实时三维斑点追踪成像技术在高血压患者左室收缩功能研究中的应用

姚文双，刘昕，高磊，李晓青，耿戟

保定市第一中心医院 超声科，河北保定 071000

实时三维斑点追踪成像技术在高血压患者左室收缩功能研究中的应用

姚文双，刘昕，高磊，李晓青，耿戟

保定市第一中心医院 超声科，河北保定 071000

目的 探讨实时三维斑点追踪成像（RT3D-STI）技术在评价高血压患者左室收缩功能中的应用价值。方法 选择经临床确诊的100例高血压患者，其中左室正常构型组（LVN）55例，左室重构组（LVR）45例，同期选取正常对照组50例，应用彩超的RT3D-STI技术采集心尖全容积成像，获取各组左室舒张末容积（LVEDV）、左室收缩末容积（LVESV）、左室射血分数（LVEF）、左室质量指数（LVM I）、舒张早期二尖瓣血流速度/舒张晚期二尖瓣血流速度（E/A）、左室整体长轴应变（GLS）、左室整体轴向应变（GCS）、左室整体径向应变（GRS）及左室整体面积应变（GAS）等。结果 正常对照组、LVN组及LVR组3组间LVEF差异无统计学意义（P＞0.05）；LVR组LVEDV、LVESV、LVM I、相对室壁厚度（RWT）明显高于正常对照组及LVN组，差异有统计学意义（P＜0.05）；而E/A显著低于正常对照组及LVN组（P＜0.05）。LVN组与正常对照组相比，GLS、GAS降低，差异有统计学意义（P＜0.05），GRS、GCS无明显变化（P＞0.05）。LVR组GLS、GCS、GRS、GAS均低于正常对照组及LVN组（P＜0.05）。结论 RT3D-STI技术可反映高血压患者左室收缩功能的改变，提示高血压患者在早期射血功能正常时已存在收缩功能的改变。

实时三维斑点追踪成像；高血压；左室收缩功能；彩色多普勒超声诊断仪

0 前言

实时三维斑点追踪成像（Real-time Three-dimension Speckle Tracking Imaging，RT3D-STI）技术为目前超声领域的研究热点，其在全容积扫描的基础上，追踪心肌声学斑点的三维空间运动，不但能提供直观立体的心脏解剖结构，而且可通过心肌局部和整体应变来评价心室的收缩和舒张功能[1]。本研究采用RT3D-STI技术对100例高血压患者进行检查，旨在探讨高血压患者左室结构及功能的变化。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择2013年3月～2013年12月于我院经临床确诊的100例高血压患者，均符合世界卫生组织/高血压学会（WHO/ISH）1999年高血压诊断标准（收缩压≥140 mmHg和/或舒张压≥90 mmHg）。按Ganau[2]分型法，根据左室质量指数（LVMI）和相对室壁厚度（RWT）分为2组：

（1）左室正常构型（LVN）组：55例，其中男29例，女26例，年龄42～64岁，平均（54.55±5.45）岁。LVMI、RWT均在正常范围，LVMI≤116 g/m2（男）或LVMI≤109 g/m2（女），RWT≤0.42。

（2）左室重构（LVR）组：45例，其中男26例，女19例，年龄43～65岁，平均（54.98±5.06）岁。向心性重构24例（LVMI在正常范围，RWT＞0.42），向心性肥厚21例（LVMI与RWT均超出正常范围）。

另选取正常对照组50例，年龄40～65岁，平均（54.17±5.25）岁。排除标准：冠心病、心脏瓣膜病、心肌病变、先天性心脏病、心律失常、糖尿病、肾病等相关的心脏疾病患者。

