斑點追蹤成像結合實時心肌超聲造影對心肌不同灌注狀態的評價

蔣媛媛,徐　洋,任衛東

(1.廈門大學附屬第一醫院超聲科,福建廈門361001;2.廈門大學附屬第一醫院整形外科,福建廈門361001;3.中國醫科大學附屬盛京醫院超聲科,沈陽110004)

斑點追蹤成像結合實時心肌超聲造影對心肌不同灌注狀態的評價

蔣媛媛1,徐洋2,任衛東3

(1.廈門大學附屬第一醫院超聲科,福建廈門361001;2.廈門大學附屬第一醫院整形外科,福建廈門361001;3.中國醫科大學附屬盛京醫院超聲科,沈陽110004)

目的定量評價急性心肌梗死(AMI)經皮冠狀動脈介入治療(PCI)術前、術后左心室局部心肌功能和心肌灌注的動態變化.方法選取48例接受PCI手術治療的1周內AMI患者(治療組)和30例健康志愿者(對照組),采用斑點追蹤成像(STI)及實時心肌超聲造影(RT-MCE)技術評價PCI手術前后局部縱向應變及心肌灌注變化特征,并與單光子發射計算機斷層掃描術(SPECT)結果進行相關性分析.結果PCI術前,治療組各應變和灌注指標均較對照組明顯降低.PCI術后1個月,與術前比較,除部分心肌節段心肌造影劑灌注速率無改善外,其他各指標均明顯升高,差異有統計學意義(P<0.05);術后1個月,左心室局部縱向峰值應變、心肌灌注達峰強度和局部心肌血流量與單光子發射計算機斷層成像術的心肌灌注量呈正相關(r分別為0.75、0.72、0.76,均P<0.05).結論STI技術結合RT-MCE技術能夠準確評價AMI患者PCI手術前后的左心室局部功能和心肌灌注的變化特征.

斑點追蹤成像;實時心肌超聲造影;心肌梗死

網絡出版地址

左心室局部收縮功能與多種因素有關,最為密切的是冠狀動脈狹窄程度,臨床上經皮冠狀動脈介入治療(percutaneous trans1umina1 coronary intervention,PCI)能使痙攣或阻塞的血管再通,使受損心肌部分或全部恢復功能,最終提高左心室整體收縮功能[1],正確評價PCI術前、術后左心室收縮功能對于臨床評估療效和給予指導意見具有重要意義[2].本研究聯合斑點追蹤顯像(speck1e tracking imaging,STI)技術及實時心肌造影(rea1-time myocardia1 contrast echocardiography,RT-MCE)技術對擇期PCI患者術前、術后的心肌運動和心肌灌注進行評價,并以單光子發射計算機斷層掃描術(sing1e-photon emission computed tomography,SPECT)作為"金標準"進行相關性分析,旨在進一步明確PCI術后較長時間心肌的變化.

1　材料與方法

1.1一般資料

選取2010年2月至2012年2月中國醫科大學附屬盛京醫院超聲科急性心肌梗死(acute myocardia1 infarction,AMI)患者48例(治療組),男35例,女13例,年齡52～77歲,平均(67±19)歲.其中合并高血壓11例,合并糖尿病7例.同時,對48例中的30例患者行術后SPECT,以此"金標準"來判斷心肌活動恢復情況.選取同期在我院門診或住院部篩選的健康志愿者30例(對照組),男、女各15例,年齡50～74歲,平均(62±15)歲.經仔細病史詢問、心電圖等檢查明確無器質性心臟疾病.以上采集均經被研究者本人同意.

1.2儀器與方法

采用GE Vivid7 Dimension彩色多普勒超聲診斷儀,該儀器配備Echo PAC工作站,具有STI及RTMCE分析程序,同時配備M4s心臟探頭,頻率1.5/ 3.1 MHz,幀頻80幀/s.M3s心臟探頭,頻率1.7/3.4 MHz,閃爍幀頻23幀/s,閃爍幀數20幀,機械指數(mechanica1 index,MI)0.08.囑受檢者采取左側臥位,平靜呼吸,同步記錄胸導聯心電圖,在采集圖像時盡量保持心率的一致性.常規超聲檢查后記錄并儲存左心室兩腔、三腔和四腔長軸切面,二維圖像各3個心動周期以備脫機分析.

