二维斑点追踪显像技术对心脏扭转变化意义的研究进展

张建刚++++++张爱红

[摘要] 二维斑点追踪显像技术（2D-STI）是以心肌旋转的角度和速度等参数为基础，以逐帧追踪灰阶图像中所显示的，小于入射超声波长的斑点在心动周期中所产生的信号为依据，对心动周期中所有心肌组织的实时运动和变形特征，进行定性和定量分析的新型心脏超声技术，具有无创、准确等优点，在节段性室壁运动、心肌梗死及心肌扭转中的定性和定量研究中具有较高的应用价值。该文着重对其在心脏扭转变化中的意义进行综述，旨在为该技术的应用提供参考。

[关键词] 二维斑点追踪显像技术；节段性室壁运动；心肌梗死；心肌扭转

[中图分类号] R [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2014）12（c）-0191-02

二维斑点追踪显像技术（two-dimensional speckle-tracking imaging，2D-STI）为近年来开发的一种新型影像学技术，其以心肌旋转的角度和速度等参数为基础，以逐帧追踪灰阶图像中所显示的，小于入射超声波长的斑点在心动周期中所产生的信号为依据，对心动周期中所有心肌组织的实时运动和变形特征，进行定性和定量分析[1]。2D-STI具有无创、准确等优点，在左心室扭转及扭转角度的定性和定量研究中具有较高的应用价值[2]。该文着重对其在心脏扭转变化中的意义进行综述，旨在为该技术的应用提供参考。

1 评价节段性室壁运动

节段性室壁运动在各类心血管疾病的临床诊治中均具有较高的参考价值。常用于评价节段性室壁运动功能的方法有组织多普勒技术、2D-STI及速度向量成像技术等，其临床应用价值各有差异。2D-STI可对左心室的长短轴和右心室局部阶段功能进行定性评估。Ahmad [3]等学者的研究表明，急性心肌梗死患者节段室壁中左心室基底段及心尖端的应变值，明显低于健康对照组，而左心室短轴如二尖瓣及心尖部等部位的径向和圆周应变，同样明显低于健康对照组，表明2D-STI技术可对节段性室壁运动异常进行较为准确的定性分析。有学者[4]对采用2D-STI技术对非ST段抬高急性心肌梗死患者的心肌运动特征的分析结果进行了研究，对于急性冠脉阻塞患者，其左室壁整体及局部运动功能均表现为下降趋势。提示心肌的形变能力降低，表明借助于2D-STI技术，可对心肌应变的早期进行评价以及早发现常规心电图难以发现急性冠脉阻塞症状，从而及早为患者制定灌注治疗方案，以改善患者的治疗和预后。

2 评价心肌梗死

心肌梗死的临床评价主要依靠二维灰阶图像，借助其显示的室壁运动及室壁增厚情况来分析心肌梗死的特征。对于冠心病患者而言，冠状动脉呈现出不同程度的狭窄，心肌相应阶段也会出血缺血特征，2D-STI技术可通过对心肌各节段长短轴切面的径向应变进行分析，以确定冠状动脉狭窄的程度。有学者[5]采用2D-STI技术对急性心肌梗死患者入院时和血管重构后的左室壁运动特征进行了分析，研究表明左室壁纵向平均应变与心肌梗死面积具有显著相关性，较好地证实了相比于左心室射血分数，左室壁纵向平均应变用于心肌梗死面积的预测会更好。该项研究结果还提示，左心室射血分数组正常组其心尖部及左室壁扭转峰值下降与心肌缺血有一定的关联，虽然左心室射血分数未见明显下降，但心肌收缩功能有可能已经受到不同程度的损害，尤其是心尖部的损害最为明显，进一步提示左室扭转峰值相比于左心室射血分数更能评价心肌缺血的特征和程度。另一项研究[6]则表明，应用2D-STI技术对前室壁心肌梗死患者进行定性分析后，左心室射血分数减少者，其左室扭转峰值明显低于健康对照组，主要表现为心尖部及心室整体等部位扭转峰值均降低。与核磁共振成像技术对心尖旋转运动的研究结果基本相似，表明心尖部在心室扭转中具有十分重要的作用。

3 评价心肌扭转中的应用

3.1 正常人左心室扭转运动的定量评价

研究[6]表明，由心尖朝向心底观察，健康受检对象左室呈现为短轴二维切面，当心脏处于收缩期时，左心室以顺时针方向旋转在二尖瓣水平上，多以负值表示；而心尖部则是以逆时针方向旋转，多以正值表示。但也有报道用正值表示顺时针旋转，负值表示逆时针旋转[7]。Saito [8]等学者采用2D-STI技术对健康受检人群左室短轴旋转角度进行了测量，与核磁共振成像技术比较，心尖部旋转角度分别为（-10.9±3.3）°和（-11.6±3.8）°，心底部旋转角度分别为（4.6±1.3）°和（4.8±1.7）°，表明两种影像学技术具有较好的相关性 （r=0.850，P<0.05），提示2D-STI技术可用于左室扭转运动定量测定。

