二维斑点追踪技术对慢性肾功能不全患者左室收缩功能的评价

王晖，周艳玲，刘兴姣，黄宇翔，万锦秀

（广东省深圳市福田人民医院 心脏中心心血管超声科，广东 深圳 518033）

近年来，在世界范围内慢性肾功能不全患者逐渐上升，严重危害着人群健康。患者主要并发症是心血管疾病，是终末期患者死亡主要原因。及时早期诊断肾功能不全患者心功能异常可以提高患者的预后。当今临床上可以运用心血管造影、放射性核素显像、磁共振以及超声心动图等多种方法来综合评价患者的心脏功能。其中最后一种使用较广泛，简单无创、快速，并且可以反复随访。本研究应用二维斑点追踪技术评价肾功能不全患者的左室收缩功能。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取本院2014年2月-2015年6月接受治疗的慢性肾功能不全患者43例作为实验组，另随机选取30例正常健康志愿者作为对照组。患者均符合美国国家肾脏基金会肾脏生存治疗指南中慢性肾功能不全诊断标准。两组年龄为20～60岁，平均年龄分别为（40.5±5.3）岁和（40.3±5.7）岁。实验组和对照组患者在年龄、性别、血压和心率等方面均无显著差异，两组研究对象均无特发性心肌病、心脏瓣膜病及心律失常。

1.2 检验方法

实验检测仪器：GE VIVID E9超声诊断仪和M 5S探头，频率1.7～3.4 MHz，帧频为70～80帧/s。患者在静息状态下取左侧卧位，然后患者配合医师连接胸导联心电图并采集3个心动周期左室心尖四腔、长轴、两腔观及左室二尖瓣平面、乳头肌平面、心尖平面的短轴观二维图像，获得左室局部及整体应变数据。实验前为患者做好心理辅导，要求患者积极配合试验检查，尽量减少一些与实验无关药物的服用。待患者心理、生理状况达到稳定之后多次检测，记录实验过程中的相关数据。

1.3 统计学方法

收集试验中相关数据，利用SPSS 20.0软件进行统计学分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用独立t检验，相关分析采用Pearson单因素方差分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 实验组、对照组一般资料比较

实验组、对照组一般资料比较见表1（1 mmHg=0.133 kPa）。

2.2 斑点追踪技术对左室应变的检测结果

2.2.1 径向应变 对照组收缩期峰值径向应变（systolic peak of radial strain, SP-RS）在左室短轴的3个水平上有区别，从大到小依次为乳头肌水平、二尖瓣水平、心尖水平，心尖水平径向应变值最小，P＜0.05。同一水平不同节段最大收缩期径向应变值基本一致。实验组与对照组径向应变值差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

2.2.2 圆周应变 对照组收缩期峰值圆周应变（systolic peak of circumferential strain, SP-CS）在左室短轴的二尖瓣、乳头肌和心尖这3个水平间有差异，从大到小依次为心尖水平、乳头肌水平、二尖瓣水平。实验组与对照组的圆周应变差异显著（P＜0.05），见表 3。

2.2.3 左室纵向应变 对照组收缩期峰值纵向应变（systolic peak of longitudinal strain, SP-LS） 从大到小依次为二尖瓣水平、乳头肌水平、心尖水平。对照组左室长轴纵向应变在二尖瓣水平最大（P＜0.05），实验组与对照组纵向应变差异显著（P＜0.05），见表 4。

2.3 相关性分析

以慢性肾功能不全患者左室整体径向应变（global radial strain, GRS）为自变量，左心室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）为因变量进行Pearson单因素相关分析。发现整体径向应变与LVEF呈正相关，见图1。

以慢性肾功能不全患者左室整体圆周应变（global circumferential strain, GCS）为自变量，左心室射血分数（LVEF）为因变量进行Pearson单因素相关分析。发现整体圆周应变与LVEF呈负相关，见图2。

表1 两组一般资料比较 （±s）

表1 两组一般资料比较 （±s）

组别 例数 年龄/岁 男/女 心率/(次/min) 收缩压/mmHg 舒张压/mmHg实验组 30 40.5±5.3 16/14 74.2±6.2 135.8±13.4 89.2±8.4对照组 43 40.3±5.7 23/20 72.7±5.7 139.5±11.3 86.4±9.4

