超声斑点追踪显像对轻度肺动脉高压患者左心室收缩功能的评价作用

孙海龙，冯艳红，许 波，付巧玲，石娇娇

肺动脉高压是一种临床常见病症，病因复杂，可由心、肺或肺血管多种疾病引起，此时肺循环阻力及压力进行性增高，右心负荷增大，导致右心衰竭[1]。近年来研究发现左心和右心为一个整体，右心负荷过重可影响左心功能，使左心舒张功能明显降低。左心功能尤其是轻度肺动脉高压患者，用常规超声多普勒评价敏感度不高。超声斑点追踪显像技术克服了超声多普勒角度依赖的缺点，是近年来定量评价心肌运动新的有效方法[2]，故本研究旨在探讨超声斑点追踪显像在轻度肺动脉高压患者左心室收缩功能评价中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2010年12月—2013年1月在辽宁医学院附属第一医院住院的轻度肺动脉高压患者50例(病例组)，其中男28例，女22例；年龄为21～71岁，平均(39.8±10.1)岁；在海平面静息状态下，右心导管测量平均肺动脉压(mPAP)，26 mm Hg

表1 两组受检者常规超声指标比较

注：LVEDD=左心室舒张末期内径，LVESD=左心室收缩末期内径，LVEDV=左心室舒张末期容积，LVESV=左心室收缩末期容积，LVEF=左心室射血分数

1.2 方法 两组受检者均采用PHILIPS-IE33超声诊断仪检测，S5-1探头，频率2～5 MHz，并自带Q-Lab分析软件，帧频>60帧。

受检者取左侧卧位，嘱平静呼吸，同步连接心电图，检测心率，所有测值取3个心动周期的平均值；常规二维及M型超声心动图测量以下指标：左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室收缩末期内径(LVESD)、左心室舒张末期容积(LVEDV)、左心室收缩末期容积(LVESV)及左心室射血分数(LVEF)。采集心尖位四腔观，二腔观，左心室长轴观及左心室短轴左房室瓣水平、乳头肌水平及心尖位水平的二维动态图像，将图像传入工作站行脱机分析，在图像上勾画出左心室心内膜的曲线，使勾画的感兴趣区的宽度与整个心肌的厚度保持一致。Q-Lab工作站的软件将心尖位上左心室壁分为18个节段，取3个心动周期平均值，测量各个节段收缩期纵向应变；系统自动将左心室短轴分成6个等间距的节段，自动分析追踪成功的节段心肌变形，测量左房室瓣、乳头肌及心尖水平的收缩期的径向应变率和圆周应变率。

2 结果

2.1 两组受检者常规超声指标比较 两组受检者的LVEDD、LVESD、LVEDV、LVESV、LVEF比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表1)。

2.2 两组受检者超声斑点追踪显像指标比较 在长轴方向上，两组受检者左心室壁各节段收缩期最大纵向应变率比较，差异均有统计学意义(P<0.05，见表2，见图1、图2)。在短轴方向上，两组受检者左心室壁各节段收缩期最大径向应变率及最大圆周应变率比较，差异亦有统计学意义(P<0.05，见表3、表4，见图3、图4)。

图1 正常人心尖四腔心左心室长轴心肌收缩期应变率曲线图

Figure1 Map of left heart systolic radial rate from the apical four-chamber view in normal people

图2 轻度肺动脉高压患者心尖四腔心左心室长轴心肌收缩期应变率曲线图

Figure2 Map of left ventriculer systolic radial rate from the apical four-chamber view in the patients of mild PH

图3 正常人左房室瓣水平左心室短轴心肌收缩期应变率曲线图

Figure3 Map of left ventricular systolic radial rate from the mitral value level view in normal people

图4 轻度肺动脉高压患者左房室瓣水平左心室短轴心肌收缩期应变率曲线图

Figure4 Map of left ventricular systolic radial rate from the mitral value level view in the patients of mild PH

2.3 相关分析结果 LVEF与左心室各节段长轴方向上最大纵向应变率及短轴方向上最大径向应变率呈正相关(r=0.60、0.65；均P<0.05)。

3 讨论

目前文献评价肺动脉高压患者右心室功能较多，而对于左心室功能的影响，尤其是早期肺动脉高压或轻度肺动脉高压患者左心室收缩功能的研究不多。二维超声心动图及M型超声心动图计算LVEF评价早期肺动脉高压患者左心室整体收缩功能的敏感度较低，故本研究探讨了超声斑点追踪显像技术在轻度肺动脉高压患者左心室收缩功能评价中的应用价值[3-5]。

表2 两组受检者左心室壁各节段收缩期长轴最大纵向应变率比较

表3 两组左心室壁各节段收缩期短轴最大径向应变率比较

表4 两组左心室壁各节段收缩期短轴最大圆周应变率比较

超声斑点追踪显像技术是在二维灰阶图像中辨认心肌上的声学斑点，在室壁中选定一定范围的心肌取样后，分析软件可自动逐帧追踪感兴趣区内不同像素心肌组织的位置和运动，计算出心肌在各个方向的变形，从而获取心肌斑点运动信息。该技术不受组织多普勒频移和角度依赖的影响，具有良好的时间和空间分辨率，有较高的准确性和可重复性，较MRI简便易行，对定量评价局部心肌功能有较高的价值[6]。本研究结果显示，轻度肺动脉高压患者二维超声心动图测量的LVEDD、LVESD、LVEDV、LVESV、LVEF均与健康者无差异；而超声斑点追踪显像测得轻度肺动脉高压患者左心室壁各节段心肌最大纵向应变率及短轴方向上测得的最大径向应变率、最大圆周应变率均较健康者降低。表明即使早期肺动脉高压或轻度肺动脉高压患者左心室收缩功能正常，但其各个节段心肌纵向、径向收缩功能已经有所降低，提示患者各节段的心肌可能存在缺血、缺氧，心肌细胞和收缩蛋白被破坏，心肌收缩所需能量供应不足。此时，临床早期干预对防止心功能恶化甚至心力衰竭的发生有重要意义[7]。此外，本研究相关分析显示LVEF与左心室各节段长轴方向上最大纵向应变率和短轴方向上最大径向应变率呈正相关。

