斑点追踪技术对急性心肌梗死预后评价总结

安琼辉，罗娴，王志学

昆明医科大学第五附属医院超声科，云南个旧661000

近年来急性心肌梗死已成为威胁人类健康的一大杀手，随着人民生活水平的不断提高，该病发病率逐年增高，呈现年轻化态势。该病来势汹汹，起病急骤，如治疗不及时，将导致严重后果。随着胸痛中心的广泛建立，使得越来越多的急性心肌梗死患者得到及时有效的PCI紧急植入治疗,但冠心病事件的发生率及心肌梗死后心衰的发病率仍较高。所以，尽早识别左室重构的存在，对患者的预后和治疗都很重要。由于在心肌梗死急性期，梗死发生时受损心肌的恢复可以出现以下情况：顿抑心肌，又称存活心肌，其收缩功能可能被恢复；而真正缺血坏死的心肌，其收缩功能将很难恢复，该部分心肌参与了左室重构，导致左室腔进一步扩大。左室重构的存在是心肌梗死后预后不良的重要因素[1]。因此早期快速识别存活心肌和左室重构的存在对指导临床进一步及时干预尤为重要[2]。在心肌梗死早期发现存活心肌的存在，对患者而言意义重大[3]。近年来，斑点追踪技术大量用于心肌梗死预后的评估，但哪一参数预测价值更大却仍有异议[4]。该文就所查阅相关文献资料对急性心肌梗死后应用斑点追踪技术预测心室重构的研究做一总结，从以下几个方面进一步阐述斑点追踪技术在评价急性心肌梗死预后方面的应用价值。

1 心肌是否存活的评估

通过心肌细胞代谢、血流的灌注情况和心肌梗死后室壁运动幅度的改善来间接评估心肌的活性。可以采用PET及SPECT检测心肌细胞代谢和血流的灌注情况；评价室壁运动幅度的改变可采用负荷超声检查和CMMR的LGE显像方法进行评估。因为PET及SPECT检查费用比较昂贵及该检查易受糖代谢功能的影响，所以，该项检查很难在临床上推广应用。CMR的LGE显像可辅助判断心肌活性，坏死心肌进一步纤维化，在LGE显像上表现为高信号，但体内有金属植入物、不能配合憋气的患者常不能选用该方法进行评估，同时该方法需要特有的心脏检查序列，不是所有医院都能实现该序列的检查，正是上述的缺点和不足导致了CMR检查尚不能在临床广泛应用，而多数只停留在科研阶段。心脏彩超检查可以直接测量左心室的大小，能够直观对比心梗前后腔室的变化，是目前临床比较常用评估左心室重构的检查方法。该检查包括负荷超声检查、常规超声检查及斑点追踪超声检查。负荷超声是应用小剂量多巴酚丁胺，通过静脉滴注的方式，进一步检测室壁运动是否增强减弱，来进一步识别存活心肌的存在与否，多用于慢性缺血性心肌病患者的评估，同时该检查在观察室壁运动是否异常时，与检查医生的临床经验息息相关，主观性较大。常规心脏超声检查多采用EF作为评价收缩功能的指标，也是评价心肌梗死预后的重要指标。但对于存在节段性室壁运动异常及左室形态结构发生改变的患者，EF并不能反映真实的心脏收缩功能，其测值远高于真实情况。二维斑点追踪检查操作简单、检查时间短，不用打造影剂，该检查无辐射、不需要注射药物等，因此完全避免了检查过程中因注射药物对身体造成不必要的损伤，同时该检查可以实时床旁检查，能及时替危重患者检查，更重要的是斑点追踪检查可测量多种应变参数，使得检查结果更有据可循，且重复性好，因此，目前斑点追踪检查在临床上被大力推崇。

