斑點(diǎn)追蹤成像評(píng)價(jià)左心室構(gòu)型正常的原發(fā)性高血壓心肌功能

張 楠 ZHANG Nan

李 艷 LI Yan

王志斌 WANG Zhibin

李 勇 LI Yong

孫 品 SUN Pin

付秀秀 FU Xiuxiu

斑點(diǎn)追蹤成像評(píng)價(jià)左心室構(gòu)型正常的原發(fā)性高血壓心肌功能

張 楠 ZHANG Nan

李 艷 LI Yan

王志斌 WANG Zhibin

李 勇 LI Yong

孫 品 SUN Pin

付秀秀 FU Xiuxiu

目的采用斑點(diǎn)追蹤成像評(píng)價(jià)左心室構(gòu)型正常的原發(fā)性高血壓患者早期心肌功能，為評(píng)價(jià)心肌功能的受損程度提供依據(jù)。資料與方法選取A組左心室舒張充盈正常的40例高血壓患者、B組左心室松弛性減低的40例高血壓患者和30例正常對(duì)照者，應(yīng)用斑點(diǎn)追蹤成像分別測(cè)量左心室整體心肌和心內(nèi)膜下心肌收縮期長(zhǎng)軸應(yīng)變率（GSrL S）、舒張?jiān)缙陂L(zhǎng)軸應(yīng)變率（GSrL E）、房縮期長(zhǎng)軸應(yīng)變率（GSrL A），心底水平旋轉(zhuǎn)角度峰值（MV-Prot）、心尖水平旋轉(zhuǎn)角度峰值（AP-Prot）、等容解扭轉(zhuǎn)率（UntwR）等左心室扭轉(zhuǎn)參數(shù)。結(jié)果與對(duì)照組相比，A組心內(nèi)膜下心肌GSrL S減低，GSrL A增高（P＜0.05）；A、B組MV-Prot、AP-Prot較對(duì)照組增加，UntwR減低，解旋減半時(shí)間延長(zhǎng)（P＜0.05）；B組AP-Prot較A組增加（P＜0.05），UntwR減低（P＜0.05）。結(jié)論應(yīng)用斑點(diǎn)追蹤成像檢測(cè)原發(fā)性高血壓患者左心室長(zhǎng)軸心內(nèi)膜下心肌的應(yīng)變率和扭轉(zhuǎn)參數(shù)可以定量分析心肌的應(yīng)變情況，評(píng)價(jià)患者早期左心室心肌舒張及收縮功能的損傷。

高血壓；超聲心動(dòng)描記術(shù)，多普勒，彩色；斑點(diǎn)追蹤成像；心室功能，左；心肌

原發(fā)性高血壓既是一種獨(dú)立的疾病，又是心腦血管等其他疾病的危險(xiǎn)因素。原發(fā)性高血壓患者左心室重構(gòu)并非有益的代償機(jī)制，而是心血管意外事件的獨(dú)立危險(xiǎn)因子，高血壓患者早期已發(fā)生局部收縮功能受損[1,2]，早期評(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓患者的心臟功能對(duì)于病情的干預(yù)及控制尤為重要。本研究擬應(yīng)用斑點(diǎn)追蹤成像（speckle tracking imaging, STI）定量檢測(cè)原發(fā)性高血壓患者左心室心內(nèi)膜下心肌長(zhǎng)軸應(yīng)變和左心室扭轉(zhuǎn)參數(shù)，評(píng)價(jià)左心室構(gòu)型正常的高血壓患者的心肌受損情況，為早期評(píng)價(jià)患者心肌舒張及收縮功能受損程度提供臨床依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2012-09～2013-02在青島大學(xué)附屬醫(yī)院門診和住院收治的80例原發(fā)性高血壓患者，均符合2005年《中國(guó)高血壓防治指南》[3]制訂的標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)Ganau等[4]的左心室?guī)缀螛?gòu)型劃分法，所有入選患者左心室構(gòu)型均正常，即男性左心室質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index, LVMI）≤116 g/m2，女性LVMI≤109 g/m2，相對(duì)左心室壁厚度（relative wall thickness, RWT）≤0.42，排除假性正常化與限制性充盈病例。所有納入患者均無(wú)心律失常、繼發(fā)性高血壓、冠心病及其他心肺疾病，均停用降壓藥物2周以上，超聲二維圖像清晰。根據(jù)左心室舒張功能障礙的超聲診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]分為A組左心室舒張充盈正常的40例患者，0.75＜舒張?jiān)缙谂c心房收縮期二尖瓣前向血流速度峰值比（E/A）＜1.50，E峰減速時(shí)間（decelerate, DT）140～200 ms，等容舒張期（isovolumic relaxation time, IVRT）＜90 ms；B組左心室松弛性減低的40例患者，E/A＜0.75，DT＞240 ms，IVRT＞90 ms。同時(shí)選取年齡、性別、心率、體重匹配的30例健康志愿者作為對(duì)照組，既往無(wú)心臟病史，體格檢查、心電圖、常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查均未見異常。A、B組收縮壓及舒張壓顯著高于對(duì)照組（F=49.40、12.15, P＜0.01），3組受檢者年齡、性別比、心率及體重指數(shù)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 3組受檢者一般資料

