斑点追踪技术评价心肌梗死患者的左室节段性室壁运动的二维应变研究

曹 霞，徐景俊，王 薇，潘 宁，张瑞雪

(佳木斯大学附属第一医院物理诊断科,黑龙江 佳木斯 154003)

左室节段性运动异常，对于MI的诊断及治疗方案的选择意义重大。目前临床工作中主要是根据肉眼观察超声二维图像(Two-dimensional ultrasound image)及组织多普勒成像技术(Tissue Doppler Imaging)来诊断左心室壁节段性运动异常。肉眼观察超声二维图像其准确性与医生的经验水平有直接相关性；TDI仅用于检测声束方向平行的应变值。STI不仅可计算各节段的纵向应变值，同时还能计算径向应变值及圆周应变值，从而可以从多方面对MI患者的左心室壁运动进行评价。

1 资料与方法

1.1 研究对象

心肌梗死组:2012-05～2013-11经心内科确诊的MI患者中随机选择33例，其中女12例, 男21例,年龄(56.3±6.7)岁。对照组:在患者家属及本院医护人员中随机选择32例,其中男22例,女10例,年龄(56.3±6.5)岁, 均经心肌酶学检查、心电图检查、体格检查等除外器质性心脏疾病及能够影响心肌运动的其他全身性疾病。

1.2 仪器与方法

1.2.1 实验仪器：本实验使用Philips公司的iE 33彩色超声诊断仪，选用S5-1心脏探头(帧频为60～90帧/s，频率为1～5MHz),随机带有Qlab 8．1量化分析软件。

1.2.2 图像采集：要求受检者向左侧卧位，连接胸导联心电图，嘱受检者于呼气末屏住呼吸，分别采集心尖两腔、左室长轴、心尖四腔以及短轴方向(心尖、乳头肌、二尖瓣水平)共6个切面的4个周期的动态的二维灰阶图像(帧频>60 帧/s)。图像应包含完整的心肌节段，并使心内膜与心外膜显示尽可能清晰。进入Qlab8．1工作站二维应变软件程序,使用 CMQ插件进行计算,首先要选择各节段感兴趣区(ROI),使其较准确地覆盖心肌。将左室长轴方向心肌分为17个节段，左室短轴方向心肌分为18个节段。系统将自动追踪感兴趣区内的斑点声像，对每个室壁节段进行分析，得出各节段径向应变(Radial strain，RS)、圆周应变(Circumferential strain，CS)、纵向应变(Longitudinal strain，LS)(应变无单位，以%表示)。

1.3 统计学处理

采用SPSS 17.0统计软件分析数据，计量数据均以均数±标准差表示。两组间参数比较,采用独立样本的t检验,P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 从图1～6中可见，纵向应变用负向波表示，径向应变主要是以正向波来表示，圆周应变亦是用负向波来表示。正常组的各节段应变-时间曲线在整个心动周期中分布均一，且波峰、波谷清晰明显，峰值高度均匀一致; MI患者各病变节段应变曲线形态杂乱，部分病变严重的节段应变的峰值呈现相反方向，表明该节段在收缩期呈现与其他正常节段相反方向的运动。

2.2 从表1(图5、图6)中可看出，梗死的心肌节段与正常组相应节段比较，收缩期纵向的峰值应变减低，差异显著(P<0.01)。

表1 心肌梗死患者梗死节段和对照组相应节段纵向峰值应变值比较

注:与对照相应节段比较,*P<0.01,**P<0.01。

2.3 从表2～4(图1～5)中可以看出，MI组短轴3个水平的峰值径向应变与对照组相比均减低，差异显著(P<0.01)。同样的MI组的峰值圆周应变与对照组比较均减低，差异显著(P<0.01)。

