二維應變參數評價擴張型心肌病患者左心室收縮同步性及其與心功能的關系

梅丹娥，陳金玲，馮闖麗，趙志玉，宋宏寧

(武漢大學人民醫院超聲科，湖北 武漢 430060)

二維應變參數評價擴張型心肌病患者左心室收縮同步性及其與心功能的關系

梅丹娥，陳金玲*，馮闖麗，趙志玉，宋宏寧

(武漢大學人民醫院超聲科，湖北 武漢 430060)

目的探討二維斑點追蹤成像(2D-STI)應變參數評價擴張型心肌病(DCM)患者左心室收縮同步性的價值及其與心功能的關系。方法收集DCM患者(DCM組)及對照組各25例，采用2D-STI技術獲取左心室各節段縱向應變達峰時間、圓周應變達峰時間(Tls、Tcs)，分別計算左心室18節段縱向應變達峰時間標準差(Tls-SD)及最大差值(Tls-dif)，左心室心尖四腔心、三腔心、二腔心切面6節段縱向應變達峰時間標準差(Tls-SD-4、Tls-SD-3、Tls-SD-2)及最大差值(Tls-dif-4、Tls-dif-3、Tls-dif-2)，左心室18節段圓周應變達峰時間標準差(Tcs-SD)及最大差值(Tcs-dif)，左心室短軸二尖瓣、乳頭肌、心尖水平6節段圓周應變達峰時間標準差(Tcs-SD-M、Tcs-SD-P、Tcs-SD-A)及最大差值(Tcs-dif-M、Tcs-dif-P、Tcs-dif-A)。結果與對照組比較，DCM組整體及節段應變參數均顯著增大(P均<0.05)；DCM組中，除Tcs-dif-P、Tcs-dif外，余應變參數均與左心室射血分數呈負相關(P均<0.05)；除Tcs-dif-M、Tcs-dif-P及Tcs-dif外，余應變參數均與舒張早期二尖瓣口峰值血流速度(E)/二尖瓣環運動速度(e)呈正相關(P均<0.05)。結論DCM患者左心室整體及局部收縮期應變均存在不同步，收縮不同步可加劇心功能的惡化；2D-STI參數可以客觀評價DCM患者左心室收縮不同步及其與心功能的關系。

超聲檢查；心肌病，擴張型；心室功能，左；不同步

擴張型心肌病(dilated cardiomyopathy， DCM)是一類以左心室或雙心室擴大伴收縮功能障礙為基本特征的心肌病變，心臟運動不同步可能是導致其心臟泵血功能減低的重要因素。二維斑點追蹤成像(two-dimensional speckle tracking imgaing, 2D-STI)可獲得心肌組織在心動周期內的多個運動參數信息，且不受聲束角度依賴、周圍心肌牽拉和整體運動的干擾，能更加敏感、準確地定量評價心肌運動狀況[1-2]。本研究旨在應用2D-STI技術獲取DCM患者左心室縱向及圓周應變達峰時間，探討二維應變參數評價DCM患者左心室整體及節段收縮同步性的價值及其與左心室收縮、舒張功能的相關性。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2014年9月—2016年4月在我院住院的DCM患者25例(DCM組)，男16例，女9例，年齡33～80歲，平均(58.6±1.5)歲。入組標準：以患者病史、臨床表現、心電圖及超聲心動圖為診斷依據，除外先天性心臟病、瓣膜病、糖尿病、冠心病及繼發性心肌病變患者。另選同期對照組25名，男14名，女11名，年齡45～79歲，平均(55.9±7.3)歲，納入者均經病史、體格檢查、選擇性冠狀動脈造影、心電圖，心肌酶學等除外心臟疾病。本研究經我院倫理委員會批準。受檢者均可同意。

1.2儀器與方法 采用GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，M5S探頭，探頭頻率1.7～3.3 MHz，配有EchoPAC科研工作站及分析軟件。受檢者均于平靜狀態下進行圖像采集，取左側臥位，連接心電圖，囑患者平靜呼吸，調節儀器幀頻50～70幀/秒，常規超聲分別采集左心室心尖三腔心、四腔心、二腔心及左心室短軸二尖瓣水平、乳頭肌水平、心尖水平切面清晰二維圖像，存盤供脫機分析，每個切面圖像記錄3～5個連續心動周期。