1.3統計學分析

2　結果

2.1對照組、治療組左心室應變和心肌造影結果比較

對照組左心室節段縱向應變曲線的形態為負向單峰曲線,心肌收縮時,應變從0向負值發展,于收縮末達到最大負值;舒張時心肌延長,應變從最大負值向0基線靠近.應變值心尖部>基底部,室間隔基底部最低.RT-MCE顯示:經靜脈注入造影劑后,左心室各壁心肌灌注良好,心肌灌注曲線中,造影劑灌注達峰強度(perfusion peak intension,PI)、造影劑峰值聲學強度(acoustic intensity peak,A)、造影劑灌注速率即微氣泡平均速度(contrast agent perfusion rate,K)和局部心肌血流量(regiona1 myocardia1 b1ood f1ow,MBF)各項指標均呈現心尖部灌注略比基底部和大部分中間部高,但差異無統計學意義(P> 0.05).見表1.

治療組應變曲線顯示:心肌梗死室壁節段縱向收縮期峰值應變(the 1ongitudina1 systo1ic peak strain,SLP)值均有減低,曲線形態紊亂,規律性消失,T-SLP時間曲線峰值后移;靜脈注入造影劑后,可見缺血心肌節段灌注緩慢,部分節段明顯充盈缺損.灌注曲線顯示:灌注強度明顯減低,微泡速度減慢,局部心肌血流量減少,與對照組比較差異均有統計學意義(P<0.01).見表1,圖1.

2.2PCI術后各指標比較

PCI術后1個月,應變峰值繼續增高,形態略規整,灌注與術前比較,造影劑充盈略增快,除部分心肌節段K值改善不明顯外,其余各指標升高均有統計學差異(P<0.05),但仍明顯低于對照組,見表1,圖1、2.

2.4治療組應變指標與灌注指標同SPECT心肌灌注量的相關性分析

術后1個月,左心室SLP、PI和MBF與SPECT心肌灌注量呈正相關(r分別為0.75、0.72、0.76,均P< 0.05);T-SLP、A和K亦與SPECT心肌灌注量呈正相關(r分別為0.68、0.61、0.70,均P<0.05),但相關性不如SLP、PI和MBF.

2.5放射性分布結果

靜息狀態下,放射性分布減弱或明顯減弱的心肌節段,在行硝酸甘油介入顯像后,部分心肌節段有稀疏放射性分布或原放射性分布區域增強,可定義為存活心肌,見圖3.

3　討論

STI技術所評價的左心室整體收縮功能與心臟磁共振成像的結果大體一致,具有良好的準確性和重復性[3],此技術不受心室壁運動時產生的角度影響,能更客觀地評價左心室局部心肌功能[4,5].所以,STI技術具有評估心肌局部和整體收縮功能的特點[6,7].

表1　治療組與對照組左心室各指標比較(±s)Tab.1 Com parison of the general index between the therapy group and normal group(±s)

表1　治療組與對照組左心室各指標比較(±s)Tab.1 Com parison of the general index between the therapy group and normal group(±s)

1)compared with contro1 group,P<0.05;2)compared with preoperation group,P<0.05.SLP,the 1ongitudina1 systo1ic peak strain;T-SLP,the 1ongitudina1 peak strain of time;PI,contrast agent perfusion of peak intensity;A,acoustic intensity peak;K,contrast agent perfusion rate;MBF,regiona1 myocardia1 b1ood f1ow.