表2 两组收缩期峰值径向应变比较 （±s, %）

表2 两组收缩期峰值径向应变比较 （±s, %）

组别 例数 前壁基底段 侧壁基底段 后壁基底段 下壁基底段 间隔基底段 前间隔基底段对照组 30 39.31±19.81 32.82±18.83 36.72±12.44 34.82±11.63 31.34±12.33 38.42±13.13实验组 43 24.23±16.22 20.38±15.31 22.12±13.06 21.08±11.48 20.44±12.93 19.63±14.50 t值 3.8337 3.34 5.0775 5.3217 3.8274 5.9818 P值 0.0002 0.0012 0.0000 0.0000 0.0002 0.0000组别 例数 前壁中间段 侧壁中间段 后壁中间段 下壁中间段 间隔中间段 前间隔中间段 心尖段对照组 30 40.84±22.33 43.14±23.75 42.84±12.93 49.96±15.44 44.53±14.24 47.83±14.54 19.27±16.58实验组 43 21.50±19.17 29.63±19.37 28.81±14.86 27.73±15.55 22.29±14.18 27.34±13.56 11.15±15.43 t值 4.2471 2.871 4.4108 6.4019 6.9956 6.5783 2.2891 P值 0.0001 0.0052 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0246

表3 两组收缩期峰值圆周应变比较 （±s, %）

表3 两组收缩期峰值圆周应变比较 （±s, %）

组别 例数 前壁基底段 侧壁基底段 后壁基底段 下壁基底段 间隔基底段 前间隔基底段对照组 30 -22.33±8.62 -23.25±8.18 -19.13±6.35 -15.71±7.03 -29.52±5.73 -30.74±6.18实验组 43 -17.34±9.71 -16.72±8.13 -7.51±6.20 -10.66±6.02 -14.80±6.33 -21.64±7.56 t值 2.3866 3.5801 8.3006 3.5277 10.7355 5.7224 P值 0.0192 0.0006 0.0000 0.0007 0.0000 0.0000组别 例数 前壁中间段 侧壁中间段 后壁中间段 下壁中间段 间隔中间段 前间隔中间段 心尖段对照组 30 -27.33±7.46 -23.23±8.14 -18.38±5.95 -16.68±8.93 -21.13±8.76 -28.75±9.36 -33.64±10.38实验组 43 -20.31±9.46 -12.73±9.37 -7.22±5.65 -12.40±7.36 -16.59±6.69 -18.35±8.08 -17.39±9.42 t值 3.561 5.2376 8.6583 2.405 2.709 5.4312 7.4301 P值 0.0006 0.0000 0.0000 0.0183 0.0082 0.0000 0.0000

表4 两组收缩期峰值纵向应变比较 （±s, %）

表4 两组收缩期峰值纵向应变比较 （±s, %）

组别 例数 前壁基底段 侧壁基底段 后壁基底段 下壁基底段 间隔基底段 前间隔基底段对照组 30 -24.23±8.65 -27.33±7.49 -23.05±8.61 -30.93±8.18 -20.13±6.35 -18.48±5.93实验组 43 -14.25±9.43 -17.41±9.64 -16.86±8.26 -18.32±9.50 -9.39±6.52 -11.38±5.47 t值 4.8657 4.9564 3.2976 6.22 6.7345 5.6267 P值 0.0000 0.0000 0.0014 0.0000 0.0000 0.0000组别 例数 前壁中间段 侧壁中间段 后壁中间段 下壁中间段 间隔中间段 前间隔中间段 心尖段对照组 30 -22.11±7.04 -20.08±8.73 -17.42±5.71 -21.13±8.66 -19.54±6.19 -18.33±9.25 -15.55±11.30实验组 43 -11.14±6.39 -13.56±7.68 -11.70±6.44 -12.77±6.80 -13.62±7.48 -11.34±8.05 -10.63±9.87 t值 7.3948 6.3797 4.1264 4.9731 4.3836 5.2544 4.1287 P值 0.0000 0.0000 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

以慢性肾功能不全患者左室整体纵向应变（global longitudinal strain, GLS）为自变量，左心室射血分数（LVEF）为因变量进行Pearson单因素相关分析。发现整体纵向应变与LVEF呈负相关，见图3。

图1 左心室射血分数和整体径向应变（GRS）的相关性

图2 左心室射血分数和整体圆周应变（GCS）的相关性

图3 左心室射血分数和整体纵向应变（GLS）的相关性

3 讨论

3.1 斑点追踪技术

斑点追踪技术是新近发展起来的超声定量分析技术，现在医疗机构该技术已经被广泛使用在患者疾病的诊断。二维斑点追踪技术（two-dimensional speckle tracking imaging, 2D STI）是在二维图像的基础上，通过逐帧追踪心肌回声斑点的运动轨迹，自动计算出斑点的应变参数[1]，无角度依赖性，时间分辨率高，重复性好，可多角度（径向、圆周及纵向）评价心肌运动[2]，能够全面地评价心肌整体及局部功能。

