超声二维斑点追踪技术评价低钾血症患者左心室同步性的价值
2014-08-28李兆华等
李兆华等
[摘要] 目的 探讨超声二维斑点追踪技术评价低钾血症患者左心室同步性的临床价值。 方法 选取2012年1月~2013年6月在我院治疗的低钾血症患者52例:12导联心电图检查QRS时限>100 ms的32例为观察组;QRS时限≤100 ms且≥60 ms的20例为对照组。观察组和对照组均采用超声二维斑点追踪技术测定其左心室同步化指数(TAS-POST)。超声TAS-POST与心电图QRS时限进行相关性分析。用TAS-POST >130 ms 作为左心室收缩不同步的判断标准。 结果 超声指标评价低钾血症时左心室的同步性明显优于心电图指标,差异有统计学意义(P < 0.05)。 结论 超声二维斑点追踪技术能直接观察心肌的机械运动,评价低钾血症时左心室的同步性更为准确、直观、全面,能给临床诊断提供更有利的依据,使患者得到更有效的治疗,值得在临床上大力推广应用。
[关键词] 超声二维斑点追踪;低钾血症;左心室同步性
[中图分类号] R445.1;542.2 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701(2014)22-0056-03
[Abstract] Objective To investigate the value of left ventricular synchronization in hypokalemia patients with two-dimensional ultrasound speckle tracking imaging. Methods A total of 52 patients with hypokalemia treated in our hospital from January 2012 to June 2013 were included. 32 cases with QRS duration above 100 ms by 12-lead electrocardiogram were included into observation group and 20 case with QRS duration between 100 ms and 60 ms were included into control group. Both of the two groups were measured by two-dimensional ultrasound speckle tracking imaging to aquire the left ventricular synchronization index. The correlation analysis between ultrasonography TAS-POST and ECG QRS were conducted. TAS-POST being greater than 130 ms was considered to be the criterion of left ventricular dyssynchrony. Results Ultrasonic synchronization index was more sensitive than electrocardiogram. There were significant differences in the two groups(P < 0.05). Conclusion Two-dimensional ultrasound speckle tracking imaging technique can observe the myocardial mechanical motion directly,which is more accurate,visual and comprehensive to evaluate left ventricular synchronization in hypokalemia patients and is worthy of clinical popularization and application greatly.
[Key words ] Two-dimensional ultrasound speckle tracking imaging ;Hypokalemia; Left ventricular synchronization
