速度向量成像技术评价大鼠不同切面左心室心肌运动的实验研究*

金玥彤，高艺花，金铉顺

（延边大学附属医院1.超声科，2.心内科，吉林 延吉133000）

速度向量成像技术是近年来发展起来的一种超声技术，通过采集较高帧频二维超声灰阶图像，将组织对超声能量散射及反射所形成的斑点，通过像素点追踪与像素的空间技术进行处理，用于评估心肌运动和整体心功能[1]。同时对多个节段的局部心肌进行采样，定量心肌在心尖四腔观左心室，以及胸骨旁短轴二尖瓣水平的收缩期纵向峰值速度（Vs）、舒张期纵向峰值速度（Vd）、纵向峰值应变（SR）、收缩期纵向峰值应变率（SRs）和舒张期纵向峰值应变率（SRd）。目前速度向量成像技术主要用于评价人和较大动物模型的心肌运动[2]，由于大鼠心率快，心脏体积小，超声图像往往模糊不清，且不同切面测量难度不一，所以速度向量成像技术在评价大鼠心肌运动中比较少见。本研究旨在应用速度向量成像技术，探讨大鼠心尖四腔观左心室与胸骨旁短轴二尖瓣水平相应室壁运动的相关性，为研究大鼠的心肌运动提供更多依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取18 只10 周龄健康SD 大鼠（延边大学实验动物中心），体重180～200 g，在通风、恒温的鼠笼中饲养，标准鼠饲料定量供给，自由饮水，常规饲养4 周。实验动物生产许可证号：SCXK（Ji2017-0003），实验动物使用许可证号：SYXK（20190175）。

1.2 仪器与方法

采用德国西门子公司的Acuson S2000 彩色多普勒超声仪，10 V4 探头（频率10 MHz），该系统配有速度向量成像技术。实验前1 天大鼠禁食、禁水。实验当天腹腔注射30%乌拉坦麻醉后，用脱毛膏脱去大鼠前胸鼠毛，暴露心前区，将大鼠仰卧固定于检查台上。同步记录心电图，经心尖四腔观左心室和胸骨旁短轴二尖瓣水平切面，对大鼠进行超声心动图检查和速度向量成像动态图像采集，并保存数据，脱机后进行速度向量成像分析。由经验丰富的高年资医生进行心脏超声操作，在大鼠心尖四腔观左心室及胸骨旁短轴二尖瓣水平进行心内膜描记，每只大鼠的速度向量成像分析5 次（见图1、2）。获得理想的追踪片段后，系统自动分析读取各个节段的数据，其中包括心尖四腔观左心室侧壁和后间隔的基底段、中段及胸骨旁短轴二尖瓣水平的侧壁和后间隔段。获得目的节段的Vs、Vd、SR、SRs 和SRd，采集5 次取平均值。

图2 VVI分析左室心尖四腔观

图1 VVI分析胸骨旁左室短轴二尖瓣水平切面

1.3 统计学方法

数据分析采用SPSS 20.0 统计软件，计量资料以均数±标准差（±s）表示，相关性分析用Pearson法，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 大鼠心尖四腔观左心室侧壁基底段与胸骨旁短轴二尖瓣水平侧壁段心肌运动各指标的相关性

胸骨旁短轴二尖瓣水平侧壁段与心尖四腔观左心室侧壁基底段的Vd 呈正相关（P＜0.05），与Vs、SR、SRs 及SRd 无相关性（P＞0.05）。见表1。

表1 大鼠心尖四腔观左心室侧壁基底段与胸骨旁短轴二尖瓣水平侧壁段心肌运动各指标的相关性 （n=18）

2.2 大鼠心尖四腔观左心室侧壁中段与胸骨旁短轴二尖瓣水平侧壁段心肌运动各指标的相关性

胸骨旁短轴二尖瓣水平侧壁段与心尖四腔观左心室侧壁中段的Vd、SRs 和SRd 呈正相关（P＜0.05），与SR 无相关性（P＞0.05）。见表2。

表2 大鼠心尖四腔观左心室侧壁中段与胸骨旁短轴二尖瓣水平侧壁段心肌运动各指标的相关性 （n=18）

2.3 大鼠心尖四腔观左心室后间隔基底段与胸骨旁短轴二尖瓣水平后间隔段心肌运动各指标的相关性

胸骨旁短轴二尖瓣水平后间隔段与心尖四腔观左心室后间隔基底段的Vd、SRs 呈正相关（P＜0.05），与Vs、SR 及SRd 无 相 关 性（P＞0.05）。见表3。