1.2 仪器与方法

采用GE Vivid E9彩色多普勒超声诊断仪，实时三维全容积探头（4V-D），探头频率1.5～4.0 MHz。

记录患者身高、体重及血压等，研究对象取左侧卧位，连接心电图。于二维模式下调节深度、角度、增益以清楚显示心内膜。采用常规方法进行二维超声心动图的测量，包括舒张末期室间隔厚度（IVSDd）、左室后壁厚度（LVPWT）及左心室舒张末期内径（LVDd）等，切换至4D模式，待图像满意后，嘱患者屏气，连续采集6个稳定心动周期的动态原始图像（帧频＞25帧/s），所有图像在机分析。在RT3D-STI分析环境下，于左室舒张末期及左室收缩末期分别在二尖瓣瓣叶中点和心尖处心内膜各描记一个点，软件自动描记出舒张末期及收缩末期心内膜的追踪轮廓线，测量舒张末期及收缩末期左室容积。应用“Volume Waveform”软件自动计算出左室射血分数（LVEF），再选“LV Mass”软件自动描记心外膜并自动计算出舒张期心肌质量（ED Mass），然后选“RT3D Strain ROI”软件自动计算出收缩期心肌质量（ES Mass），最后选“RT3D Strain Results”运行程序，软件可自动得出左室的各应变指标参数的牛眼图及应变曲线，人工记录左心室舒张末容积（LVEDV）、收缩末容积（LVESV）、射血分数（LVEF）、舒张早期二尖瓣血流速度/舒张晚期二尖瓣血流速度（E/A）、左室整体长轴应变（GLS）、左室整体轴向应变（GCS）、左室整体径向应变（GRS）及左室整体面积应变（GAS）等。计算左心室质量指数LVMI=LVM/BSA（g/m2），LVM为左室重量，BSA为体表面积；相对室壁厚度RWT=（IVST+LVPWT）/LVDd，IVST为室间隔厚度[3]。

1.3 统计学分析

采用SPSS 17.0软件进行统计分析，计量资料采用均数±标准差表示，多组间差异的比较采用单因素方差分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 高血压组与正常对照组应变曲线及牛眼图比较

正常对照组及LVN组应变曲线、应变峰值变化规律较一致，牛眼图颜色较均匀一致，而LVR组应变曲线紊乱，牛眼图出现颜色差异，应变值较正常对照组及LVN组明显降低，见图1。

图1 应变曲线及牛眼图

2.2 高血压组与正常对照组RT3D-STI分析结果的比较

各组之间LVEF无显著差异，LVR组的IVSDd、LVPWT、LVEDV、LVESV、LVMI及RWT均显著高于正常对照组及LVN组，而e`/a`显著低于对照组及LVN组（均P＜0.05），见表1-1。

LVN组与正常对照组比较，GLS、GAS减低，差异有统计学意义（P＜0.05），GRS、GCS无明显变化（P＞0.05）。LVR组GLS、GCS、GRS、GAS均低于正常对照组及LVN组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1-2。

3 讨论

目前高血压已成为许多国家的主要公共卫生问题之一。高血压心脏重构既是高血压所造成的一种重要的病理变化，又是高血压持续和恶化的基础[4]。从高血压、心肌肥厚到充血性心衰是一个复杂的发生、发展过程。长期高血压会造成心脏损害，主要表现为心肌肥厚，高血压患者血流动力学负荷的增加是诱发左室重构的始发和基本刺激因素，左室的几何构型主要与压力负荷和容量负荷的交互作用有关。早期发现高血压患者左室收缩功能异常，对病情评估及预后至关重要。二维超声、M型超声、组织多普勒、二维斑点追踪等均可评价左室收缩功能，但各种技术都有其局限性。实时三维超声心动图是近年来超声技术领域的重大进展，能直观地显示心脏结构的解剖特征和空间关系，准确定量测量心肌质量、腔室容积并评价心功能[5]。左室的收缩功能是通过纵行走行和环行走行心肌交合协同作用实现的，心脏收缩并非是简单的心肌缩短，而是心肌层相互滑行交错，心肌纤维重新排列的复杂过程，心肌功能受损是与不同走向的心肌受损相一致的，因此分别测量纵向、径向、圆周、面积收缩期应变有助于更好地评价左室整体收缩功能[6-7]。RT3D-STI是在斑点追踪原理的基础上发展起来的，其不受心肌运动方向的限制，利用全容积三维图像能更客观地追踪心肌的运动轨迹[8]。

