二維斑點追蹤技術對急性心肌梗死左室扭轉與解旋運動的研究

王 君 周長鈺 鄭成環 富華穎 索 婭

二維斑點追蹤技術（speckle tracking imaging，STI）可檢測心臟的旋轉運動，進而評價心動周期中心室肌收縮與舒張運動的整體形變程度[1]。左心室扭轉時，從心尖向心底方向觀察，收縮期基底部呈順時針方向旋轉，同時心尖部呈逆時針方向旋轉，使左室產生扭轉變形。左室扭轉運動對于左室的射血及充盈功能極為重要。目前對心肌梗死心臟扭轉運動的研究相對較少，本研究旨在應用二維斑點追蹤技術定量分析急性心肌梗死（AMI）患者左室旋轉及解旋運動的特征。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2009年4月—10月在我院住院的AMI者 60 例，其中男 41 例，女 19 例，平均年齡（60．50±9．64）歲；均為竇性心律，平均心率（65．79±6．42）次/min。入選標準:臨床、心電圖和心肌酶學指標確診的急性ST段抬高心肌梗死。排除標準：（1）既往有高血壓病史及糖尿病史。（2）既往陳舊性心肌梗死病史。（3）嚴重瓣膜疾病。（4）肥厚型心肌病、擴張型心肌病。（5）心包疾病。于入院2周內完成超聲心電圖檢查。另選與之性別及年齡相匹配的正常對照組30例，其中男20例，女10例，平均年齡（57．67±8．78）歲，平均心率（67．78 ±12．79）次/min，均為竇性心律，經病史、體檢、心電圖和超聲心動圖檢查排除心臟疾病。

1.2 儀器與方法 采用美國通用公司生產的Vivid 7 Dimension型彩色多普勒超聲診斷儀，3S探頭，探頭頻率1.7~3.4 MHz。受檢者取左側臥位，平靜呼吸，連接同步心電圖，常規二維超聲心動圖檢查：二維測量左室舒張末期內徑（LVDd）、左室收縮末期內徑（LVDs）、二尖瓣血流E/A比值、Simpson’s法測量左室射血分數（LVEF），同時在包含左室流入道和流出道血流的脈沖多普勒頻譜上測量等容舒張時間（IVRT），每項指標均測3次取平均值；留取基底部、心尖部左室短軸二維灰階（60～90幀/s）圖像，基底水平定義為清晰顯示二尖瓣活動的左心室短軸切面，心尖水平定義為舒張期末心尖四腔觀上左心室長徑下1/3處的左心室短軸切面。將圖像存儲于光盤，在裝有二維應變分析軟件的Echo PAC超聲工作站上完成二維應變的脫機分析。將二維圖像停幀于心內膜顯示最清晰的收縮期末，手動勾畫左心室心內膜邊界后，系統即對心肌內的斑點進行追蹤，隨時調整感興趣區寬度，使其與心肌厚度一致。追蹤結束后，分析軟件自動將左心室壁分為6個節段，并將各節段的追蹤結果以V（滿足STI分析要求）或X（不滿足STI分析要求，系統自動剔除）的形式表示；并顯示每個“V”節段的旋轉曲線圖及各節段收縮期旋轉角度峰值。在系統顯示的左室短軸心尖部、基底部及左室整體旋轉角度隨心動周期變化的曲線圖上手動測量左室短軸心尖旋轉峰值（PAR）、基底部旋轉角度峰值（PBR）及達峰時間，左室整體扭轉角度峰值（peak twist，Ptw）及達峰時間、收縮末期扭轉角度（twist at aortic valve closure，AVCtw）、等容舒張末期扭轉角度（twist at mitral valve opening，MVOtw）、解旋減半時間（half time of untwisting，HTU）。計算解旋率（untwisting rates，UntwR），即左心室解旋程度，UntwR={[（Ptw－MVOtw）/Ptw]×100%}/IVRT（其中Ptw為最大扭轉角度；MVOtw為二尖瓣開放時的扭轉角度，IVRT為等容舒張時間）。解旋減半時間為收縮期扭轉角度峰值降至1/2的時間。