2 斑点追踪工作原理及各参数意义

斑点可理解为在同一取样容积内许多个散射子所散射出的超声斑点形成的回声强弱不同的集结体。人体内有很多散射微小粒子存在，这些微小粒子的直径小于入射波波长，他们发射的波叫做散射波，各种散射波间形成干涉。当这些散射波的波峰与波峰相遇时，将在二维图像上显示强回声表现；当这些散射波的波谷与波谷相遇时，在心脏的二维图像上则呈现为低回声表现，正是这些强弱不同回声的存在才有了斑点的存在。人体的主要散射体——红细胞，非常广泛的存在于人体的心肌及心腔内。当红细胞与其他微小粒子均散射入射波后，将导致大量分布不规则的散射波存在，他们之间相互干涉，便形成了各种回声强弱不等的斑点。斑点的唯一性：人体内不同器官、不同同部位、不同组织均有其相对应的斑点；在同一组织内，因各种散射体的位置及数目不同及受入射夹角的影响，即使同一组织，他的斑点回声也不同。

心肌的不可压缩性：在较短的时间内，心肌被认为是一种不可压缩的刚性体。斑点的稳定性：心肌不可压缩这一特性使得各散射体间的相对位置保持不变，因此各斑点之间的相对位置也将保持不变，这就是斑点的稳定。斑点追踪技术正是利用斑点的唯一性与稳定性这些特点对各种组织进行追踪评估的。在心肌组织内，正是因为各种心肌的声学斑点唯一、稳定分布在心肌内，而且其运动与组织成同步性，在帧频为30 Hz的情况下，临近帧频间的斑点位移小于5个像素，这保证了各临近帧频间无明显形态差异，从而使得人们能进一步对斑点进行追踪。因此，斑点追踪是居于二维图像上特定回声斑点进行的一种追踪，该技术不受角度依赖的影响，但受图像质量、帧频及操作者经验的影响。斑点追踪技术追踪结果的准确性取决于其追踪到的斑点形态，而斑点的形态又取决于心肌的结构和心肌回声斑点的边界，及心内膜和心外膜的边界需清楚可见。斑点追踪技术核心思维：将心肌划分为若干个节段，同时将每个节段分成若干个区块。在相邻两帧频间应用区块匹配法寻找形状及八点最为匹配的区块。整个心肌移动的情况追踪是将所有被连续追踪到的区块整合在一起，通过整合便可以发现心肌位置及其长度变化，进而可获得各种心肌生物力学参数，如应变、应变率、扭转等，进而可用来评估心肌重构程度。

心脏的运动及斑点追踪各项参数的由来：心肌纤维大体可分为外斜、中环、内纵3种，排列呈螺旋状。心脏收缩产生扭转的生理基础为心内膜与心外膜面的心肌大致呈水平、螺旋状排列走形，这种心肌走形使心脏收缩时产生扭转。心室肌带学说认为心脏是一根具备心尖环和基底环的肌纤维束，该肌纤维束呈螺旋状缠绕，心尖环和基底环走形相反，同时心内膜和心外膜的肌纤维走形也是相反的。肺动脉为基底环的起始，主动脉为心尖环的终点。左室及右室被基底环包绕，改变方向的位置在心室肌带螺旋皱褶处，心尖螺旋的升段和降段由倾斜的肌纤维在心室处形成。在心脏整个收缩和舒张过程中，心室的射血和充盈均有基底环变窄、心尖降段缩短、升段延长，心脏舒张等改变。心肌带的特点说明心脏的运动为空间上的运动，可总结为这3个方向上的运动：①心脏收缩时，二尖瓣环向心尖方向运动，心肌纤维在长轴方向上纵向缩短，即纵向（longitudinal）运动；②心脏收缩时，室壁增厚，左室壁呈向心运动，即径向（radial）运动；③心脏收缩时，左室呈圆周运动导致心肌环向缩短，即环向（circumferential）运动。心脏的旋转与扭转，形似“拧毛巾”样运动，这是由于上述3个方向上的运动在空间上呈螺旋状，在左室收缩时心尖部和心底部呈相反方向旋转。斑点追踪技术正是追踪这3个方向上的运动进而运用GLS、GRS、GCS这3个不同应变参数对心肌运动进行量化。在这些应变参数中，GLS反映的是长轴方向上的纵向应变能力，GRS反映的是心脏径向运动的应变能力，GCS反映的是环向运动的应变能力，目前研究中心对GLS及GCS的研究较多，但到底哪个参数的价值更有意义却说法不一。