低钾血症(hypokalemia)[1]是钾离子摄入不足或排出过多而使血清中血钾的浓度< 3.5 mmol/L ,临床上主要表现为全身乏力、肌无力、胸闷等,严重者可能导致呼吸肌麻痹引起呼吸困难,心律失常、传导异常甚至心肌损害引起心跳骤停而危及患者生命。由于病情发展速度快,因而心脏功能的保护是治疗中的首要问题。而心肌损伤的早期表现在左心室收缩的不同步。以往多将QRS时限(正常为60~100 ms)作为心室同步性的参考指标,虽然心电图作为电学指标是机械活动的表现,但二者并不完全等同。然而超声二维斑点追踪技术能直接观察心脏机械运动,本研究旨在探讨超声二维斑点追踪技术评价低钾血症时左心室同步性的临床应用价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2012 年1 月~ 2013 年6 月期间我院治疗的低钾血症患者52 例,其中男35 例,女17 例,年龄20~42 岁,平均(29.2±6.8)岁;血钾浓度1.6~3.2 mmol/L,平均(2.15±0.64) mmol/L;肌力Ⅰ 级10 例,Ⅱ级20 例,Ⅲ级7 例,肌力正常15 例。临床症状均表现为乏力、无力、胸闷等,均符合成人低钾血症诊断参考标准[2]。本次研究的52例低钾血症患者均行12导联心电图检查:QRS时限>100 ms的32例为观察组;QRS时限≤100 ms且≥60 ms的20例为对照组。观察组和对照组均进行超声二维斑点追踪技术检查。endprint
1.2 检查前处理
本次研究的52例患者均在补钾同时由医护人员陪同下进行超声二维斑点追踪技术检查,以便观察患者病情,及时调整治疗方案。
1.3 仪器与方法
1.3.1 图像采集 本组研究病例均使用菲利浦iE33 型彩色超声诊断仪,频率为1~5MHz的S5-1扇形探头。患者身上连接iE33彩色超声诊断仪的三根心电导线,使屏幕下方同步显示患者的心电图。在心脏组织多普勒成像条件下,于胸骨旁左室短轴二尖瓣水平切面采集3个心动周期的动态图像,采集时尽量使探头声束角度与心肌运动方向保持平行。
1.3.2 数据收集 采用iE33彩色超声诊断仪的Qlab6.0 软件中的TMQA 插件分析图像[5],然后软件会将目标区域的心肌分为6个节段,选择左室短轴基底部水平各壁心肌作为研究的节段,并给出心肌的应变-时间曲线。
1.3.3 计算数据 采用心肌二维纵向应变的方法分析左心室短轴水平图像。测量自心电图QRS 起点至峰值正向径向应变的时间为收缩期达峰时间(TRS)。以左心室每一短轴水平前间壁和后壁的最大收缩期达峰时间之差作为同步化指数(TAS-POST)。见封三图1。
1.3.4 左心室收缩不同步的标准 根据Suffoletto 等的研究,把TAS-POST≥130 ms 作为左心室收缩不同步的判断标准,且TAS-POST 越大,收缩不同步的程度越大[3]。见封三图2。
1.4 统计学分析
采用SPSS15.0统计软件处理所得数据,计量资料用(x±s)表示,采用t检验, P <0.05为差异有统计学意义。
2 结果
两组患者均能在补钾的情况下顺利完成超声二维斑点追踪技术的检查。两组低钾血症患者TAS-POST结果见表1。
研究结果显示,心电图QRS时限增宽时,特别是在100~110 ms之间,超声TAS-POST存在<130 ms的情况。对照组QRS时限虽均属正常范围,但大部分位于正常高限水平,然而超声TAS-POST却远远小于正常值。TAS-POST与QRS时限的相关性分析差异有统计学意义(χ2=5.825,P=0.015<0.05)。根据Suffoletto等[3]的研究,把TAS-POST≥130 ms 作为左心室收缩不同步的判断标准,且TAS-POST 越大,收缩不同步的程度越大,可见超声TAS-POST能更好地反映左心室的收缩情况,更准确地评价左心室的同步性,具有明显优越性。
3 讨论
当血清钾< 3.5 mmol/L 时,细胞内钾浓度与细胞外钾浓度比值([K+]i/[K+]e)增大,因而肌细胞静息电位负值增大。静息电位与阈电位的距离增大,细胞兴奋性降低,严重时不能兴奋,亦即细胞处于超极化阻滞状态。临床上先出现横纹肌肌肉无力,继而发生弛缓性麻痹,心肌则表现为传导阻滞和节律异常[4]。如果体内钾严重缺乏,心脏可呈“缺钾性心肌炎”[5],表现为心肌局灶性坏死,肌纤维断裂和间质炎症细胞浸润[6],同样的引起心脏传导阻滞。这是低钾血症导致心室运动不同步的病理生理原理,从而使心室收缩功能降低,严重者可引起不可复的损伤甚至猝死。因此评价低钾血症时心室的同步性刻不容缓。
心电图一直作为心脏的常规首选检查手段,然而心电图是心脏机械活动的间接表现,是生物电指标,虽能够较特异地反映心脏的生物电传导[7],从而判断心脏功能是否正常,但缺乏直观和全面。