1.3 統計學處理 采用SPSS 13.0統計軟件包進行分析，計量資料采用均數±標準差（±s）表示，多組間比較采用方差分析，兩兩比較采用SNK-q法，資料的關聯性分析采用直線相關分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 常規超聲心動圖測量值比較 心肌梗死患者分為LVEF正常（LVEF≥0．50）組（A 組）及LVEF減低（LVEF＜0．50）組（B組）2個亞組。與對照組相比，A組、B組LVDd、LVDs增大，LVEF減小，差異有統計學意義（P ＜ 0．05），見表 1。

表1 常規超聲指標比較 （±s）

觹P ＜ 0．05，觹觹P ＜ 0．01

組別對照組（1）A組（2）B 組（3）F q 1∶2 1∶3 2∶3 n 30 36 24 LVDd（mm）45.87±2.65 49.87±4.79 57.39±5.72 20.640**4.008*11.528**7.520**LVDs（mm）28.53±3.28 33.27±5.68 46.99±5.30 50.158**5.032*18.761**13.728**LVEF 0.632 4±0.082 0 0.584 8±0.053 3 0.416 0±0.076 3 48.461**4.759 21.635**16.876**E/A 1.20±0.19 1.01±0.27 0.99±0.70 0.822

2.2 室壁節段采集情況 60例AMI患者和30例正常對照者共1 080個節段，通過二維應變軟件，系統接受1 041個節段（V），剔除39個節段（X），成功率為 96．4%。

2.3 左心室整體扭轉情況 AMI組心室整體扭轉方向與正常對照組基本相同，主要為逆時針方向扭轉，見圖1～3。在B組，扭轉角度峰值在心尖部、基底部及心室整體水平明顯減低，尤其是心尖水平的收縮期扭轉顯著減低，甚者出現扭轉方向的改變。在A組，心尖部及左室整體扭轉角度峰值較正常對照組降低，基底部扭轉無明顯減低。

2.4 左心室扭轉運動參數比較 與對照組比較，A組、B組 PAR、Ptw、AVCtw及 MVOtw均減低，B組PBR 減低 （P＜ 0．05）。B 組較 A 組 Ptw、AVCtw、MVOtw 減低（P＜0．05或 P＜0．01）。3組解旋率、HTU及各扭轉峰值達峰時間比較差別均無統計學意義（P>0．05），見表2、3。

表2 各組左心室扭轉參數比較 （±s）

表2 各組左心室扭轉參數比較 （±s）

觹P ＜ 0．05，觹觹P ＜ 0．01

組別對照組（1）A 組（2）B 組（3）F q 1∶2 1∶3 2∶3 n 30 36 24 AVCtw（°）25.04±7.43 13.85±7.66 7.75±7.02 15.802**11.196**17.288**6.092**MVOtw（°）20.38±8.09 11.08±6.91 6.01±4.71 14.075**9.302**14.364**5.062*解旋率（%/s）0.43±0.27 0.50±0.39 0.57±0.37 0.436 HTU（ms）159.78±66.99 126.94±50.51 122.24±68.56 1.366

2.5 Ptw與LVEF相關性分析 Ptw與LVEF存在相關性（r＝ 0．527，P ＜ 0．05），但 E/A 比值與解旋率未見明顯相關（r＝ 0．054，P>0．05）。

表3 各組基底部、心尖部及左室整體旋轉角度峰值及達峰時間比較 （±s）

表3 各組基底部、心尖部及左室整體旋轉角度峰值及達峰時間比較 （±s）

PBR 負值表示順時針旋轉方向；觹P ＜ 0．05，觹觹P ＜ 0．01

基底部旋轉 心尖部旋轉 左室整體扭轉組別 n對照組（1）A組（2）B 組（3）F q 1∶2 1∶3 2∶3 30 36 24 PBR（ °）-9.67±5.42-8.14±5.13-4.83±4.33 3.605*1.526 4.842*2.316達峰時間（ms）327.11±45.26 335.60±88.08 330.18±95.44 0.046達峰時間(ms)314.11±45.17 322.31±81.73 318.71±103.51 0.037達峰時間(ms)318.00±45.76 320.20±69.92 341.65±91.13 0.543---PAR（°）17.76±7.21 8.77±6.83*6.07±4.81*9.474**8.984**11.687**2.703---Ptw(°)26.61±6.75 15.54±6.53 9.96±6.78 18.539**11.074**16.645**5.572**---