3 急性心梗后斑点追踪各项参数对左室重构的预测价值

急性心肌梗死时，大量炎细胞浸润、纤维瘢痕形成最终导致左室重构[5]。同时，心肌梗死时左室收缩功能明显下降，为维持循环所需要的血液供应，非梗死区域的心脏运动势必将代偿性增强，正是这种代偿性运动增强的正常心肌与运动明显减弱梗死区心肌间的不同运动，导致了左室壁运动的不协调。这种长时间的不协调运动将导致左室壁重构，心腔进一步扩大，从而导致左室射血难度再度加大，进而引发非常严重的不可逆性心力衰竭的出现，最终导致不可逆转的严重心力衰竭，导致心肌梗死后患者的预后不佳。从而严重影响心肌梗死后的临床预后。在PCI术后的病程转归中，左室重构一旦出现，便逐渐加重，进一步导致心衰的发生[6-7]。PCI术后尽早预测左室重构的存在并及时进行干预有助于改善AMI患者的远期预后。目前斑点追踪技术对急性心梗后左室重构预测价值的研究成为近年来的研究热点，尤其是GLS、GCS、GRS这3个参数的价值颇受关注，其中研究分析GLS、GCS两个参数的较多，但到底哪个参数对左室重构的预测价值更大，却一直没有统一定论。

张丹等[8]通过随访80例急性心肌梗死患者，随访这些患者冠状动脉造影支架植入术后24 h至6～9个月间的斑点追踪各项参数变化来判断斑点追踪技术评估左室重构的意义研究发现:冠状动脉造影支架植入术后24 h后急性心肌梗死患者的左室长轴应变指标GLS、环向应变指标GCS及径向应变指标GRS均较正常组明显降低，同时重构组的长轴应变指标GLS、环向应变指标GCS及径向应变指标GRS较非重构组更低（P＜0.05）。该研究结果表明左室长轴应变指标GLS、环向应变指标GCS及径向应变指标GRS可以预测左室重构，但该研究中并未指出具体哪个参数应用预测价值更大。

GCS预测左室重构价值更大的相关研究[9-12]：左室重构时由于梗死区心肌变薄、拉长导致左室腔变大、局部形态失常，左室容积明显增大；简而言之，该过程是由于左室短轴方向的肌纤维变薄、拉长导致左心室横向径明显增大而无法对抗左室壁的压力负荷，最终出现不可逆转的功能失代偿状态。因此，反映短轴功能的GCS同左心室重构的关系更为密切。王玮等[9]对81例急性心肌梗死患者二维斑点追踪技术测量的应变参数变化值进行随访，发现GLS、GCS、GRS这3种应变参数在急性心肌梗死后左室重构的预测价值，通过多因素Logistic回归发现，左室环向应变参数GCS在预测左心室重构时有较高应用价值。该研究通过ROC分析发现，3种应变参数中预测左心室重构的AUC价值最高的参数为GCS。究其原因可能是心肌主要由外层心肌、中层心肌及内层心肌3层走行不同的心肌纤维组成。斑点追踪常用的3个应变参数中，GLS反映的是内层心肌纤维的收缩功能，该指标的下降通常发生在疾病的亚临床节段，对轻微的缺血性损伤比较敏感，这一时期其左心室的整体收缩功能尚受损轻微；而中层心肌结构在维持心腔正常形态和心脏收缩功能方面起着重要作用。在许多疾病如瓣膜病、肥厚性心肌病等疾病的早期GLS有所下降，但GCS则代偿性上升或维持在正常水平，当GCS下降时通常预示着疾病晚期，心功能无法逆转的状态[10-11]，而当左室重构发生时通常疾病已进入晚期时代偿的阶段，因此GCS这一参数的改变对预测左室重构的价值更大。这一结论在刘欣娉等[12]对104例老年急性心肌梗死患者冠状动脉造影支架植入术后进行斑点追踪检查，随访术后12个月斑点追踪检查结果各项参数的改变与左室重构的关系的研究中心也得到证实，该研究结果也认为GCS这一参数在预测左室重构方面有较高应用价值。