3.2 病理状态下心肌的扭转变化的定量评价

当心肌处于病理状态时，2D-STI技术主要对感兴趣的心肌变形运动进行分析，心肌周围组织对其所产生的影响较小。因此，该技术可对多种原因所致心脏疾病状态下心肌扭转进行准确分析[9]。有学者[10]分别比较了2D-STI技术、组织多普勒技术及核磁共振成像技术对心肌梗死患者左心室扭转的变化。研究表明，2D-STI技术对左室扭转速度的定量分析结果与核磁共振成像技术具有较强的相关性，与组织多普勒技术具有较好的相关性，证实了心肌扭转变化可作为缺血性心肌病患者心肌局部收缩功能改变的早期诊断指标。

4 2D-STI技术的优势与局限性分析

2D-STI技术是以二维灰阶图像为基础进行斑点逐帧追踪的新型无创检查技术，与组织多普勒技术不同，其对角度的限制较小，使用时无需进行角度校正即可对多切面进行逐帧追踪，可动态的反映心肌组织的运动状态。但其仍存在一定的局限性，如其依赖于帧频来提高检测的精确性，而帧频的提高又与图像的分辨率存在较少相关性，即在追求高帧频的同时势必会降低图像的分辨率，导致对斑点追踪的准确性降低。因此，如何把握好帧频图像的分辨率的关系是提高2D-STI检测效果的关键[10]。另外一个不足在于，2D-STI对二维图形的要求较高，即便所有的超声仪器都可配备二次谐波，其监测结果仍会因为个体差异而出现误差，因为心肌运动是以三维形式呈现给观察者的，而2D-STI技术仅属于二维影像学技术范畴。再次，目前对于该技术应用评价的样本量仍然较少，其在心脏扭转变化中的应用价值仍需通过扩大样本量来实现。endprint

5 展望

2D-STI技术可对心肌运动及局部心功能进行较好的评价，具有无创、实时和定量等优点，逐渐受到广大学者的关注。但由于心脏收缩及扭转运动变化为三维运动，而2D-STI技术仍为二维技术范畴，因此，研究三维超声心电图将是影像学研究的热点[11]。其可对心脏的离体解剖结构进行多角度定性和定量分析，且具有较好的帧频，可对同一周期内的各阶段心肌运动进行追踪，但该技术仍有待深入研究。

[参考文献]

[1] 张军，冯晓军.二维斑点追踪显像技术对成人左心室扭转运动的研究现状[J].中国临床医学，2011，18（3）：402-404.

[2] 楼玉美，马小欣，陈亚娣，等.二维斑点追踪显像技术评价成人房间隔缺损左室功能的初步研究[J].现代实用医学，2012，24（12）：1333-1336.

[3] Ahmad H， Mor-Avi V， Lang RMet al.Assessment of right ventricular function using echocardiographic speckle tracking of the tricuspid annular motion： comparison with cardiac magnetic resonance[J].Echocardiography，2012，29（1）：19-24.

[4] 战金营，赵可辉.二维斑点追踪技术评价左心室功能的研究进展[J].中国医疗设备，2011.26（8）：111-113.

[5] 苏杭，赵博文，唐海林，等.二维斑点追踪技术对二尖瓣成形术前后左心房应变的研究[J].中华超声影像学杂志，2013，22（6）：461-465.

[6] Xu J， Peng Y， Li C， et al. Feasibility of assessing cardiac systolic function using longitudinal fractional shortening calculated by two-dimensional speckle tracking echocardiography[J]. Echocardiography，2011，28（4）：402-407

[7] 夏纪筑，高玉丽，王庆庆，等.二维斑点追踪技术评价各年龄段正常成人左心房功能[J].临床超声医学杂志，2013，15（1）：22-24.

[8] Saito M， Okayama H， Yoshii T， et al. Clinical significance of global two-dimensional strain as a surrogate parameter of myocardial fibrosis and cardiac events in patients with hypertrophic cardiomyopathy[J].Eur Heart J Cardiovasc Imaging，2012，13（7）：617-623.

[9] Feld Y，Dubi S，Reisner Y，et al. Energy transfer from systole todiastole： a novel device-based approach for the treatment of diastolicheart failure [J]. Acute Card Care，2011，13（ 4） ： 232-242.

[10] Jia DL， Ma CY， Liu S，et al.Evaluation of left ventricular twist in acute myocardial infarction patients using speckle tracking imaging[J].Cell Biochem Biophys，2011，61（3）：673-678.

[11] 孙志梅.实时三维超声心动图评价冠心病心力衰竭患者心脏功能的价值研究[J].中外医疗，2012，31（21）：167.

（收稿日期：2014-09-30）endprint