斑點追蹤技術評價心肌梗死患者的左室節段性室壁運動的二維應變研究

曹 霞，徐景俊，王 薇，潘 寧，張瑞雪

(佳木斯大學附屬第一醫院物理診斷科,黑龍江 佳木斯 154003)

左室節段性運動異常，對于MI的診斷及治療方案的選擇意義重大。目前臨床工作中主要是根據肉眼觀察超聲二維圖像(Two-dimensional ultrasound image)及組織多普勒成像技術(Tissue Doppler Imaging)來診斷左心室壁節段性運動異常。肉眼觀察超聲二維圖像其準確性與醫生的經驗水平有直接相關性；TDI僅用于檢測聲束方向平行的應變值。STI不僅可計算各節段的縱向應變值，同時還能計算徑向應變值及圓周應變值，從而可以從多方面對MI患者的左心室壁運動進行評價。

1 資料與方法

1.1 研究對象

心肌梗死組:2012-05～2013-11經心內科確診的MI患者中隨機選擇33例，其中女12例, 男21例,年齡(56.3±6.7)歲。對照組:在患者家屬及本院醫護人員中隨機選擇32例,其中男22例,女10例,年齡(56.3±6.5)歲, 均經心肌酶學檢查、心電圖檢查、體格檢查等除外器質性心臟疾病及能夠影響心肌運動的其他全身性疾病。

1.2 儀器與方法

1.2.1 實驗儀器：本實驗使用Philips公司的iE 33彩色超聲診斷儀，選用S5-1心臟探頭(幀頻為60～90幀/s，頻率為1～5MHz),隨機帶有Qlab 8．1量化分析軟件。

1.2.2 圖像采集：要求受檢者向左側臥位，連接胸導聯心電圖，囑受檢者于呼氣末屏住呼吸，分別采集心尖兩腔、左室長軸、心尖四腔以及短軸方向(心尖、乳頭肌、二尖瓣水平)共6個切面的4個周期的動態的二維灰階圖像(幀頻>60 幀/s)。圖像應包含完整的心肌節段，并使心內膜與心外膜顯示盡可能清晰。進入Qlab8．1工作站二維應變軟件程序,使用 CMQ插件進行計算,首先要選擇各節段感興趣區(ROI),使其較準確地覆蓋心肌。將左室長軸方向心肌分為17個節段，左室短軸方向心肌分為18個節段。系統將自動追蹤感興趣區內的斑點聲像，對每個室壁節段進行分析，得出各節段徑向應變(Radial strain，RS)、圓周應變(Circumferential strain，CS)、縱向應變(Longitudinal strain，LS)(應變無單位，以%表示)。

1.3 統計學處理

采用SPSS 17.0統計軟件分析數據，計量數據均以均數±標準差表示。兩組間參數比較,采用獨立樣本的t檢驗,P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 從圖1～6中可見，縱向應變用負向波表示，徑向應變主要是以正向波來表示，圓周應變亦是用負向波來表示。正常組的各節段應變-時間曲線在整個心動周期中分布均一，且波峰、波谷清晰明顯，峰值高度均勻一致; MI患者各病變節段應變曲線形態雜亂，部分病變嚴重的節段應變的峰值呈現相反方向，表明該節段在收縮期呈現與其他正常節段相反方向的運動。

2.2 從表1(圖5、圖6)中可看出，梗死的心肌節段與正常組相應節段比較，收縮期縱向的峰值應變減低，差異顯著(P<0.01)。

表1 心肌梗死患者梗死節段和對照組相應節段縱向峰值應變值比較

注:與對照相應節段比較,*P<0.01,**P<0.01。

2.3 從表2～4(圖1～5)中可以看出，MI組短軸3個水平的峰值徑向應變與對照組相比均減低，差異顯著(P<0.01)。同樣的MI組的峰值圓周應變與對照組比較均減低，差異顯著(P<0.01)。