3.2 心肌应变

心肌组织的纤维结构复杂多样，异于其他组织。心肌纤维是由心内膜和心外膜下反方向行走的螺旋状纤维和环状纤维复合包绕而成。心肌纤维的复杂结构造成了其在运动过程中的长轴、短轴以及三维空间上的运动形式多样。长轴方向有纵向应变，短轴方向有径向应变（反映左室壁厚度的变化）及圆周应变（在三维空间上多角度旋转扭转）[3]。

应变：在物理学中应变是指在外力做功时物体发生相对形变。在心动周期中心肌的变化形变称之为心肌应变。心肌的应变状态和能力在医学上可以直接反映心肌的收缩和舒张功能，间接地反映机体血流和供血能力[4]。心肌应变是心肌片段的变形能力，至始至终伴随心动周期变化。正确掌握心肌的结构和运动可以更科学地研究心脏和心肌。双螺旋心肌结构理论认为左室心肌由螺旋外层和内层肌束合并成的环形肌束而成。上述两种螺旋心肌往下延伸，并于心间螺旋为心窝然后进去另一边的心室形成了另一侧的组织。收缩期时内外层肌束同时收缩使得基底部向心尖运动然后心室纵向收缩产生较大的射血压力。心脏的收缩和舒张运动主要包括以下3个方面：①径向运动 径向运动表示心肌在短轴方向室壁加厚的程度，当节段室壁加厚时其值为正，当节段室壁变薄时为负值。②圆周运动 为短轴方向的变化，舒张期为正值，收缩期为负值。③纵向运动 纵向运动表示在长轴方向的运动，当心肌节段室壁缩短时各节段室壁的纵向运动的应变平均值为负值，当心肌节段室壁伸长时各节段室壁的纵向运动的应变平均值为正值。这些运动协调配合来完成心脏的射血功能和完成心肌的活动，全面分析计算此3个方向左室心肌的应变数据才能全面评价左室功能状态，是其重要指标。

3.3 肾功能不全患者心肌缺血

慢性肾脏病的患者预后不好，危险因素为缺血性心脏病并发高血压。调查发现表明心血管疾病的死亡人数是世界疾病前列，是健康人群的10～20倍。半数的慢性肾脏病患者在透析治疗后死于心肌梗死，时间不超过2年。在剩余人数中，43.6%的人数死于心血管疾病[5]。

肾功能不全患者常常合并其他疾病，如高血压、高血脂及糖尿病等，还有的患者有甲亢以及其他的炎症反应性疾病。这样的疾病往往会相互促进，相互影响牵制。这些危险因素导致患者动脉粥样硬化进程加快，同时使患者的冠状动脉和心肌血管的血管壁变厚，血管流量减小，减少了冠脉的血液储备，进而导致心肌形变能力下降，收缩功能减低[6]。

综上所述，慢性肾功能不全患者左室径向应变、圆周应变及纵向应变均与对照组有明显差异，二维斑点追踪技术能够多角度评价慢性肾功能不全患者整体及局部心肌形变程度。在实验过程中，由于多种并发症的存在以及部分患者在进行透析治疗，造影剂有可能对患者的肾脏功能产生影响，所以本实验并未对患者进行血管造影分析。

斑点追踪技术是一门新兴技术，可以无创无痛反复对患者进行检查。能够全面客观准确地评价慢性肾功能不全患者左心收缩功能的异常，在临床上具有重要意义，值得临床推广使用。

[1]Blessberger H, Binder T. NON-invasive imaging： Two dimensional speckle tracking echocardiography： basic principles[J]. Heart, 2010,96(9)： 716-722.

[2]李秀云, 姜淑英, 寇红菊. 超声二维斑点追踪评价系统性红斑狼疮患者左室收缩功能[J]. 中国临床医学影像杂志, 2014,25(1)： 29-31.

[3]郑韦力, 姚涵文, 林秀清, 等. 斑点追踪技术对慢性肾功能不全患者心肌缺血的评价[J]. 中国医学工程, 2014, 22(3)： 147-148.

[4]王喜梅, 吴永健, 杨跃进, 等. 慢性肾功能不全与急性冠脉综合征的研究进展[J]. 心血管病学进展, 2012, 33(1)： 219-224.

[5]Becker M, Hoffmann R, Kühl HP, et al. Analysis of myocardial deformation based on ultrasonic pixel tracking to determine transmurality in chronic myocardial infarction[J]. Eur Heart J,2006(21)： 2560-2566.

[6]Greenberg NL, Firstenberg MS, Castro PL, et al. Doppler-derived myocardial systolic strain rate is a strong index of left ventricular contractility[J]. Circulation, 2012, 105(1)： 99-105.