超声心动图评估左心室收缩同步性研究的新进展

钟舒文(综述)，张玉奇(审校)

(上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心小儿心内科，上海 200127)



超声心动图评估左心室收缩同步性研究的新进展

钟舒文△(综述)，张玉奇※(审校)

(上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心小儿心内科，上海 200127)

心脏运动的同步性是指心脏的正常起搏、兴奋、传导,从而完成规律的收缩和舒张活动。各种类型的心脏病均会导致心室运动的电-机械不同步，传统评价心室心肌运动同步性方法是测量心电图上QRS波的宽度，但QRS波仅仅是电活动参数,QRS宽度不能反映心肌机械运动的不同步[1]。左心室的同步性是心力衰竭(心衰)患者心脏再同步治疗(cardiac resynchronization therapy，CRT)效果的重要预测指标。超声心动图操作简单，无创伤，直观，重复性佳，是评价心室机械不同步的主要方法，现对超声技术评价左心室收缩同步性的新进展综述如下。

1M型超声

M型超声心动图中时间位置曲线可对心脏结构与运动变化进行定量分析。M型超声测得的室间隔-左心室后壁收缩延迟时间是CRT后长期预后改善的重要指标[2]。受采样线角度的限制，传统的M型超声无法同时比较左心室各节段的同步性。全方向M型超声克服了声束方向限制,可在同一时间内检测左心室任意节段的室壁活动,但其结果依赖二维图像的质量，心内膜若显示不清晰可影响全方向M型超声的结果[3]。

2组织多普勒显像

组织多普勒显像以多普勒技术为基础,提取心肌运动低速、高振幅的频移信号进行分析,可有效评价左心室心肌运动的同步性。基于组织多普勒有多种评价同步性的超声方法，具体如下。

2.1组织速度显像组织速度显像采用彩色编码来表示心肌组织运动的速度和方向，即运动背离探头时编码为蓝色，朝向探头时编码为红色。定量组织速度显像是在此基础上定量得到心肌组织运动的速度-时间曲线，其常用参数为左心室各节段的速度收缩达峰时间最大差值和标准差。

Yu等[1]将左心室12节段速度达峰时间标准差定义为收缩的不同步指数,该指数越高则同步性越差；不同步指数>32.6 ms可初步判断患者对双心室起搏是否有反应，预判患者对CRT的治疗效果。Bader等[4]将前壁、下壁、后间隔及侧壁的4个基底段中任意2个节段的收缩达峰时间>40 ms定义为不同步,通过检测室内和室间同步运动可预测心衰的预后。滑少华等[5-6]研究发现，心衰患者存在心室内和心室间机械不同步可影响二尖瓣环运动的速度，不同步运动最终导致心功能降低。

Notabartolo等[7]将峰值流速差定义为左心室任意6个心肌节段之间达峰值流速的最大时间差，该参数在CRT患者的筛选上优于传统参数，峰值流速差>110 ms预测CRT后疗效的灵敏度为97%，特异度为55%。

2.2组织追踪成像(tissue tracking imaging，TTI)TTI以7种彩色编码显示心肌各节段纵向的位移变化，红色最低为零位移，蓝色最高为12 mm。TTI主要评价指标为最大位移和位移达峰时间[8]。

姜艳娜等[8]研究发现,正常人TTI显示心肌收缩期位移由心底至心尖递减，颜色鲜艳、层次分明,各节段达到收缩峰值的运动一致；心衰患者TTI彩色无明显层次感,以红、黄为主(提示低位移值)，节段收缩出现明显的不同步。Sogaard等[9]提出，左心室纵向延迟收缩可预测CRT的长期疗效，该数值比例≥30%可预测CRT术后的心功能改善及心室重构逆转。张生光等[10]研究发现，TTI测定的心肌运动异常节段与冠状动脉造影证实的病变部位一致，TTI的最大位移可准确地评估冠心病患者室壁的异常运动。

2.3应变率成像应变率成像技术用百分数来表示各节段相对于原始长度的缩短和拉长，不受心脏摆动和牵拉影响。常规测定参数为收缩期峰值应变、应变达峰时间、收缩期峰值应变率和应变率达峰时间。