传统的二维超声心动图通过肉眼观察心内膜的运动和测量室壁增厚率来评价心肌的收缩功能,结果容易受主观因素影响。组织多普勒虽能够得到局部心肌的运动速度,但无法判断是心肌主动运动还是受周围节段的被动牵拉。而超声二维斑点追踪技术是近年来评价心功能的新方法[8,9],以二维超声图像为基础,在室壁中选择一定范围的感兴趣区,应用分析软件自动追踪心肌内回声斑点的空间运动[12],通过运算与重建心肌组织实时运动和形变,从心肌运动速度、应变、应变率、位移以及心脏的旋转角度和旋转速度等各方面参数对心脏的力学特性在选取的心动周期中进行定性和定量描述,可精确跟踪追踪的目标组织,自动检测运动的中心[13]。大量文献表明[8-11],二维斑点追踪技术不受观察目标摆动的影响,克服了角度的依赖性,更真实地反映心肌运动,可以更准确地分析心室局部和整体的功能。本研究判断左心室同步性指标TAS-POST就是运用超声二维斑点追踪技术中心肌的应变及应变率,直观、可靠。本研究52例低钾血症患者均能在短时间内顺利完成超声心动图的检查,不会对患者造成治疗上的延误,安全性值得信赖。
放射性核素造影亦可以评价心室的同步性[14],但由于其时间和空间分辨率较低,评价效果较差。MRI可用于发现心室的不同步区域,但不能够很好地动态观察心脏运动情况。另外此两项技术检查时间较长,费用昂贵,MRI更不能用于装有起搏器患者的随访,因此不宜广泛推广。
相比之下,超声二维斑点追踪技术能直接观察心肌的机械运动,对评价低钾血症时左心室的同步性更为准确、直观、全面,能给临床诊断提供更有利的依据,使患者得到更有效的治疗。对预测心衰的发生、早期判断患者心室功能有很好的指导作用,值得在临床上大力推广应用。
[参考文献]
[1] 吴爱华. 84 例低钾血症的内科急诊疗效及临床观察[J]. 中国医药指南,2012,10(21):199-200.
[2] 金惠铭. 病理生理学[M]. 第5版. 北京:人民卫生出版社, 2002:28-29.
[3] Suffoletto MS,Dohi K,Cannesson M. Novel speckle-tracking radial strain from routine black-and-white echocardiographic images to quantify dyssynchrony and predict response to cardiac resynchronization therapy[J]. Circulation,2006,113(7):960-968.
[4] 安振梅. 低钾血症[J]. 国外医学:内科学分册,2001,28(1):33-34.
[5] 李群,刘尚. 超声二维斑点追踪技术与心电图对低钾血症敏感性的临床分析[J]. 中国医药科学,2013,3(16) :94-95.
[6] 临床医学编辑委员会. 中国医学百科全书(临床医学)[M]. 上海:上海科学技术出版社,1997:337.
[7] 刘锦萍,胡小娟,韩鄂辉,等. 心电图诊断低钾血症的临床价值[J]. 医学论坛杂志,2010,31(13) :38-40.
[8] 曲俊朴,陈瑶. 斑点追踪技术原理及其分析局部心肌功能的作用[J]. 肿瘤影像学,2013,22(3):271-274.
[9] 付建莉,丁育增. 二维斑点追踪成像评价慢性心力衰竭患者左心室纵向收缩功能[J]. 心脏杂志,2013,25(6):705-707.
[10] 段艳,左蕾. 二维斑点追踪技术与组织速度成像技术评价慢性心力衰竭患者心肌收缩后缩短对比研究[J]. 中华实用诊断与治疗杂志,2013,27(7):648-650.
[11] 王志强,管琰,刘娴,等. 二维斑点追踪技术评价冠状动脉狭窄的研究[J]. 中国临床医学,2013,20(4):562-564.
[12] Biswas M, Sudhakar S,Nanda NC,et al. Two-and three-dimensional speckle tracking echocardiography:clinical applications and future directions[J]. Echocardiography, 2013, 30(1):88-105.
[13] 王金锐,王世宏,刘志跃,等. 应变积分曲线评价心梗病人左室局域舒张功能[J]. 中国医学影像学技术,2002, 18(11) :1100-1102.
[14] 王金锐,杨颖,杨敬英,等. 心肌应变率成像对心梗病人左室心肌局域功能的研究[J]. 中国医学影像学技术,2001,17(9):830-833.