1995年，Tei提出心肌工作指数(MPI)，即Tei指数，它不受前后负荷及心率的影响。国内学者研究了肺动脉高压患者左、右心室的Tei指数，发现两者均升高，提示右心室压力升高会影响左心室功能，但此时已适用于肺动脉高压中晚期，它反映了左心室整体的收缩功能而并非单纯的局部收缩功能。刘蓉等[8]应用超声斑点追踪二维应变评价原发性高血压病患者左心室心内膜下心肌收缩功能，常规超声测量无异常，而斑点追踪显像测得各节段心肌纵向收缩期应变率差异均有统计学意义，敏感度高于二维超声。肺动脉高压时，右心室后负荷增加，使右心室腔增大、扩张，室间隔移向左侧，左心室几何形状发生改变，心包腔运动受限。由于左右心室是由共同的室间隔、心包及心肌纤维构成的心室游离壁，他们是一个不可分割的整体。故右心室功能改变必然同步影响左心室功能，导致左心重构，收缩功能降低。早期或轻度肺动脉高压患者右心室容积和泵功能受损不严重，对于LVEDV变化不大[9-10]，故LVEF常不敏感，即左心室整体收缩功能指标降低无统计学意义。但缺氧的因素始终存在，会导致冠状动脉或静脉压力增高，引起左心室局部心肌缺血，心室顺应性及收缩性改变；另外，缺氧可激活肾素、血管紧张素系统，使血压持续升高，左心室腔后负荷增加，心肌纤维化，必然影响心肌收缩功能。本研究结果显示，超声斑点追踪显像测得轻度肺动脉高压患者左心室各方向各节段心肌应变率均减低，也印证了左心室心肌局部收缩功能已降低[11]。

当然，超声斑点追踪显像技术也存在一些缺点，如对于图像质量要求较高，尤其是心内膜面的实时图像要求清晰，而肥胖者或肺气肿患者的图像质量更差；另外，斑点追踪显像技术基于二维平面运动，而心肌运动属于三维空间运动，可能导致结果偏差，故期待三维斑点追踪显像技术的发展[12]。总的来说，超声斑点追踪显像技术在评价轻度肺动脉高压患者左心室局部收缩功能方面具有一定的指导意义，值得进一步研究和探讨。

1 Hammerstingl C，Schueler R，Bors L，et al.Diagnostic value of echocardiography in the diagnosis of pulmonary hypertension[J].PLoS One，2012，7(6)：38-39.

2 Hayat D，Kloeckner M，Nahum J，et al.Comparison of real-time three-dimensional speckle tracking to magnetic resonance imaging in patients with coronary heart disease[J].Am J Cardiol，2012，109(2)：180-186.

3 Okamatsu K，Takeuchi M，Nakai H，et al.Effects of aging on left atrial function assessed by two-dimensional speckle tracking echocardiography[J].J Am Soc Echocardiogr，2009，22(1)：70-75.

4 Kuznetsova T，Bogaert P，Kloch-Badelek M，et al.Association of left ventricular diastolic function with systolic dyssynchrony：a population study[J].Eur Heart J Cardiovasc Imaging，2013,14(5)：471-479.

5 Pozo AM，Rubino M.Comparative analysis of techniques for measuring the modulation transfer functions of charge-coupled devices based on the generation of laser speckle[J].Appl Opt，2005，44(9)：1543-1547.

6 Pedrinelli R，Canale ML，Giannini C，et al.Abnormal right ventricular mechanics in early systemic hypertension：a two-dimensional strain imaging study[J].Eur J Echocardiogr，2010，11(9)：738-742.

7 Fayssoil A，Abasse S，Nardi O.Right ventricular assessment with echocardiography[J].Med Sci(Paris)，2009，25(5)：513-518.

8 刘蓉，邓又斌，余芬，等.超声斑点追踪二维应变评价原发性高血压患者左室心内膜下心肌收缩功能[J].中国超声医学杂志，2009，25(7)：4.

9 Ramani GV，Bazaz R，Edelman K，et al.Pulmonary hypertension affects left ventricular basal twist：a novel use for speckle-tracking imaging[J].Echocardiography，2009，26(1)：44-51.

10 Smedsrud MK，Sarvari S，Haugaa KH，et al.Duration of myocardial early systolic lengthening predicts the presence of significant coronary artery disease[J].J Am Coll Cardiol，2012，60(12)：1086-1093.

11 陈冉任，唐力，任卫东，等.实时三维超声心动图评价轻度肺动脉高压患者右室功能的研究[J].中国超声医学杂志，2009，25(1)：3.

12 Cheung YF.The role of 3D wall motion tracking in heart failure[J].Nat Rev Cardiol，2012，9(11)：644-657.