二维斑点追踪成像技术对二尖瓣关闭不全成形术患者左心功能的研究

王 冰 吕冬梅

二尖瓣病变在心脏瓣膜疾病中最常见[1]。二尖瓣关闭不全早期症状不明显，随病程加重，心脏功能受损，最终导致心脏衰竭。二尖瓣成形术目前已成为外科治疗非风湿性二尖瓣关闭不全首选方法。超声斑点追踪成像技术（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）[2-3]，又称二维应变显像，它是利用心肌组织内均匀分布的斑点回声，通过高分辨率的二维灰阶图像追踪其运动轨迹，从而获得组织的运动信息。本研究旨在术前应用2D-STI定量评价二尖瓣成形术患者心功能的改变，为临床提供一种评价心功能更为准确、敏感的指标。

1 对象和方法

1.1 研究对象

病例组：入选对象为2011年3月至2012年12月在我院确诊为二尖瓣关闭不全，并通过开胸成微创手术成功施行二尖瓣成形手术患者25例。其中男15例，女10例，年龄27～67岁，平均年龄（54±11）岁。

纳入标准：（1）根据美国超声协会推荐的诊断标准[4]：中度及以上二尖瓣反流，即二尖瓣反流面积大于4 cm2或有效反流面积（effective regurgitation orifice area，EROA）大于0.2 cm2。 （2）左室射血分数（LVEF）≥50%；（3）基础心率为窦性心率。

排除标准：（1）二尖瓣狭窄；（2）风湿性瓣膜病；（3）主动脉瓣或三尖瓣病变；（4）缺血性二尖瓣反流等。

病例组分为：术前（A组）、术后1周（B组）、术后6个月（C组）；对照组（N组）：健康志愿者25例，男14例，女11例，年龄22～60岁，平均（52±10）岁。

1.2 方法

采用Philips IE33彩色多普勒超声诊断仪，S5-1探头（频率1.0～3.0 MHz），该机配有Qlab6.0超声工作站，应用其中TMQ Advance软件，对左心室各节段心肌纵向应变、圆周应变及径向应变峰值进行定量分析。

受检者左侧卧位，同步记录心电图。所有患者于手术前3 d内，术后1周及术后6个月进行经胸超声心动图检查。常规测量相关指标包括：左房内径（LAD）、左室舒张末内径（LVIDd）、左室射血分数（LVEF）。采集标准的左室长轴切面、心尖四腔心切面、心尖两腔心切面、二尖瓣短轴切面、乳头肌短轴切面，待图像清晰后，取3个连续心动周期动态图像并保存。导入Qlab6.0工作站，进行脱机分析。打开Qlab6.0分析软件中高级组织运动定量（TMQ Advance）分析程序，系统自动将边界位于心内膜及心外膜感兴趣区（region of interest，ROI）。 将左室短轴切面及心尖四腔切面各划分为6个节段，取其平均值，得到各节段心肌收缩期纵向应变（longitudinal strain，LS）、径向应变（radial strain，RS）、圆周应变（circumferential strain，CS）值。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 各组间常规超声检测值的比较

术后各期LVEF与术前EF比较，差异均无统计学意义（均为 P＞0.05）；（2）A组与 N组比较，LAD、LVIDd均明显增加（均为 P ＜0.05）；B、C 组与A组比较，LAD、LVIDd均下降，差异有统计学意义（均为P＜0.05）；（3）C组与N组比较，差异均无统计学意义（均为P＞0.05）（见表1）。

表1 各组间患者常规检测值比较（%，

表1 各组间患者常规检测值比较（%，

注：与 N 组比较，a P＜0.05，b P＜0.01；与 A 组比较，c P＜0.05，d P ＜0.01

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2.2 各组间长轴纵向应变曲线形态及收缩期峰值比较

N组及病例组各期患者长轴各节段心肌收缩期纵向应变曲线均为负向曲线，各节段心肌纵向应变峰值显示：心尖段＞中间段 ＞基底段（见图1～3）。A组与N组各节段比较，纵向峰值应变明显减低，差异有统计学意义（均为 P＜0.05）；B组与A组比较，各节段纵向峰值应变变化不明显，差异无统计学意义（均为P＞0.05）；C组基本接近N组，差异均无统计学意义（均为 P＞0.05）（见表 2）。

