应变率成像对左室整体舒张功能正常高血压患者局部心肌功能的评价

仇 晶，王志斌 ，姜本涛 ，纪邦启

（1.青岛大学医学院，山东 青岛 266000；2.山东省青岛市城阳区第二人民医院影像科，山东 青岛 266100；3.济钢总医院放射科，山东 济南 250101）

高血压是舒张功能障碍最常见的病因之一，也是以人群为基础的取样中相当一部分心力衰竭发病机制的主要因素。应变率成像是用来评价左室收缩和舒张功能相对较新的方法，不受心肌平移运动和相邻室壁牵拉的影响［1］。 最新研究［2］表明，基于应变率成像的节段性舒张功能改变也许是评价早期舒张功能改变的更好方法，因为其出现早于整体舒张功能障碍。对高血压患者来说，早期准确评价舒张及收缩功能变化，有助于制定合理治疗方案，对预防心血管疾病的发生及发展有重要意义。本研究旨在应用应变率成像探讨左室整体舒张功能正常高血压患者节段性心肌功能异常的分布区域，评价高血压患者早期心肌受损情况的差异。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2013年12月至2014年8月青岛大学附属医院原发性高血压患者70例作为高血压组，男 39例，女 31例；年龄 35～68岁，平均（49±6）岁；心率（65.5±12.1）次/min，体质量指数（BMI）（28.6±5.0）kg/m2。 35 例健康志愿者作为对照组，男 20例，女 15例；年龄 35～65岁，平均（48±5）岁；心率（68.7±9.1）次/min，BMI（26.5±3.1）kg/m2。 2组年龄、性别、心率及BMI差异均无统计学意义（均P＞0.05）。入选标准：2组均排除非窦性心律、冠状动脉疾病病史、部分室壁运动异常、二尖瓣或三尖瓣狭窄、先天性疾病、心肌病、二尖瓣和主动脉瓣返流，心包疾病、肺心病。高血压组均符合1999年WHO/ISH高血压病诊断标准［3-4］，即收缩压（SBP）≥140 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），和/（或）舒张压（DBP）≥90 mmHg；近期有药物治疗史。对照组参考血压测量值和治疗史，血压均正常。

1.2 仪器与方法 采用GE Vivid 7型彩色多普勒超声仪，M3S超宽频电子相控阵探头，频率1.7～3.4 MHz，帧频40～90帧/s。测量被检者的血压、身高、体质量、心率，计算BMI及体表面积（BSA）。被检者取左侧卧位，同步连接记录心电图，平静呼吸状态，于呼气末屏气状态下采集图像。行二维和多普勒超声心动图检查。测量指标至少测量连续3个心动周期，取平均值。

根据欧洲工作组的舒张功能异常超声心动图评价标准［5-6］：二尖瓣口舒张早期血流峰值（E峰）和舒张晚期血流峰值（A 峰）之比（E/A）（＜50岁）＜1.0和E 峰减速时间（DT）（＜50 岁）＞220 ms，E/A（＞50 岁）＜0.5 和 DT（＞50 岁）＞280 ms，和/（或）左室等容舒张时间（IVRT）（＜30 岁）＞92 ms，IVRT（30～50 岁）＞100 ms，IVRT（＞50 岁）＞105 ms，和/（或）肺静脉血流频谱收缩波（S）和舒张波（D）之比（S/D）（＜50 岁）＞1.5 或 S/D（＞50 岁）＞2.5，和/（或）二尖瓣血流频谱E峰与二尖瓣环运动速度Ea比值（E/Ea）＞15。

胸骨旁和心尖切面的获得参照美国超声心动图学会（ASE）的建议［7-8］。采用M型超声心动图测量左心房、左心室收缩末期及舒张末期内径，室间隔及左室后壁舒张末期厚度。左室射血分数计算采用辛普森双平面法。相对壁厚（RWT）计算公式：RWT=2×舒张期后壁厚度（LVPWd）/左室舒张末期直径（LVIDd）。左室质量（LVM）计算公式：LVM＝1.04×［（LVIDd+IVSd+LVPWd）3-LVIDd3］-13.6，其中 IVSd 为舒张期室间隔厚度。左室质量指数（LVMI）计算公式：LVMI=左室质量（LVM）/BSA。

二尖瓣入左室血流的脉冲波多普勒在心尖四腔心切面观察，取样容积线置于二尖瓣瓣尖水平，测量E、A 峰峰值血流速度及 E/A、DT、IVRT、肺静脉波形以评价左室整体舒张功能。室间隔和左室侧壁的脉冲波组织多普勒也由心尖四腔心切面获得。