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid 7 Dimension彩色多普勒超聲診斷儀，M3S探頭，探頭頻率1.7～3.4 MHz，裝有2D Strain分析軟件的EchoPAC多參數(shù)分析工作站。受檢者取左側(cè)臥位，連接肢體導(dǎo)聯(lián)心電圖，囑患者平靜呼吸。應(yīng)用M型超聲心動(dòng)圖測(cè)量左心室舒張末期內(nèi)徑，計(jì)算LVMI及左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）。

在受試者呼氣末屏氣狀態(tài)下采集胸骨旁長(zhǎng)軸切面、心尖四腔心切面、兩腔心切面、胸部旁短軸基底水平切面、胸部旁短軸心尖水平切面連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期的二維動(dòng)態(tài)圖像，于EchoPAC工作站進(jìn)行分析。運(yùn)行程序后根據(jù)檢測(cè)范圍調(diào)整感興趣區(qū)的寬度：心內(nèi)膜下心肌取樣區(qū)位于心內(nèi)膜下，不超過(guò)心肌寬度的1/2；心肌整體取樣區(qū)位于心內(nèi)膜至心外膜的心肌。收縮末期勾畫出要分析的心內(nèi)膜面，同時(shí)適當(dāng)調(diào)整感興趣區(qū)的寬度，準(zhǔn)確選取主動(dòng)脈瓣關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)，系統(tǒng)將自動(dòng)追蹤感興趣區(qū)內(nèi)的回聲斑點(diǎn)。將左心室前壁、側(cè)壁、下壁、后壁、前室間隔、后室間隔分別按基底段、中間段、心尖段共分為17個(gè)節(jié)段，獲取各個(gè)節(jié)段的應(yīng)變曲線，測(cè)量左心室整體心肌和心內(nèi)膜下心肌收縮期長(zhǎng)軸應(yīng)變率（global peak systolic longitudinal strain rate, GSrL S）、舒張?jiān)缙陂L(zhǎng)軸應(yīng)變率（global peak early diastolic longitudinal strain rate, GSrL E）、房縮期長(zhǎng)軸應(yīng)變率（global peak LV systolic longitudinal strain rate, GSrL A），測(cè)量左心室短軸基底水平和心尖水平旋轉(zhuǎn)峰值并計(jì)算心底水平旋轉(zhuǎn)角度峰值（twist at mitral valve opening, MV-Prot）、心尖水平旋轉(zhuǎn)角度峰值（twist at aortic valve closure, APProt）、等容解扭轉(zhuǎn)率（untwisting rate, UntwR）、解旋減半時(shí)間（half time of untwisting, HTU）等左心室扭轉(zhuǎn)參數(shù)，其中HTU為心電圖R波頂點(diǎn)至收縮期扭轉(zhuǎn)角度峰值降低一半的時(shí)間?？紤]不同個(gè)體等容舒張時(shí)間間期的差異，將等容解扭轉(zhuǎn)率標(biāo)化為：UntwR=[(AVCtw－MVOtw)/AVCtw×100]/IVRT[6]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，多組間計(jì)量資料比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組常規(guī)超聲測(cè)量指標(biāo)比較 各組左心室舒張末內(nèi)徑（LVIDd）、RWT、LVMI及LVEF比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=0.68、0.22、0.68、0.71, P＞0.05），見表2。

表2 3組受檢者常規(guī)超聲測(cè)量指標(biāo)比較

2.2 各組左心室長(zhǎng)軸應(yīng)變率比較 與對(duì)照組相比，A組心內(nèi)膜下心肌和整體心肌GSrL E、心內(nèi)膜下心肌GSrLS減低，心內(nèi)膜下心肌GSrL A增高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（q=5.06、3.12、6.24、4.37、2.19、7.81、 13.66、10.34、13.78, P＜0.05）；B組較對(duì)照組及A組整體心肌和心內(nèi)膜下心肌GSrL S、GSrL E減低，GSrL A增高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（q=5.46、3.37、7.08、6.32、9.30、10.35, P＜0.05），見表3及圖1～3。

