二维斑点追踪成像与实时三维超声心动图评价不同部位起搏器植入术后左心室收缩功能与同步性

韩 莹 敖 梦,3 王志刚,3

二维斑点追踪成像与实时三维超声心动图评价不同部位起搏器植入术后左心室收缩功能与同步性

韩 莹1,2敖 梦1,2,3王志刚1,2,3

目的应用二维斑点追踪成像(2D-STI)及实时三维超声心动图(RT-3DE)评价右心室不同部位起搏器植入术后左心室收缩功能及同步性，并研究两种技术的一致性。资料与方法收集2016年9月-2017年5月于重庆医科大学附属第二医院行永久性心脏双腔起搏器植入术的患者27例，并根据起搏器植入部位不同分为右心室心尖部(RVA)起搏组及右心室流出道(RVOT)起搏组。分别于术前及术后1个月采用2D-STI和RT-3DE获取患者的左心室射血分数(LVEF)、纵向应变及同步性参数，并分析同步性参数左心室18节段达峰时间的标准差(Tp-SD)与左心室16节段达最小收缩末期容积时间的标准差占心动周期的百分比(Tmsv-16-SD％)的相关性。结果两组术后LVEF较术前显著减低(P＜0.05)。RVA组术后左心室心尖段纵向收缩期峰值应变较术前明显增大(P＜0.05)。两组术后左心室收缩同步性参数均较术前明显升高(P＜0.05)，其中RVA组较RVOT组增大更为显著，Tp-SD、左心室18节段达峰时间的最大差、左心室16节段达最小收缩期容积时间的最大差、左心室16节段达最小收缩期容积时间最大差占心动周期的百分比差异有统计学意义(P＜0.05)。同步性参数Tp-SD与Tmsv-16-SD％参数呈显著正相关(r=0.775，P＜0.001)。结论两组术后左心室收缩功能均较术前减低。RVA组及RVOT组术后均引起左心室收缩不同步，但RVOT组左心室收缩同步性优于RVA组。2D-STI和RT-3DE均可定量评价左心室收缩同步性，且一致性较好。

心脏起搏器，人工；超声心动描记术；斑点追踪成像；超声心动描记术，三维；心室功能，左

心脏起搏治疗是目前治疗心律失常的重要方法，其中右心室心尖部(right ventricle apex ，RVA)起搏是应用最为广泛的起搏方式。但这种起搏方式由于与正常的电传导通路方向完全相反，会造成室间、室内、房室间的不同步运动[1-2]。右心室流出道(right ventricle out fl ow tract，RVOT)起搏因其起搏顺序更加接近正常心脏激动顺序，在改善心脏的结构及功能方面更具优越性，是更理想的右心室起搏部位[3-5]。但也有部分研究指出，RVOT起搏较RVA起搏并无明显的优势[6]。

实时三维超声心动图(real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE)及二维斑点追踪成像(two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI)技术均可对左心室心肌的收缩功能及同步性进行准确的定量评价。既往研究通常单独应用两种技术对起搏器植入术后左心室功能进行评价，对于联合应用及两种技术在评价起搏器植入术后左心室功能方面的差异及相关性的研究鲜有报道；且RVOT起搏对左心室功能的影响尚未明确。因此，本研究旨在应用2D-STI及RT-3DE联合评价两种起搏方式对左心室收缩功能及同步性的影响，并分析两种技术评价左心室收缩同步性的一致性，为临床上选择更加合适的起搏部位提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象 纳入2016年9月-2017年5月因心律失常在重庆医科大学附属第二医院行永久性心脏双腔起搏器植入术的患者27例，心电图示QRS时限≥130ms，其中病态窦房结综合征20例，高度及III度房室传导阻滞7例。根据起搏部位不同，将患者分为两组：RVOT组男5例、女5例，年龄63～80岁，平均(71.0±6.4)岁；RVA组男10例、女7例，年龄56～82岁，平均(73.4±7.9)岁。排除标准：①重度瓣膜狭窄或关闭不全；②有冠心病及心肌梗死病史者；③先天性心脏病；④心肌病；⑤左心室射血分数(left ventricular ejection fractions，LVEF)＜50％者；⑥超声图像质量欠佳者。所有患者均于术前采集图像，并于术后1个月在保证心室100％起搏情况下再次采集相同图像。检查前患者均知情同意。