纵向收缩末室壁压计算公式：纵向收缩末室壁压=SBP×R/2WT（1+WT/R），其中R为收缩末半径，WT为室壁厚度；脉压（PP）估算公式：PP=SBP-DBP；平均动脉压（MAP）估算公式：MAP=DBP+1/3（SBPDBP）。

在呼气末屏气状态，分别在心尖四腔心、三腔心和两腔心切面获得侧壁、后间隔、前间隔、后壁、前壁和下壁在3个连续心动周期的组织多普勒成像并记录数据。扇面角度约30°，彩色多普勒帧频大于150帧/s，校正角度小于15°。声波频率设置在2.8 MHz。滤波器谐波成像作为所有记录的标准。调整脉冲重复频率避免混淆现象，标准设置在4.2 kHz左右。

所有图像存盘，导入EchoPAC PAC工作站，脱机分析应变率参量，将左室壁分为18个节段以评价节段性舒张功能障碍。纵向分别记录基底段、中间段和心尖段的舒张早期、晚期应变率参量SRE和SRA，以SRE/SRA＜1.1作为节段性舒张功能障碍的指标。计算被检者节段性舒张功能改变的节段总数，以及6个基底段、6个中间段和6个心尖段的SRE/SRA平均值。有3个以上节段不符合应变率分析要求的参与者不参与分析研究。

1.3 统计学分析 应用SPSS17.0统计软件分析数据，连续变量以±s表示，用Student’t检验比较各组。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组常规测量指标比较（表1） 2组评价整体舒张功能的指标（DT、IVRT、E/A）都在正常范围内，尽管高血压患者在接受药物治疗，其SBP、DBP、MAP和PP仍高于对照组（P＜0.05）。高血压组的壁厚、相对壁厚及左室质量指数均大于对照组（P＜0.05）。

2.2 2组心肌阶段性舒张功能异常情况 与对照组比较，高血压组有明显的节段性舒张功能障碍。高血压组二尖瓣环运动速度和平均舒张早期运动速度显著降低。二组的充盈压都维持在较低水平。对照组存在节段性松弛性异常，可能与年龄较大有关，这个在评价整体舒张功能障碍的指标中并未显现。因此，评价整体舒张功能障碍的指标无法评价高血压组节段性舒张功能障碍。

2组心肌节段性舒张功能异常情况的分布见表2。2组节段性舒张功能异常均从基底段开始向左室心尖部延伸，心尖段较基底段受影响较少。SRE和SRE/SRA值从心尖段到基底段，特别是损伤严重的室壁和高血压患者。在对照组中，室间隔基底段是最易受损害的区域，其次是下壁基底段。侧壁是受影响最小的区域，特别是中间段和心尖段。

高血压患者在基底段、中间段和心尖段平均都较低，基底段舒张功能较显著。舒张功能最显著的区域为室间隔基底段、下壁基底段和前壁基底段，侧壁是受影响最小的区域。

3 讨论

本研究发现，对于用传统指标评价没有证据表

明存在整体舒张功能障碍的高血压组和对照组，应用应变率成像评价都存在节段性舒张功能障碍。高血压组与对照组相比较，有更显著的节段性舒张功能异常。在对照组中，心肌基底段，特别是室间隔、下壁，受影响更为严重。高血压患者心肌基底段的舒张功能降低更明显，在部分患者中，损害区域向中间段及心尖段发展。传统评价指标不能预测在早期舒张功能障碍和整体舒张功能正常状态中节段性舒张功能的细微变化［11］。

表 1 2组常规测量指标比较（±s）

表 1 2组常规测量指标比较（±s）

注：*P＜0.05，与对照组比较，差异有统计学意义。

组别对照组高血压组例数35 70组别 例数对照组 35高血压组 70收缩压（mmHg） 舒张压（mmHg） 平均压（mmHg） 脉压（mmHg） 壁厚（l/mm） 相对壁厚（l/mm）121.6± 8.3 79.2±4.2 94.0± 5.3 42.8± 7.6 8.9±1.1 0.37±0.04 136.7±16.0* 82.8±7.8* 101.0±10.7* 53.5±14.6* 9.7±1.0* 0.42±0.06*左室舒张径（d/mm）射血分数（%）47.9±5.8 30.3±3.9 24.4±2.5 82.1±15.6 68.5±10.5 65.5±5.5 45.4±5.0 28.7±3.6 23.7±2.7 87.3±17.4 73.3±11.6 68.4±6.7左室收缩径（d/mm）左室舒张末期内径指数（mm/m2）左室等容舒张时间（t/ms）E峰流速（v/cm·s-1）组别 例数对照组 35高血压组 70 E峰减速时间（t/ms）48.7±11.1 1.40±0.28 36.0±3.9 94.5±16.5 180.7±25.2 55.2±11.3 1.32±0.25 38.1±3.7 106.4±15.1* 187.6±37.6 A峰流速（v/cm·s-1） E/A 左房前后径（d/mm）左室质量指数（g/m2）