表2 各组间长轴纵向应变曲线形态及收缩期峰值比较（%，

表2 各组间长轴纵向应变曲线形态及收缩期峰值比较（%，

注：与N组比较，a P＜0.05，与A组比较，b P＜0.05

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2.3 各组间左室短轴圆周应变曲线形态及收缩期峰值比较

N组及病例组各期左室短轴各节段心肌收缩期CS均为负向曲线（见图4）。左室短轴基底水平及乳头肌水平A组与N组比较，收缩期峰值圆周应变均明显减低，差异有统计学意义（均为P＜0.01）；基底水平B、C组与A组比较，收缩期圆周应变变化不明显，差异无统计学意义（均为P＞0.05）；且均低于N组，差异有统计学意义（均为P＜0.05）。乳头肌水平B、C组与A组比较，峰值圆周应变明显增加，差异有统计学意义（均为P＜0.05）（见表3）。

2.4 各组间左室短轴径向应变曲线形态及收缩期峰值比较

N组与病例组患者左心室短轴各节段心肌RS曲线收缩期均为正向峰值曲线。同一水平各节段心肌收缩期RS差异无统计学意义。A组与N组比较，短轴方向基底水平及乳头肌水平峰值径向应变均明显减低，差异有统计学意义（均为P＜0.05）；基底水平B组与A组比较，收缩期峰值径向应变无明显变化（均为P＞0.05）；C组与A组比较峰值径向应变升高，差异有统计学意义（均为P＜0.05）；左室短轴乳头肌水平B组、C组与A组比较，径向应变峰值均增加，差异有统计学意义（均为P＜0.05）（见表4、图 5）。

图1 N组长轴纵向应变曲线；

图2 A组长轴纵向应变曲线；

图3 B组长轴纵向应变曲线；

图4 A组二尖瓣短轴圆周应变曲线；图5 C组乳头肌水平径向应变曲线

表3 各组间短轴圆周应变曲线及收缩期峰值比较（%

注：与N组比较，a P＜0.05，b P＜0.01；与A组比较，c P＜0.05

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表4 各组间短轴径向应变曲线及收缩期峰值比较（%

注：与N组比较，a P＜0.05，b P＜0.01；与A组比较，c P＜0.05

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3 讨论

2D-STI不受组织多普勒频移影响，没有角度依赖性，能够得到心肌纵向、径向、圆周、旋转等多个方向运动参数[5-6]，为定量评价心肌整体或局部的收缩及舒张功能提供了新的方法。有研究表明，无症状性二尖瓣反流患者与对照组比较纵向应变是减少的，因此，纵向应变可以用来评价亚临床性左室功能障碍。本研究中二尖瓣成形术前与对照组比较，各节段心肌纵向应变值是明显减低的，与以往研究结果一致。术后一周与术前比较，各节段纵向峰值应变有所增加，但差异无统计学意义；术后半年基本接近正常。因此分析二尖瓣成形术后早期可能对左室心肌长轴方向的收缩功能影响不大。

国内研究应用STI对正常人左室短轴收缩期圆周应变的变化规律研究显示，同一水平各节段心肌圆周应变存在差异，前间隔及后间隔高于其他各壁[7]。左室短轴各水平心肌径向应变比较，乳头肌水平收缩期RS最大，其次为二尖瓣水平，心尖水平最小，也有的研究显示，二尖瓣成形术后早期，LVEF和纵向应变变化不明显，但是心肌各水平圆周应变和径向应变已发生改变。2D-STI研究心脏短轴方向发现左室短轴方向的圆周和径向应变是预测二尖瓣重度关闭不全患者左室收缩功能的有用指标。

本研究中术前各水平收缩期峰值圆周应变及径向应变与对照组比较，均明显减低，基底水平术后各期与术前比较，收缩期圆周应变变化均不明显，差异无统计学意义。乳头肌水平各节段心肌术后各期与术前比较，峰值圆周应变明显增加。本研究中表4显示左室短轴乳头肌水平术后1周、半年与术前比较，径向应变峰值均增加，术后半年基本接近正常，说明二尖瓣成形术后左室局部心肌收缩功能有所改善，左室整体收缩功能增强。

目前国内外对于应用STI评价二尖瓣成形术患者心功能方面的研究很少，只能在单一方向测量，其角度依赖性限制了声束与心肌形变方向不一致时测量结果。

本研究中心尖水平圆周应变及径向应变未作定量分析，因研究对象为术后患者，心尖部二维图像质量较差，因此重复性较差。今后还应增加样本量，及增加术后随访的时间对临床研究予以支持。