1.2 仪器与方法 采用 Philips iE33型超声诊断仪，配备X3-1型矩阵探头(频率1～3MHz)以及S5-1型探头(频率1～3MHz)，外置Qlab 8.1定量分析软件。患者休息15min后取左侧卧位，同步连接心电图，先选择S5-1型探头同时采集连续3个心动周期的心尖四腔观、心尖三腔观、心尖两腔观二维灰阶动态图像。然后更换X3-1型探头，启动全容积显像模式，采集连续3个心动周期的全容积图像，储存图像以供脱机分析。2D-STI分析：采用Qlab 8.1定量分析软件脱机分析左心室侧壁、后间隔、前壁、下壁、前间隔、后壁的基底段、中间段、心尖段共18个节段的心肌收缩期纵向峰值应变，取连续3个心动周期平均值后计算18节段心肌收缩期平均纵向峰值应变的平均值作为左心室整体纵向应变(global longitudinal strain，GLS)；以同样方法计算左心室基底段、中间段、心尖段心肌收缩期平均纵向峰值应变的平均值作为基底段、中间段、心尖段的纵向应变(longitudinal strain，LS)[7]。左心室整体、基底段、中间段、心尖段LS评价左心室收缩功能。另外测量18节段QRS波起点至收缩期峰值应变的时间，计算连续3个心动周期的平均值作为18节段的达峰时间，并计算18节段达峰时间的标准差(Tp-SD)及最大差(Tp-Dif)。Tp-SD、Tp-Dif评价左心室收缩同步性，数值越大表示左心室同步性越差。RT-3DE分析：采用Qlab 8.1 3DQ Advanced定量分析软件得到左心室时间-容积曲线图，根据时间容积曲线得到左心室16节段的节段舒张末期容积(segment end diastole volume，sEDV)、节段收缩末期容积(segment end systole volume，sESV)，节段左心室射血分数(segment ejection fraction，sEF)=(sEDV-sESV)/sEDV×100％；基底段射血分数(EF base)为6个基底段sEF之和的1/6[8]。采用同样方法计算中间段射血分数(EF middle )、心尖段射血分数(EF apex )；软件自动计算LVEF。LVEF及EF base、EF middle、EF apex用于评价左心室收缩功能。软件自动计算得到左心室16节段达最小收缩期容积时间的标准差(Tmsv-16-SD)、左心室16节段达最小收缩期容积时间的最大差(Tmsv-16-Dif)及经R-R间期校正后的左心室16节段达最小收缩期容积时间标准差占心动周期的百分比(Tmsv-16-SD％)、左心室16节段达最小收缩期容积时间最大差占心动周期的百分比(Tmsv-16-Dif％)。Tmsv-16-SD、Tmsv-16-Dif、Tmsv-16-SD％、Tmsv-16-Dif％用于评价左心室收缩同步性，数值越大表示左心室同步性越差。

1.3 统计学方法 采用SPSS 18.0软件，符合正态分布的计量资料组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用配对样本t检验；不符合正态分布的计量资料组间比较采用Mann-Whitney U检验，组内比较采用Wilcoxon符号秩和检验；评价两参数的相关性采用Pearson相关分析。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2D-STI评价左心室收缩功能及同步性 两组术前左心室整体、基底段、中间段、心尖段LS及Tp-SD、Tp-Dif差异无统计学意义(P＞0.05)；术后RVA组心尖段LS较术前明显增高，差异有统计学意义(P＜0.05)。整体、基底段及中间段LS则较术前差异无统计学意义(P＞0.05)，两组术后 Tp-SD、Tp-Dif均较术前延长(P＜0.05)，组间比较术后RVA组Tp-SD、Tp-Dif两同步性指标均较RVOT组延长，且差异有统计学意义(P＜0.05)。见表1、图1。

表1 2D-STI 评价两组行永久性心脏双腔起搏器植入术患者手术前后左心室收缩功能及同步性比较(±s)

表1 2D-STI 评价两组行永久性心脏双腔起搏器植入术患者手术前后左心室收缩功能及同步性比较(±s)

注：与RVOT组比较，#P＜0.05；与术前比较，*P＜0.05；GLS：左心室整体纵向应变；基底段LS：基底段纵向应变；中间段LS：中间段纵向应变；心尖段LS：心尖段纵向应变；Tp-SD：左心室18节段达峰时间的标准差；Tp-Dif：左心室18节段达峰时间的最大差

?