表3 3組受檢者左心室長(zhǎng)軸應(yīng)變率比較

圖1 健康男性，39歲，心內(nèi)膜下心肌縱向應(yīng)變曲線規(guī)則、同步

圖2 女，40歲，原發(fā)性高血壓，左心室充盈正常。心內(nèi)膜下心肌縱向應(yīng)變曲線較正常散亂，應(yīng)變率減低

圖3 男，45歲，原發(fā)性高血壓，左心室松弛性減低。心內(nèi)膜下心肌縱向應(yīng)變曲線較正常更散亂，應(yīng)變率更低

2.3 各組左心室扭轉(zhuǎn)參數(shù)比較 與對(duì)照組相比，A、B組MV-Prot、AP-Prot增加，UntwR減低，HTU延長(zhǎng)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（q=6.42、8.23，3.64、3.90, P＜0.05）；與A組相比，B組AP-Prot進(jìn)一步增加，UntwR進(jìn)一步減低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（q=10.86、2.89, P＜0.05），見表4。

表4 3組受檢者左心室扭轉(zhuǎn)及解旋參數(shù)比較

3 討論

原發(fā)性高血壓患者發(fā)病早期心肌長(zhǎng)軸方向舒張功能與收縮功能均首先受損[7]。常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查評(píng)價(jià)患者早期心臟收縮功能及舒張功能改變比較困難。二維應(yīng)變成像技術(shù)運(yùn)用Lagrangian公式在高幀頻二維灰階圖像中辨認(rèn)并逐個(gè)幀頻自動(dòng)追蹤感興趣區(qū)內(nèi)不同像素的心肌組織，定量分析心肌運(yùn)動(dòng)的速度和應(yīng)變，不存在角度依賴性[8]。左心室心肌由深層斜形的右手螺旋心內(nèi)膜下心肌纖維、中層的環(huán)形心肌纖維和淺層斜行的左手螺旋心外膜下心肌纖維構(gòu)成。3層心肌的收縮和舒張決定了心臟在長(zhǎng)軸方向的縱向運(yùn)動(dòng)、短軸方向的徑向運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)以及以左心室長(zhǎng)軸為軸心的平面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和左心室整體扭轉(zhuǎn)、解旋運(yùn)動(dòng)。

LVEF是反映左心室整體心肌收縮功能的指標(biāo)，但易受心臟后負(fù)荷和心率的影響，其大小不能準(zhǔn)確地反映高血壓早期局部心肌的收縮功能，STI克服了周圍組織牽拉的影響，通過(guò)追蹤微小組織的斑點(diǎn)回聲檢測(cè)心肌的運(yùn)動(dòng)軌跡，故在反映高血壓早期局部心肌的收縮功能上更加敏感。當(dāng)原發(fā)性高血壓患者左心室構(gòu)型正常時(shí)，左心室整體縱向應(yīng)變減低，而整體圓周應(yīng)變和整體徑向應(yīng)變無(wú)明顯減低[9]，高血壓早期，左心室部分節(jié)段心內(nèi)膜下心肌收縮期應(yīng)變減低[10]。本研究結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，左心室舒張充盈正常的高血壓患者心內(nèi)膜下心肌縱向收縮期峰值應(yīng)變減低，表明在高血壓早期心內(nèi)膜下心肌的縱向收縮功能已經(jīng)有所降低，提示可能已經(jīng)存在心肌缺血，其可能原因是心內(nèi)膜下心肌主要呈縱行排列，心內(nèi)膜下心肌缺血首先反映在心內(nèi)膜下心肌長(zhǎng)軸方向上收縮功能減低，可能與血流動(dòng)力學(xué)異常等有關(guān)，高血壓早期，周圍血管阻力增加，心臟壓力負(fù)荷增加，血管內(nèi)皮細(xì)胞和彈力纖維增生，毛細(xì)血管基底膜增厚，血管腔變窄，造成心肌缺血缺氧，導(dǎo)致心肌節(jié)段的形變運(yùn)動(dòng)能力減弱[11]。因此，應(yīng)用STI測(cè)定心內(nèi)膜下心肌的縱向收縮期峰值應(yīng)變能早期發(fā)現(xiàn)心肌功能的改變，可以作為檢測(cè)高血壓心肌損傷的一個(gè)重要的參考指標(biāo)。

