超聲二維斑點追蹤顯像技術對2型糖尿病患者左室扭轉運動的診斷價值

黃敬垣 楊性安 葉萌 楊繼東 洪勇強 鄭哲嵐 何嫻

超聲二維斑點追蹤顯像技術對2型糖尿病患者左室扭轉運動的診斷價值

黃敬垣 楊性安 葉萌 楊繼東 洪勇強 鄭哲嵐 何嫻

目的 探討超聲二維斑點追蹤顯像（STI）技術對2型糖尿病患者左室心肌扭轉運動的診斷價值。 方法 選取2型糖尿病患者67例，根據LVEF分為左心收縮功能正常組（A組，LVEF≥50%）33例、左心收縮功能減低組（B組，LVEF＜50%）34例，另擇同期體檢健康者33例作為對照組。采用常規超聲及STI技術對3組對象的左室扭轉情況進行定量分析，并比較分析。 結果 A組患者左室扭轉角度峰值（Peaktw）、主動脈瓣關閉時間點扭轉角度（AVCtw）、二尖瓣開放時間點扭轉角度（MVOtw）較對照組顯著升高（P＜0.01）；B組患者Peaktw、AVCtw、MVOtw較對照組及A組顯著降低（P＜0.01）。與對照組比較，2型糖尿病患者等容解旋比例（IUR）、解旋率（UntwR）減低（P＜0.05），而解旋減半時間（UHT）即明顯延遲（P＜0.01），與A組比較，B組患者等容解旋比例、解旋率降低（P＜0.05），而解旋減半時間明顯延遲（P＜0.01）。 結論 超聲二維斑點追蹤顯像技術能夠早期識別2型糖尿病患者的心功能異常變化。

超聲心動描記術 超聲二維斑點追蹤顯像技術 扭轉 糖尿病 左心室功能

糖尿病心肌病是由糖尿病代謝紊亂及微血管病變導致的一種心臟疾病，早期可無明顯臨床癥狀，最終進展為心力衰竭。超聲斑點追蹤顯像（speckle tracking imaging，STI）技術通過監測心室肌的扭轉運動，可敏感地評價心動周期中心室肌收縮與舒張運動的整體形變程度，能早期評估心臟收縮與舒張功能的改變。本研究旨在應用STI技術對2型糖尿病患者的左室扭轉情況進行分析，以探討STI技術在糖尿病心肌病診斷中的應用價值。

1 資料和方法

1.1 一般資料 選取2010-07—2011-11在浙江醫院門診或住院的2型糖尿病患者67例，均符合1999年WHO糖尿病診斷標準。所有患者負荷超聲和（或）冠狀動脈造影正常，排除高脂血癥、中重度瓣膜疾病、冠心病、房顫或其他嚴重心律失常、合并肺、腎等臟器疾病以及圖像欠清晰影響分析者。根據LVEF測量情況分為兩組，糖尿病左心收縮功能正常組（A組，LVEF≥50%）33例；糖尿病左心收縮功能減低組（B組，LVEF＜50%）34例。另擇同期健康體檢者33例作為對照組，無糖尿病、高血壓、冠心病等病史，肝、腎功能正常，體格檢查、X線片、心電圖及超聲心動圖檢查均無異常。3組對象的一般情況見表1。由表1可見，3組對象年齡、性別、心率的差異均無統計學意義（P＞0.05）。

表1 3組對象的一般情況

1.2 方法 采用GE Vivid 7 Dimension彩色多普勒超聲成像儀，M3S探頭，頻率1.5～4.0MHz。Echo PAC超聲工作站，配有6.0版本STI成像分析軟件。受檢者均取左側臥位，平靜呼吸，同步記錄心電圖，進行常規超聲心動圖測量，雙平面Simpson法計算LVEF，根據左室流出道血流頻譜測量等容舒張期時間（IVRT），確定主動脈瓣關閉（AVC）和二尖瓣開放（MVO）時間點。應用二維諧波技術獲得心底水平（應注意包容二尖瓣）和心尖水平（應遠離乳頭肌）左室短軸圖像，幀頻范圍65～92（75±5）幀/s。囑受檢者屏氣，每個切面獲取連續的3個心動周期，并儲存在硬盤上以便脫機分析。儲存圖像時務必保持幀頻與心率大致相同。

