二维斑点追踪成像技术评价原发性高血压患者左心室心内膜下心肌收缩功能

刘　泳，罗　楠，王诒焓



二维斑点追踪成像技术评价原发性高血压患者左心室心内膜下心肌收缩功能

刘泳1a，罗楠1b，王诒焓2

目的：应用二维斑点追踪成像技术监测原发性高血压患者左心室心内膜下心肌应变，探讨其变化规律及临床意义。方法：选择原发性高血压患者73例，依据左心室心肌质量指数，将其分为无左心室肥厚组（NH）33例和左心室向心性肥厚组（CH）40例，并与正常对照组40例进行比较。应用二维斑点追踪成像技术分别测量左心室整体收缩期纵向峰值应变（GLPSSa）、心内膜下心肌的收缩期纵向峰值应变（GLPSSi）、左心室整体收缩期径向峰值应变（GRPSSa）、心内膜下心肌的收缩期径向峰值应变（GRPSSi）。结果：与正常对照组比较，NH组和CH组的GLPSSa、GLPSSi均降低（均P＜0.05）。NH组的GRPSSa与正常对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；GRPSSi也升高且差异显著（P＜0.01），CH组的GRPSSa、GRPSSi均降低且差异显著（P＜0.01）。结论：二维斑点追踪成像技术能够准确、客观地评价不同程度高血压患者左心室心内膜下心肌应变的变化；原发性高血压患者心内膜下心肌收缩功能改变早于心肌全层。

超声心动描记术；二维斑点追踪；高血压；心室功能，左

［Abstract］Objective：To assess the change of left ventricular inner-half layer myocardium strain in primary hypertension patients using two-dimensional speckle tracking imaging，to investigate its change regulation and clinical significance.Methods：We chose 73 patients with primary hypertension，then divided them into two groups due to the left ventricular mass index（LVMI），one group was 33 cases without left ventricular hypertrophy（NH），the other group was 40 cases with left ventricular concentric hypertrophy（CH）.And then chose 40 volunteers as control group.Use two-dimensional speckle tracking imaging to record the global peak systolic longitudinal strain of the whole layer myocardium（GLPSSa）andtheinner-half layer myocadium （GLPSSi），the global peak systolic radial strain of the whole layer myocardium（GRPSSa）and the inner-half layer myocadium （GRPSSi）.Results：Compared with the control group，the GLPSSa、GLPSSi of NH and CH group decreased and had statistical significance（P＜0.05）.Compared with the control group，the GRPSSa of NH group increased but had no statistical significance （P＞0.05），but the GRPSSi of NH group significantly increased and had statistical significance（P＜0.01）.The GRPSSa and GRPSSi of CH group were both significantly decreased and had statistical significance（P＜0.01）.Conclusion：Two-dimensional speckle tracking imaging can assess the change of left ventricular inner-half layer myocardial strain in different degrees of primary hypertension patients accurately and objectively.The systolic function of left ventricular inner-half layer myocardial changes earlier than the whole layer myocardium.

［Key words］Echocardiography；Two-dimensional strain；Hypertension；Ventricular function，left

近年来高血压的发生率呈逐年升高的趋势，青岛地区60岁以上居民高血压的患病率已高达64.86%（其中男性为62.75%，女性为66.54%）［1］。高血压对于心脏的影响主要表现为左心室肥厚、增大，其中左心室肥厚已被广泛认可为心脏对后负荷的增加适应的一个重要过程［2］。二维斑点追踪成像技术是一种能够直接评估左心室局部心肌形变的新技术，它能够识别并追踪心肌声学斑点的运动轨迹，分析其各方向的运动规律，不受周围组织牵拉的影响。本研究旨在运用二维斑点追踪成像技术评价原发性高血压患者左心室心内膜下心肌应变改变，探讨其变化规律及临床意义，以指导临床提前干预治疗。

1　资料与方法

1.1一般资料依据世界卫生组织国际高血压学会（World Health Organization-International Society of Hypertension，WHO-ISH）指南，选择收缩压≥140mmHg （1 mmHg=0.133 kPa）和（或）舒张压≥90 mmHg的原发性高血压患者73例，其中男39例，女34例；年龄38～75岁，平均（52±12）岁。除外继发性高血压、心律失常、心肌病、先天性心脏病、轻度以上二尖瓣和（或）主动脉瓣反流、糖尿病等可能影响左心室功能的疾病。按照左心室心肌质量指数（left ventricular mass index，LVMI）和相对室壁厚度（relative wall thickness，RWT）将以上患者分为2组：左心室向心性肥厚组（CH组）40例：男性LVMI≥116 g/m2、女性LVMI≥109 g/m2，RWT≥0.42［3］；其中男19例，女21例；年龄38～75岁，平均（54±10）岁。无左心室肥厚组（NH组）33例：男性LVMI＜116 g/m2、女性LVMI＜109 g/m2，RWT＜0.42；其中男20例，女13例；年龄39～70岁，平均（51±9）岁。另选年龄和性别匹配且经实验室、心电图、超声心动图检查无异常者40例作为对照组，其中男18例，女22例；年龄28～67岁，平均（49±11）岁。

