斑點(diǎn)追蹤成像結(jié)合腺苷負(fù)荷超聲評(píng)價(jià)心肌梗死患者心肌存活性

夏夢(mèng)寧，張平洋，方玲玲，馬小五，冉紅，吳文芳，張佳佳

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院 超聲醫(yī)學(xué)科，江蘇 南京 210006

斑點(diǎn)追蹤成像結(jié)合腺苷負(fù)荷超聲評(píng)價(jià)心肌梗死患者心肌存活性

夏夢(mèng)寧，張平洋，方玲玲，馬小五，冉紅，吳文芳，張佳佳

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院 超聲醫(yī)學(xué)科，江蘇 南京 210006

目的探討運(yùn)用二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（Two-dimensional Speckle Tracking Imaging，2DSTI）結(jié)合腺苷負(fù)荷超聲心動(dòng)圖，觀察心肌梗死患者心肌旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、評(píng)價(jià)其存活性的可行性。方法選擇35例陳舊性心肌梗死患者在靜息狀態(tài)及腺苷作用(140μg?kg-1?min-1，持續(xù)6 min)下，觀察其左心室各節(jié)段峰值旋轉(zhuǎn)角度（Peak Rotation，PRot）及收縮期峰值旋轉(zhuǎn)率（Peak-systole Rotation Rate，PRRs）。以核素心肌灌注/代謝顯像結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，將各節(jié)段劃分為存活及非存活心肌進(jìn)行比較研究。結(jié)果在基礎(chǔ)狀態(tài)下，存活組與非存活組間的二尖瓣及心尖水平心肌PRot、PRRs無(wú)顯著性差異（P ＞0.05）。腺苷負(fù)荷后，存活組二尖瓣及心尖水平心肌PRot、PRRs（絕對(duì)值）均明顯升高，而非存活組的二尖瓣及心尖水平心肌PRot、PRRs無(wú)顯著性變化。以腺苷負(fù)荷后△PRot（%）≥14.5%作為截?cái)嘀?、識(shí)別存活心肌的敏感性和特異性分別為91.26%（115/126）、88.23%（90/102）；以腺苷負(fù)荷后△PRRs（%）≥18.5%作為最佳截?cái)嘀担渥R(shí)別存活心肌的敏感性和特異性分別為88.89%（113/126）、86.27%（88/102）；聯(lián)合△PRot（%）與△PRRs（%）兩項(xiàng)指標(biāo)，其敏感性和特異性分別為94.41%（119/126）、90.19%（92/102）。結(jié)論二維斑點(diǎn)追蹤成像結(jié)合腺苷負(fù)荷超聲心動(dòng)圖觀察心肌旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以作為一種識(shí)別心肌梗死患者存活心肌較可靠的新方法。

超聲診斷儀；斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)；腺苷負(fù)荷超聲心動(dòng)圖；心肌梗死；心肌存活性

負(fù)荷超聲心動(dòng)圖是目前無(wú)創(chuàng)檢測(cè)存活心肌的主要方法之一。但采用目測(cè)室壁運(yùn)動(dòng)來(lái)評(píng)價(jià)存活心肌的方法存在明顯的局限性：半定量評(píng)價(jià)對(duì)圖像質(zhì)量要求較高，需要操作者具有豐富的經(jīng)驗(yàn)；平價(jià)結(jié)果缺乏客觀性等。近年來(lái)，二維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)在定量評(píng)價(jià)局部心肌運(yùn)動(dòng)及功能方面有著一定的優(yōu)勢(shì)。本研究旨在探討二維斑點(diǎn)顯像結(jié)合腺苷負(fù)荷超聲心動(dòng)圖，觀測(cè)心肌梗死患者心肌旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，評(píng)價(jià)其心肌存活性的臨床實(shí)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇 2007 年 7 月 ～2012 年 6 月，在南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院、南京市第一醫(yī)院的心內(nèi)科及心外科門診就診或住院的陳舊性心肌梗死患者 35 例，其中男性 24 例、女性11 例，年齡 62～72 歲，平均年齡（64±11）歲?；颊甙l(fā)生心肌梗死的時(shí)間為 6周 ～3年，均經(jīng)過(guò)臨床表現(xiàn)、心電圖、心肌酶學(xué)等資料證實(shí)。所有患者靜息狀態(tài)下均存在節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常，超聲圖像清晰，接受經(jīng)皮腔內(nèi)冠狀動(dòng)脈成形術(shù)（PTCA）和冠脈內(nèi)支架術(shù)或冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后，無(wú)負(fù)荷超聲心動(dòng)圖試驗(yàn)的禁忌證。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器與圖像采集

儀器采用 GE Vivid 7 Dimension 超聲診斷儀，探頭頻率為 2.0～4.0 MHz。

掃描圖像時(shí)，盡量減小圖像的扇形取樣容積，使幀頻達(dá)到 60～90 幀 /s 以上，保持超聲聲束方向與心臟長(zhǎng)軸心肌收縮運(yùn)動(dòng)方向之間夾角 ＜30o。二次諧波成像，同步采集心電圖：在基礎(chǔ)狀態(tài)下對(duì)左室短軸二尖瓣、乳頭肌及心尖水平分別采集連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期的圖像，隨后行腺苷藥物超聲心動(dòng)圖試驗(yàn)。腺苷經(jīng)外周靜脈用輸液泵均勻推注，劑量速度為 140μg?kg-1?min-1，持續(xù) 6 min。于終止給藥時(shí)進(jìn)行第二次圖像采集。用藥前后記錄各階段肱動(dòng)脈血壓、心率及超聲心動(dòng)圖，全程持續(xù)心電監(jiān)護(hù)。

病人于上述檢查后，1d內(nèi)完成心肌灌注顯像和心肌代謝 顯 像。 靜 息 狀 態(tài) 下 注 射99mTc-MIBI、18F-FDG（18F- 脫氧葡萄糖）1 h 后行雙核素門控心肌斷層顯像。根據(jù)99mTc-MIBI、18F-FDG 的短軸圖像自動(dòng)勾畫收縮和舒張末期的心內(nèi)膜和心外膜,室壁節(jié)段參考美國(guó)超聲心動(dòng)圖協(xié)會(huì)推薦的 16 節(jié)段劃分。采用半定量打分法 :正常 =0 分、稀疏 =1分、明顯稀疏 =2 分、缺損 =3 分。以兩個(gè)不同軸向斷層圖像上連續(xù)兩層相同部位出現(xiàn)≥2分的節(jié)段視為灌注減低。18F-FDG 顯像在灌注減低節(jié)段內(nèi)出現(xiàn)≥ 1 分的為存活心肌。

1.2.2 圖像分析

進(jìn)入 Echo PAC PC 工作站，調(diào)出動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)圖像，進(jìn)入Q analysis 二維應(yīng)變界面。首先選擇感興趣區(qū)的心肌范圍，沿心內(nèi)膜緣勾劃左室輪廓，調(diào)整興趣區(qū)曲線寬度，使中間線位于室壁心肌，寬度涵蓋心內(nèi)膜和心外膜。此時(shí)軟件自動(dòng)將左室壁分成6個(gè)等距節(jié)段，各節(jié)段區(qū)域的追蹤結(jié)果會(huì)顯示為“V”（成功）或“X”（不成功）。未追蹤成功的節(jié)段可調(diào)整所勾畫的心內(nèi)膜曲線，若依然追蹤不成功，則將該段分析結(jié)果剔除。分析室壁節(jié)段應(yīng)變時(shí)，短軸切面按照基底段、中間段及心尖段各分為 18個(gè)節(jié)段。觀測(cè)指標(biāo)的峰值旋轉(zhuǎn)角度（Peak Rotation， PRot）、收縮期峰值旋轉(zhuǎn)率（Peak-systole Rotation Rate， PRRs）， 見 圖 1～2。 對(duì) 各 觀 測(cè)指標(biāo)，取連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期所測(cè)數(shù)據(jù)的平均值。計(jì)算負(fù)荷前 后 PRot的 變 化 率 △ PRot（%）， 表 示 為 ：△ PRot（%）=[（ 負(fù) 荷 后 PRot - 負(fù) 荷 前 PRot）/負(fù) 荷 前 PRot] ×100%?！?PRRs（%）的計(jì)算方法同上。

圖1 靜息狀態(tài)下心尖水平各節(jié)段峰值旋轉(zhuǎn)角度

圖2 靜息狀態(tài)下心尖水平各節(jié)段收縮期峰值旋轉(zhuǎn)率

2 統(tǒng)計(jì)分析

采用 SPSS 17.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。測(cè)量值均采用均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差表示。同組內(nèi)前后不同狀態(tài)下數(shù)據(jù)比較采用方差分析及 LSD-t檢驗(yàn)，兩組間參數(shù)比較采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)。P ＜ 0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié)果

（1）靜息狀態(tài)下共觀察到 228 個(gè)節(jié)段存在室壁運(yùn)動(dòng)異常，其中經(jīng)核素灌注 /代謝顯像證實(shí)的存活節(jié)段 126 個(gè)、非存活節(jié)段 102 個(gè)。

（2）二尖瓣水平各心肌節(jié)段的 PRot與 PRRs比較（表 1）：① 靜息狀態(tài)下，存活與非存活心肌的 PRot與 PRRs 無(wú)顯著差異（P ＞ 0.05）；② 腺苷負(fù)荷后，存活心肌 Prot及 PRRs絕對(duì)值明顯增大（P ＜ 0.05）；非存活心肌 PRot與 PRRs 與靜息狀態(tài)下均無(wú)顯著性差異（P ＞ 0.05）；③ 存活與非存活間心肌相比，PRot差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜ 0.05），PRRs 無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05）。

（3）乳頭肌水平各心肌節(jié)段的 PRot與 PRRs比較（表 2）：① 靜息狀態(tài)下，存活與非存活心肌的 Prot及 PRRs 間無(wú)顯著性差異（P ＞ 0.05）；② 腺苷負(fù)荷后，存活肌與非存活心肌 Prot、PRRs 無(wú)顯著性變化（P ＞ 0.05），存活與非存活心肌間的 Prot、PRRs 的差異也無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞ 0.05）。

（4）心尖水平各心肌節(jié)段的 PRot與 PRRs比較（表 3）：① 靜息狀態(tài)下，存活與非存活心肌的 Prot、PRRs 無(wú)顯著性差異（P ＞ 0.05）；② 腺苷負(fù)荷后，存活心肌 Prot、PRR 顯著性增大（P ＜ 0.05），而非存活心肌 Prot、PRRs 與靜息狀態(tài)下無(wú)顯著性差異（P ＞ 0.05），但存活心肌與非存活心肌間的 Prot、PRRs 均有顯著性差異（P ＜ 0.05）。

以 腺 苷 負(fù) 荷 后 △ PRot（%） ≥ 14.5% 作 為 截 斷 值 識(shí)別存活心肌的敏感性和特異性分別為 91.26%（115/126）、88.23%（90/102）；以 腺 苷 負(fù) 荷 后 △ PRRs（%） ≥ 18.5%作為最佳截?cái)嘀担渥R(shí)別存活心肌的敏感性和特異性分別 為 88.89%（113/126）、86.27%（88/102）；聯(lián) 合 △ PRot（%）與△ PRRs（%）兩項(xiàng)指標(biāo)，其敏感性和特異性分別為 94.4%（119/126）、90.19%（92/102）。

4 討論

冠狀動(dòng)脈性心臟?。ü谛牟。┦怯晒跔顒?dòng)脈粥樣硬化致血管腔狹窄甚至阻塞，或因冠狀動(dòng)脈痙攣引發(fā)功能性改變導(dǎo)致心肌缺血缺氧或壞死而引起的。經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入術(shù)和冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)是目前冠心病實(shí)現(xiàn)缺血心肌血運(yùn)重建、逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)的臨床公認(rèn)治療手段。但是應(yīng)該指出的是，術(shù)前有效區(qū)分非存活瘢痕心肌及缺血受損尚存活心肌是實(shí)現(xiàn)缺血心肌血流最佳再灌注的前提條件[1-2]。前瞻性檢測(cè)存活心肌對(duì)冠心病患者術(shù)前臨床決策的確立以及術(shù)后療效評(píng)估和預(yù)后估測(cè)均有著十分重要的意義。

肉眼觀察超聲二維圖像容易受觀察者主觀性的影響，而且局部室壁運(yùn)動(dòng)易受附近心肌的影響，如果毗鄰的正常心肌收縮特別有力，使缺血心肌隨之被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致假陰性[3]。傳統(tǒng)的多普勒成像技術(shù)評(píng)價(jià)心肌梗死患者心肌運(yùn)動(dòng)方向和速度，受超聲束方向與室壁運(yùn)動(dòng)方向間夾角的影響，主要用于檢測(cè)與超聲束平行方向上心肌長(zhǎng)軸方向的縱向應(yīng)變。二維超聲應(yīng)變成像是利用斑點(diǎn)追蹤技術(shù)，在二維超聲圖像的基礎(chǔ)上，在室壁中選定一定范圍的感興趣區(qū)，隨著心動(dòng)周期，分析軟件根據(jù)組織灰階自動(dòng)追蹤上述感興趣區(qū)內(nèi)不同像素的心肌組織在每一幀圖像中的位置，并與上一幀圖像中的位置相比較，計(jì)算整個(gè)感興趣區(qū)內(nèi)各節(jié)段心肌的形變。由于斑點(diǎn)追蹤技術(shù)與組織多普勒頻移無(wú)關(guān)，因此不受聲束方向與室壁運(yùn)動(dòng)方向間夾角的影響，沒有角度依賴性[4]，故能將相鄰節(jié)段的不同的心肌進(jìn)行追蹤分析，反映出局部心肌的收縮和舒張變化，從而得出各個(gè)節(jié)段應(yīng)變[5-7]。

事實(shí)上，心肌梗死發(fā)生后心室重構(gòu)開始，梗死區(qū)、非梗死區(qū)心肌活動(dòng)以及兩者的周邊區(qū)交界心肌活動(dòng)均不相同。梗死后，存活與非存活心肌的收縮功能均受到嚴(yán)重的影響，除完全梗死心肌外，大部分存活心肌處于功能障礙的狀態(tài)，甚至以缺血心肌為主，因而存活與非存活心肌難以簡(jiǎn)單區(qū)分。也正如此，尋求一種準(zhǔn)確檢測(cè)難以發(fā)現(xiàn)的存活心肌的方法的需求就日益凸顯。雖然負(fù)荷超聲心動(dòng)圖是目前臨床常用的手段，但由于其是通過(guò)目測(cè)法對(duì)室壁運(yùn)動(dòng)進(jìn)行積分來(lái)評(píng)價(jià)，主觀性較強(qiáng)，且需要檢查者具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，臨床應(yīng)用的效果有時(shí)并不理想。深入研究二維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)（尤其是結(jié)合負(fù)荷超聲心動(dòng)圖）評(píng)價(jià)存活心肌的新路顯得十分必要。

表1 二尖瓣水平存活心肌與非存活心肌PRot及PRRs的比較

表2 乳頭肌水平存活心肌與非存活心肌PRot及PRRs的比較

表3 心尖水平存活心肌與非存活心肌PRot及PRRs的比較

由于心肌內(nèi)包含環(huán)形、縱形及螺旋形3種心肌纖維，故其運(yùn)動(dòng)形式是三維的，不但包括心臟長(zhǎng)軸方向的運(yùn)動(dòng)，而且還包括心臟短軸方向的運(yùn)動(dòng)。左室短軸收縮運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，包括3個(gè)獨(dú)立的成分，即徑向收縮、圓周方向收縮、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)[7]。Rot表示的是心臟的旋轉(zhuǎn)角度，本研究顯示，在左心室心尖水平收縮期各節(jié)段均呈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，為正向峰值曲線；在二尖瓣水平收縮期旋轉(zhuǎn)角度為負(fù)值，為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，呈負(fù)向峰值曲線；在乳頭肌水平的旋轉(zhuǎn)角度基本上以逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為主，但是由于其受心尖及二尖瓣水平不同方向旋轉(zhuǎn)的共同影響，也可出現(xiàn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

本研究中選擇腺苷作為負(fù)荷試驗(yàn)的藥物，不僅因?yàn)橄佘赵隗w內(nèi)代謝快，對(duì)受試者心率及正常心肌功能影響都很小，還由于其能快速顯著的擴(kuò)張冠脈血管，促進(jìn)相應(yīng)研究節(jié)段血流量增加、氧耗量減低、內(nèi)皮細(xì)胞損傷降低，能有效增加冠狀動(dòng)脈血流供應(yīng)，進(jìn)而提高存活心肌的收縮力。研究還發(fā)現(xiàn)，腺苷負(fù)荷后與基礎(chǔ)狀態(tài)下相比：心尖水平存活心肌 PRot及 PRRs明顯升高，非存活心肌無(wú)明顯變化，且存活心肌與非存活心肌間比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明腺苷負(fù)荷后存活心肌的收縮功能得到一定程度的恢復(fù)，此時(shí)二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)能將兩者區(qū)分開來(lái)。二尖瓣水平存活心肌 PRot與 PRRs也明顯升高，但存活與非存活心肌間比較，PRot有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，PRRs無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。乳頭肌水平的分析結(jié)果顯示其存活與非存活心肌間相比較，腺苷負(fù)荷后仍無(wú)明顯差異，可能由于其旋轉(zhuǎn)受多因素影響有關(guān)。

總之，本研究證明：采用斑點(diǎn)追蹤技術(shù)對(duì)心肌梗死節(jié)段進(jìn)行應(yīng)變分析，定量地評(píng)價(jià)局部心肌運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及整體心功能[8-9]，能較好地反應(yīng)心肌梗死后不同節(jié)段心肌的應(yīng)變情況，尤其是負(fù)荷條件下心肌的旋轉(zhuǎn)及旋轉(zhuǎn)率的變化特性，由此可為臨床檢測(cè)心肌梗死患者的存活心肌提供一種實(shí)用新方法。

5 結(jié)論

二維斑點(diǎn)追蹤顯像可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)節(jié)段心肌收縮功能，尤其對(duì)心肌梗死患者左室短軸方向上心肌運(yùn)動(dòng)和心室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)有其獨(dú)特的優(yōu)越性，由此可為臨床提供一種檢測(cè)存活心肌新方法。隨著研究的深入，二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)將成為超聲了解心臟運(yùn)動(dòng)機(jī)制和全面評(píng)價(jià)心功能的有力手段，為臨床心血管病的診治提供有力依據(jù)。當(dāng)然，目前二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)也還有其自身的局限性。二維圖像的時(shí)間分辨率有限、幀頻不足，用二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)對(duì)等容收縮期和等容舒張期的研究還有一定困難，且臨床前瞻性的研究較缺乏。因此，二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)的臨床應(yīng)用價(jià)值有待進(jìn)一步深入探索。

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Evaluation of Viable Myocardium by Speckle Tracking Imaging under Adenosine Stress Echocardiography in Patients with Myocardial Infarction

XIA Meng-ning, ZHANG Ping-yang, FANG Ling-ling, MA Xiao-wu, RAN Hong, WU Wen-fang, ZHANG Jia-jia
Department of Medical Ultrasound Imaging, Nanjing First Hospital Affiliated to Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210006, China.

ObjectiveTo explore a new method to evaluate myocardium viability by two-dimensional speckle tracking imaging (2DSTI) combined with adenosine stress echocardiography in the patients with myocardial infarction.MethodsThe regional peak rotation (PRot) and peak-systole rotation rate (PRRs) of each segment were detected using 2DSTI in 35 cases of patients with elderly myocardial infarction at rest and adenosine (140 μg?kg-1?min-1, continuing 6 min). And then, every corresponding segment were defined as viable or non-viable myocardium according to radionuclide myocardial perfusion / metabolic imaging.ResultsAt baseline, there was no significant difference in PRot and PRRs between viable and nonviable myocardium segments. And under adenosine stress, PRot and PRRs of myocardial segments at the mitral or apical levels in viable group increased significantly while didn’t change remarkably in the nonviable in contrast with those at rest. Compared with those in nonviable group, PRot and PRRs of myocardial segments at mitral or apical levels in viable group increased significantly respectively. Using a cutoff of 14.5%, △PRot had a sensitivity of 91.26% and specificity of 88.23% for distinguishing viable from nonviable segment. Using a cutoff of 18.5%, △PRRs had a sensitivity of 88.89% and specificity of 86.27% for distinguishing viable from nonviable segment. Combined with PRot and PRRs, the sensitivity and specificity could reach 94.41% and 90.19%.ConclusionSpeckle tracking imaging combined with adenosine stress echocardiography could provide a reliable and new method for identifying viable myocardium from evaluating myocardium rotation motion.

diasonograph; speckle tracking imaging; adenosine stress echocardiography; myocardial infarction; myocardial viability

R445.1

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.11.007

1674-1633(2013)11-0023-04

2013-06-08

南京市青年衛(wèi)生人才培養(yǎng)工程經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目（寧科衛(wèi)【2001】42號(hào)）。

本文作者：夏夢(mèng)寧，住院醫(yī)師。

張平洋，主任醫(yī)師，教授，超聲科主任。

作者郵箱：iceblue27@gmail．com