本研究結(jié)果表明，左心室松弛性減低的高血壓患者舒張期峰值應(yīng)變低于健康對(duì)照者，心內(nèi)膜下心肌房縮期峰值應(yīng)變高于健康對(duì)照者，提示高血壓早期左心室充盈量下降，順應(yīng)性降低，房縮期左心房應(yīng)變?cè)黾右员ＷC左心室的充盈量和有效排血量。STI受前、后負(fù)荷等流體力學(xué)的影響較小，可以客觀地反映左心室的舒張功能，推測(cè)STI相對(duì)于二尖瓣口血流頻譜能夠更早地反映左心室舒張功能的改變。

從心尖向心底觀察，以逆時(shí)針扭轉(zhuǎn)為正值，順時(shí)針扭轉(zhuǎn)為負(fù)值，心外膜下心肌收縮時(shí)產(chǎn)生“正向”扭轉(zhuǎn)形變，而心內(nèi)膜下心肌收縮時(shí)產(chǎn)生“負(fù)向”扭轉(zhuǎn)形變，由于心外膜下心肌纖維比心內(nèi)膜下心肌纖維有更大的半徑，因而有更大的力矩，故心肌整體運(yùn)動(dòng)中，心外膜下心肌纖維產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，決定心室整體的扭轉(zhuǎn)趨勢(shì)為逆時(shí)針?lè)较騕12]。本研究結(jié)果顯示，左心室舒張充盈正常的高血壓患者和左心室松弛性減低的患者收縮期逆時(shí)針扭轉(zhuǎn)增加，其原因可能為：①高血壓患者早期心內(nèi)膜下心肌纖維化，心肌低灌注，收縮功能受損，減弱了對(duì)抗心外膜下心肌纖維的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致心臟整體表現(xiàn)為心動(dòng)周期內(nèi)以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)橹鞯呐まD(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；②高血壓患者心臟后負(fù)荷增加，心臟對(duì)腎上腺素表現(xiàn)為高應(yīng)答，心肌收縮力增強(qiáng)，心肌的應(yīng)力增加，左心室扭轉(zhuǎn)形變?cè)龃?，?dǎo)致扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)。左心室舒張充盈正常的患者和左心室松弛性減低的患者M(jìn)V-Prot、AP-Prot、UntwR減低、HTU延長(zhǎng)，這是由于高血壓患者的病理改變使心肌遲緩性和順應(yīng)性降低，導(dǎo)致等容舒張期解扭轉(zhuǎn)障礙，左心室充盈受阻，舒張功能減低。解旋運(yùn)動(dòng)主要發(fā)生于等容舒張期，該時(shí)期左心室容量無(wú)改變，不受負(fù)荷的影響，可以準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)左心室的舒張功能。本研究表明，左心室舒張充盈正常組二尖瓣血流頻譜正常，而左心室解旋參數(shù)仍出現(xiàn)進(jìn)展性變化，提示左心室的解旋運(yùn)動(dòng)在反映高血壓舒張功能受損方面較二尖瓣血流頻譜更敏感，可以作為早期反映舒張功能的一個(gè)新指標(biāo)。

然而，由于STI是建立在良好的二維圖像的基礎(chǔ)上，這樣系統(tǒng)才能準(zhǔn)確地追蹤測(cè)量心肌的應(yīng)變及應(yīng)變率，對(duì)于肥胖、肺氣干擾較重、胸廓畸形等二維圖像顯示欠佳的患者，其測(cè)量準(zhǔn)確性受到限制。因此，在采集圖像時(shí)應(yīng)盡量保證獲取最佳規(guī)范圖像，從而保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。

總之，原發(fā)性高血壓患者在左心室構(gòu)型正常時(shí)左心室心內(nèi)膜下心肌縱向舒張與收縮功能首先受損，為維持心功能穩(wěn)定，房縮期心肌應(yīng)變?cè)黾?、左心室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，代償了心內(nèi)膜下心肌缺血和纖維化所致的收縮及舒張功能減低。本研究表明，STI技術(shù)定量檢測(cè)左心室心肌應(yīng)變，可以用于評(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓患者左心室心肌功能的早期改變。

[1] Opdahl A, Helle-Valle T, Remme EW, et al. Apical rotation by speckle tracking echocardiography: a simplifed bedside index of left ventricular twist. J Am Soc Echocardiogr, 2008, 21(10): 1121-1128.

[2] Jiang Y, Qu P, Ding Y, et al. The relation between left ventricular geometric patterns and left ventricular midwall mechanics in hypertensive patients. Hypertens Res, 2002, 25(2): 191-195.

[3] 殷洪山, 蘇瑞瑛, 李徽, 等. 高血壓合并左心室肥厚患者竇性心率震蕩現(xiàn)象與左心室功能的關(guān)系. 中華超聲影像學(xué)雜志, 2011, 20(6): 544-545.

[4] Ganau A, Devereux RB, Roman MJ, et al. Patterns of left ventricular hypertrophy and geometric remodeling in essential hypertension. J Am Coll Cardiol, 1992, 19(7): 1550-1558.

[5] Rakowski H, Appleton C, Chan KL, et al. Canadian consensus recommendations for the measurement andreporting of diastolic dysfunction by echocardiography: from the investigators of consensus on diastolic dysfunction by echocardiography. J Am Soc Echocardiogr, 1997, 9(5): 736-760.

[6] Wang J, Khoury DS, Yue Y, et al. Left ventricular untwisting rate by speckle tracking echocardiography. Circulation, 2007, 116(22): 2580-2586.

[7] 李真真, 王志斌, 孫品, 等. 二維應(yīng)變成像技術(shù)評(píng)價(jià)左心室構(gòu)型正常高血壓患者的心肌功能. 中華醫(yī)學(xué)超聲雜志(電子版), 2013, 10(1): 52-58.

[8] Blessberger H, Binder T. Non-invasive imaging: two dimensional speckle tracking echocardiography: basic principles. Heart, 2010, 96(9): 716-722.

[9] 李春艷, 朱文暉, 劉穩(wěn)剛. 三維斑點(diǎn)追蹤成像評(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓患者左心室整體收縮功能. 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2013, 21(3): 197-200.

[10] 劉蓉, 鄧又斌, 余芬, 等. 超聲斑點(diǎn)追蹤二維應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓患者左室心內(nèi)膜下心肌收縮功能. 中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志, 2009, 25(7): 653-656.

[11] Caulfeld JB, Janicki JS. Structure and function of myocardial fbrillar collagen. Technol Health Care, 1997, 5(1-2): 95-113.

[12] Hui L, Pemberton J, Hickey E, et al. The contribution of left ventricular muscle bands to left ventricular rotation: assessment by a 2-dimensional speckle tracking method. J Am Soc Echocardiogr, 2007, 20(5): 486-491.

（責(zé)任編輯 張春輝）

Myocardial Function Evaluation in Primary Hypertension with Normal Left Ventricular Geometry Using Speckle Tracking Imaging

PurposeSpeckle tracking imaging is used for the evaluation of early myocardial function in primary hypertension patients with normal left ventricular geometry, so as to provide the basis for myocardial function damage evaluation.Materials and MethodsForty hypertension patients with normal left ventricular diastolic flling was enrolled in group A, 40 hypertension patients with decreased left ventricular relaxation was enrolled in group B and 30 normal controls were enrolled in the control group, left ventricular myocardium and endocardium global peak systolic longitudinal strain rate (GSrL S), global peak early diastolic longitudinal strain rate (GSrL E), global peak LV systolic longitudinal strain rate (GSrL A), and left ventricular twisting parameters such as twist at mitral valve opening (MV-Prot), twist at aortic valve closure (AP-Prot) and untwisting rate (UntwR) were measured with speckle tracking imaging.ResultsCompared with the control group, subendocardial myocardial GSrL S decreased and GSrL A increased (P＜0.05) in group A; MV-Prot, AP-Prot increased and UntwR reduced in group A and group B compared with those in the control group, with obviously prolonged half unwinding time (P＜0.05); AP-Prot of group B was higher (P＜0.05) and UntwR was lower than group A (P＜0.05).ConclusionMyocardial strain state can be quantitative analyzed and early left ventricular diastolic and systolic function damage can be evaluated for patients with primary hypertension when using speckle tracking to detect the left ventricular long axis subendocardial myocardial strain rate and torsional parameters.

Hypertension; Echocardiography, Doppler, color; Speckle tracking echocardiography; Ventricular function, left; Myocardium

青島大學(xué)附屬醫(yī)院心臟超聲科 山東青島266003

王志斌

Department of Echocardiography, the Affliated Hospital of Qingdao University, Qingdao 266003, China

Address Correspondence to: WANG Zhibin

E-mail: 13705321173@163.com

R541.3；R445.1

2013-10-23

修回日期：2014-03-05

中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2014年 第22卷 第4期：268-271，277

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(4): 268-271, 277

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.04.008