应变率成像在同步化治疗中的应用存在争议。Yu等[11]研究指出，应变率成像不能预测心室的逆转重构，而组织多普勒显像所得到收缩期峰值速度时间的标准差在评价逆转左心室重构方面更有价值。而其他学者则认为，应变率成像在评估心肌收缩的同步性中具有重要作用[12-14]。Dohi等[12]分析心衰患者的心肌径向运动，并将心室不同步定义为室间隔与左心室后壁的峰值径向应变时间差≥130 ms，该指标预示CRT后每搏输出量有即刻改善，灵敏度和特异度分别为95%和88%。

陈金玲等[13]研究发现，与正常对照组相比，肥厚型心肌病患者收缩期峰值应变率显著降低,应变率达峰时间变异显著增大。任敏等[14]研究发现，用应变率成像技术可准确、定量评价冠状动脉旁路移植前后左心室局部形变及同步性。

2.4组织同步化成像组织同步化成像通过对达峰值速度的时间进行彩色编码，绿色(达峰值时间20～150 ms,正常)、黄色(达峰时间150～300 ms,延长)和红色(达峰值时间300～500 ms，重度延长)。定量评价指标为各段的峰值收缩速度和达峰值时间。

姜艳娜等[15]研究发现,正常人收缩期整个左心室运动显示为均一的绿色，心衰患者的室壁节段显示为黄色或红色，其12节段的收缩期达峰值时间、达峰值时间的标准差均较正常人明显延长。Goresan等[16]研究29例心衰患者在双室起搏装置前后的心功能，发现前间隔和后壁节段的达峰值时间差值>65 ms预判CRT术后短期疗效的灵敏度为87%，特异度为100%。

组织多普勒各项技术主要的局限性是受到超声声束和运动角度的影响，不能对声束夹角过大的节段(如长轴的心尖段和短轴各节段)的运动进行测量。组织多普勒技术在一幅二维图像上无法同时显示左心室的所有节段，故需要多个切面进行分析，分析过程较复杂，时间较长，可能导致一定的误差。

3实时三维超声心动图

实时三维超声心动图(real-time three dimensional echocardiography,RT-3DE)以全容积成像方式像测量左心室容量，根据节段容积-时间变化曲线的离散度定量左心室内的不同步，测量各节段的容积达峰时间标准差和最大时差[17]。

Kapetanakis等[18]提出，用RT-3DE技术计算收缩期不同步性指数，该指数越高表示心室运动越不同步。患有心血管疾病而射血分数正常的患者不同步指数与正常人相比差异无统计学意义,而随着心功能恶化，不同步指数也相应升高，接受CRT后显著降低。Ho等[17]研究发现，RT-3DE可有效检测出Fontan术后患儿的心肌收缩不同步，收缩不同步可造成整体心功能低下。此外，RT-3DE还可通过牛眼图定量分析整体和局部室壁运动变化，直观地反映心室的不同步[19]。

RT-3DE在临床应用中最主要的缺陷为三维超声图像的分辨力低于二维图像，三维图像易出现图像质量不佳而无法准确识别；此外三维采样时受呼吸、心律失常及心脏移位影响，造成图像重组时拼接错位。

4二维斑点追踪技术

二维斑点追踪技术(2-dimensional speckle tracking imaging,2D-STI)以二维灰阶图像为基础，自动追踪感兴趣区内心肌组织的信号，计算心肌形变程度，斑点追踪技术克服了传统的组织多普勒技术的缺点，不受声束方向与室壁运动方向夹角的影响，除了纵向运动，还可以有效评价径向和环向心肌运动的协调性[20]。

2D-STI相关参数包括心肌运动速度、位移、应变和扭转运动的达峰时间。Helle-valle等[21]通过13只犬的动物实验，证明2D-STI可准确地测量左心室的扭转角度和达峰时间，与声纳微测量方法有较好的相关性。Vannan等[22]研究左心室传导阻滞的心衰患者在双心室起搏前后的心功能，发现常规组织多普勒只能测量长轴节段的运动，而2D-STI不但能评价室壁纵向的同步性，还能对心肌径向的同步性进行定量评估，准确判断患者术后心功能的变化。Friedberg等[23]研究发现，用2D-STI检测扩张型心肌病的同步性显著低于正常儿童。2D-STI在临床应用中最重要的问题是该技术只能提供二维平面上的运动信息,不能全面真实地反映心肌的三维运动情况。