Item Contro1 group Treatment group Preoperation One month after operation SLP(%) Bas 22.83±3.27 7.01±1.991)16.98±3.042)Mid 24.56±3.44 7.71±1.931)19.38±2.752)Apex 26.15±2.59 7.66±1.821)17.24±2.442)T-SLP(ms) Bas 116.56±4.21 152.56±4.531)126.94±3.811),2)Mid 111.66±4.11 146.31±3.471)122.34±3.011),2)Apex 106.11±3.65 151.68±3.721)125.54±3.661),2)PI(au) Bas 36.21±0.81 9.91±1.111)30.26±0.972)Mid 36.37±0.85 11.35±0.991)31.36±0.992)Apex 39.27±0.70 11.22±1.011)28.36±0.771),2)A(dB) Bas 20.88±0.52 11.01±1.081)17.26±0.872)Mid 22.86±0.59 11.31±0.911)17.69±0.732)Apex 24.45±0.61 9.28±1.041)16.14±0.901),2)K Bas 2.51±0.22 1.63±0.361)2.23±0.652)Mid 2.55±0.25 1.61±0.351)2.61±0.991),2)Apex 2.55±0.25 1.35±2.111)2.12±1.122)MBF(dB) Bas 52.74±0.49 17.86±0.91)38.36±0.651),2)Mid 58.39±0.47 18.32±0.871)34.01±0.541),2)Apex 63.57±0.42 14.97±0.911)34.33±0.701),2)

圖1　治療組1例患者AM I左心室縱向應變曲線Fig.1 Segmental left ventricular longitudina l strain curve of a AMI patient

RT-MCE技術所使用的微氣泡通過肺循環到左心系統最終進入心肌組織,高機械指數可擊破心肌內微泡,再轉為低機械指數觀察心肌血流再灌注的過程,多數學者認為實時心肌造影能真實準確地反映心肌灌注情況[8～10].

在本研究中,左心室術前梗死節段應變值均較對照組明顯減低.無論對于ST段抬高患者還是非ST段抬高患者,在超聲圖像上均表現為縱向應變運動減弱,達峰時間延長.文獻[11,12]表明兩者的病死率無明顯差異.梗死區心肌MCE曲線灌注強度峰值明顯降低,灌注速度減慢,心肌血流量減少,與STI所得的心肌運動減慢結果一致.本研究結果顯示,雖然術后1個月各項指標均較術前明顯恢復,但與正常人比較仍具有一定的差距,所有患者雖行再灌注治療,但為擇期手術,其效果遠不如急診PCI術顯著,再次證實了心肌細胞的壞死是不可逆的.當然,由于隨訪時間有限,不能完全排除部分心肌仍處于冬眠狀態的可能.

圖2　治療組1例患者AM I左心室心肌灌注曲線Fig.2 Segmental left ventricular myocardial perfusion curve of a AMI patient

圖3　SPECT放射性分布比較Fig.3 SPECT radioactive distribution

結果顯示,PCI術后1個月各指標改善明顯(P< 0.05),可能與缺血區微循環血管的改變有關.本研究中術后1個月MCE曲線顯示代表局部微血管血流狀態的PI、A、K和MBF值均增高,PI和MBF增高較明顯,這與微循環的動態變化一致,側枝循環的開放和頓抑心肌的激活可使局部微血管密度增加,雖然血管的擴張及側枝循環血流遠遠不如正常供血量,但仍可增加一定范圍內的MBF和PI,PI與微血管密度、毛細血管密度、毛細血管面積相關,但與小動脈密度和膠原含量成反比[13].由于微血管床的壓力仍然很高,當微泡進入微血管時,A和K始終保持低水平增高.以上心肌灌注曲線變化同STI的縱向應變測量值一致,說明這種較長時間微循環灌注的改善能夠推測心肌形變特點,而局部心肌運動狀態也同樣能預測微循環灌注水平.

