三维斑点追踪技术的临床研究进展及发展前景

吴彦铭　徐晓红

【摘要】 三维斑点追踪成像技术（Three-dimensional speckle tracking imaging technology ，3D-STI技术）是结合实时三维超声心动图与斑点追踪显像技术而新近发展的一项新技术，可以从三维空间的角度来追踪回声斑点的运动轨迹，进而评价多个方向的心肌节段运动，能更全面、准确地评价心脏整体及局部功能，有较高的临床应用价值。此综述主要阐述3D-STI技术的基本概念与目前其在临床中的研究进展、局限性及发展前景。

【关键词】超声心动描记术；三维；斑点追踪显像

【中图分类号】R445.1 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2015）02-0799-02

一、三维斑点追踪技术的基本概念

斑点追踪技术可以识别心肌声学斑点、追踪心肌的运动轨迹并进一步测量心肌组织的位移，对心脏心肌运动轨迹的研究来说，是一种简便、无创的可靠方法。3D-STI技术则是通过对动态的心脏三维图像的分析，追踪心肌斑点在二维空间内的运动轨迹，从而计算出心肌运动的形变参数。3D-STI技术不受组织多普勒的角度依赖及二维斑点追踪技术二维空间的限制[1] ，进而得到心肌运动的三维应变参数，能更准确、更客观地评价心脏的功能。

二、三维斑点追踪技术在临床研究中的应用现状

（一）对冠心病室壁运动分析的评价

评价冠心病患者左室心肌收缩功能对评估整体心功能至关重要。朱文晖[2] 等选取冠心病患者150名，根据冠状动脉造影结果的狭窄部位分成左前降支组、左旋支组、右冠状动脉组及多支组，并选取正常对照组30例，用3D-STI技术对各病例左室各室壁节段及整体节段的应变参数进行分析。结果显示，各分组相对应节段收缩期峰值三维应变较对照组均明显下降，应变下降节段的分布大体与冠状动脉造影所提示病变冠状动脉的心肌灌注区域一致。有研究[3] 进一步显示，对室壁心肌运动的分析，3D-STI技术与其他室壁运动分析如心脏磁共振检查等之间具有较好的相关性。

研究[4-5]表明3D-STI技术更能反映心肌的力学运动轨迹，可通过检测冠心病心肌缺血坏死所致的局部或整体室壁运动改变，分析其对冠心病定性诊断、异常室壁运动区域定位以及狭窄对室壁运动造成的影响等，具有较高的临床应用价值。

（二）对心肌病及同步化治疗后心肌运动的评价

1.扩张型心肌病是较常见而预后较差的原发性心肌病，准确评估左室收缩功能对其治疗及预后非常重要。Duan等[6] 用3D-STI技术对65例扩张型心肌病患者（非缺血性）及59例健康者的收缩期峰值径向应变、圆周应变、各节段纵向应变进行测量，结果显示，与对照组比较，扩心病组各节段上述各参数应变均明显下降。

张瑞芳等[7] 应用3D-STI技术对25例正常人及21例扩张型心肌病患者行再同步化术前与术后左心功能及心肌非同步运动指标进行检测，测量指标包括左室平均长轴应变、平均圆周应变、平均径向应变、左室16节段面积应变达峰时间。结果显示，术后6个月上述各项指标均较术前有所改善。研究表明，3D-STI技术能够简便、准确地评价扩张型心肌病患者心肌非同步运动的变化及再同步化治疗后心肌运动的变化程度，可作为一种再同步化治疗疗效的评估手段。

2.肥厚型心肌病是以心室腔进行性缩小，而心肌进行性肥厚为特征的一种心肌病。传统的超声心动图发现肥厚型心肌病的心室舒张功能障碍比较容易，但早期发现收缩功能的损害却相对比较困难[8] 。纳丽莎等[9] 选取早期肥厚型心肌病患者70例，选取健康对照者70例，并用3D-STI技术分析上述各组纵向应变、圆周应变、径向应变以及整体应变等三维参数。结果显示，与对照组相比，早期肥厚型心肌病患者增厚节段纵向应变明显减低，而径向、圆周应变明显增加，整体应变无明显差异，室间隔厚度与室间隔纵向應变之间存在相关性。尹丽等[10] 的研究也证实3D-STI技术能够重复性、准确地评价肥厚型心肌病患者的局部心肌功能，可以敏感地检测到肥厚型心肌病患者早期局部收缩功能的异常及心肌力学改变，为临床进行早期诊治提供有价值的指导信息。