表2 2组心肌节段性舒张功能异常情况比较（±s）

表2 2组心肌节段性舒张功能异常情况比较（±s）

注：SRE：舒张早期峰值应变率；SRA：舒张晚期峰值应变率。*P＜0.05，与对照组比较差异有统计学意义。

组别 测量指标 侧壁基底段 侧壁中间段 侧壁心尖段 后间隔基底段 后间隔中间段 后间隔心尖段对照组 SRE 3.19±0.54 3.47±0.61 3.46±0.75 1.51±0.34 1.77±0.87 2.47±0.72 SRA 1.91±0.33 1.51±0.49 1.31±0.35 1.71±0.54 1.52±0.51 1.49±0.44 SRE/SRA 1.67±0.59 2.29±0.91 2.63±1.08 0.88±0.52 1.16±0.57 1.66±0.41高血压组 SRE 2.68±0.73* 3.06±0.67* 3.39±0.63 1.23±0.45* 1.51±0.69* 1.87±0.64*SRA 1.97±0.54* 1.59±0.73* 1.34±0.49 1.81±0.64* 1.61±0.69* 1.56±0.43*SRE/SRA 1.36±0.74* 1.93±0.62* 2.53±0.99 0.67±0.31* 0.93±0.48* 1.20±0.41*组别 测量指标 前壁基底段 前壁中间段 前壁心尖段 下壁基底段 下壁中间段 下壁心尖段对照组 SRE 2.56±0.68 3.28±0.62 3.27±0.54 1.99±0.47 2.32±0.66 2.55±0.42 SRA 1.29±0.42 1.26±0.38 1.21±0.32 1.64±0.48 1.58±0.41 1.51±0.67 SRE/SRA 1.98±1.01 2.59±1.02 2.70±0.95 1.21±0.94 1.47±0.66 1.69±0.82高血压组 SRE 1.92±0.55* 2.72±0.66* 3.21±0.53 1.53±0.41* 1.80±0.72* 1.96±0.67*SRA 1.65±0.59* 1.40±0.43* 1.23±0.40 1.76±0.65* 1.69±0.39* 1.59±0.47*SRE/SRA 1.16±0.69* 1.94±0.88* 2.61±0.92 0.86±0.46* 1.07±0.52* 1.23±0.46*组别 测量指标 前间隔基底段 前间隔中间段 前间隔心尖段 后壁基底段 后壁中间段 后壁心尖段对照组 SRE 1.56±0.32 1.99±0.88 2.51±0.43 2.41±0.67 2.65±0.51 2.63±0.37 SRA 1.69±0.46 1.66±0.72 1.15±0.33 1.71±0.53 1.62±0.54 1.53±0.46 SRE/SRA 0.92±0.49 1.19±0.43 2.19±0.74 1.41±0.54 1.63±0.66 1.71±0.63高血压组 SRE 1.27±0.23* 1.49±0.51* 2.26±0.89* 2.25±0.65* 2.51±0.79* 2.59±0.68 SRA 1.76±0.48* 1.49±0.49* 1.33±0.58* 1.85±0.54* 1.68±0.59* 1.54±0.51 SRE/SRA 0.72±0.36 1.00±0.54* 1.70±0.59* 1.21±0.85* 1.49±0.82* 1.68±0.79组别 测量指标 基底段平均值 中间段平均值 心尖段平均值对照组 SRE 2.20±0.50 2.58±0.69 2.81±0.53 SRA 1.65±0.46 1.44±0.45 1.36±0.42 SRE/SRA 1.34±0.60 1.80±0.75 2.09±0.77高血压组 SRE 1.80±0.50* 2.18±0.67* 2.54±0.67*SRA 1.81±0.57* 1.57±0.55* 1.43±0.48*SRE/SRA 0.99±0.56* 1.39±0.64* 1.82±0.69*

舒张功能障碍是个被广泛研究的课题，夸张的心肌纤维化、肌细胞自身修复、微血管局部缺血、负荷影响，如肾素-血管紧张素-醛固酮系统的体液物质，在系统性高血压中，这些是引起舒张功能异常的主要原因。进一步的研究［12］表明，形态计量学测定的间质和血管周围纤维化，而不是过度增生（肥厚），是心肌舒张性异常的原因。