1.2.1常規超聲參數測量 胸骨旁左心室長軸切面觀獲取左心室舒張末內徑(left ventricular end-diastolic dimension， LVEDd)，采用雙平面Simpon法測量左心室舒張末容積(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)、左心室收縮末容積(left ventricular end-systolic volume， LVESV)及左心室射血分數(left ventricular ejection fraction, LVEF)，脈沖多普勒獲取二尖瓣口舒張早期及晚期峰值血流速度(E、A)，并計算E/A；組織多普勒頻譜測量舒張早期二尖瓣環運動速度(e)，計算E/e。

1.2.22D-STI應變參數測量 采用EchoPAC工作站、Q-analysis軟件進行圖像分析。分別于3個心尖切面和3個短軸切面勾畫心內膜輪廓，生成ROI，調節其寬度與心肌厚度一致，對顯示不佳的節段可進行手動微調，直至獲得滿意的追蹤。系統自動將左心室長軸每個切面分為6個節段，左心室短軸每個水平分為6個節段，共18個節段，應用軟件獲取左心室長軸及短軸縱向和圓周應變曲線，同時系統可自動獲取節段應變達峰時間，可獲得左心室各節段縱向應變達峰時間(time to peak longitudinal strain， Tls)及左心室各節段圓周應變達峰時間(time to peak circumferential strain， Tcs)，上述參數均在不同心動周期測3次，取平均值作為最終的應變達峰時間。計算左心室18節段縱向應變達峰時間標準差(Tls-SD)及最大差值(Tls-dif)，左心室心尖四腔心、三腔心、二腔心切面6節段縱向應變達峰時間標準差(Tls-SD-4、Tls-SD-3、Tls-SD-2)及最大差值(Tls-dif-4、Tls-dif-3、Tls-dif-2)；左心室18節段圓周應變達峰時間標準差(Tcs-SD)及最大差值(Tcs-dif)，左心室短軸二尖瓣、乳頭肌、心尖水平6節段圓周應變達峰時間標準差(Tcs-SD-M、Tcs-SD-P、Tcs-SD-A)及最大差值(Tcs-dif-M、Tcs-dif-P、Tcs-dif-A)。

1.3統計學分析 采用SPSS 16.0統計分析軟件。計量資料以±s表示，兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；相關性分析采用Pearson相關分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.12組常規超聲心動圖參數比較 與對照組比較，DCM組患者LVESV、LVEDV、LVEDd、E/A、E/e均顯著增大(P均<0.01)，LVEF顯著減低(P<0.01)，見表1。

圖1 應變曲線 A.對照組縱向應變曲線； B.DCM組縱向應變曲線； C.對照組圓周應變曲線； D.DCM組圓周應變曲線

2.22組縱向及圓周應變曲線規律 DCM患者左心室縱向及圓周應變曲線波形紊亂，甚至部分波峰反向，達峰時間較離散；對照組縱向及圓周應變曲線呈負向峰值曲線，波形規律，達峰時間較集中(圖1)。

2.32組應變達峰時間參數比較 與對照組比較，DCM組整體應變參數及各節段縱向和圓周應變參數均顯著增大(P均<0.05)，其中縱向應變參數中以Tls-SD-4、Tls-dif與對照組差異最為顯著(P均<0.01)；圓周應變參數中以Tcs-SD-A、Tcs-dif-A與對照組差異最為顯著(P均<0.01)，見表2、3。

2.4DCM組 各應變達峰時間參數與LVEF及E/e相關性分析 除Tcs-dif-P、Tcs-dif外，余應變達峰時間參數均與LVEF呈負相關(P均<0.05)；除Tcs-dif-M、Tcs-dif-P及Tcs-dif外，余應變達峰時間參數均與E/e呈正相關(P均<0.05)，其中整體應變參數以Tls-SD、Tls-dif與LVEF及E/e相關性最為顯著(P均<0.01)，節段應變參數以Tls-SD-2、Tls-dif-2與LVEF及E/e相關性最為顯著(P均<0.01)，相關系數較大，見表4。

3 討論

正常心臟的收縮和舒張是協調一致的過程，由電-機械耦聯引起各節段心肌的同步機械收縮，為實現高效泵血功能提供了保障。DCM是一類以心腔擴大伴心功能減低為基本特征的心肌病變。研究[3]表明，40%DCM患者存在左心室收縮不同步，而左心室收縮不同步已成為心力衰竭及心源性猝死的獨立預測因子，可導致左心室收縮及舒張功能的損害，因此評估DCM患者左心室收縮的同步性對于其診斷、治療及預后至關重要。

表1 DCM組與對照組常規二維超聲參數比較(±s)

表1 DCM組與對照組常規二維超聲參數比較(±s)

組別LVEDV(ml)LVESV(ml)LVEDd(cm)LVEF(%)E/eE/ADCM組232.28±70.37168.32±58.066.65±0.8527.64±7.3815.79±3.341.75±0.76對照組92.20±8.8840.28±6.114.46±0.1956.72±4.348.82±2.001.00±0.26t值42.1239.4639.8910.173.9417.36P值<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01

表2 DCM組與對照組縱向應變參數比較 (±s)

表2 DCM組與對照組縱向應變參數比較 (±s)

組別Tls-SDTls-SD-4Tls-SD-3Tls-SD-2Tls-difTls-dif-4Tls-dif-3Tls-dif-2DCM組93.86±41.3796.33±53.5761.48±22.0178.94±40.90313.37±137.93227.20±125.84157.58±61.05197.65±106.48對照組40.94±17.5134.71±17.2242.33±23.4435.20±18.93131.22±52.5089.57±49.71100.32±50.3084.33±43.68t值18.7643.940.195.3043.7926.520.696.93P值<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01

表3 DCM組與對照組圓周應變參數比較 (±s)

表3 DCM組與對照組圓周應變參數比較 (±s)

組別Tcs-SDTcs-SD-MTcs-SD-PTcs-SD-ATcs-difTcs-dif-MTcs-dif-PTcs-dif-ADCM組119.62±35.43118.52±42.64119.83±46.8792.76±50.88410.57±115.11302.92±112.98301.04±116.61220.04±117.67對照組88.75±30.7492.37±36.9072.62±52.0322.82±18.99323.04±129.19232.79±99.37187.50±152.1953.25±45.37t值0.070.270.1227.041.370.610.2722.70P值<0.01<0.05<0.01<0.01<0.05<0.05<0.01<0.01

表4 DCM組應變參數與LVEF、E/e相關性

以往對于左心室收縮同步性的研究多基于組織多普勒成像技術[4]，隨著心肌成像技術的發展，斑點追蹤成像技術在左心室收縮同步性的評價中顯現出獨特優勢。與多普勒成像技術相比，2D-STI技術無角度依賴性，可從徑向、縱向及圓周等多個方向評估心室運動，且2D-STI技術與MR標記成像方法所測量的參數相關性更高[5]。大量研究[6]應用斑點追蹤技術評價左心室收縮同步性，但對DCM患者左心室節段收縮同步性及其與LVEF和舒張功能相關性的研究尚少。

本研究采用2D-STI技術獲取左心室節段縱向及圓周應變達峰時間標準差和最大差值作為評估左心室收縮同步性的指標，標準差及最大差值越大，表明應變達峰時間離散度越大，左心室收縮不同步性越顯著。本研究結果顯示，DCM患者左心室局部收縮均存在不同步，其中又以后間隔與左心室側壁之間縱向運動及心尖水平圓周運動不同步更為顯著。其原因可能與DCM病理生理改變有關，DCM患者存在心肌細胞廣泛變性壞死及不同程度心肌間質纖維化[7]，這種心肌重構引起心肌電活動的異常，使左心室部分節段延遲激活，導致左心室機械收縮不同步；另外，左心室機械運動與心肌纖維空間走行方向緊密相關，由于DCM患者左心室容量增加，其幾何形態發生相應改變，由正常橢圓形變為球形，心肌的走行方向及扭轉角度發生相應改變[8]，該因素也可能使心室失去正常的同步收縮。

心室各節段心肌同步收縮是保證心室收縮期有效射血和舒張期充盈的重要前提。左心室收縮不同步可加劇左心室收縮及舒張功能的減低。正常情況下，左心室各節段同步收縮，保障左心室內血液向主動脈流動，左心室收縮不同步時，提前興奮的心肌節段在收縮期處于收縮狀態，延遲興奮的心肌節段則被拉伸，左心室做功大量“浪費”在拉伸延遲收縮心肌節段上。另外，提前收縮的節段將血液排向延遲收縮節段，導致左心室腔內血液分流，形成心肌無效做功，兩者共同作用引起LVEF的減低[9-10]。Guerra等[11]研究也表明左心室節段性運動不同步是LVEF減低的主要原因。生理學上，左心室舒張功能與收縮功能密切相關[12]，左心室機械運動不同步影響心肌舒縮活動在空間、時間上的協調性，不僅導致左心室收縮功能減低，也使心肌的主動松弛功能受到損害，造成心臟舒張功能的減低。Park等[13]也發現左心室收縮運動不同步導致左心室舒張功能惡化，舒張功能不全患者存在左心室收縮運動不同步，且舒張功能不全的程度越重，收縮不同步越顯著。

本研究中應變參數與LVEF及E/e相關性的研究表明，無論在整體18節段還是各心尖切面6個節段左心室縱向應變達峰時間標準差及最大差值均與LVEF呈顯著負相關、與E/e呈顯著正相關；而對圓周應變而言，應變參數與LVEF和E/e的相關性主要為整體18節段及左心室各短軸切面6個節段左心室圓周應變達峰時間標準差，而整體及二尖瓣、乳頭肌水平各節段左心室圓周應變最大差值與LVEF或E/e并無相關性。

從整體應變參數分析，左心室縱向應變參數與反映左心室整體收縮功能參數LVEF及反映左心室整體舒張功能參數E/e的相關性更好，其原因可能是DCM患者心內膜下心肌對病變易感性更強，病變時心內膜下心肌最先受累，而心內膜下心肌主要由縱行心肌構成[5]，因而相對于圓周應變達峰時間參數，左心室整體縱向應達峰時間參數對左心室功能影響更大。從節段性應變參數來看，左心室前壁—下壁縱向應變參數與LVEF及E/e關系更密切，表明雖然左心室后間隔—側壁縱向運動不同步較顯著，但前壁和下壁縱向運動不同步對整體心功能影響更為顯著，可能原因與前壁運動對左心室收縮功能貢獻更大有關。

本研究的局限性：①2D-STI要求圖像清晰，聲窗條件差或體位無法配合的病例無法獲取理想圖像；②需要較合適的幀頻，若幀頻太低，在轉譯心臟運動時，有丟失斑點的危險，幀頻太高，則圖像亮度會大幅度減低，不能很好地界定斑點；③描畫心內膜時，主觀性較強，需要操作人員有一定經驗。

綜上所述，2D-STI技術獲取的應變達峰時間參數能有效評價DCM患者左心室收縮同步性及其與心功能的關系；DCM患者左心室整體及局部收縮期應變均存在不同程度不同步，以后間隔與側壁間縱向應變及心尖水平圓周應變不同步為甚，且LVEF及舒張功能的減低可能主要由左心室前壁與下壁間室壁運動不同步所致。

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Assessment of left ventricular dyssynchrony and its relationship with cardiac function in dilated cardiomyopathy by two-dimensional strain parameters

MEI Dan'e, CHEN Jinling*, FENG Chuangli, ZHAO Zhiyu, SONG Hongning

(Department of Ultrasound, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan 430060, China)

ObjectiveTo explore value of two-dimensional speckle tracking imaging (2D-STI) strain parameters in assessment of left ventricular (LV) dyssynchrony and its relationship with cardiac function in patients with dilated cardiomyopathy (DCM).MethodsTotally 25 patients with DCM and 25 age-matched normal controls were enrolled. The LV time to peak longitudinal strain (Tls) and time to peak circumferential strain (Tcs) were measured by 2D-STI, from which the standard deviations and maximal differences of the Tls in all 18 segments, 6 segments at apical 4-chamber, 3-chamber and 2-chamber views (Tls-SD, Tls-SD-4, Tls-SD-3, Tls-SD-2, Tls-dif, Tls-dif-4, Tls-dif-3, Tls-dif-2) were calculated, as same as the standard deviations and maximal differences of Tcs in all 18 segments, 6 segments at mitral valve, papillary muscle, apical short-axis views (Tcs-SD, Tcs-SD-M, Tcs-SD-P, Tcs-SD-A,Tcs-dif,Tcs-dif-M,Tcs-dif-P, Tcs-dif-A) were calculated.ResultsCompared with the control group, the global and segmental strain parameters of the DCM group increased significantly (allP<0.05). Except for Tcs-dif-P and Tcs-dif, the residual strain parameters were negatively correlated with LV ejection fraction (allP<0.05). Except for Tcs-dif-M, Tcs-dif-P and Tcs-dif, there was a positive correlation between strain parameters and E/e in DCM group (all P<0.05).ConclusionIn patients with DCM, LV dyssynchrony exists both in global and regional, which may aggravates the LV function damage. 2D-STI strain parameters can objectively evaluate LV dyssynchrony and its relationship with cardiac function in patients with DCM.

Ultrasonography; Cardiomyopathy, dilated; Ventricular function, left; Dyssynchrony

湖北省衛計委青年人才項目(WJ2015Q016)。

梅丹娥(1991—)，女，湖北宜昌人，在讀碩士。研究方向：心血管病超聲診斷。E-mail： 1124635677@qq.com

陳金玲，武漢大學人民醫院超聲科，430060。E-mail： 77810848@qq.com

2017-01-21 [

] 2017-07-17

10.13929/j.1003-3289.201701117

R541; R445.1

A

1003-3289(2017)09-1339-05