二维斑点追踪显像评价左室旋转和扭转运动在早期心尖肥厚型心肌病诊断中的价值

宋光，任卫东，胡金玲，乔伟，张晶

（中国医科大学附属盛京医院超声科，沈阳 110004）

·论著·

二维斑点追踪显像评价左室旋转和扭转运动在早期心尖肥厚型心肌病诊断中的价值

宋光，任卫东，胡金玲，乔伟，张晶

（中国医科大学附属盛京医院超声科，沈阳 110004）

目的探讨二维斑点追踪显像评价左室旋转和扭转运动在早期心尖肥厚型心肌病（PAHCM）患者诊断过程中的准确性。方法选择26例PAHCM患者、26例高血压左心室肥厚（HLVH）患者和26例健康志愿者，分别行二维超声心动图检查，记录二尖瓣和心尖水平左室短轴及心尖四腔、二腔心切面的二维超声图像。使用QLAB 9.1软件测量各短轴平面内膜下心肌旋转（endo-rot）、外膜下心肌旋转（epi-rot）、跨壁扭转（mural-tor）及平面旋转（bulk-rot），计算出整体扭转角度（G-tor）。筛选出诊断效力的指标，并绘制受试者工作特征（ROC）曲线来评价诊断的效果。结果在二尖瓣水平，PAHCM组与正常对照组相比，endorot、epi-rot、mural-tor及bulk-rot指标的差异无统计学意义（P＞0.05）；PAHCM组与HLVH组相比，这些指标的差异有统计学意义（P＜0.05）。HLVH组与正常对照组相比，endo-rot、epi-rot、mural-tor及bulk-rot指标的差异有统计学意义（P＜0.05）。在心尖水平，3组间epi-rot的差异无统计学意义（P＞0.05）。PAHCM组与正常对照组相比，endo-rot、mural-tor及bulk-rot指标的差异有统计学意义（P＜0.05）；PAHCM组与HLVH组相比，这些指标的差异有统计学意义（P＜0.05）。与正常对照组相比，HLVH组在endo-rot、mural-tor及bulk-rot指标上的差异有统计学意义（P＜0.05）。各组间G-tor的差异均有统计学意义（P＜0.05）。ROC曲线分析显示，G-tor鉴别诊断PAHCM的准确性高（ROC曲线下的面积为0.89），敏感度为73.08%，特异度为92.31%。结论二维斑点追踪显像技术可以准确定量测量PAHCM患者左室心肌旋转和扭转的变化。使用G-tor可精确地识别和鉴别高血压心肌肥厚和PAHCM。

超声心动图；斑点追踪技术；早期心尖肥厚型心肌病；扭转

心尖肥厚型心肌病（apical hypertrophic cardiomyopathy，AHCM）是肥厚型心肌病的一种特殊类型，其病理特征为左室乳头肌水平以下的心尖部心肌肥厚，排列混乱。AHCM因对心脏血流动力学的影响较小，所以临床症状缺乏特异性，可表现为不典型胸闷、气短或心慌，医生容易因警惕性不高而漏诊。AHCM常合并心血管事件，如房颤、心肌梗死和脑卒中，所以确诊早期心尖肥厚型心肌病（preapical hypertrophic cardiomyopathy，PAHCM）对预防心血管事件的发生有一定意义［1］。临床上超声心动图诊断PAHCM时，常需要与高血压性心肌肥厚（hypertensive left ventricular hypertrophy，HLVH）相鉴别。单纯依靠常规二维超声心动图的指标，诊断存在一定难度。本研究应用二维斑点追踪显像技术评价左室心肌旋转和扭转运动，探讨该技术在筛查及鉴别PAHCM中的临床应用价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

PAHCM组：2009年1月1日至2010年12月31日在我院确诊的PAHCM患者26例，其中男21例，女5例，年龄22～77岁，平均（49.85±17.77）岁。PAHCM诊断标准［2］：二维超声心动图测量心尖处最厚心肌的厚度≥11 mm且＜15 mm；心尖处最厚心肌的厚度与左室后壁心肌厚度的比值增高；收缩期时心尖处心腔面积减小甚至消失；心尖处心肌运动可以正常、减弱或消失。排除由于高血压、内分泌疾病等因素导致左室壁増厚的病例。所有患者经心电图检查及长期超声随访。同时辅有其他检查，5例行磁共振检查，5例行左心室造影，3例行心肌活检，3例行实时超声造影。