1.2仪器与方法使用GE Vivid 7彩色多普勒超声诊断仪，配有M4S探头，探头频率1.7～3.4 MHz。受检者取左侧卧位，平静呼吸，同步连接心电图，首先行常规超声心动图检查，在二尖瓣腱索水平M型切面上测量舒张末左心室内径（LVIDd）、舒张末室间隔厚度（IVSd）、舒张末左心室后壁厚度（LVPWd）、心率、左心室射血分数（LVEF）。应用公式：LVMI=左心室心肌质量/体表面积；左心室心肌质量=0.8× 1.04×［（LVIDd+IVSd+LVPWd）3-LVIDd3］+0.6；体表面积=0.006 1×身高（cm）+0.012 8×体质量（kg）-0.152 9；RWT=（IVSd+LVPWd）/LVIDd［4］；计算LVMI 与RWT。采集心尖四腔心切面、心尖两腔心切面、心尖部左心室长轴切面及胸骨旁乳头肌水平短轴切面的二维灰阶动态图像，要求帧频为40～90帧/s，每幅图像采集3个心动周期，将图像脱机存储后导入E-choPAC工作站进行处理分析，根据心电图确定主动脉瓣关闭线（AVC），在收缩末描记心内膜。调节ROI包绕全层心肌可获得左心室整体的应变曲线，调节ROI包绕内1/2层心肌可获得左心室整体心内膜下心肌的应变曲线［5］（图1）。将心尖四腔心切面、心尖两腔心切面、心尖部左心室长轴切面3个切面的整体纵向收缩期峰值应变平均即可得到左心室整体收缩期纵向峰值应变（GLPSSa）和心内膜下心肌的收缩期纵向峰值应变（GLPSSi）。由胸骨旁乳头肌水平短轴切面的分析曲线可测得6个室壁的收缩期径向峰值应变，取其平均值作为左心室整体收缩期径向峰值应变（GRPSSa）和心内膜下心肌的收缩期径向峰值应变（GRPSSi）。

1.3统计学分析应用SPSS 16.0统计软件，计量资料以±s表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用SNK-q检验，计数资料比较采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

1.4观察者内及观察者间差异性比较随机选取10例图像，由2位观察者在上次测量结果、组别未知的前提下，各自分别测量2次。对同一检查者的2次测量结果（间隔时间2周）及2位观察者对同一例超声图像测量结果进行比较，计算差值率（2次测量结果的差值/2次测量结果的平均数），应用配对t检验分析其差异性［6］。

表1　对照组、NH组、CH组临床资料比较（±s）

表1　对照组、NH组、CH组临床资料比较（±s）

注：NH组，无左心室肥厚组；CH组，左心室向心性肥厚组；IVSd，舒张末期室间隔厚度；LVPWd，舒张末期左心室后壁厚度；LVIDd，舒张末期左心室内径；RWT，左心室相对室壁厚度；LVMI，左心室心肌质量指数；LVEF，左心室射血分数。+，与对照组比较，P＜0.01；Δ，与NH组比较，P＜0.01。

组别　例数　男（例）　女（例）　年龄（岁）　心率（次/min）　收缩压（mmHg）　舒张压（mmHg）对照组　40　18　22　49±11　70±9　118±10　71±8 NH组　33　20　13　51±9　71±13　148±9+　99±8+CH组　40　19　21　54±10　74±10　151±12+　　98±10+F值/χ2值　χ2=1.98　2.48　1.51　118.28　126.96 P值　0.37　0.09　0.22　 0.00　 0.00组别　例数　LVIDd（mm）　IVSd（mm）　LVPWd（mm）　RWT（mm）　LVMI（g/m2）　LVEF（%）对照组　40　43.1±5.3　8.3±1.3　7.1±1.2　0.38±0.04　62.7±10.3　67.1±4.2 NH组　33　44.7±4.4　10.2±1.0+　8.9±1.1+　0.39±0.05　82.3±12.6+　66.8±4.0 CH组　40　45.5±5.2　 12.3±1.1+Δ　11.8±1.1+Δ　0.49±0.04+Δ　　128.5±14.0+Δ　66.3±3.7 F值　2.36　121.38　173.77　77.7　295.93　0.41 P值　0.10　 0.00　 0.00　 0.00　 0.00　0.66