(收稿日期:2014-03-11)endprint
1.2 检查前处理
本次研究的52例患者均在补钾同时由医护人员陪同下进行超声二维斑点追踪技术检查,以便观察患者病情,及时调整治疗方案。
1.3 仪器与方法
1.3.1 图像采集 本组研究病例均使用菲利浦iE33 型彩色超声诊断仪,频率为1~5MHz的S5-1扇形探头。患者身上连接iE33彩色超声诊断仪的三根心电导线,使屏幕下方同步显示患者的心电图。在心脏组织多普勒成像条件下,于胸骨旁左室短轴二尖瓣水平切面采集3个心动周期的动态图像,采集时尽量使探头声束角度与心肌运动方向保持平行。
1.3.2 数据收集 采用iE33彩色超声诊断仪的Qlab6.0 软件中的TMQA 插件分析图像[5],然后软件会将目标区域的心肌分为6个节段,选择左室短轴基底部水平各壁心肌作为研究的节段,并给出心肌的应变-时间曲线。
1.3.3 计算数据 采用心肌二维纵向应变的方法分析左心室短轴水平图像。测量自心电图QRS 起点至峰值正向径向应变的时间为收缩期达峰时间(TRS)。以左心室每一短轴水平前间壁和后壁的最大收缩期达峰时间之差作为同步化指数(TAS-POST)。见封三图1。
1.3.4 左心室收缩不同步的标准 根据Suffoletto 等的研究,把TAS-POST≥130 ms 作为左心室收缩不同步的判断标准,且TAS-POST 越大,收缩不同步的程度越大[3]。见封三图2。
1.4 统计学分析
采用SPSS15.0统计软件处理所得数据,计量资料用(x±s)表示,采用t检验, P <0.05为差异有统计学意义。
2 结果
两组患者均能在补钾的情况下顺利完成超声二维斑点追踪技术的检查。两组低钾血症患者TAS-POST结果见表1。
研究结果显示,心电图QRS时限增宽时,特别是在100~110 ms之间,超声TAS-POST存在<130 ms的情况。对照组QRS时限虽均属正常范围,但大部分位于正常高限水平,然而超声TAS-POST却远远小于正常值。TAS-POST与QRS时限的相关性分析差异有统计学意义(χ2=5.825,P=0.015<0.05)。根据Suffoletto等[3]的研究,把TAS-POST≥130 ms 作为左心室收缩不同步的判断标准,且TAS-POST 越大,收缩不同步的程度越大,可见超声TAS-POST能更好地反映左心室的收缩情况,更准确地评价左心室的同步性,具有明显优越性。
3 讨论
当血清钾< 3.5 mmol/L 时,细胞内钾浓度与细胞外钾浓度比值([K+]i/[K+]e)增大,因而肌细胞静息电位负值增大。静息电位与阈电位的距离增大,细胞兴奋性降低,严重时不能兴奋,亦即细胞处于超极化阻滞状态。临床上先出现横纹肌肌肉无力,继而发生弛缓性麻痹,心肌则表现为传导阻滞和节律异常[4]。如果体内钾严重缺乏,心脏可呈“缺钾性心肌炎”[5],表现为心肌局灶性坏死,肌纤维断裂和间质炎症细胞浸润[6],同样的引起心脏传导阻滞。这是低钾血症导致心室运动不同步的病理生理原理,从而使心室收缩功能降低,严重者可引起不可复的损伤甚至猝死。因此评价低钾血症时心室的同步性刻不容缓。
心电图一直作为心脏的常规首选检查手段,然而心电图是心脏机械活动的间接表现,是生物电指标,虽能够较特异地反映心脏的生物电传导[7],从而判断心脏功能是否正常,但缺乏直观和全面。
