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1、研究二维应变超声心动图新技术及临床应用 摘要：二维应变超声心动图是一个经过标准二维成像测量应变的新方法。没有角度依靠性，能够简单、快速、可反复性定量评价整体和局部心肌功效，为观察心肌运动、诊疗心肌缺血、定量评价局部心肌功效提供一个全新的方法。关键词：二维应变 临床应用 超声心动图二维应变超声心动图成像在二维灰阶图像中追踪心肌的运动并计算速度和应变，和基于组织多普勒超声心动图的应变成像技术原理完全不一样，为心肌应变的评价提供了更客观的方法。能够追踪心肌长轴方向的运动，也可在短轴图像中追踪心肌的径向运动和轴向运动。可用于无创性实时定量评价左心室节段的收缩、舒张及旋转功效。我国外学者对该技术的研究较
2、多，现就二维应变的初步临床应用综述以下。1基础概念应变是一物理名词，是物体受力后变形的能力。心肌在一个心动周期内收缩和舒张变形的性质和应变的概念相符合，所以可用应变来研究局部心肌功效。心肌局部组织受力后产生形变，和作用力及心肌本身的组织特征相关。应变是指心肌发生形变的速度，是心肌运动在超声束方向上的速度梯度，即局部两点之间的速度差除以两点之间的距离。其值和所研究的局部心肌的初始长度相关，通常以百分比表示，数学定义为：S=。这里S表示纵向应变，L表示瞬间长度，L0是初始长度。初始长度为无负荷下的心肌长度，在跳动的心脏中，无负荷的初始长度是极难测定的，因此通常见舒张末期局部心肌长度来替代。应变率是
3、指单位时间内的应变。相当于局部空间速度改变率，可由以下等式表示：SR=L0t，式中SR是应变率，t是时间改变1。2二维应变超声心动图成像的原理二维应变超声心动图成像利用斑点追踪技术，在二维图像的基础上，在室壁中选定一定范围的感爱好区，伴随心动周期，分析软件依据组织灰阶自动逐帧追踪上述感爱好区内心肌组织像素的位置和运动，并和第一帧图像中的位置相比较，计算整个感爱好区内各节段心肌的变形2。因为斑点追踪技术和组织多普勒频移无关，所以不受声束方向和室壁运动方向间夹角的影响，没有角度依靠性，所以二维应变超声心动图成像能更正确地反应心肌的收缩和舒张功效。3研究方法应用含有超声斑点跟踪显像技术的仪器采集感爱
4、好的心肌节段的二维灰阶图像，检验时常规连接心电图，通常留取三个心动周期的图像。导入有对应分析软件的工作站进行脱机处理。通常搜集一个心动周期对应收缩期、等容舒张期及舒张期等三个时相的应变和应变率3。4二维应变及应变率在临床研究中的应用和评定正常心肌的二维应变及应变率特征心肌的解剖排列决定了其收缩形变，心脏的心肌细胞包含纵行和横行肌纤维，即内、外层的螺旋形肌束和中层的环形肌束，所以心脏的收缩和舒张运动基础包含4个部分：纵向运动，表示心脏长轴方向的运动；径向运动，表示心脏短轴方向心肌厚度的改变；圆周运动，表示心脏短轴方向的环形运动；旋转角度，表示心脏短轴方向的旋转角度。二维应变超声心动图能够从以上4
5、个方面来评价心肌的变形。正常人的二维应变超声心动图成像Hurlburt4等在正常人中应用二维应变超声心动图成像测量心尖位长轴、左室短轴径向和圆周方向的应变，结果为：心尖长轴方向应变，心尖部中部，左室侧壁左室前壁；心脏左室短轴方向应变较均一；左室短轴圆周方向应变，前室间隔应变最大，和磁共振相符。HelleValle等5在正常人中应用二维应变成像测量旋转角度，结论为：短轴心尖部-，短轴心底部。从心尖向心底观察，顺时针旋转为正值，逆时针旋转为负值。临床应用评价心肌功效心肌应变和心肌的收缩和舒张功效亲密相关，心肌应变测量的是心肌各节段的变形，能正确评定心肌收缩和舒张功效。应变和应变率作为多年来提出的评
6、价心肌功效的新指标，有其独到优点6。组织多普勒技术从心肌运动的角度评价心功效，其应用为心功效评价提供了新的方法7。基于组织多普勒技术的超声应变和应变率从心肌长度改变的角度评价其功效，深入拓展了心功效评价的视角。理论上，应力一应变关系要比压力一容积关系更能敏感地反应组织的功效特征，因此心肌应变是反应心肌收缩性的直接而客观的指标8。在临床工作中，以心室整体的应变和应变率作为心功效参数，要比对各节段逐一分析愈加便于应用。但因为多普勒固有的角度依靠的限制，组织多普勒应变率成像关键用于局域心肌长轴应变的评价9，不能定量心室整体的应变和应变率。二维应变能够定量分析心室的局部和整体的应变和应变率。冠状动脉疾
