＜50%）34例。另择同期健康体检者33例作为对照组，无糖尿病、高血压、冠心病等病史，肝、肾功能正常，体格检查、X线片、心电图及超声心动图检查均无异常。3组对象的一般情况见表1。由表1可见，3组对象年龄、性别、心率的差异均无统计学意义（P＞0.05）。

表1 3组对象的一般情况

1.2 方法 采用GE Vivid 7 Dimension彩色多普勒超声成像仪，M3S探头，频率1.5～4.0MHz。Echo PAC超声工作站，配有6.0版本STI成像分析软件。受检者均取左侧卧位，平静呼吸，同步记录心电图，进行常规超声心动图测量，双平面Simpson法计算LVEF，根据左室流出道血流频谱测量等容舒张期时间（IVRT），确定主动脉瓣关闭（AVC）和二尖瓣开放（MVO）时间点。应用二维谐波技术获得心底水平（应注意包容二尖瓣）和心尖水平（应远离乳头肌）左室短轴图像，帧频范围65～92（75±5）帧/s。嘱受检者屏气，每个切面获取连续的3个心动周期，并储存在硬盘上以便脱机分析。储存图像时务必保持帧频与心率大致相同。

将先前获取的二维灰阶图像导入Echo PAC工作站，在工作站上进入STI成像模式，于心内膜显示最清晰时将图像冻结（多为收缩末期），沿心内膜边界手动勾画，将自动生成包含心肌内膜、中层和心外膜的感兴趣区，如不满意可手动调整感兴趣区宽度，使其包纳心肌全层，然后系统自动对心肌内的斑点进行追踪，系统自动将左室壁分为6个节段，并将各节段的追踪结果以V或X的形式表示，V代表追踪成功，X代表追踪不成功。选择6个节段均全部为V的图像进入后续分析，系统将自动显示各平面轴向旋转角度、速度曲线图，获得各平面各节段的旋转角度、速度等相关数据。

1.3 统计学处理 采用SPSS16.0统计软件，计量资料均以 表示，组间比较采用单因素方差分析。

2 结果

2.1 3组对象常规超声心动图检查的比较 见表2。

由表2可见，与对照组比较，A组室间隔舒张末期

表2 3组对象常规超声心动图检查的比较

厚度、左室后壁舒张末期厚度及B组左室舒张末期内径、左房前后径、LVEF、二尖瓣口E峰值、二尖瓣口A峰值、E/A比值均发生显著变化（P＜0.01）；与A组比较，B组左室舒张末期内径、左房前后径、LVEF、二尖瓣口E峰值、二尖瓣口A峰值、E/A比值均发生显著变化（P＜0.01）。

2.2 3组对象左室扭转运动相关参数的比较 见表3。

表3 3组对象左室扭转运动相关参数的比较

由表3可见，与对照组比较，A组及B组各相关参数均发生明显变化（P＜0.05或0.01）；与A组比较，B组各相关参数均发生明显变化（P＜0.05或0.01）。

3 讨论

STI可计算心脏的旋转运动，为心脏运动力学与心肌运动形变之间的联系提供了一种全新的定量评价方法[1-3]。STI基本原理是通过逐帧追踪灰阶图像中小于入射超声波长的细小结构产生的散射斑点信息，实时跟踪不同帧频间同一位置的心肌运动轨迹，从而无创、准确地获得组织运动信息[4]。该技术无角度依赖，帧频较高，时间分辨率高，能够判断局部心肌和心室整体形变能力，为评价心肌运动能力提供更客观，更有效的诊断信息，而且STI能够克服MRI花费较高、费时较长、数据分析复杂的局限性。

左室心外膜下与心内膜下的心肌纤维呈螺旋走形，心外膜下心肌纤维排列呈左手螺旋，心内膜下心肌纤维排列呈右手螺旋，这种排列方式与心肌纤维的运动密切相关，并且是心肌扭转运动产生的力学基础[5]。在进行STI检查时，收缩期从心尖部向心底部观察，心外膜下心肌纤维收缩使心尖部逆时针旋转，心底顺时针旋转；而心内膜下心肌纤维收缩产生的作用相反，但由于心外膜力量占优势，正常人左心室心肌整体表现为心底部心肌为顺时针方向旋转，心尖部则为逆时针旋转，形成“拧毛巾”样运动，即左心室扭转。扭转的大小和方向取决于跨壁应变梯度和心外膜下心肌纤维相对于心内膜下心肌纤维的运动优势[6]。