传统的二维超声心动图通过肉眼观察心内膜的运动和测量室壁增厚率来评价心肌的收缩功能,结果容易受主观因素影响。组织多普勒虽能够得到局部心肌的运动速度,但无法判断是心肌主动运动还是受周围节段的被动牵拉。而超声二维斑点追踪技术是近年来评价心功能的新方法[8,9],以二维超声图像为基础,在室壁中选择一定范围的感兴趣区,应用分析软件自动追踪心肌内回声斑点的空间运动[12],通过运算与重建心肌组织实时运动和形变,从心肌运动速度、应变、应变率、位移以及心脏的旋转角度和旋转速度等各方面参数对心脏的力学特性在选取的心动周期中进行定性和定量描述,可精确跟踪追踪的目标组织,自动检测运动的中心[13]。大量文献表明[8-11],二维斑点追踪技术不受观察目标摆动的影响,克服了角度的依赖性,更真实地反映心肌运动,可以更准确地分析心室局部和整体的功能。本研究判断左心室同步性指标TAS-POST就是运用超声二维斑点追踪技术中心肌的应变及应变率,直观、可靠。本研究52例低钾血症患者均能在短时间内顺利完成超声心动图的检查,不会对患者造成治疗上的延误,安全性值得信赖。
放射性核素造影亦可以评价心室的同步性[14],但由于其时间和空间分辨率较低,评价效果较差。MRI可用于发现心室的不同步区域,但不能够很好地动态观察心脏运动情况。另外此两项技术检查时间较长,费用昂贵,MRI更不能用于装有起搏器患者的随访,因此不宜广泛推广。
相比之下,超声二维斑点追踪技术能直接观察心肌的机械运动,对评价低钾血症时左心室的同步性更为准确、直观、全面,能给临床诊断提供更有利的依据,使患者得到更有效的治疗。对预测心衰的发生、早期判断患者心室功能有很好的指导作用,值得在临床上大力推广应用。
[参考文献]
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[13] 王金锐,王世宏,刘志跃,等. 应变积分曲线评价心梗病人左室局域舒张功能[J]. 中国医学影像学技术,2002, 18(11) :1100-1102.
[14] 王金锐,杨颖,杨敬英,等. 心肌应变率成像对心梗病人左室心肌局域功能的研究[J]. 中国医学影像学技术,2001,17(9):830-833.
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1.2 检查前处理
本次研究的52例患者均在补钾同时由医护人员陪同下进行超声二维斑点追踪技术检查,以便观察患者病情,及时调整治疗方案。
1.3 仪器与方法
1.3.1 图像采集 本组研究病例均使用菲利浦iE33 型彩色超声诊断仪,频率为1~5MHz的S5-1扇形探头。患者身上连接iE33彩色超声诊断仪的三根心电导线,使屏幕下方同步显示患者的心电图。在心脏组织多普勒成像条件下,于胸骨旁左室短轴二尖瓣水平切面采集3个心动周期的动态图像,采集时尽量使探头声束角度与心肌运动方向保持平行。
1.3.2 数据收集 采用iE33彩色超声诊断仪的Qlab6.0 软件中的TMQA 插件分析图像[5],然后软件会将目标区域的心肌分为6个节段,选择左室短轴基底部水平各壁心肌作为研究的节段,并给出心肌的应变-时间曲线。
1.3.3 计算数据 采用心肌二维纵向应变的方法分析左心室短轴水平图像。测量自心电图QRS 起点至峰值正向径向应变的时间为收缩期达峰时间(TRS)。以左心室每一短轴水平前间壁和后壁的最大收缩期达峰时间之差作为同步化指数(TAS-POST)。见封三图1。
1.3.4 左心室收缩不同步的标准 根据Suffoletto 等的研究,把TAS-POST≥130 ms 作为左心室收缩不同步的判断标准,且TAS-POST 越大,收缩不同步的程度越大[3]。见封三图2。
1.4 统计学分析
采用SPSS15.0统计软件处理所得数据,计量资料用(x±s)表示,采用t检验, P <0.05为差异有统计学意义。
2 结果
两组患者均能在补钾的情况下顺利完成超声二维斑点追踪技术的检查。两组低钾血症患者TAS-POST结果见表1。
研究结果显示,心电图QRS时限增宽时,特别是在100~110 ms之间,超声TAS-POST存在<130 ms的情况。对照组QRS时限虽均属正常范围,但大部分位于正常高限水平,然而超声TAS-POST却远远小于正常值。TAS-POST与QRS时限的相关性分析差异有统计学意义(χ2=5.825,P=0.015<0.05)。根据Suffoletto等[3]的研究,把TAS-POST≥130 ms 作为左心室收缩不同步的判断标准,且TAS-POST 越大,收缩不同步的程度越大,可见超声TAS-POST能更好地反映左心室的收缩情况,更准确地评价左心室的同步性,具有明显优越性。