將先前獲取的二維灰階圖像導入Echo PAC工作站，在工作站上進入STI成像模式，于心內膜顯示最清晰時將圖像凍結（多為收縮末期），沿心內膜邊界手動勾畫，將自動生成包含心肌內膜、中層和心外膜的感興趣區，如不滿意可手動調整感興趣區寬度，使其包納心肌全層，然后系統自動對心肌內的斑點進行追蹤，系統自動將左室壁分為6個節段，并將各節段的追蹤結果以V或X的形式表示，V代表追蹤成功，X代表追蹤不成功。選擇6個節段均全部為V的圖像進入后續分析，系統將自動顯示各平面軸向旋轉角度、速度曲線圖，獲得各平面各節段的旋轉角度、速度等相關數據。

1.3 統計學處理 采用SPSS16.0統計軟件，計量資料均以 表示，組間比較采用單因素方差分析。

2 結果

2.1 3組對象常規超聲心動圖檢查的比較 見表2。

由表2可見，與對照組比較，A組室間隔舒張末期

表2 3組對象常規超聲心動圖檢查的比較

厚度、左室后壁舒張末期厚度及B組左室舒張末期內徑、左房前后徑、LVEF、二尖瓣口E峰值、二尖瓣口A峰值、E/A比值均發生顯著變化（P＜0.01）；與A組比較，B組左室舒張末期內徑、左房前后徑、LVEF、二尖瓣口E峰值、二尖瓣口A峰值、E/A比值均發生顯著變化（P＜0.01）。

2.2 3組對象左室扭轉運動相關參數的比較 見表3。

表3 3組對象左室扭轉運動相關參數的比較

由表3可見，與對照組比較，A組及B組各相關參數均發生明顯變化（P＜0.05或0.01）；與A組比較，B組各相關參數均發生明顯變化（P＜0.05或0.01）。

3 討論

STI可計算心臟的旋轉運動，為心臟運動力學與心肌運動形變之間的聯系提供了一種全新的定量評價方法[1-3]。STI基本原理是通過逐幀追蹤灰階圖像中小于入射超聲波長的細小結構產生的散射斑點信息，實時跟蹤不同幀頻間同一位置的心肌運動軌跡，從而無創、準確地獲得組織運動信息[4]。該技術無角度依賴，幀頻較高，時間分辨率高，能夠判斷局部心肌和心室整體形變能力，為評價心肌運動能力提供更客觀，更有效的診斷信息，而且STI能夠克服MRI花費較高、費時較長、數據分析復雜的局限性。

左室心外膜下與心內膜下的心肌纖維呈螺旋走形，心外膜下心肌纖維排列呈左手螺旋，心內膜下心肌纖維排列呈右手螺旋，這種排列方式與心肌纖維的運動密切相關，并且是心肌扭轉運動產生的力學基礎[5]。在進行STI檢查時，收縮期從心尖部向心底部觀察，心外膜下心肌纖維收縮使心尖部逆時針旋轉，心底順時針旋轉；而心內膜下心肌纖維收縮產生的作用相反，但由于心外膜力量占優勢，正常人左心室心肌整體表現為心底部心肌為順時針方向旋轉，心尖部則為逆時針旋轉，形成“擰毛巾”樣運動，即左心室扭轉。扭轉的大小和方向取決于跨壁應變梯度和心外膜下心肌纖維相對于心內膜下心肌纖維的運動優勢[6]。

本研究結果提示，B組與A組、對照組比較，左室舒張末期內徑、左房前后徑變大；而A組與對照組比較，室間隔舒張末期厚度、左室后壁舒張末期厚度增厚；B組與A組、對照組比較，LVEF、二尖瓣口E峰值、E/A比值下降，說明糖尿病組左室形態結構大小發生改變，導致左室構型改變，而這種左室形態構型改變得越顯著，心肌纖維排列就越紊亂，心肌的壓力和應變力越失常，左室的扭轉運動進一步減弱，從而使心室不能像心肌纖維螺旋排列的正常心室那樣射出足夠的血液，即左室收縮功能及舒張功能下降。A、B組與對照組比較左室扭轉運動各相關參數均有顯著改變，說明左室扭轉運動各相關參數的改變較LVEF、二尖瓣口E峰值、二尖瓣口A峰值、E/A比值等常規超聲心動圖檢測指標更加敏感的反映心肌的收縮及舒張功能。