表3 大鼠心尖四腔观左心室后间隔基底段与胸骨旁短轴二尖瓣水平后间隔段心肌运动各指标的相关性 （n=18）

2.4 大鼠心尖四腔观左心室后间隔中段与胸骨旁短轴二尖瓣水平后间隔段心肌运动各指标的相关性

胸骨旁短轴二尖瓣水平后间隔段与心尖四腔观左心室后间隔中段的Vs、Vd、SR、SRs 和SRd 均呈正相关（P＜0.05）。见表4。

表4 大鼠心尖四腔观左心室后间隔中段与胸骨旁短轴二尖瓣水平后间隔段心肌运动各指标的相关性 （n=18）

3 讨论

超声是一种便捷无辐射的检查手段，已被广泛应用于心脏功能的检查。速度向量成像分析作为一种超声斑点成像的技术[3]，可规避心脏整体运动、周围心肌牵拉、角度依赖的影响[4]，且操作简便、无创、可重复性好。速度以向量图方式于二维声像图上同步叠加，主要观察指标为Vs、Vd、SR、SRs 和SRd[5]。因此，速度向量成像技术在心脏功能定量评价方面较常规超声及组织多普勒等技术更有优势[6]，为临床和科学研究开辟了新的领域，为心血管疾病的诊断和治疗提供了一种辅助手段，具有极高的应用价值和广阔的发展前景[7]。

速度向量成像用于人类和中大型动物模型心尖四腔观和短轴观的研究已有初步探索[8-9]。大鼠是心血管疾病实验研究中常用的动物模型，随着超声技术的不断发展，大鼠模型用于各种心肌和心功能的研究越来越广泛，但是大鼠心率快，心脏体积小，常规超声扫查难度很大。大鼠模型心尖四腔观相关研究结果很少，动物模型方面的研究仅限于大动脉短轴观或左室长轴观[10]。本研究利用速度向量成像技术对大鼠左心室心肌运动进行初步探索，拟进一步开拓速度向量成像技术在左心室心肌运动和左心功能评价方面的应用。

本研究结果中，胸骨旁短轴二尖瓣水平侧壁段与心尖四腔观左心室侧壁基底段的Vd 呈正相关，其与心尖四腔观左心室侧壁中段的Vd、SRs 和SRd呈正相关。这与WANG 等[11]的人类模型的研究结果相似，表明心尖四腔观左心室侧壁可以很好地评估大鼠模型中的心肌运动。胸骨旁短轴二尖瓣水平后间隔段与心尖四腔观左心室后间隔基底段的Vd、SRs 呈正相关，与心尖四腔观左心室后间隔中段的Vs、Vd、SR、SRs 和SRd 均呈正相关，这与王小燕等[12]的猪模型的研究结果相似，表明大鼠心尖四腔观左心室后间隔具有很好的显示效果，可适当地用于大鼠各种模型中心功能的研究。本研究结果显示Vd、SR、SRs 和SRd 在两个不同切面相同节段的相关性比较中，具有很好的效果，这与其他学者的报道一致[13-14]。说明以上指标能更好地证明2 个不同切面相同节段是否有相关性，可用来评估左室心尖四腔和短轴视图的心肌运动，但其具体机制还有待进一步研究。但是大鼠心脏体积小，心率快，短轴观显示不如人类；而且本实验样本数量有限，故本研究结果有一定的局限性。

综上所述，利用速度向量成像技术进行大鼠心脏心尖四腔观左心室壁运动和心功能的研究具有一定的可行性，可用来探讨正常大鼠左室节段运动的特征，为大鼠心脏心肌节段运动和心功能的实验研究提供依据。但是本研究尚存在许多不足之处，大鼠的心率较快，心动周期中心肌的瞬时信息有可能缺失，样本量较少。今后将进一步扩大样本量，为大鼠的左室心肌运动分析提供更可靠的依据。