2　结果

2.1一般资料比较（表1）对照组和NH、CH组之间的年龄、性别构成比、心率差异均无统计学意义（均P＞0.05）。与对照组相比，NH和CH组的收缩压和舒张压均升高（均P＜0.01）。与NH组比较，CH组收缩压和舒张压差异无统计学意义（P＞0.05）。与对照组比较，NH组的IVSd、LVPWd、LVMI均升高 （均P＜0.05）。CH组的IVSd、LVPWd、RWT、LVMI亦均增高（P＜0.05）。与NH组相比较，CH组IVSd、LVPWd、RWT、LVMI均升高（均P＜0.01）。对照组、NH组、CH组间LVIDd、LVEF差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

2.2左心室整体纵向收缩功能的比较（表2）与对照组比较可见，NH组和CH组的GLPSSa、GLPSSi均降低（均P＜0.05）。与NH组比较，CH组的GLPSSa、GLPSSi降低（P＜0.01）。3组的GLPSSi均高于GLPSSa （P＜0.05）。

表2　对照组、NH组、CH组心肌GLPSSa与GLPSSi比较（±s）　%

表2　对照组、NH组、CH组心肌GLPSSa与GLPSSi比较（±s）　%

注：GLPSSa，左心室整体收缩期纵向峰值应变；GLPSSi，心内膜下心肌的收缩期纵向峰值应变。#，与对照组比较，均P＜0.05；+，与对照组比较，均P＜0.01；Δ，与NH组比较，均P＜0.01。

组别　GLPSSa　GLPSSi对照组　-21.2±3.4　-26.2±4.3 NH组　-18.9±3.6#　-21.4±4.9+CH组　-16.0±4.1+Δ　-18.2±5.3+ΔF值　19.63　27.55 P值　0.00　0.00

2.3左心室整体径向收缩功能的比较（表3）与对照组比较，NH组GRPSSi升高（P＜0.01），CH组的GRPSSa、GRPSSi均降低（均P＜0.01）。与NH组比较，CH组的GRPSSa、GRPSSi均显著降低（均P＜0.01）。除CH组GRPSSi低于GRPSSa外，对照组、NH组的GRPSSi均高于GRPSSa（均P＜0.05）。

表3　对照组、NH组、CH组心肌GRPSSa 与GRPSSi比较（±s）　%

表3　对照组、NH组、CH组心肌GRPSSa 与GRPSSi比较（±s）　%

注：GRPSSa，左心室整体收缩期径向峰值应变；GRPSSi，心内膜下心肌的收缩期径向峰值应变。+，与对照组比较，均P＜0.01；Δ，与NH组比较，均P＜0.01。

组别　GRPSSa　GRPSSi对照组　52.5±8.6　61.5±8.1 NH组　56.2±9.0　73.1±9.4+CH组　41.4±9.8+Δ　38.6±10.7+ΔF值　26.62　127.85 P值　0.00　0.00

2.4观察者内及观察者间差异性比较（表4）同一观察者间隔2周及2位观察者所测得的应变差值率均＜5%。用配对t检验比较同一观察者间隔2周时间及2位观察者的测量结果，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

表4　观察者内及观察者间差异性比较

图1　男，46岁，左心室径向应变曲线图　图1a　左心室向心性肥厚组（CH组）左心室心肌全层径向应变曲线（ROI包绕心肌全层）　图1b　CH组左心室心内膜下心肌径向应变曲线（ROI包绕心肌内1/2层）

3　讨论

二维斑点追踪成像技术是一种能够对心肌功能进行定量分析的新技术。斑点是一种在灰阶图像中出现的自然声学标记，由超声声束发生散射衍射产生，在心肌组织中随机分布，小于超声声束波长。逐帧追踪这些声学斑点的运动并对其分析，能够准确反映心肌组织的应变（形变）及应变率（形变率）。

长期血压增高可引起动脉硬化，心、脑、肾等多种靶器官损害，引起器官功能不全、衰竭。长期慢性的高血压引起的心脏病变称为高血压性心脏病，主要表现为左心室肥大。其中左心室肥厚被认为是对左心室壁张力增加的适应［7］。左心室心肌肥厚的机制可以从功能和代谢两方面解释。从功能方面，由于血压持续升高，作为机械性刺激作用于左心室的心肌，使左心室心肌压力负荷持续增加，心肌做功必然增加。从代谢方面，为适应心肌多做功的需要，心肌可在毛细血管供氧和营养的弥散范围内发生肥大［8］。此时尚且为向心性肥大。当心脏的代谢不能满足心肌肥大的需求时，心肌处于缺氧和低营养状态，心肌的收缩功能开始减弱。有研究［9］表明，左心室肥厚、增大是心血管病发病率和死亡率的独立预测因素，如不干预，最终将发展至心脏收缩功能减低、心力衰竭等，因此对于高血压患者，左心室心肌功能的检测尤为重要。