本研究结果提示，B组与A组、对照组比较，左室舒张末期内径、左房前后径变大；而A组与对照组比较，室间隔舒张末期厚度、左室后壁舒张末期厚度增厚；B组与A组、对照组比较，LVEF、二尖瓣口E峰值、E/A比值下降，说明糖尿病组左室形态结构大小发生改变，导致左室构型改变，而这种左室形态构型改变得越显著，心肌纤维排列就越紊乱，心肌的压力和应变力越失常，左室的扭转运动进一步减弱，从而使心室不能像心肌纤维螺旋排列的正常心室那样射出足够的血液，即左室收缩功能及舒张功能下降。A、B组与对照组比较左室扭转运动各相关参数均有显著改变，说明左室扭转运动各相关参数的改变较LVEF、二尖瓣口E峰值、二尖瓣口A峰值、E/A比值等常规超声心动图检测指标更加敏感的反映心肌的收缩及舒张功能。

本研究结果显示，A组患者Peaktw、AVCtw、MVOtw较对照组明显增高。原因可能与糖尿病患者存在代谢紊乱，心肌内微血管病变等原因引起心内膜下心肌灌注不良、缺血，心肌纤维化程度较重，继而导致心肌收缩力下降[7]，减弱了它对抗心外膜下心肌纤维收缩引起的逆时针方向旋转，从而导致左室心肌整体运动表现为逆时针扭转增强，类似于一种“假性正常化”。B组患者Peaktw、AVCtw、MVOtw均明显减低。原因可能与心肌收缩力减低、心肌重构和左室充盈压过大有关[8]。心功能不全时，心肌灌注不良、缺血累及至心外膜下心肌纤维，心外膜下心肌纤维收缩力下降，引起其逆时针方向旋转减弱，左室扭转减弱。同时心功能不全时，心肌存在着明显的心肌细胞凋亡并由此加速心肌重构，且充盈压过大时，可导致心肌纤维被动拉长移位，心肌细胞膜损伤，可能导致心肌坏死，间质纤维化，心肌收缩力减低，从而导致了左室扭转能力的损害。

另外，糖尿病患者左心室IUR、UntwR减低，而且UHT明显延长，并随左心功能的下降而相应的下降或延长。原因可能在于收缩期心肌的扭转运动将心室收缩和舒张紧密藕联在一起，并被认为是舒张期虹吸力的源泉。心室收缩期的扭转运动储备了大量弹性能量，至等容舒张期该能量得以快速释放，心室进行解旋运动，由此而产生了心室内压力梯度（IVPGs），心室充盈顺利完成，目前的研究表明解旋率与IVPGs高度相关[9]。心室的顺应性和抽吸力决定了其解旋特性，而解旋又可直接调节心室充盈[10]。舒张早期心室的快速解旋有利于IVPGs形成，帮助心室充盈。因而左心功能的下降反映了收缩期左心室扭转运动储备的弹性能量的下降，导致舒张期虹吸力下降，继而导致心室解旋运动异常。舒张期解旋异常可直接导致心室充盈障碍，可以敏感反映左室顺应性的减低和舒张功能的受损。

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Assessment of left ventricular twist in patients with type 2 diabetes mellitus using two-dimensional ultrasound speckle tracking imag-ing

HUANG Jingyuan，YANG Xing’an，YE Meng,et al.Department of Ultrasonography，Zhejiang Hospital，Hangzhou 310013,China

Echocardiography Speckle tracking imaging Twist Diabetes mellitus Left ventricular function

2012-01-04）

（本文编辑：欧阳卿）

310013 杭州，浙江医院超声科（黄敬垣、叶萌、杨继东、洪勇强）；中国人寿保险股份有限公司杭州市分公司卫生所（何娴）；浙江省台州医院超声科（杨性安）；浙江大学医学院附属第一医院超声科（郑哲岚）

何娴，E-mail：dhjh1981@chinaren.com

【 Abstract】Objective To evaluate the characteristics of left ventricular twist in patients with type 2 diabetes using two-dimensional speckle tracking imaging(STI). Methods Sixty seven patients with type 2 diabetes were divided into two groups:33 cases with normal left ventricular ejection fraction(LVEF)(LVEF≥50%,group A)and 34 cases with abnormal LVEF(LVEF＜50%, group B).Thirty three normal subjects served as controls.The left ventricular twist was quantitatively analyzed with STI technology in 3 groups. Results The Peaktw,AVCtw and MVOtw values in group A were significantly elevated than those in normal controls (P＜0.01);however,Peaktw,AVCtw and MVOtw in group B were lower than those in group A and normal controls(P＜0.01).The IUR and UntwR in diabetic patients were lower than those in normal controls(P＜0.05)and UHT was significantly delayed (P＜0.01).There were significant differences in IUR,UntwR and UHT values between two groups of diabetic patients (P＜0.05,P＜0.01,respectively). Conclusion Two-dimensional speckle tracking imaging technology can be used for early recognition of abnormal cardiac function in patients with type 2 diabetes mellitus.