表2 心肌梗死患者梗死节段和对照组相应节段二尖瓣水平峰值应变值比较

注:与对照组相应节段比较,*P<0.01,**P<0.01。

表3 心肌梗死患者梗死节段和对照组相应节段乳头肌水平峰值应变值比较

注:与对照组相应节段比较,*P<0.01,**P<0.01

表4 心肌梗死患者梗死节段和对照组相应节段心尖水平峰值应变值比较

注:与对照组相应节段比较,*P<0.01,**P<0.01

3 讨论

准确量化地评估左室节段性心肌的运动幅度对于MI患者的诊断及预后的评价意义重大。目前应用较多的肉眼观察二维图像，由于局部的室壁运动易受邻近心肌节段的影响, 因此很难判断该节段的运动是主动收缩还是被动牵拉造成的,例如某一节段室壁发生异常运动,与其毗邻的周围正常心肌的运动也会减低,此时这些节段即被误认为问题节段；相反,如果缺血节段周围的正常心肌节段可以有力地收缩,就可以带动缺血心肌被动地运动，可产生接近正常心肌的运动速度，此时缺血心肌的异常运动将难以发现。TVI能够定量地反映MI患者左室各节段心肌的运动速度及位移，但由于其具有角度依赖性，且所评价的心肌节段运动同样容易受邻近心肌的牵拉，从而导致重复性和准确性均较低，主要用于检测与声束平行方的心肌长轴方向的纵向应变值。STI不仅具有TDI时间分辨率高的优点,，且不易受到运动的角度及心脏摆动的影响。国外研究[1]发现，在慢性心梗患者中，斑点追踪技术与磁共振方法相比具有良好的相关性和符合率，整体应变能很好地预测心肌梗死的范围，且其比左室射血分数和室壁运动指数具有更好的预测价值。

左室心肌纤维呈螺旋状排列，包括：中层的环行肌纤维和内、外层的螺旋形肌纤维，因此左室的运动基本由的四个部分：组成:纵向运动,沿心脏长轴方向，用负值表示，收缩期为负值加大,舒张期负值减小;径向运动,为心脏短轴水平的运动,反映收缩期室壁的增厚的程度，室壁增厚时正值增加,室壁变薄时正值减小；圆周运动,为心脏短轴方向上的环形运动。收缩期负值增加,舒张期时负值减小；旋转运动,表示心脏短轴水平方向上的旋转角度。

王欣等[2]进行心肌长轴方向应变研究，认为正常人左心室各节段应变曲线呈一致性分布，而心肌梗死组呈不同程度的降低。本研究结果表明，正常组各节段应变曲线规整，波峰、波谷规律一致，心肌梗死组各节段应变曲线紊乱。病变的心肌节段的圆周、径向及纵向应变值均较正常组显著减低，部分病变严重的节段出现相反方向的运动。值得注意的是,心肌梗死组的心尖位的纵向应变较径向及圆周应变的变化更加敏感。心肌的纵向运动主要取决于心内膜面心肌纤维，因此发生心肌梗死时，梗死节段首先受连累的是心内膜，纵向纤维的收缩能力下降，该究结果与MRI结果相一致[3]。左室壁的增厚程度58%取决于心内膜纤维, 25%取决于中间层纤维,17%取决于心外膜纤维[4]。MI患者的各层心肌细胞均可见运动异常,心肌纵向应变、径向应变及圆周应变均较正常组显著减低。

二维超声应变技术测量室壁运动时要求提供清晰的高帧频二维灰阶图像，才能准确地反映心肌节段的运动的信息，在肺气肿，肥胖等无法得到清晰的二维图像的患者中的应用受到很大限制。斑点追踪技术不受测量角度的限制，且不受周围组织牵拉的影响，可以无创、定量地评估心肌的应变，能够较完整、全面地评价节段性室壁运动异常的情况，为临床诊断心血管病及评价其疗效提供全新的检测方式。

[1]Gjesdal O，Hopp E，Vardal T，et al． Global longitudinal strainmeasured by two-dimensional speckletracking echocardiography is closely related to myocardial infarctsize in chronic ischaemic heart dis-ease[J]． Clin Sci ( Lond) ，2007，113(6):287-296

[2]王欣, 朱天钢, 权欣, 等.斑点追踪成像评价急性心肌梗死后左室形变与重构的关系[J].中国医学影像技术, 2007, 32(21)：67-68

[3]王金锐, 刘志跃, 杨敬英, 等.心脏纤维环运动的二维和M型超声心动图观测[J].内蒙古医学杂志,1987,8:11

[4]Myers JH, Stirling MC, Choy M, et al.Directmeasurement of inner and outer wall thincking dynamics withepicardial echocardio2graphy[J].Circulation,1986,65(3):1642172