3 讨论
当血清钾< 3.5 mmol/L 时,细胞内钾浓度与细胞外钾浓度比值([K+]i/[K+]e)增大,因而肌细胞静息电位负值增大。静息电位与阈电位的距离增大,细胞兴奋性降低,严重时不能兴奋,亦即细胞处于超极化阻滞状态。临床上先出现横纹肌肌肉无力,继而发生弛缓性麻痹,心肌则表现为传导阻滞和节律异常[4]。如果体内钾严重缺乏,心脏可呈“缺钾性心肌炎”[5],表现为心肌局灶性坏死,肌纤维断裂和间质炎症细胞浸润[6],同样的引起心脏传导阻滞。这是低钾血症导致心室运动不同步的病理生理原理,从而使心室收缩功能降低,严重者可引起不可复的损伤甚至猝死。因此评价低钾血症时心室的同步性刻不容缓。
心电图一直作为心脏的常规首选检查手段,然而心电图是心脏机械活动的间接表现,是生物电指标,虽能够较特异地反映心脏的生物电传导[7],从而判断心脏功能是否正常,但缺乏直观和全面。
传统的二维超声心动图通过肉眼观察心内膜的运动和测量室壁增厚率来评价心肌的收缩功能,结果容易受主观因素影响。组织多普勒虽能够得到局部心肌的运动速度,但无法判断是心肌主动运动还是受周围节段的被动牵拉。而超声二维斑点追踪技术是近年来评价心功能的新方法[8,9],以二维超声图像为基础,在室壁中选择一定范围的感兴趣区,应用分析软件自动追踪心肌内回声斑点的空间运动[12],通过运算与重建心肌组织实时运动和形变,从心肌运动速度、应变、应变率、位移以及心脏的旋转角度和旋转速度等各方面参数对心脏的力学特性在选取的心动周期中进行定性和定量描述,可精确跟踪追踪的目标组织,自动检测运动的中心[13]。大量文献表明[8-11],二维斑点追踪技术不受观察目标摆动的影响,克服了角度的依赖性,更真实地反映心肌运动,可以更准确地分析心室局部和整体的功能。本研究判断左心室同步性指标TAS-POST就是运用超声二维斑点追踪技术中心肌的应变及应变率,直观、可靠。本研究52例低钾血症患者均能在短时间内顺利完成超声心动图的检查,不会对患者造成治疗上的延误,安全性值得信赖。
放射性核素造影亦可以评价心室的同步性[14],但由于其时间和空间分辨率较低,评价效果较差。MRI可用于发现心室的不同步区域,但不能够很好地动态观察心脏运动情况。另外此两项技术检查时间较长,费用昂贵,MRI更不能用于装有起搏器患者的随访,因此不宜广泛推广。
相比之下,超声二维斑点追踪技术能直接观察心肌的机械运动,对评价低钾血症时左心室的同步性更为准确、直观、全面,能给临床诊断提供更有利的依据,使患者得到更有效的治疗。对预测心衰的发生、早期判断患者心室功能有很好的指导作用,值得在临床上大力推广应用。
[参考文献]
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[10] 段艳,左蕾. 二维斑点追踪技术与组织速度成像技术评价慢性心力衰竭患者心肌收缩后缩短对比研究[J]. 中华实用诊断与治疗杂志,2013,27(7):648-650.
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[13] 王金锐,王世宏,刘志跃,等. 应变积分曲线评价心梗病人左室局域舒张功能[J]. 中国医学影像学技术,2002, 18(11) :1100-1102.
[14] 王金锐,杨颖,杨敬英,等. 心肌应变率成像对心梗病人左室心肌局域功能的研究[J]. 中国医学影像学技术,2001,17(9):830-833.
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