表1-1 高血压组与正常对照组RT3D-STI分析结果的比较

表1-2 高血压组与正常对照组RT3D-STI分析结果的比较

本研究显示，高血压患者在左室构型正常时，GLS、GAS减低，而GCS、GRS无明显减低；左室重构组GLS、GRS、GCS、GAS均较正常对照组及LVN组减低。纵向应变首先减低可能是因为在压力超负荷下，左室心内膜下心肌所受的应力最大，最易发生心肌缺血、微血管功能障碍以及心肌纤维化等变化，心内膜下心肌纤维主要为纵行的心肌，因此，当发生心脏负荷增加时，纵向的心肌最容易受到损伤。而面积应变是心内膜表面积变化的百分率，可视其为长轴和轴向应变的复合，因此左室整体长轴应变及面积应变首先减低。当左室心肌肥厚、心内膜下心肌需氧量增加、血供相对不足时，进一步加重了心内膜下心肌的病理改变。径向应变反映的是局部心肌在短轴方向上室壁增厚的程度，当高血压患者左室构型发生变化时，超负荷做功使心肌处于缺血和低营养状态，各种生长因子导致表达肌球蛋白和肌动蛋白的调控基因发生变化，心肌间质中胶原纤维成分增加，心肌逐渐出现纤维化[9-11]。左室心内膜下心肌病变范围及程度较重，肥厚的心肌纤维重排，中层心肌发生形变的能力也下降，从而导致GCS、GRS均减低。本研究中，高血压患者LVEF均在正常范围内，而左室整体应变均有不同程度减低，其原因可能是左室的收缩运动反映的是心肌本身收缩能力的变化，而LVEF反映的是心室射血功能，不能准确评估高血压患者的心肌收缩力。

综上所述，RT3D-STI技术能够早期发现高血压患者的左室收缩功能异常，可为疾病的治疗与疗效评价提供参考依据。

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Application of Real-Time Three-dimension Speckle Tracking Imaging in Study on the Left Ventricular Systolic Function in Patients with Hypertension

YAO W en-shuang, LIU Xin, GAO Lei, LI Xiao-qing, GENG Ji
Department of Ultrasonography, the First Central Hospital of Baoding, Baoding Hebei 071000, China

Objective To evaluate left ventricular systolic function in patients with hypertension by real-time three-dimension speckle tracking imaging（RT3D-STI）. Methods Among 100 cases of clinically diagnosed patients w ith hypertension involved in this study, there were 55 cases in LVN（Left Ventricular Geometry）Group and 45 cases in LVR（Left Ventricular Remodeling）Group. Additionally, 50 healthy volunteers were selected as Control Group. RT3D-STI was applied for obtainment of apical full-volume imaging and acquisition of LVEDV（Left Ventricular End Diastolic Volume）, LVESV（Left Ventricular End Systolic Volume）, LVEF（Left Ventricular Ejection Fraction）, LVM I（Left Ventricular Mass Index）, E/A ratio, left ventricular GLS（Global Longitudinal Strain）, left ventricular GCS（Global Circum ferential Strain）, left ventricular GRS（Global Radial Strain）and left ventricular GAS（Global Area Strain）. Results No statistically significant differences were seen in LVEF between Control Group, LVN Group and LVR Group（P＞0.05）. LVEDV, LVESV, LVM I and RWT（Relative Wall Thickness）in LVR Group were remarkably higher versus those of Control Group and LVN Group, w ith statistically significant differences, whereas the E/A was notably lower than that of Control Group and LVR group（P＜0.05）. In comparison with Control Group, GLS and GAS in LVN Group were significantly decreased w ith statistical differences（P＜0.05）, but GCS and GRS had no obvious changes（P＞0.05）. Compared with those of Control Group and LVN Group, the GLS, GCS, GRS and GAS were further decreased in LVR Group（P＜0.05）. Conclusion RT3D-STI could sensitively reflect the changes in left ventricular systolic function in patients w ith hypertension, indicating the existence of changes in systolic function for hypertension patients whose ejection function was normal in the early stage.

real-time three-dimension speckle tracking imaging；hypertension；left ventricular systolic function；color Doppler ultrasonic diagnostic apparatus

R445.1；R544.1

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.012

1674-1633（2015）11-0039-04

2015-02-07

2015-04-14

刘昕，主任医师。

作者邮箱：lxlx001@126．com