以往研究［10］表明，左心室心肌分3层，浅层心肌纤维纵行，而中层心肌斜、横行，近乎平行于左心室横轴，深层肌纤维纵行形成心内膜、肉柱等结构，这3层心肌的收缩、舒张运动决定左心室发生纵向、径向、圆周运动和扭转、解旋运动。本研究发现：与对照组相比，NH组评价纵向收缩功能的指标GLPSSa 和GLPSSi均发生显著改变，而评价径向功能的指标GRPSSa和GRPSSi中仅有GRPSSi发生显著改变。表明高血压主要影响纵向收缩功能，随着病情进展，进一步发生径向功能改变。其原因可能是随着病程进展可逐步发生心内膜下心肌纤维蛋白合成增多，致心肌纤维化、心肌僵硬、心肌纤维重排等病理改变。由于儿茶酚胺类物质、肾素血管紧张素等缩血管物质分泌增多，使外周小血管持续收缩、压力负荷持续存在，心肌和血管内膜组织和弹力纤维增生，冠状动脉变窄硬化，心肌微循环紊乱、心肌灌流不足，外层心肌细胞和心肌间质细胞亦发生进一步的纤维化［11］。

与对照组比较，NH组GRPSSi升高，表明在高血压早期阶段心肌尚未肥厚之前，为维持心脏正常的收缩功能，左心室径向收缩功能增加代偿了左心室纵向收缩功能减低。但是与对照组比较，NH组GRPSSa差异无统计学意义（P＞0.05），表明心内膜下心肌径向收缩功能增加得尤为显著。其原因可能是由于此时心内膜下心肌缺血尚未影响至中层环形心肌，该部分心肌为抵抗长轴功能的损害而产生代偿作用以维持正常的左室收缩功能，本实验描记的为心肌的内半层，包含部分环形心肌，因此可观察到NH组GRPSSi增高显著，其具体原因尚待进一步研究。与对照组和NH组比较，CH组的GRPSSa、GRPSSi均显著减低（均P＜0.01）。说明高血压进展至心肌肥厚阶段，心肌径向的收缩功能减低，心内膜下心肌径向功能的减低也尤为明显。研究［12］表明，左心室壁的各层心肌间在氧的消耗、冠状动脉的血供间存在差异，内层心肌更易受到低灌注的影响引起缺血和钙调控受损。此时心内膜下心肌径向收缩功能减低显著，但是由于外层心肌的代偿作用使得整体心肌射血分数尚能维持正常［13］。

比较3组的GLPSSa、GRPSSa和GLPSSi、GRPSSa发现，不论是正常人还是高血压患者其内层心肌与全层心肌应变差异均有统计学意义（均P＜0.05）。说明心内膜下心肌与心外膜下心肌之间存在跨壁阶差。这种跨壁阶差在动物实验中已有报道［14］。其存在是因为在心脏收缩过程中心内膜层心肌纤维发生短轴方向上的增厚、长轴方向上的缩短，以及沿心脏轴心的扭转等朝向心腔中心的运动，其运动幅度较大，而心外膜层心肌处于相对静止的状态，因此心内、外膜层之间存在跨壁阶差［15］。

斑点追踪成像技术是以二维灰阶图像为基础，因此该研究对于灰阶图像质量的要求较高，过于肥胖或合并肺部疾病的患者其二维图像往往显示欠清，影响其追踪效果。由于二维应变分析心肌运动时，需手动描绘心内膜。本实验研究心内膜下心肌功能，还需调节ROI的宽度使其包绕内1/2层心肌和全层心肌，因此同一人不同时间测量、不同人之间测量存在一定差异，为减少这种差异，该实验要求测量由2名以上的观察者分别测量3次，其平均值作为最后测值。另外，国际上对于心肌收缩功能的评价尚无统一标准，各项参数尚待进一步研究证实。

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Assessment of left ventricular inner-half layer myocardium function in primary hypertension patients using two-dimen-sional speckle tracking imaging

LIU Yong，LUO Nan，WANG Yihan.Functional Inspection Section，Haici Medical Group of Qingdao，Qingdao，266033，China.

短篇论著

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.05.017

刘泳，E-mail：qdhcliuyong@163.com。

2015-11-18）