图1 2D-STI分析术后1个月左心室收缩同步性的LS时间曲线。RVA组曲线排列较为杂乱，各节段收缩期LS达峰时间差别较大(A)；RVOT组曲线排列较为有序，各节段收缩期LS达峰时间较RVA组更加接近(B)

2.2 RT-3DE评价左室收缩功能及同步性 两组术前LVEF、基底段EF、中间段EF、心尖段EF及Tmsv-16-SD、Tmsv-16-Dif、Tmsv-16-SD％、Tmsv-16-Dif％差异无统计学意义(P＞0.05)。术后LVEF较术前均显著减小(P＜0.05)，而两组间比较差异无统计学意义(P＞0.05)。两组术后Tmsv-16-SD、Tmsv-16-SD％、Tmsv-16-Dif、Tmsv-16-Dif％均较术前明显延长(P＜0.05)，组间比较术后RVA组以上同步性指标均较RVOT组延长，且Tmsv-16-Dif、Tmsv-16-Dif％差异有统计学意义(P＜0.05)。见表2、图2。

表2 RT-3DE评价两组行永久性心脏双腔起搏器植入术患者手术前后左心室收缩功能及同步性比较(x±s)

图2 RT-3DE分析术后1个月左心室收缩同步性的时间-容积曲线。RVA组时间-容积曲线排列紊乱，16节段达收缩末期最小容积的时间差别较大(A)；RVOT组时间-容积曲线较RVA组排列较为有序，16节段达收缩末期最小容积的时间差别较小(B)

2.3 2D-STI与RT-3DE评价左心室同步性的一致性分析选取同步性参数Tp-SD、Tmsv-16-SD％进行Pearson相关分析，结果显示两参数呈显著正相关(r=0.775，P＜0.001)。见图3。

3 讨论

正常情况下，心脏的电冲动在窦房结形成，由希氏束及浦肯野纤维网分别激动左、右心室肌。由于冲动在希氏束及浦肯野纤维网内传导极为迅速，因此左、右心室肌几乎同时被激动。而右心室心尖部起搏时，激动最先产生于右心室心尖部，再沿室间隔向上依次激动左、右心室，与正常的传导通路方向相反。既往研究指出，RVA起搏早期即出现左心室收缩同步性显著下降，并且早于左心室收缩功能的下降，而前者是造成后者的主要原因[9-10]。长时间的RVA起搏最终会导致局部心肌异常灌注、室壁运动异常，这种改变最先发生于起搏部位附近的局部心肌，然后远端心肌也逐渐受累[11]。RVOT起搏因其起搏部位更加符合心脏的正常生理激动顺序，与传统的RVA起搏相比，RVOT起搏方式可显著改善术后左心室收缩的同步性，是更加优越的起搏方式[12]。

图3 Tp-SD与Tmsv-16-SD％的相关性

2D-STI与RT-3DE均可定量评价左心室功能。本研究采用两种超声技术，以求能够更加客观、准确地对不同部位起搏器植入术后早期左心室心肌收缩功能及同步性进行评价，结果显示两组术前左心室收缩功能参数(GLS、基底段LS、中间段LS、心尖段LS、LVEF、EF base、EF middle、EF apex)比较差异均无统计学意义，两组术后LVEF较术前显著减低，与既往的研究结果一致[13-14]，表明起搏器植入术后近期左心室收缩功能减低，但未发现术后RVOT组左心室收缩功能优于RVA组，与Alhous等[15]的研究结论不同。而两组GLS术前、术后差异无统计学意义。两种技术在评价左心室心肌收缩功能方面存在差异，可能是由于RT-3DE能够对左心室的整体三维结构进行重建，更加准确地显示其解剖及空间结构；而2D-STI仅能比较片面地对采集到的左心室几个标准切面进行应变分析。另外，两组术前同步性参数Tp-SD、Tp-Dif、Tmsv-16-SD、Tmsv-16-Dif、Tmsv-16-SD％、Tmsv-16-Dif％比较差异无统计学意义，术后在保证心室100％起搏情况下发现左心室收缩同步性参数均较术前明显增大，且RVA组较RVOT组增大更为显著，Tp-SD、Tp-Dif、Tmsv-16-Dif、Tmsv-16-Dif％差异有统计学意义，表明两种起搏方式均在早期对左心室收缩同步性产生影响，而RVA组左心室收缩不同步表现更为显著。尽管RVOT起搏较RVA起搏更加接近希氏束，但仍与生理起搏顺序有差异，仍然会减低左心室的收缩同步性，但较RVA组在改善左心室收缩同步性方面有很大提升。本研究还发现RVA组术后左心室心尖段LS较术前明显增高；而Quader等[16]对右心室起搏术后24个月的患者随访发现，心尖部的峰值应变明显减低。本研究出现这一结果的原因尚不清楚，可能由于RVA起搏时激动最先发生于心尖段，而早期以增强心尖段的运动为主，且试验纳入样本量较小、随访时间较短，故长期改变有待进一步验证。此外，本研究探讨了2D-STI及RT-3DE在评价左心室收缩同步性方面的一致性，发现Tp-SD、Tmsv-16-SD％呈显著正相关，认为两种技术均能较好地评价起搏器植入术后患者的左心室收缩同步性。