本研究中各灌注指標隨時間延長逐漸增加,證明缺血區具有一定量的微血管儲備,心肌功能逐漸恢復,可認為是存活心肌.反映心肌組織形變的STI技術較少受到心臟整體運動以及鄰近節段剪切力的影響[14],心肌梗死節段SLP、T-SLP隨時間延長改善明顯,可以認為有存活心肌存在.缺血區仍具有部分微血管完整性,本研究中各灌注指標隨時間延長逐漸增加,證明缺血區具有一定量的微血管儲備,心肌功能逐漸恢復,可以認為是存活心肌. SPECT用來評價心肌的灌注和細胞膜完整性,被稱為檢測存活心肌的"金標準".本研究48例PCI患者在術后1個月進行了核素心肌灌注斷層顯像檢查,結果顯示運動和灌注良好的心肌攝取基本正常,運動不良和灌注缺損的心肌攝取明顯減弱或局部放射性分布嚴重減弱,與STI技術和MCE結果一致.

綜上所述,應用STI技術結合RT-MCE技術可以定量評價AMI后存活心肌,能夠較好反映PCI術后短期和長期療效,兩者結合評價AMI后存活心肌與SPECT心肌灌注量呈正相關,其中SLP、PI和MBF相關性良好.2種技術的結合能夠準確評價心肌缺血再灌注后的心肌運動狀態,為臨床評估心臟功能提供了一種有效的方法.但本研究存在一定的局限性,未排除其他疾病,可能會對研究結果造成一定偏倚;僅隨訪至術后1個月,對于術后更長期的變化有待于進一步研究;研究樣本量較小,對于研究結果可能存在一定的偏差.因此,在以后的工作中將結合三維超聲,并進行組織活檢,同時延長隨訪時間,對不同狀態下的心肌灌注進行更深入的研究.

[1]Chen M,Wang J,Xie MX,et a1.Rea1-time three-dimensiona1 echocardiographic assessment of 1eft ventricu1ar remode1ing index in patients with hypertensive heart disease and coronary artery disease [J].J Huazhong Univ Sci Techno1og Med Sci,2009,29(1): 122-126.

[2]Miyoshi T,Doi M,Hirohata S,et a1.Cardio-ank1e vascu1ar index is independent1y associated with the severity of coronary atherosc1erosis and 1eft ventricu1ar function in patients with ischemic heart disease[J].J A therosc1er Thromb,2010,17(3):249-258.

[3]Laurent M,O1ivier L,Ju1ien N,et a1.Impact of acoustic window on accuracy of 1ongitudina1 g1oba1 strain:a comparison study to cardiac magnetic resonance[J].Eur J Echocardiogr,2011,12(5):394-399.

[4]Tsai WC,Liu YW,Huang YY,et a1.Diagnostic va1ue of segmenta1 1ongitudina1 strain by automated function imaging in coronary artery disease without 1eft ventricu1ar dysfunction[J].J Am Society Echocardiogr,2010,23(11):1183-1189.

[5]陳劉平,鄧又斌,劉紅云,等.斑點追蹤超聲心動圖技術評價肺切除患者早期左心室局部及整體心肌收縮功能[J].中國介入影像與治療學,2010,7(3):292-295.

[6]陳明,謝明星,王新房.實時三維超聲心動圖測量左心功能評價冠狀動脈搭橋術的效果[J].中國介入影像與治療學,2010,7 (3):281-284.

[7]范潔,田家瑋,杜國慶,等.超聲二維應變技術對不同術式二尖瓣置換前后左心室收縮功能的研究[J].中華超聲影像學雜志, 2012,21(1):1-5.

[8]Abde1moneim SS,Dhob1e A,Bernier M,et a1.Quantitative myocardia1 contrast echocardiography during pharmaco1ogica1 stress for diagnosis of coronary artery disease:a systematic review and meta-ana1ysis of diagnosis accuracy studies[J].Eur J Echocardiogr,2009,10 (7):813-825.

[9]Che1iah RK,Hickman M,Kinsey C,et a1.Myocardia1 contrast echocardiography versus sing1e photon emission computed tomography for assessment of hibernating myocardium in ischemic cardiomyopathy:pre1iminary qua1itative and quantitative resu1ts[J].J Am Soc Echocardiogr,2010,23(8):840-847.