3 討論

STI技術將心肌組織分成很多小的矩形，應用矩形匹配和自動跟蹤技術測量心肌的運動,并自動計算出兩點間運動軌跡。此技術無多普勒角度依賴性[2],可較準確測量心室旋轉角度。在組織模型[3]、動物實驗[4]及與磁共振做對照的臨床研究[5]中，STI測量的心肌旋轉及左室扭轉參數與對照方法均有良好的相關性與一致性。

從心尖向心底方向觀察，收縮期左室心尖部先有一個短暫的順時針旋轉，隨后逆時針旋轉；基底部則先有短暫的逆時針旋轉，后順時針旋轉。2個部位旋轉均在收縮末期達到峰值，左室扭轉定義為心尖部相對于基底部的旋轉，心臟整體表現為心動周期內逆時針方向為主的扭轉運動[5]。左室解旋主要發生在等容舒張期，其快速的彈性回縮釋放了扭轉時儲存的彈性勢能，使舒張期心室內壓力梯度和心房心室間的壓力梯度增加，造成抽吸作用，繼而引起左室早期充盈[6]。解旋率為單位等容舒張時間內左心室解旋轉的角度占收縮期旋轉角度峰值的百分比，反映解旋的速度，可用來評價左室的舒張功能，因其評價的是等容舒張期內的左室功能變化，早于血流和組織運動的開始，故比傳統的E峰、A峰及E/A更敏感[7]。因此，扭轉和解旋在左室射血和充盈過程中起著重要作用，已被證明是評價心臟收縮及舒張功能的負荷非依賴性重要指標[6]，對心臟扭轉進行檢測有利于心血管疾病的早期診斷和治療。

心肌扭轉的改變能較早地反映出心肌缺血時局部收縮功能改變。Takeuchi等[8]應用STI對前壁心肌梗死的患者進行研究，結果發現LVEF減低組（LVEF＜0．45）與正常人相比，左室扭轉峰值明顯降低。本研究結果顯示，在LVEF減低組，扭轉角度峰值在心尖部、基底部及心室整體水平明顯減低，尤其是心尖水平的收縮期扭轉角度較對照組顯著減低,甚者出現扭轉方向的改變，說明心尖部對心室扭轉起重要作用，這與用MRI研究心尖旋轉運動的結果相同。LVEF正常組心尖部及左室整體扭轉角度峰值較對照組降低，說明急性心肌缺血后，雖然射血分數無明顯降低，但心肌收縮功能仍有可能受損，尤以心尖部為著，提示左室扭轉評價左室收縮功能可能較射血分數更敏感，可作為臨床診斷、評估治療及推測預后的又一定量指標。Wang等[9]研究發現左室的解旋率在LVEF下降的患者中是減小的，但在正常LVEF及舒張功能減退的患者中，解旋率取決于左室扭轉與左室收縮末容積。本研究中AMI組HTU較對照組縮短，但差異無統計學意義，解旋率及扭轉角度峰值達峰時間3組間比較差異無統計學意義，可能與本研究樣本量較小有關。通過相關分析發現，Ptw與LVEF相關性很好，表明扭轉能夠較為準確反映左室整體收縮功能，但本研究中E/A與解旋率未見顯著相關性。推測E/A為二尖瓣血流頻譜計算得出，受血流影響較大，且在LVEF減低組中存在舒張功能假性正常化，故E/A不能精確反映心室舒張功能，導致與解旋率未見明顯相關。

STI評價左室扭轉與解旋的準確性以及圖像質量與技術參數對測量的影響等需在更廣泛的應用中進一步評價。本研究所選AMI病例受樣本數量所限未能對心肌梗死部位以及梗死范圍做進一步分組，其對左室扭轉的影響有待于進一步的加大樣本量進行研究。

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