HLVH组：经临床确诊的高血压患者（依据WHO高血压诊断标准）26例，其中男21例，女5例，年龄24～76岁，平均（51.27±16.89）岁，超声心动图检查左室壁呈向心性肥厚。

正常对照组：26例健康志愿者，其中男20例，女6例；年龄27～75岁，平均（45.42±16.25）岁，经体检、实验室检查、心电图及超声心动图检查排除器质性心血管疾病。

1.2 仪器和方法

1.2.1 仪器：Philips iE33超声诊断仪，S5-1探头，频率1.0～5.0 MHz，Qlab 9.1脱机分析软件。

1.2.2 图像采集：嘱受试者常规左侧卧位，同步心电图。待其稳定呼吸时，在胸骨旁左室长轴切面，测量舒张末期左室的内径（left ventricular end diastolic dimension，LVEDd）、舒张末期左室后壁厚度（left ventricular posterior wall diastolic dimension，LVPWDd）和左房最大前后径（left atrial anteroposterior diameter，LAAD）。于左室短轴心尖水平测量舒张末期左室心尖段心肌最大厚度（left ventricular apical myocardial dimension，LVAMDd）。于心尖部四腔心切面、两腔心切面使用双平面Simpson法测量左心室舒张末期的容积（end-diastolic volume，EDV）、左心室收缩末期的容积（end-systolic volume，ESV），计算每搏量（stroke volume，SV）以及左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）。测量二尖瓣口E波峰值（E）、二尖瓣口A波峰值（A）及E/A。所有图像均有专人负责录制，保证图像的质量和稳定性。

1.3 图像分析

使用QLAB9.1工作站，启动TMQ Advanced分析软件，系统自动生成一个包含心内膜、中层和心外膜解剖结构的环形感兴趣区域，并自动对心肌内的斑点进行实时追踪。选取心律稳定并且心内膜、心外膜显示清晰的心动周期图像，分析过程中随时调整感兴趣区大小，保证感兴趣区域与实际心肌重合。分析结束后软件将输出各短轴平面整体的内膜下心肌旋转（endo-rot）、外膜下心肌旋转（epi-rot）、跨壁扭转（mural-tor）及平面旋转（bulk-rot）曲线（图1）。mural-tor=endo-rot-epi-rot。bulk-rot为基底水平或心尖水平整体的旋转角度［3］。最后计算出整体扭转角度G-tor，为心尖水平和二尖瓣水平bulk-rot的差值［4］，见图1。上述所有数值均为3次测量的平均值。

1.4 统计学处理

图1 PAHCM患者心尖水平心肌扭转曲线Fig.1 Curve of apical level myocardial torsion in patients with PAHCM

2 结果

2.1 各组间临床及常规超声心动图比较

3组间年龄、性别组成、心率、LVEDd、LVEF、E等指标的差异均无统计学意义（P＞0.05）。与HLVH组相比，PAHCM组收缩压、舒张压、LVPWDd、EDV、ESV、SV、LAAD等指标减低，差异有统计学意义（P＜0.05），而LVAMDd、A、E/A等指标的差异无统计学意义（P＞0.05）。与正常对照组比较，PAHCM组的LVAMDd、A增加，EDV、ESV、SV、E/A减低，差异有统计学意义（P＜0.05），收缩压、舒张压、LVPWDd、LAAD之间差异无统计学意义（P＞0.05）。与正常对照组相比，HLVH组的收缩压、舒张压、LVAMDd、LVPWDd、EDV、ESV、SV、LAAD、A增高，E/A减低，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 各组间临床资料及常规超声心动图比较Tab.1 Comparison of clinical data and conventional echocardiography

2.2 各组间左室扭转指标的比较

在二尖瓣水平，PAHCM组与正常对照组相比，endo-rot、epi-rot、mural-tor及bulk-rot指标的差异无统计学意义（P＞0.05）；PAHCM组与HLVH组相比，这些指标的差异有统计学意义（P＜0.05）。HLVH组与正常对照组相比，endo-rot、epi-rot、mural-tor及bulk-rot指标的差异有统计学意义（P＜0.05）。在心尖水平，3组间epi-rot的差异无统计学意义（P＞0.05）。PAHCM组与正常对照组相比，endo-rot、 mural-tor及bulk-rot指标的差异有统计学意义（P＜0.05）；PAHCM组与HLVH组相比，这些指标的差异有统计学意义（P＜0.05）。HLVH组与正常对照组相比，endo-rot、mural-tor及bulk-rot指标的差异有统计学意义（P＜0.05）。G-tor在各组间的差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