本研究中，高血压患者存在更广泛的节段性舒张功能异常，在基底段、中间段、心尖段平均舒张功能均低于对照组。此结论支持以往的发现［2-3］，证明了在临床上有显著左室肥厚表现之前舒张异常的存在。尽管本研究患者LVM和左室体积指数轻度升高，肥厚状态仍低于明显肥厚的极限。

以往研究已证实［4］，对节段性舒张功能障碍的评价相较于在出现早期舒张功能异常上优于传统评价指标。舒张功能障碍逐步发展，只有当受损区域大于心肌节段的50%（9/18）时舒张功能障碍整体指标才变为阳性［9］。 本研究中，2 组的整体指标（DT、IVRT和E/A）都在正常范围内，高血压组应变率成像已显示有显著的舒张功能异常表现。

本研究的意义是发现了节段性心肌舒张功能异常的分布。本研究中基底段比心尖段更易发生，室间隔和下壁比其他心肌壁更易受影响，侧壁似乎是最不易发生舒张功能异常的区域。伴随舒张功能异常的进展，SRE和SRE/SRA值下降，而SRA升高。在基底段心肌中，后者特别显著，或许因为解剖结构接近左房。

既往研究提出基底段室壁应力增大和因此的室壁厚度增加，而不是心尖段。这在室间隔和侧壁相比较中是特别真实的，因此心肌功能/（形变）在这些区域可能更容易发生。左室功能异常伴有壁面曲率的修改，决定了室壁压力室壁压力对左室功能的影响［10-14］。因此，跨节段室壁应力、WT，以及曲率差异可能在心肌节段性舒张功能异常发生的表现和进展中扮演关键的角色。

综上所述，本研究发现了整体舒张功能评价指标正常的个体节段性舒张功能改变的分布，同时表明应变率成像评价舒张功能的优越性，在发现早期舒张功能异常上优于传统评价指标，有助于临床及早诊断，为舒张功能障碍高风险的患者制定治疗方案。

［1］ Leitman M，Lysyansky P，Sidenko S，et al.Two-dimensional strain--a novel software for real-time quantitative echocardiograpic assessment of myocardial function ［J］.J Am Soc Echocardiogr，2004，17：1021-1029.

［2］ Langeland S，Wouters PF，Claus P，et al.Experimental assessment of a new research tool for the estimation of two-dimensional myocardial strain［J］.Ultrasound Med Biol，2006，32：1509-1513.

［3］ Yu CM，Sanderson JE，Marwick TH，et al.Tissue Doppler imaging a new prognosticator for cardiovascular diseases［J］.J Am Coll Cardiol，2007，49：1903-1914.

［4］ Dandel M，Hetzer R.Echocardiographic strain and strain rate imaging--clinical applications［J］.Int J Cardiol，2009，132：11-24.

［5］李真真，王志斌，孙品，等.二维应变成像技术评价左心室构型正常高血压患者的心肌功能［J/CD］.中华超声医学杂志（电子版），2013，10（1）：52-58.

［6］杜刚.应变率成像评价不同血压模式原发性高血压患者左心室功能的研究［J］. 中国当代医药，2013，20（30）：95-97.

［7］郝兵兵，李玉宏，葛丽丽，等.实时三维斑点追踪显像技术评价，心肌缺血患者左心室局部功能［J］.中国医学影像技术，2013，29（11）：1824-1828.

［8］孙鹏飞，王建华.三维斑点追踪成像技术评价不同左心室构型高血压患者左心室收缩功能［J］. 中国医学影像技术，2013，29（11）：1814-1818.

［9］牟晓雯，王志斌.实时三平面应变率成像评价原发性高血压左心室心肌肥厚对长轴舒张功能的影响［J］.中国临床医学影像杂志，2014，25（5）：329-332.

［10］吴世秀，路红.原发性高血压左心房应变率与左心室舒张功能的相关性研究［J］. 实用心脑肺血管病杂志，2014，22（3）：48-49.

［11］孙璐，任卫东，樊蓉，等.三维面积应变评价高血压患者左心室心肌收缩功能早期变化［J］. 中国医学影像技术，2014，30（9）：1348-1352.

［12］尹春艳，王志斌.二维应变超声心动图评价高血压病人左心室长轴收缩功能［J］. 青岛大学医学院学报，2014，58（3）：248-250.

［13］陈敏，叶鹏.二维与三维斑点追踪技术分析高血压患者心肌应变与心功能之间的关系［J］. 中华高血压杂志，2014，22（5）：420-423.

［14］段银玲，卢芳，聂宏娟，等.STI评价原发性高血压与尿毒症左室壁增厚患者的左室纵行心肌应变［J］.中国中西医结合影像学杂志，2014，12（3）：264-267.