GLS预测左室重构价值更大的相关研究[13-14]：冠状动脉的供血方向是由心外膜向心内膜方向的供血，因此一旦出现心肌缺血，则内层心肌最敏感，而中层或外层心肌则较晚感受到缺血的存在。心内膜下方的心肌纤维排列主要是在长轴方向成纵向排列，同时GLS主要反映的是心脏在长轴方向的心肌应变情况，因此当有心内膜下心肌缺血时，GLS将会最早发生改变。李粒[13]等对96例急性心肌梗死患者冠状动脉造影支架植入术后1年斑点追踪结果各项参数改变进行随访发现非左室重构患者的GLS值较重构组高，通过多因素回归分析发现GLS可作为左室重构的独立预测指标;ROC分析结果AUC值GLS为0.879，其他参数的AUS值均较GLS低，因此GLS对左室重构的临床预测价值最高，该研究表明对于急性心肌梗死病患，支架植入术后可以通过测定GLS值的改变来预测左室重构的发生。这一观点在刘艳午等[14]的研究中也得到了证实，该研究认为斑点追踪各项参数在预测左室重构的价值中，以GLS应用价值最高。

童仙君等[15]应用三维斑点追踪技术联合室壁运动评分对80例急性心肌梗死患者斑点追踪各项参数随访发现GCS联合室壁运动评分能更准确地预测左室重构，这一发现提示环向运动参数尤其是合并室壁运动异常的环向应变受损指标对预测左室重构更敏感，该研究还发现GCS、GLS联合室壁运动评分一起预测左室重构，结果更为准确。

因此，应用斑点追踪技术预测左室心肌梗死后左室重构的价值，GLS、GCS两个指标均有较高应用价值，但究竟GLS指标更好还是GCS指标更好,亦或是两者联合应用价值更大，尚无明确定论，还有待更多的相关研究给予证实。

4 斑点追踪技术在急性心肌梗死后对右室重构的预测价值

有研究[16]认为右冠状动脉无明显狭窄的左心室梗死患者，右室缩功能也明显受损。右心功能的好坏可直接影响疾病的恢复。常导致急性右室功能障碍或导致右心室重构的左室心肌梗死，多见于急性下壁心肌梗死患者中。右室受累常提示急性下壁心肌梗死患者预后不良。因此，尽早识别右室功能受损程度对急性下壁心肌梗死患者的治疗十分必要。右室射血的80%是由于右室在长轴方向的收缩所致，因此评价右室收缩功能的指标常采用右室纵向应变参数。斑点追踪技术近年来被越来越多地用于评价右室功能[17]。姚雪等[18]研究对36例急性下壁心肌梗死患者术后进行3～6个月的右室收缩功能随访，并对2D-STI纵向应变参数、RVFAC、TAPSE及TDI-MPI进行比较发现2D-STI应变参数反映右室功能改变敏感性更佳。

有研究[19]跟踪随访940例急性ST抬高型心肌梗死患者6个月后发现约25%的患者发生右室重构，且右室扩大与左室容积及其功能变化有关，因此当左室发生急性心肌梗死后应同时关注右室功能的改变。姚雪等[18]研究发现，发生右室重构的患者，左心室和右心室的收缩功能均出现不同程度的功能受损。间隔壁纵向应变恢复慢的患者更易发生右室重构。其原因可能是当左心室发生心肌缺血再灌注损伤后，部分心肌抑顿时间长，且恢复较慢，甚至有的心肌出现不可逆性损害，心脏为维持相对正常的机能只能由恢复相对较快的右室壁来代偿，进而导致右心室内径增大，右心室容量增大。

综上所述，对于急性心肌梗死患者可以应用斑点追踪技术各项参数改变进行预测其心室重构的发生与否，左室重构预测指标选用GCS、GLS均有较高预测价值，但究竟哪个参数更为准确，亦或是两者联合应用价值更大，却说法不一，尚有待更多的研究给予证实；左室心梗常伴有右室功能的改变，右冠状动脉无明显狭窄的左心室梗死患者，右室收缩功能也会明显受损，在左室心肌梗死早期应同时关注右室收缩功能的变化，右室重构的预测选用右室长轴纵向应变参数更为可靠。随着越来越多临床研究的出现，相信斑点追踪技术预测急性心肌梗死患者心室重构价值将会被越来越多的医患接受。