表2 心肌梗死患者梗死節段和對照組相應節段二尖瓣水平峰值應變值比較

注:與對照組相應節段比較,*P<0.01,**P<0.01。

表3 心肌梗死患者梗死節段和對照組相應節段乳頭肌水平峰值應變值比較

注:與對照組相應節段比較,*P<0.01,**P<0.01

表4 心肌梗死患者梗死節段和對照組相應節段心尖水平峰值應變值比較

注:與對照組相應節段比較,*P<0.01,**P<0.01

3 討論

準確量化地評估左室節段性心肌的運動幅度對于MI患者的診斷及預后的評價意義重大。目前應用較多的肉眼觀察二維圖像，由于局部的室壁運動易受鄰近心肌節段的影響, 因此很難判斷該節段的運動是主動收縮還是被動牽拉造成的,例如某一節段室壁發生異常運動,與其毗鄰的周圍正常心肌的運動也會減低,此時這些節段即被誤認為問題節段；相反,如果缺血節段周圍的正常心肌節段可以有力地收縮,就可以帶動缺血心肌被動地運動，可產生接近正常心肌的運動速度，此時缺血心肌的異常運動將難以發現。TVI能夠定量地反映MI患者左室各節段心肌的運動速度及位移，但由于其具有角度依賴性，且所評價的心肌節段運動同樣容易受鄰近心肌的牽拉，從而導致重復性和準確性均較低，主要用于檢測與聲束平行方的心肌長軸方向的縱向應變值。STI不僅具有TDI時間分辨率高的優點,，且不易受到運動的角度及心臟擺動的影響。國外研究[1]發現，在慢性心梗患者中，斑點追蹤技術與磁共振方法相比具有良好的相關性和符合率，整體應變能很好地預測心肌梗死的范圍，且其比左室射血分數和室壁運動指數具有更好的預測價值。

左室心肌纖維呈螺旋狀排列，包括：中層的環行肌纖維和內、外層的螺旋形肌纖維，因此左室的運動基本由的四個部分：組成:縱向運動,沿心臟長軸方向，用負值表示，收縮期為負值加大,舒張期負值減小;徑向運動,為心臟短軸水平的運動,反映收縮期室壁的增厚的程度，室壁增厚時正值增加,室壁變薄時正值減小；圓周運動,為心臟短軸方向上的環形運動。收縮期負值增加,舒張期時負值減小；旋轉運動,表示心臟短軸水平方向上的旋轉角度。

王欣等[2]進行心肌長軸方向應變研究，認為正常人左心室各節段應變曲線呈一致性分布，而心肌梗死組呈不同程度的降低。本研究結果表明，正常組各節段應變曲線規整，波峰、波谷規律一致，心肌梗死組各節段應變曲線紊亂。病變的心肌節段的圓周、徑向及縱向應變值均較正常組顯著減低，部分病變嚴重的節段出現相反方向的運動。值得注意的是,心肌梗死組的心尖位的縱向應變較徑向及圓周應變的變化更加敏感。心肌的縱向運動主要取決于心內膜面心肌纖維，因此發生心肌梗死時，梗死節段首先受連累的是心內膜，縱向纖維的收縮能力下降，該究結果與MRI結果相一致[3]。左室壁的增厚程度58%取決于心內膜纖維, 25%取決于中間層纖維,17%取決于心外膜纖維[4]。MI患者的各層心肌細胞均可見運動異常,心肌縱向應變、徑向應變及圓周應變均較正常組顯著減低。

二維超聲應變技術測量室壁運動時要求提供清晰的高幀頻二維灰階圖像，才能準確地反映心肌節段的運動的信息，在肺氣腫，肥胖等無法得到清晰的二維圖像的患者中的應用受到很大限制。斑點追蹤技術不受測量角度的限制，且不受周圍組織牽拉的影響，可以無創、定量地評估心肌的應變，能夠較完整、全面地評價節段性室壁運動異常的情況，為臨床診斷心血管病及評價其療效提供全新的檢測方式。

[1]Gjesdal O，Hopp E，Vardal T，et al． Global longitudinal strainmeasured by two-dimensional speckletracking echocardiography is closely related to myocardial infarctsize in chronic ischaemic heart dis-ease[J]． Clin Sci ( Lond) ，2007，113(6):287-296

[2]王欣, 朱天鋼, 權欣, 等.斑點追蹤成像評價急性心肌梗死后左室形變與重構的關系[J].中國醫學影像技術, 2007, 32(21)：67-68

[3]王金銳, 劉志躍, 楊敬英, 等.心臟纖維環運動的二維和M型超聲心動圖觀測[J].內蒙古醫學雜志,1987,8:11

[4]Myers JH, Stirling MC, Choy M, et al.Directmeasurement of inner and outer wall thincking dynamics withepicardial echocardio2graphy[J].Circulation,1986,65(3):1642172