5三维超声斑点追踪技术

三维斑点追踪成像技术(3-dimensional speckle tracking imaging,3D-STI)是一项新技术，结合了RT-3DE和斑点追踪技术，在三维立体空间内追踪心肌的运动。3D-STI主要评价指标为应变达峰值时间最大差值和应变达峰值时间的标准差等参数来定量评价[24]。

Tanaka等[24]采用3D-STI从径向应变角度分析了室壁运动的不同步性，发现CRT患者的非同步性远高于正常人，3D-STI可有效定位室壁最迟激动节段，在评价CRT效果方面具有重要意义。Kang等[25]对扩张型心肌病合并左束支传导阻滞的患者CRT治疗研究，发现扩张型心肌病患者三维应变明显降低,三维应变的达峰时间标准差和16个节段达到心室最小容积的时间明显增加,CRT后患者的三维应变和非同步性指数均有显著改善。Thebault等[26]研究接受CRT患者心室的同步性，发现双腔起搏患者的纵向及径向应变绝对值均大于右心室起搏患者，且各节段到达收缩期峰值应变时间的标准差也小于右心室起搏患者。面积应变不同步指数是3D-STI的最新参数，反映峰值收缩面积应变与收缩末面积应变差值的指标，显示环向及纵向的不同步性及残余心内膜的收缩性[27]，Tatsumi等[27]研究认为该指数为3.8%是提示患者术后对CRT良好反映的指标,灵敏度为78%，特异度为100%。

6结语

心肌运动同步性的准确评估是选择治疗CRT和评估CRT效果的重要指标，组织多普勒显像、RT-3DE、2D-STI和3D-STI等均为CRT提供评价的客观依据。传统的心血管造影系有创性检查，而磁共振检查因费用昂贵、耗时较长、噪声较大等缺点，临床应用受限。超声心动图以其操作方便、重复性佳、无创伤性等优点，为心室机械不同步的诊断提供了客观依据，因此具有广阔的应用前景。

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摘要：心室运动的机械不同步在各种类型的心脏病中很普遍，而心脏再同步化治疗可改善同步性。组织多普勒显像、实时三维超声心动图、二维斑点追踪显像和三维超声斑点追踪技术可准确检测左心室的同步性，预测心脏再同步化治疗的效果。超声心动图具有无创伤、操作简便、费用少等优点，是评价左心室机械同步性的主要方法，可部分取代创伤性的心血管造影检查及昂贵的磁共振检查，减少患者的痛苦、减轻患者家属的经济负担，有广阔的临床应用前景。

关键词：同步性；组织多普勒显像；实时三维超声心动图；二维斑点追踪显像

Recent Progress in Echocardiography for Assessment of Ventricular Systolic SynchronicityZHONGShu-wen,ZHANGYu-qi.(DepartmentofPediatricCardiology,ShanghaiChildren′sMedicalCenter,ShanghaiJiaotongUniversitySchoolofMedicine,Shanghai200127,China)

Abstract:Prevalent in various kinds of heart diseases, ventricular mechanical dyssynchrony could be improved owing to cardiac resynchronization therapy.Tissue Doppler imaging, real-time three dimensional echocardiography,two-dimensional speckle tracking imaging and three-dimensional speckle tracking imaging are able to provide accurate evaluation of left ventricular synchronicity and predict response to cardiac resynchronization therapy.Due to its noninvasive measurements,convenient operation and low cost,echocardiography is rapidly emerging as a significant tool to assess ventricular mechanical synchronicity.Partially taking place of the invasive procedure in catherization and expensive equipment of magnetic resonance imaging,echocardiography seems to be a promising method in the clinical settings,as it contributes to relieved pain of patients as well as reduced cost of the patients′ family.

Key words:Systolic synchronicity; Tissue Doppler imaging; Real-time three dimensional echocardiography; Two-dimensional speckle tracking imaging

收稿日期：2014-04-08修回日期：2014-08-14编辑：相丹峰

基金项目：上海市高校青年教师培养资助计划(jdy11023)；上海市教育委员会科研创新项目(13ZZ081)

中图分类号:R541.6;R445.1
doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.05.036

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)05-0865-04