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1、张海丽斑点追踪成像技术对冠心病患者左室心肌应变功能的早期评价及研究三斑点追踪成像技术对冠心病患者左室心肌应变功能的早期评价及研究摘要背景：冠心病( c o r o n a r yh e a r td i s e a s e ，C H D ) ，亦称缺血性心脏病( i s c h e m i ch e a r td i s e a s e ，I H D ) ，是中老年人群中最常见且死亡率最高的一类心脏病。目前，冠状动脉造影( c o r o n a r ya n g i o g r a p h y ，C A G ) 是公认的诊断冠心病的金标准但存在有创、射线危害、价格昂贵且技术要求高等局限性。心
2、肌应变即心肌收缩和舒张时的变形能力，直接反映心肌的收缩功能，组织斑点追踪成像( s p e c k l et r a c k i n gi m a g i n gS T I ) 是超声医学领域新近发展起来的一项新技术，可以连续追踪每个心肌斑点并描绘其运动轨迹，从而定量分析心肌组织的运动速度、应变及应变率，评价心肌的收缩功能，为早期诊断冠心病提供了更好的无创的检查方法。目的：应用超声斑点追踪成像技术( S T I ) 定量分析冠心病患者左室长轴及短轴应变，评价冠心病患者左室心肌应变的变化规律，探讨S T I 技术早期诊断心肌缺血的临床应用价值。方法：收集5 9 例临床确诊冠心病患者( 病例组)
3、及3 3 例健康体检者( 对照组) ，应用G EV i v i d E 9D i m e n s i o n 超声诊断仪，采集左室心尖二腔、长轴、四腔切面和胸骨旁左室短轴二尖瓣水平、乳头肌水平、心尖水平切面清晰的二维图像，选取3 个心动周期，应用G EE c h oP A C 软件定量分析左室长轴纵向应变峰值( L S ) ，左室短轴径向应变峰值( R S )和环向应变峰值( C S ) ，应用S P S S l 6 0 统计学软件进行数据分析( P ；，5 5 。两组病例在一般临床资料、常规超声心动图检查测值上的差异均无统计学意义。2 仪器采用G EV i v i d E 9 彩色多普勒超声
4、诊断仪，M 5 s 探头，频率1 6 - 3 2 M H z ，帧频 5 0帧s ，E c h oP A C 超声工作站，配有S T l 分析软件。3 图像采集受检者取左侧卧位，平静呼吸，连接胸前同步导联心电图，在胸骨旁左室长轴切面M型超声图像上，测量记录L V D d 、L V D s 、I V S T d 、L V P W T d 、L V E F ，每个数据均取三次测值的平均值。选择显示清晰的二维图像，嘱受检者呼气末屏气，分别采集胸骨旁二尖瓣水平、乳头肌水平及心尖水平左室短轴切面，心尖左室长轴、心尖二腔及心尖四腔切面连续三个心动周期的二维灰阶动态图像，存储后导入工作站分析。4 图像分析与
5、数据获取将存储的二维图像导入E c h oP A C 超声工作站进行脱机分析。进入A F I 界面，分析纵向应变( L S ) ，首先选择心尖左室长轴图像，定帧于收缩期末，根据提示选取心内膜点，软件自动勾画出感兴趣区( R O I ) ，包络心肌心内膜及心外膜，并逐帧追踪R O I 的心肌运动，将左室壁分为基底段、中间段、心尖段共6 个节段，调整感兴趣区位置和宽度，直至分析扬州大学硕士学位论文软件对每个节段均给予“V ，然后进入后续分析，得到各节段心肌应变及应变率曲线，并自动显示各节段与心动周期对应的心肌应变值、应变峰值及整体应变峰值，应变值无单位，以表示，再以同样方法分析心尖两腔及心尖四腔图
6、像，得出左室心尖位切面的1 8 个节段( 基底段、中间段及心尖段的左心室前壁、侧壁、后壁、下壁、前间隔和间隔段) 应变值，存储分析图并记录数据。然后应用Q a n a l y s i s 软件，分析径向应变( R S ) 及圆周应变( C S ) ，用同样的操作方法，系统自动将左心室短轴二尖瓣水平、乳头肌水平、心尖水平切面等分为前壁、侧壁、后壁、下壁、前间隔及间隔6 段，总计1 8 节段，分别存储结果图及记录各项数据。5 统计学处理采用S P S S16 0 统计软件( S P S SI n c ，U S A ) 进行统计学分析，采用G r a p h P a dP r i s m5D e m
7、 o 软件绘制柱状图。所有计量资料采用贾s 表示，两组间参数比较采用非配对f 检验，多组间参数比较采用单因素方差分析，以P 0 0 5 ) ( 图2 ) ；同一水平不同节段宝壁间L S 差异无统计学意义。图1 正常对照组纵向应变L S 曲线图扬州大学硕士学位论文S j 四 髫2 制 邋 璺1P ：0 0 0 0P = 0 0 0P ：0 3 2 6 1 一一基底段中间段心尖段图2 对照组纵向应变峰值L s 变化规律( I l - 3 3 )固基底段 口中间段 目心尖段2 2R S 曲线为单峰正向分布，上升支从0 值开始，随心室收缩逐渐上升，在E C G 的T 波终末( 收缩末期) 前后达最大峰
8、值，随后心室舒张，向基线靠近，形成下降支，在E C G 的R 波回N O 值( 图3 ) 。R S 为正值，在同一水平不同节段分布较一致，差异无统计学意义；而同一节段乳头肌水平显著高于二尖瓣水平及心尖水平，差异有统计学意义( P ，5 m m ，室壁收缩期增厚率 2 5 ；( 2 ) 运动减弱= 2 分，心内膜运动幅度 5 m m ，室壁收缩期增厚率 2 5 ；( 3 ) 运动消失= 3 分，心内膜运动和室壁收缩期增厚率消失；( 4 )反常运动= 4 分，收缩期室壁变薄，向外运动；( 5 ) 室壁瘤= 5 分。如果某段显示不清，则记为0 分。室壁运动记分指数( w a l lm o t i o
9、 ns c o r ei n d e x ，W M S I ) 等于各节段室壁的记分之和除以参与记分的室壁节段数。正常左心室的W M S I 等于1 ，该指数与整体左心室射血分数相关性较好。传统的二维超声操作简便，普及率高，长期以来对心肌缺血的评价主要是基于二维灰阶图像显示的室壁运动及室壁增厚率，但是该技术准确性与检查者的经验有着直接的关系，易受到检查者的主观性影响，缺乏统一的量化标准。三、几种超声新技术在心肌节段性运动异常评估中的应用随着数字化技术的飞速发展，近几年超声新技术不断涌现，与传统二维超声相比，新技术能够对节段性室壁运动异常进行定量分析，判断心肌缺血更加敏感、准确。( 一) 多普勒
10、组织成像( D o p p l e rt i s s u ei m a g i n g ，D T I )D T I 又称多普勒心肌现象( D o p p l e rm y o c a r d i a li m a g i n g ，D M I ) ，它是一种显示低速运动心肌信息的多普勒新兴技术，其基本原理是将心脏及大血管内的高速血流信号滤掉，只保留反映室壁运动的低频信号，通过测定心肌在心动周期中的运动速度来评价心脏的收缩和舒张功能n 1 ，为定量分析心肌运动及功能提供了新的方法。于慧俊等瞳1 的研究表明：正常人后壁运动速度高于室间隔。D T I 作为一个无创性的心肌检测技术，已广泛应用于冠心病
11、的检测和诊断“1 。当冠心病心肌缺血或梗死时，导致节段性灌注异常，出现代谢障碍口吲，D T I 缺血性心肌图像表现为色彩暗淡或无色彩，收缩波明显低平，甚至出现反向运动，频谱形态紊乱口1 。因此，D T I 具较好的临床应用价值。近几年，随着科学技术的不断发展，运用D T I 原理，研发出了许多新的评价局部室壁运动功能的方法，如组织速度成像、组织同步成像、组织追踪成像等，但这些技术和D T I都存在着类似的局限性，其检测结果常会受到周围心肌牵拉、呼吸和心脏整体移动等影响，使诊断心肌缺血的的敏感性和特异性降低。张海丽斑点追踪成像技术对冠心病患者左室心肌应变功能的早期评价及研究翌( 二) 应变和应变
12、率成像( s t r a i na n ds t r a i nr a t ei m g i n g )S I 和S R I 是在组织多普勒成像技术基础之上，应用物理学的概念( 应变：在外力作用下物体形状发生的改变；应变率：单位时间的应变。) ，通过计算局部心肌组织的速度梯度来反映室壁厚度变化的速率( 即单位时间内心肌组织变形的速率) ，并将结果进行彩色编码显示出来。应变率嘧3 是组织变形速率的度量，代表力、速度、长度之间的关系。S R I是从心肌组织变形的角度来定量室壁运动，其结果不受心脏整体运动、旋转和室壁运动正常节段对室壁运动异常节段拖带效应的影响，在评价室壁节段性运动异常方面较D T
13、I 更为优越。K u k u l s k i 等阳1 研究发现，组织速度成像、应变、应变率三者在评价心肌急性缺血方面，应变和应变率具有更高的准确性，特异度分别为8 0 和8 2 ，敏感度分别为7 5 和8 0 ，D T I 的敏感度为6 8 ，特异度为6 5 。宋军等n 邮研究发现，峰值收缩和收缩后应变率成像参数评价心肌缺血的敏感度分别为8 6 和9 5 ，特异度分别为8 3 和8 9 。应变和应变率都是反映心肌变形的指标，应变与每搏输出量和射血分数呈线性关系，受心率的影响较大，而应变率成像较少受心率的影响，能够更好地反映局部心肌的收缩功能。S I 和S R I 也是从D T I 技术中衍生出
14、来的一项技术，其结果也受多普勒成像角度的影响，存在一定的局限性。( 三) 超声斑点追踪成像( s p e c k l et r a c k i n gi m a g i n g ，S T I )S T I 是在S I 和S R I 的基础上发展而来的一项新技术。心脏的二维超声图像由许多个均匀分布于心肌内的声学斑点组成，这些斑点是自然的声学标记，与心肌组织同步运动，S T I 可以连续追踪每个斑点并计算出运动轨迹，从而定量分析组织的运动速度、应变及应变率。S T I 可以追踪心肌长轴运动，短轴运动与轴向( 旋转) 运动，继而可以从心脏的纵向、径向、圆周和旋转角度4 个方面来评价心肌的变形。王洲等
15、n 2 1 利用S T I 研究发现，心肌梗死的患者在梗死区域的心肌收缩期应变峰值降低，而远离梗死区域的心肌应变值正常。L i a n g等n 朝研究发现，S T I 在识别缺血心肌方面，特异度可达9 3 ，敏感度可达9 3 。王亚非等n 4 3 的研究表明，S T I 可敏感反映血流灌注减少引起的局部心肌收缩功能下降，对缺血心肌节段不同参数进行定量显示，有利于早期发现心肌缺血并提示亚临床型的左室收缩功能受损。A m u n d s e n n 朝等研究证实S T I 可精确评价心肌运动。S T I 是在二维灰阶图像中追踪心肌组织的运动轨迹，避免了组织多普勒成像角度的影响，因此可以更真实地反映
16、心肌运动情况及计算心肌应变能力，能更准确、全面地评价心扬州大学硕士学位论文肌各个方向的运动状态。( 四) 超声速度向量成像技术( v e l o c i t yv e c t o ri m a g i n g ，V V I )V V I 是新近出现的分析室壁运动的超声技术，通过声学采集方式及像素空间相干技术，把速度矢量叠加在二维图像上，得到室壁运动的速度信息，用带箭头的直线表示，箭头的长度表示速度大小，指向表示速度方向，对组织进行多平面的生物力学量化分析n6 | 。V V I基于S T I 原理，克服了D T I 的角度依赖性缺点n5 | ，不受声束角度、信号噪音的影响，可反映任意方向的室壁运动。V V I 采用最佳模式匹配技术，自动校正心脏整体摆动所产生的速度误差，经过计算后获得各个点运动的速度及方向、应变和应变率，能更准确地估测局部心肌形变，有效地判断心室壁运动功能。周佳等n 7 3 研究发现，在2 D E 显示缺血心肌室壁运动正常时，应用V V I 技术仍能提供局部缺血心肌