（三）对原发性高血压患者心功能及肺动脉高压患者右室功能的评价

1.原发性高血压病是临床上较常见的心血管疾病，大部分高血压患者即使出现左心室肥厚，甚至到达充血性心力衰竭阶段，LVEF仍可以表现为正常，舒张功能异常易于常规超声心动图检查中发现，而收缩功能出现异常在早期却很难被检测到。李玉曼等[11] 用3D-STI技术对50例左室正常构型原发性高血压病患者及29例健康对照组进行分析，结果显示，与正常对照组比较，高血压组左室纵向、圆周、径向应变均明显降低，而LVEF却无明显差异；研究发现，早期虽然LVEF正常，但左室纵向、圆周、径向应变均减低，而以上变化中以纵向应变的减低最为显著（P<0.001），这主要由于左室最内层心肌的心肌纤维为纵行走向，对心肌缺血造成的影响较敏感。因此，3D-STI技术能较敏感检测到原发性高血压患者早期左室局部及整体收缩功能的异常，在临床干预与治疗上具有一定指导价值。

2.肺动脉高压使患者右室后负荷增加，长期肺动脉高压导致右室收缩功能障碍，右室射血分数降低。Akiko等[12 ]使用3D-STI技术评估肺动脉高压患者右室收缩功能，研究显示，与对照组比较，肺动脉高压组右心室面积变化率的收缩期峰值减低；此外3D-STI技术还可以检测出右心室各节段收缩幅度的差异性。研究表明3D-STI技术可以用来评估肺动脉高压患者右心室整体及局部功能，评估肺动脉高压患者的预后，而临床通过及时干预来改善右心功能。

（四）对慢性心力衰竭患者左心室收缩功能的评价

覃小娟等[13] 应用3D-STI技术比较慢性心衰患者和正常人，发现心衰患者左心室射血分数和左心室整体纵向收缩期峰值应变、整体环向收缩期峰值应变、整体径向收缩期峰值应变均较正常对照组减低（P<0.05） ，且左室整体的纵向、环向和径向应变均与左室射血分数具有很好的相关性，患者左心室整体功能明显减低。因此，3D-STI技术可无创、客观地评价慢性心力衰竭患者左室整体的收缩功能。

（五）对尿毒症腹膜透析患者左心室功能的评价

尿毒症患者并发的心血管系统损害特异性较低，心血管疾病与肾脏疾病两者互相影响，因此对早期治疗及预后评估来说，提早发现左室功能异常至关重要。沈丽君等[14] 将46例透析时间为0～5年的尿毒症患者，按不同透析时间段（≤1年为A组、>1～≤3年为B组、>3～≤5年为C组）分成3组，并用3D-STI技术对各组整体应变及各节段应变的均值进行研究发现，随着透析时间的延长，A、B、C各组整体应变值及各节段应变均值依次增大。研究[15] 表明充分有效的透析可以有效保护心脏功能，研究结果也证明了透析治疗可能对尿毒症患者远期左心室收缩功能的保护有一定作用。3D-STI技术有望成为评估透析疗效及预后的一项简便、可靠的监测方法。

三、3D-STI技术的局限性及发展前景

多项研究已证实了3D-STI技术的优势及临床应用价值，但作为一项发展中的新技术，仍存在一些局限性：①最主要的是三维超声图像的分辨力较低，图像质量不佳时无法准确识别心内膜边界，导致斑点追踪及数据分析的准确性下降；②三维斑点追踪都需要手动描记并调整心内膜边界，一定程度上依赖操作者的经验，存在一定的主观性。目前，3D-STI技术主要局限于左室心肌运动的研究，在左心房及右心功能评价方面涉及尚少，且对于某些疾病如先天性心脏病、心血管系统药物对心肌的影响等方面有待进一步深入研究。

3D-STI技术的发展应着力提高图像空间和时间分辨力以提高斑点跟踪技术的准确性，相信随着科技的发展和3D-STI技术各项潜力的挖掘，该技术将对各项疾病状态下心脏功能的评估有更广泛的临床应用价值。

参考文献

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[11]李玉曼，谢明星，吕清，等. 三维超声斑点追踪成像技术评价高血压患者左心室整体收缩功能的临床研究[J]. 中华超声影像学杂志，2010，19（10）：838-841.

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