7、病在心脏的运动中，正常节段心肌的速度是由局部纤维的缩短和周围区域的牵拉共同产生的。所以，活动障碍的节段因邻近组织的牵拉可能产生靠近于正常的速度，此时目测室壁运动无法确定该运动是主动收缩还是被动牵拉造成的，而利用二维应变、应变率就可区分主动运动和被动运动，敏感而正确的识别异常节段的运动。另外，心肌缺血、心肌梗死时，从心尖到心底部的收缩期应变率减小，甚至反转，收缩早期局部应变不均衡。LiangHY等10发觉，在局部血管狭窄70的冠心病患者，心肌缺血区收缩期的应变率、舒张早期的应变率较其它供血正常区域的心肌显著减低。在识别缺血心肌方面，可达93，敏感性可达93。结果显示应用二维应变分析局部室壁运动，
8、在静息状态下即能显著地观察到冠状血管疾病所致的缺血心肌区域；局部血管狭窄70的区域，观察到室壁舒张功效异常的特异性很高。TakeuchiM等11发觉，在前壁心肌梗死患者中，心脏收缩期的旋转和舒张期的解旋功效降低和左心室射血分数降低一致；结果表明在前壁心肌梗死的患者中因左室旋转或整体环形旋转能力的减低对左心室整体收缩功效含有显著的影响。二维应变还能够清楚地域分慢性透壁性心肌梗死和非透壁性心肌梗死。ChartJ等12分析透壁性心肌梗死和非透壁性心肌梗死患者后提出，同时做长轴和短轴的二维应变分析，有利于二者的判别。结果显示透壁性心肌梗死径向节段收缩期峰值应变S和应变率SR比正常心肌或非透壁性心肌梗死
9、节段明显降低。应变率成像可以无创性的检测心肌梗死后的透壁瘢痕和无活性心肌范围。肥厚型心肌病尽管肥厚型心肌病患者的左室整体收缩功效往往表现为正常，但其可能存在局部心肌收缩功效的异常。HCM患者局部心肌收缩功效受损，其病变范围广泛，而且功效受损程度不均，二维应变能够比较正确测量，为临床的防治提供指导。在Serrilk等的研究中13，对26例非梗阻性HCM患者和45例健康受试者进行超声心动图检测，结果尽管左心室收缩功效正常，但HCM患者的全部应变指标显著低于健康受试着。在非对称性HCM患者中，间隔纵向应变显著低于左室其它区域：-。观察者间和观察者平均的变异性分别为11和13。结果表明二维应变是一个新
10、的、简单快速、可反复性观察收缩应变的方法。该技术可用来识别表观左室收缩功效正常的HCM患者的早期异常，从而指导诊疗、提升生活质量。在右心室收缩功效研究中的应用BorgesAC等14在37名有肺动脉高压患者和38名健康人中用二维应变、和基于组织多普勒的应变分析右心室整体和局部收缩功效，右心室中度或重度功效障碍右室游离壁基底段收缩期长轴二维应变比正常或经扩血管治疗后的肺动脉高压患者有明显的减低。5二维应变超声心动图应变成像的不足及应用前景二维应变超声心动图应变成像的不足：同其它超声技术一样，超声图像采集和质量仍是限制原因，二维应变超声心动图应变成像要求有清楚的二维图像，图像质量影响其追踪测量15，
11、在肺气肿、肥胖等二维图像不清楚的患者成像的正确性受到限制；节段性室壁运动异常对不一样切面图像S和Sr测量的影响，左室功效不良患者的追踪成功率减低，正常节段达98%，而心肌梗死节段只有80%16；尽管二维应变不像组织多普勒那样含有角度依靠性，但有证据表明，垂直超声波运动易于产生更高程度的差错17；只有高的帧频斑点追踪技术才能反应各时问点心肌节段的运动信息，DHooge等18研究表明帧频最少达70帧s才能实时反应正常心率状态下的心肌运动；心脏是立体结构，所以测量心肌形变的理想模式是三维估测，而二维应变是二维估测，从某种程度上数还不能完全反应心肌的应变；现在二维应变超声心动图应变成像须将二维图像储存
12、后脱机分析，尚不能达成实时分析。应用前景：伴随超声影像技术的不停发展，二维应变超声心动图应变成像原理及临床应用的研究深入，实时的二维、三维超声应变成像的出现，必将广泛应用于心血管疾病的诊疗和诊疗，从而为临床观察心肌运动、诊疗心肌缺血、定量评价整体和局部心肌功效等提供更为正确的方法。参 考 文 献1王浩，张薇应变应变率成像技术的临床应用J医学综述，2021，12：759612Langeland S，DHooge J，Wouters PF，et a1Experimental vali dation of fl new ultrasound met hod for the simultaneous
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