[10]Li DY,Liang L,Xu TD,et a1.The va1ue of quantitative rea1-time myocardia1 contrast echocardiography for detection of angiographica11y significant coronary artery disease[J].C1in Cardio1,2013,36 (8):468-474.

[11]Young A1tahan R,Go1denberg I,Kim ron L,et a1.Timing of coronary angiography and outcome in patients with non-ST e1evation acute coronary syndromes Israe1i survey[J].Cardio1ogy,2011,119 (4):224-234.

[12]Navarese EP,De Servi S,Gibson CM,et a1.Ear1y vs.de1ayed invasive strategy in patients with acute coronary syndromes without ST-segment e1evation:a meta-ana1ysis of randomized studies[J].QJM, 2011,104(3):193-200.

[13]Shimoni S,Frangogiannis NG,Agge1i CJ,et a1.Microvascu1ar structura1 corre 1ates of myocardia1 contrast echocardiography in patients with coronary artery disease and 1eft ventricu1ar dysfunction imp1ications for the assessment of myocardia1 hibernation[J].Circu1ation,2002,106(8):950-956.

[14]Urheim S,Edvardsen T,Torp H,et a1.Myocardia1 strain by dopp1er echocardio-graphy:va1idation of a new method to quantify regiona1 myocardia1 function[J].Circu1ation,2000,102(10):1158-1164.

(編輯武玉欣)

Evaluation of DifferentPerfusion StatusofM yocardium Using Speckle Tracking Imagingand Real-timeM yocardialContrastEchocardiography

JIANGYuan-yuan1,XUYang2,RENWei-dong3
(1.DepartmentofU1trasound,TheFirstAffi1iated Hospita1ofMedicine,XiamenUniversity,Xiamen361001,China;2.DepartmentofP1asticSurgery,TheFirstAffi1iated Hospita1ofMedicine,XiamenUniversity,Xiamen 361001,China;2.Department ofU1trasound,ShengjingHospita1,ChinaMedica1University,Shenyang110004, China)

Objective To quantitative1y eva1uate the 1eft ventricu1ar regiona1 myocardia1 function and myocardia1 perfusion in patients with acute myocardia1infarction(AMI)beforeand afterpercutaneouscoronary intervention(PCI)usingspeck1e trackingimaging(STI)and rea1-timemyocardia1 contrast echocardiography(RT-MCE).Methods LV 1ength-axis images were acquired in 48 patients with AMI who underwent successfu1 PCI within 1-month of AMI onset(treatment group),as we11 as 30 hea1thy individua1s as contro1 group.Conventiona1 echocardiography,STI and RTMCEweredone in both 2groupsbeforeand 1month after PCI.Thecorre1ation ana1ysisbetween theaboveindexand sing1e-photon emission computed tomography(SPECT)after PCI 1 month was a1so studied.Results Before PCI,a severe reduction in strain and perfusion was observed in treatment group compared to the contro1 group.One month after PCI,there were obvious changes in strain and perfusion index in treatment group,except partia1 myocardia1 region in K.Even.A1though there were marked1y improvement of the most index,significant differences were found between the twogroups(P<0.05).Onemonth postoperation,1oca11ongitudina1peak strainof1eftventricu1ar,myocardia1perfusionofpeak intensityand regiona1 myocardia1 b1ood f1ow were positive1y corre1ated with sing1e photon emission computed tomography amount of myocardia1 perfusion imaging (SPECT)(r were 0.75,0.72,0.76,P<0.05).Conclusion STI combined with RT-MCE can accurate1y eva1uate the regiona1 myocardia1 motion and perfusion ofAMIpatientsbeforeand after PCIand canmonitor theimprovementofmyocardia1function after revascu1arization.

speck1e tracking imaging;rea1-time myocardia1 contrast echocar diography;myocardia1 infarction

R540.45;R542.22

A

0258-4646(2016)03-0264-05

10.12007/j.issn.0258-4646.2016.03.018

蔣媛媛(1980-),女,醫師,博士.

任衛東,E-mai1:renwd01@163.com

2015-07-27

網絡出版時間: