二维应变显像技术对早期心肌受损的诊断价值

冯振华，李　华，陈晓峰，牛　铭，周玉成

二维斑点追踪显像技术(2-dimensional speckle tracking imaging,2D-STI)是基于二维斑点追踪技术声像学的基础上，选定、追踪感兴趣区室壁心肌组织处于每幅图像中的位置，对比该区心肌组织第一幅图像中原来位置[1]，以此计算出感兴趣区室壁心肌的形变程度。该方法不仅可用来评价心肌的收缩/舒张功能，明确心肌的血液供应及心肌活动等情况，而且能实时、量化或半量化评价各局部心肌功能[2]，反映心肌的实时运动情况。本研究中应用2D-STI技术测量冠心病早期受损心肌的峰值运动速度、二维应变值等，对比受损状态下心肌组织的变化规律，探讨该技术对冠心病缺血心肌功能变化的诊断价值，现报道如下。

1　资料与方法

1.1一般资料选取2016年8月至2016年12月来我院就诊、经临床诊断为冠心病伴心肌缺血同时不伴有左室射血分数减低的18例患者为缺血心肌组，年龄(44±19)岁，男12例、女6例。选取无心脏病史的25例健康志愿者为对照组，年龄(39±16)岁，男18例，女7例。病例组经常规检查、临床表现符合：既往有不稳定性心绞痛史、心电图ST-T异常改变、既往诊断为陈旧性心肌梗死且左室射血分数(left ventricular ejection fractions,LVEF)无明显降低(LVEF>50%)并经冠状动脉造影检查证实有血管病变(血管狭窄率<75%)的慢性缺血性心肌病[3]患者。在冠状动脉造影同时，通过左心导管测量左室舒张末期压力(left ventricular end diastolic pressure,LVEDP)。

1.2仪器与方法采用Philips iE33彩色多普勒超声诊断仪，S5-1探头频率1～5 mHz，连接同步心电图，受试者留取标准心尖四腔心、两腔心切面的长轴图像和心尖四腔心切面的彩色多普勒图像。用Simpson双平面法测量下述指标：左室舒张末期容积(left ventricular end diastolic volume,EDV)、左室收缩末期容积(ventricular end-systolic volume, ESV)并计算LVEF[4]。在留取心尖四腔心切面彩色多普勒图像基础上，测量二尖瓣前叶瓣环舒张早期组织速度Ea值，计算E/Ea比值。采用分析软件SQ[5]，分别测量两组左室前壁、左室侧壁和左室下壁长轴方向上中段心肌的收缩期峰值运动速度(systolic velocity,S-Vel)、舒张期峰值运动速度(diastolic velocity,D-Vel)、收缩期峰值应变值(systolic strain,S-str)、舒张期峰值应变值(diastolic strain,D-str)。

2　结果

2.1缺血心肌组与对照组常规指标比较与对照组相比，缺血心肌组左室舒张末期内径(left ventricular end-diastolic dimension,LVEDD)、EDV、ESV无明显增加(均P>0.05)；E/Ea值(11.2±3.7)较正常对照组(6.6±2.1)增加(P<0.05)。缺血心肌组左室整体形变较正常对照组左室整体心腔改变，差异无统计学意义，见表1。

表1　两组常规检测指标比较

注：①与正常对照组比较，P<0.05。LVED：左室舒张末期内径；EDV：左室舒张末期容积；ESV：左室收缩末期容积；LVEF：左室射血分数；E/Ea：二尖瓣舒张期E峰速度与瓣环舒张早期速度Ea比值。

2.2两组心肌运动速度及应变值指标比较缺血心肌组左室前壁、侧壁、下壁中段心肌长轴方向上各测量指标： S-Vel、D-Vel、S-str、D-str等均较正常对照组减低(P<0.05)；缺血心肌组左室各壁D-st均值与LVEDP高度相关(r=0.74，P<0.05)，见图1；正常对照组左室下壁心肌S-str、D-str值较左室前侧壁S-str、D-str低(P<0.05)；缺血心肌组各室壁间心肌S-str、D-str值，差异无统意义计学(均P>0.05)，见表2。

r=0.74,P<0.001。图1　缺血心肌组D-str均值与LVEDP相关性分析

2.3重复性测量结果对同一操作者前后两次或不同操作者间对左室前壁S-str、D-str、D-Vel的测量分析产生误差：同一操作者前后两次对S-str分析产生误差为(9.1±2.2)%，不同操作者间对S-str分析产生误差为(10.7±3.5)%；同一操作者前后两次对D-str分析产生误差为(9.6±4.1)%，不同操作者间对D-str分析产生误差为(11.1±3.1)%；同一操作者前后两次对D-Vel分析产生误差为(8.1±1.4)%，不同操作者间对D-Vel分析产生误差为(9.3±1.7)%。

表2　两组心肌运动速度和应变值指标比较

注：①与对照组比较P<0.05；②与前壁比较P<0.05；③与侧壁比较P<0.05。S-Vel：收缩期峰值速度；D-Vel：舒张早期峰值速度；S-str：收缩期峰值应变；D-str：舒张期峰值应变。

3　讨论

高血压、糖尿病、血脂异常、肥胖等心血管危险因素在冠心病的影响因素中位居前列[6]，冠心病引起的心肌缺血、心肌梗死、心律失常等心脏疾病是导致心脏性猝死的首要病因[7]。因此，对冠心病合并心血管危险因素患者早期心脏大体结构未发生明显改变，但心肌受损已存在的早期诊断具有重要意义。常规二维超声主要运用目测法定性分析心脏室壁运动，往往存在较多主观性，与实时心肌运动有一定偏差，亦不能分析局部心肌微小变化。部分LVEF正常的患者，即使存在范围较小的室壁运动异常也容易被忽视、被漏诊，不能及时发现早期室壁运动异常心肌。因此准确定位冠心病合并心血管危险因素患者早期室壁运动异常心肌，对临床早期诊断心肌缺血有更重要意义。

2D-STI是基于二维灰阶成像基础上，应用斑点追踪等系列超声成像技术后发展起来，以追踪、识别心肌回声斑点空间运动轨迹来计算局部心肌的应变参数、分析局部心肌收缩/舒张功能。因此2D-STI能较真实计算局部心肌组织的运动大小、形变能力，具有时间分辨率高、无角度和帧频依赖等优势[8]，不受以往应变显像、组织速度其自身因素(帧频的限制、声束角度)局限性，可以对心肌组织位于长轴、短轴、圆周方向上的速度、位移、ε、SR等进行定量测量[9]，所以能更精确反应心肌功能状态。

冠心病首先引起心内膜心肌损害，而纵向心肌是构成心内膜的最主要心肌[10]，因此冠心病早期心肌受损时主要表现在长轴方向上运动功能异常。因此本研究主要研究心肌纵向应变变化。目前虽可以综合评价左室收缩功能，但局部心肌功能异常常出现于全心功能异常之前，故局部心肌功能检测可能更加重要[11]。本研究中缺血心肌组左室各游离壁的心肌运动速度、应变能力表现为收缩期、舒张期的双期减低，这由于冠心病患者缺血性心肌在长期血供不足状态下引起心肌细胞萎缩、心肌纤维组织增生[12]，在降低左室收缩功能的同时使左室舒张充盈能力也受影响，表现为左室心肌主动舒张功能和弹性应变能力的减低，最终增加左室舒张末期、收缩末期容积。本研究还发现正常对照组左室前侧壁收缩期、舒张期应变较左室下壁应变高，而缺血心肌组左室各游离壁的形变能力表现为普遍减低，且无任何规律性变化，这可能是由于冠心病患者缺血性心肌存在左室腔扩大和心肌细胞缺血等不可逆性改变而减弱了心肌细胞间形变能力的差距[13]。此外，本研究中测量Str指标的重复性比测量Vel这一指标重复性好，提示在心肌缺血状态下结合应变指标评价心肌组织的实时运动可能比仅有速度单项指标好。

因此，应用2D-STI测定心肌组织的运动速度、应变来评价局部心肌形变能力可以弥补常规二维超声无法发现早期受损心肌之不足，可以为临床提供一种无创、量化、简便评价左心室局部及整体收缩功能的手段，也有助于认识心脏疾病内在的病理生理过程的变化。

心肌形变本为复杂三维空间形态改变，2D-STI检测的仍为二维变化，其对局部心肌改变缺少全面、深层次分析。另外，本研究中样本数较少，采用多次反复测量分析，最大程度减低了数据测量分析误差，为临床实践提供冠心病缺血性心肌动力学数据评价冠心病早期心肌受损信息。

参考文献：

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