总之，本研究表明右心室起搏器植入术后早期即出现左心室收缩功能减低；RVOT起搏较RVA起搏在改善左心室收缩同步性方面更具优势；2D-STI及RT-3DE在评价早期起搏器植入术后左心室收缩功能方面存在差异，但能客观地评价左心室同步性且两者存在显著一致性，可联合对此类患者进行评价。

本研究样本量较小且术后随访时间较短。患者行起搏器植入术的病因不尽相同，虽然术前各参数比较差异无统计学意义，且术后在保证心室100％起搏情况下行图像采集，但仍可能存在误差。今后需增加样本量及延长术后随访时间对两种起搏方式进行进一步评价。

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Left Ventricular Systolic Function and Synchronicity After Pacemaker Implantation on Different Locations by Two-dimensional Speckle Tracking Imaging and Real-time Three-dimensional Echocardiography

HAN Ying
AO Meng
WANG Zhigang

PurposeTo evaluate left ventricular systolic function and synchronicity after pacemaker implantation on different locations of right ventricle by twodimensional speckle tracking imaging (2D-STI) and real-time three-dimensional echocardiography (RT-3DE) and to explore the correlation of the two techniques.Materials and MethodsTwenty-seven patients who

permanent cardiac dual-cavity pacemaker implantation in the Second Af fi liated Hospital of Chongqing Medical University from September 2016 to May 2017 were enrolled and divided into right ventricle apex (RVA) pacing group and right ventricle out fl ow tract (ROVT)pacing group in line with different implantation parts.2D-STI and RT-3DE were taken to obtain left ventricular ejection fraction (LVEF),longitudinal strain and synchronic parameters of the patients one month before and after the surgery.Meanwhile for synchronic parameters,correlation analysis of percentage (Tmsv-16-SD％) of standard deviation (Tp-SD) of time when the 18th section of the left ventricle reached peak and the standard deviation of volume when the 16th section of the left ventricle reachd minimum end-systole in cardiac cycle would be developed.ResultsPostoperative LVEF in two groups was obviously decreased compared with that before the surgery(P＜0.05).Postoperative longitudinal systolic peak of the left ventricle apex section in RVA group was signi fi cantly increased compared with that before the surgery (P＜0.05).Left ventricular systolic synchronic parameters in the two groups were obviously enhanced compared with those before surgery (P＜0.05),among which enhancement in RVA group was more obvious than that in ROVT group.Difference of Tp-SD,maximum difference of time of the 18th section of the left ventricle reaching peak and time of the 16th section of the left ventricle reaching minimum systolic volume and percentage of maximum difference of minimum systolic volume time of the 16th section of the left ventricle in cardiac cycle was statistically signi fi cant (P＜0.05).Tp-SD was positively correlate with Tmsv-16-SD％ (r=0.775,P＜0.001).ConclusionPostoperative systolic functions of left ventricle in the two groups are decreased compared with those before the surgery.Left ventricular systolic dyssynchrony after the surgery is caused in RVA group and RVOT group,but left ventricular systolic dyssynchrony in RVOT group is better than that in RVA group.2D-STI and RT-3DE can be used for quantitative analysis of left ventricular systolic synchronicity with good correlation.

Pacemaker,artificial; Echocardiography; Speckle tracking imaging;Echocardiography,three-dimensional; Ventricular function,left

1.重庆医科大学超声影像学研究所 重庆400010 2.重庆医科大学附属第二医院超声科 重庆400010 3.重庆市超声分子影像重点实验室 重庆400010

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.11.009

敖 梦

1.Institute of Ultrasound Imaging,Chongqing Medical University,Chongqing 400010,China

2.Department of Ultrasonography,the Second Affiliated Hospital of Chongqing Medical University,Chongqing 400010,China

3.Chongqing Key Laboratory of Ultrasound Molecular Imaging,Chongqing 400010,China

Address Correspondence to:AO Meng

E-mail:25528869@qq.com

国家自然科学基金(81501482)

R540.45；R541.7

2017-07-03

2017-10-11

中国医学影像学杂志2017年 第25卷 第11期：831-835

Chinese Journal of Medical Imaging 2017 Volume 25 (11):831-835

(本文编辑 闻 浩)

《中国医学影像学杂志》2018年征稿启事

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《中国医学影像学杂志》编辑部

2017-11-03