2.3 ROC曲线分析

用二尖瓣水平和心尖水平的endo-rot、epi-rot、mural-tor、bulk-rot以及G-tor绘制ROC曲线，以筛查和鉴别诊断PAHCM。ROC曲线下的面积（area under curve，AUC）有心尖水平endo-rot、mural-tor、bulkrot和G-tor大于0.7，但仅有G-tor接近0.9，同时有较高的敏感度（73.08%）和特异度（92.31%）。见表3、图2。

表2 各组间左室扭转指标的比较（°）Tab.2 Comparison of left ventricular torsion index in each group（°）

表3 ROC曲线分析Tab.3 ROC curve analysis

图2 左室扭转指标诊断PAHCM的ROC曲线Fig.2 The ROC curve of left ventricular torsion index in the diagnosis of PAHCM

3 讨论

AHCM最早由Sakamoto等于1976年报道，当时称为非对称性心尖心肌肥厚。1979年Yamaguchi等发表了该病的详细报告，并命名为AHCM。本病属常染色体显性遗传病，男性发病多，以30～60岁为高发。AHCM发病机制较复杂，大约50%病例由心肌蛋白的基因突变所致，还可能与胎儿发育时心肌对循环中儿茶酚胺反应异常或者去甲肾上腺素与心肌受体错位作用引起心肌纤维排列和不对称性肥厚有关。剩余的50%发病机制尚不明确，可能与激素水平、遗传以及社会因素等因素综合作用有关。超声心动图检查具备价格便宜、重复性好、准确度高等优点。超声心动图诊断肥厚型心肌病的特异性在90%以上，不仅可以检出心肌肥厚的部位和程度，还可以显示左室左房在结构和功能上的继发性改变，已成为近年来肥厚型心肌病的首选诊断技术。针对特殊类型肥厚型心肌病如PAHCM，超声心动图还可以观察其疾病的演变过程。

左室心肌主要由心内膜下及心外膜下的纵行肌和位于中层的环形肌构成。正常情况基底水平呈顺时针旋转，心尖水平呈逆时针旋转，左室扭转运动是左心室心尖相对于基底的旋转运动。左室扭转运动在射血过程中起着重要作用，一定程度上可反映左室的收缩功能，局部心肌旋转运动的异常也可以影响心脏整体功能。决定心肌旋转的主要因素是心肌纤维的运动角度和缩短程度，并与心内膜和心外膜之间肌节拉紧的变形梯度密切相关。二维斑点追踪显像技术基于高帧频的二维灰阶超声图像，可实时追踪心肌内的回声斑点，能定量测量心脏心肌的旋转和扭转角度，是评价左室旋转和扭转运动的一种新方法［5］。

研究表明，左室扭转运动受到心肌收缩力、心脏的顺应性、心内膜及心外膜下肌纤维的走形夹角及心腔空间构形的影响［6，7］。此外，心外膜和心内膜心肌纤维的不同步的病理进程，可能会影响顺时针及逆时针的力量之间的平衡，进而造成心内膜下心肌、心外膜下心肌旋转和扭转发生改变［8］。

本研究结果显示，在二尖瓣水平，与正常对照组相比，PAHCM组各指标基本无改变；而HLVH组各指标均有所增加。在心尖水平，与正常对照组相比，PAHCM组各指标除epi-rot外均有所增加，但增加的幅度不如HLVH组。与正常对照组相比，PAHCM组和HLVH组G-tor均增加，但HLVH组增加的更多。分析可能有以下原因：（1）病理学：PAHCM组患者心肌细胞增大、心肌细胞排列紊乱、心肌纤维化导致室壁僵硬度增加，心肌收缩性能降低，心肌增厚启动代偿机制［9］。（2）病理生理学：PAHCM组患者肥厚的心肌顺应性减低，使心室舒张期充盈受阻，舒张末期压力可以升高，冠脉充盈随之降低；心肌顺应性减低，舒张期左室扩张度减低，导致SV减少的同时，心室充盈压力增高后还可以压迫心室壁内冠状动脉。总之，冠脉内血供的减少导致心肌收缩性能降低，由于心肌特殊的血液供给，心内膜下心肌是左心室最易受到缺血损害的区域，因此在缺血情况下其扭转功能较早即出现改变［10］。