本研究結果顯示，A組患者Peaktw、AVCtw、MVOtw較對照組明顯增高。原因可能與糖尿病患者存在代謝紊亂，心肌內微血管病變等原因引起心內膜下心肌灌注不良、缺血，心肌纖維化程度較重，繼而導致心肌收縮力下降[7]，減弱了它對抗心外膜下心肌纖維收縮引起的逆時針方向旋轉，從而導致左室心肌整體運動表現為逆時針扭轉增強，類似于一種“假性正常化”。B組患者Peaktw、AVCtw、MVOtw均明顯減低。原因可能與心肌收縮力減低、心肌重構和左室充盈壓過大有關[8]。心功能不全時，心肌灌注不良、缺血累及至心外膜下心肌纖維，心外膜下心肌纖維收縮力下降，引起其逆時針方向旋轉減弱，左室扭轉減弱。同時心功能不全時，心肌存在著明顯的心肌細胞凋亡并由此加速心肌重構，且充盈壓過大時，可導致心肌纖維被動拉長移位，心肌細胞膜損傷，可能導致心肌壞死，間質纖維化，心肌收縮力減低，從而導致了左室扭轉能力的損害。

另外，糖尿病患者左心室IUR、UntwR減低，而且UHT明顯延長，并隨左心功能的下降而相應的下降或延長。原因可能在于收縮期心肌的扭轉運動將心室收縮和舒張緊密藕聯在一起，并被認為是舒張期虹吸力的源泉。心室收縮期的扭轉運動儲備了大量彈性能量，至等容舒張期該能量得以快速釋放，心室進行解旋運動，由此而產生了心室內壓力梯度（IVPGs），心室充盈順利完成，目前的研究表明解旋率與IVPGs高度相關[9]。心室的順應性和抽吸力決定了其解旋特性，而解旋又可直接調節心室充盈[10]。舒張早期心室的快速解旋有利于IVPGs形成，幫助心室充盈。因而左心功能的下降反映了收縮期左心室扭轉運動儲備的彈性能量的下降，導致舒張期虹吸力下降，繼而導致心室解旋運動異常。舒張期解旋異常可直接導致心室充盈障礙，可以敏感反映左室順應性的減低和舒張功能的受損。

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Assessment of left ventricular twist in patients with type 2 diabetes mellitus using two-dimensional ultrasound speckle tracking imag-ing

HUANG Jingyuan，YANG Xing’an，YE Meng,et al.Department of Ultrasonography，Zhejiang Hospital，Hangzhou 310013,China

Echocardiography Speckle tracking imaging Twist Diabetes mellitus Left ventricular function

2012-01-04）

（本文編輯：歐陽卿）

310013 杭州，浙江醫院超聲科（黃敬垣、葉萌、楊繼東、洪勇強）；中國人壽保險股份有限公司杭州市分公司衛生所（何嫻）；浙江省臺州醫院超聲科（楊性安）；浙江大學醫學院附屬第一醫院超聲科（鄭哲嵐）

何嫻，E-mail：dhjh1981@chinaren.com

【 Abstract】Objective To evaluate the characteristics of left ventricular twist in patients with type 2 diabetes using two-dimensional speckle tracking imaging(STI). Methods Sixty seven patients with type 2 diabetes were divided into two groups:33 cases with normal left ventricular ejection fraction(LVEF)(LVEF≥50%,group A)and 34 cases with abnormal LVEF(LVEF＜50%, group B).Thirty three normal subjects served as controls.The left ventricular twist was quantitatively analyzed with STI technology in 3 groups. Results The Peaktw,AVCtw and MVOtw values in group A were significantly elevated than those in normal controls (P＜0.01);however,Peaktw,AVCtw and MVOtw in group B were lower than those in group A and normal controls(P＜0.01).The IUR and UntwR in diabetic patients were lower than those in normal controls(P＜0.05)and UHT was significantly delayed (P＜0.01).There were significant differences in IUR,UntwR and UHT values between two groups of diabetic patients (P＜0.05,P＜0.01,respectively). Conclusion Two-dimensional speckle tracking imaging technology can be used for early recognition of abnormal cardiac function in patients with type 2 diabetes mellitus.