在本研究前国内外鲜有针对AHCM扭转运动的研究，比较有代表性的为肖阳杰［11］和Change［12］的研究。而二者结果并不一致，甚至AHCM患者相对正常对照组的G-tor趋势完全相反，分析其原因：尽管二者均针对AHCM进行研究，但是二者的研究对象不完全相同，前者研究对象的G-tor增加，同时扭转的峰值速度亦增加，应该是处于代偿期的患者，而后者研究对象的G-tor减小且扭转峰值速度也减低，应该是处于失代偿期的患者。因为AHCM是渐进性发展的，所以可以因为研究对象的差异而导致研究结果的不同。笔者分析，AHCM发病初期由于存在代偿机制，所以G-tor增加，同时扭转的峰值速度亦增加，如肖阳杰［11］的研究；发病中期，心肌僵硬度增加，运动能力下降，所以出现扭转峰值速度的减低或与正常人持平，如周金玲［13］的研究，这种改变类似与原发性高血压心脏病左室扭转的改变［14］；发病晚期，左室心肌运动失代偿，已经无法通过增加扭转角度弥补心肌收缩力减低的不足，此时扭转角度减小且扭转峰值速度也减低，如Change［12］的研究。

为评估二维超声扭转指标筛选及鉴别诊断PAHCM的价值（主要与HLVH相鉴别），本研究从各个水平endo-rot、epi-rot、mural-tor、bulk-rot以及G-tor中筛选出有诊断意义的指标，绘制它们ROC曲线（图2）。ROC曲线分析显示，G-tor曲线下面积在0.9左右，对PAHCM的鉴别有较高的准确度。在PAHCM的筛查识别过程中，鉴别的重要性及难度更高。所以需要更高的特异度进而避免误诊，而G-rot的特异度为92.31%，完全能满足临床需求，同时还保持不错的敏感度。

综上所述，二维斑点追踪显像技术可以准确定量测量PAHCM患者心肌旋转和扭转，反映出心肌运动形变能力的变化，使用G-tor可精确地识别和鉴别PAHCM，为超声医师们提供了一种敏感和可靠的技术手段。

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（编辑 陈 姜）

Evaluation the Value of Left Ventricular Rotation and Torsion in Pre-apicalHypertrophic Cardiomyopathy Diagnosis Using Two-dimensionalSpeckle Tracking Imaging

SONG Guang，RENWei-dong，HUJin-ling，QIAOWei，ZHANGJing

（DepartmentofUltrasound，Shengjing Hospital，China MedicalUniversity，Shenyang 110004，China）

Objective To discuss the diagnostic value of two-dimensional speckle tracking imaging in the evaluation of left ventricular rotation and torsion in pre-apical hypertrophic cardiomyopathy（PAHCM）patients.MethodsA total of 26 patients with PAHCM，26 patients with hypertensive leftventricularhypertrophy（HLVH）and 26 healthy volunteerswere recruited forthe study.Two-dimensionalechocardiographs were performed carefully.Two-dimensional images were obtained from the left ventricular apical four-chamber section，two-chamber section and two short-axis sections，including mitral valve and apical levels.The peak subendocardial rotation（endo-rot），epicardial rotation（epi-rot），transmural torsion（muraltor）and bulk rotation（bulk-rot）of each short-axis section were measured and analyzed using QLAB 9.1 software.ResultsIn the mitral level，there was no statistically significant difference in endo-rot，epi-rot，mural-tor and bulk-rot between the PAHCM group and normal control group（P＞0.05）.There was statistically significant difference in endo-rot，epi-rot，mural-tor and bulk-rot between the PAHCM group and HLVH group（all P＜0.05）.There was statistically significantdifference in endo-rot，epi-rot，mural-torand bulk-rotbetween the HLVH group and normalcontrol group（all P＜0.05）.In the apicallevel，there was no statistically significantdifference in epi-rotamong three groups（P＞0.05）.There was statistically significantdifference in endo-rot，mural-torand bulk-rotbetween each two groups（P＜0.05）.There was statistically significantdifference in G-tor between each two groups（P＜0.05）.The receiver operating characteristic curve analysis showed that the accuracy of differential diagnosis of G-tor PAHCM was high（the area under the receiver operating characteristic curve is 0.89），the sensitivity was 73.08%，and the specificity was92.31%.ConclusionTwo-dimensional speckle tracking imaging could accurately and quantitatively measure the left ventricular rotation and torsion in PAHCMpatients.The G-torcould accurately screen and identify between PAHCMand HLVH.

echocardiography；speckle tracking imaging；pre-apical hypertrophic cardiomyopathy；twist

R445.1

A

0258-4646（2015）08-0704-06

辽宁省科技厅科学技术计划项目（2013225049）

宋光（1984-），男，主治医师，博士研究生.

任卫东，E-mail：renwd01@163.com

2015-01-14

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