心肌速度向量成像技術(shù)評價心肌梗死患者心肌各節(jié)段旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)角度

陳怡琳CHEN Yilin

施仲偉2SHI Zhongwei

沈?qū)W東1SHEN Xuedong

何 奔1HE Ben

心肌速度向量成像技術(shù)評價心肌梗死患者心肌各節(jié)段旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)角度

陳怡琳1CHEN Yilin

施仲偉2SHI Zhongwei

沈?qū)W東1SHEN Xuedong

何 奔1HE Ben

目的應(yīng)用速度向量成像（VVI）技術(shù)測定心肌梗死患者心肌各節(jié)段心內(nèi)膜和心外膜的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)速度，評價其在定位左前降支病變中的價值。資料與方法選取25例ST段抬高型心肌梗死、冠狀動脈造影示罪犯血管為左前降支閉塞的患者和24例冠狀動脈造影正常的患者。超聲檢查均在冠狀動脈介入術(shù)后1周內(nèi)進(jìn)行，記錄心臟心底水平和心尖水平左心室短軸切面，并脫機(jī)分析左心室心肌各節(jié)段心內(nèi)膜和心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)速度。結(jié)果心肌梗死組心底水平前間隔、后間隔心內(nèi)膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度和后間隔心外膜旋轉(zhuǎn)角度與對照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05、P＜0.01）。心肌梗死組心尖水平前間隔、前壁、前側(cè)壁和后間隔心內(nèi)膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度及前壁收縮期旋轉(zhuǎn)角度均低于對照組（P＜0.05、P＜0.01）。心肌梗死組前間隔和前壁心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度、下壁和后間隔心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)角度與對照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05、P＜0.01）。左心室心尖水平心內(nèi)膜前間隔、前壁、前側(cè)壁、下側(cè)壁、下壁和后間隔的收縮期旋轉(zhuǎn)速度均能定位左前降支病變（AUC=0.70～0.88）。前壁心內(nèi)膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度≤45.86o/s定位左前降支病變的敏感度和特異度分別為88%和79%。左心室心尖水平心外膜前間壁和前壁收縮期旋轉(zhuǎn)速度能定位左前降支病變（AUC=0.69、0.74）。左心室前壁心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度≤43.8o/s定位左前降支病變的敏感度和特異度分別為92%和54%。結(jié)論心尖收縮期旋轉(zhuǎn)速度與靶血管病變有直接關(guān)系，并且有望成為一項(xiàng)新的指標(biāo)準(zhǔn)確定位左前降支病變。

心肌梗死；超聲心動描記術(shù)；速度向量成像；心肌扭轉(zhuǎn)

心臟運(yùn)動主要包括沿其長軸方向和短軸方向的運(yùn)動及扭轉(zhuǎn)運(yùn)動。心肌的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動對正常心臟的收縮功能有重要意義，心肌扭轉(zhuǎn)運(yùn)動還包括心肌旋轉(zhuǎn)、左心室整體扭轉(zhuǎn)度和扭轉(zhuǎn)3個方面。心肌節(jié)段旋轉(zhuǎn)功能是指心肌節(jié)段在一個平面上的旋轉(zhuǎn)角度和速度。心肌節(jié)段旋轉(zhuǎn)功能異常與靶血管之間的關(guān)系尚不明確。本研究旨在用速度向量成像（velocity vector imaging，VVI）技術(shù)測定心肌梗死患者心肌各節(jié)段心內(nèi)膜和心外膜的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)速度，評價其在定位冠狀動脈左前降支病變中的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2008-10～2009-07在上海瑞金醫(yī)院心內(nèi)科接受冠狀動脈介入治療的25例ST段抬高型急性前壁心肌梗死患者作為心肌梗死組，其中，男22例，女3例；平均年齡（57.68±11.18）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：冠狀動脈造影示罪犯血管均為嚴(yán)重狹窄的左前降支，其他冠狀動脈無明顯狹窄。排除標(biāo)準(zhǔn)：心房顫動、房室傳導(dǎo)阻滯或其他嚴(yán)重心律失常、原發(fā)性心肌病、嚴(yán)重瓣膜病及超聲圖像質(zhì)量欠佳者。同期另取24例冠狀動脈造影結(jié)果正常、同時心電圖和超聲心動圖均正常的患者為對照組，其中，男18例，女6例；平均（62.79±9.01）歲。兩組患者基本資料見表1。

表1 對照組和心肌梗死組患者基本資料比較

1.2 儀器與方法 采用Siemens Acuson Sequoia C512彩色多普勒超聲診斷儀，探頭4V1c，頻率4.25 MHz，在VVI條件下采集連續(xù)3個心動周期的二維動態(tài)灰階圖像，以Dicom格式存儲后在Syngo 3.0工作站供隨后脫機(jī)分析。

心肌梗死組患者均在冠狀動脈造影1周內(nèi)行超聲心動圖檢查。受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，在進(jìn)行常規(guī)系列標(biāo)準(zhǔn)切面后，重點(diǎn)選取清晰的心底部及心尖部短軸觀圖像，采集連續(xù)3個心動周期的二維動態(tài)灰階圖像用于脫機(jī)分析。進(jìn)入Syngo3.0工作站后，取所有患者收縮末期心底和心尖短軸觀圖像，以前間隔為起點(diǎn)、沿順時針方向，從前間隔、左心室前壁、前側(cè)壁、后側(cè)壁、下壁至后間隔，勾畫心內(nèi)膜9～12個取樣點(diǎn)，軟件自動跟蹤心內(nèi)膜和心外膜輪廓，獲取心內(nèi)膜和心外膜旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)角度曲線（圖1）。對跟蹤不滿意的圖像，可手動調(diào)整心內(nèi)膜和心外膜的輪廓，直到滿意為止。每幅圖像需要勾畫3次，取平均值。心臟旋轉(zhuǎn)方向規(guī)定：從心尖向心底部觀察逆時針旋轉(zhuǎn)為正方向，反之為負(fù)方向。VVI指標(biāo)主要包括心底部及心尖部各節(jié)段的收縮期旋轉(zhuǎn)角度及速度。

圖1 對照組與心肌梗死組心尖部心內(nèi)膜旋轉(zhuǎn)運(yùn)動比較。對照組心尖部收縮期旋轉(zhuǎn)速度（箭C，A）和旋轉(zhuǎn)角度（雙箭，B）D曲線；心肌梗死組心尖部收縮期旋轉(zhuǎn)速度（箭，C）和旋轉(zhuǎn)角度（雙箭，D）曲線；收縮期旋轉(zhuǎn)速度曲線與收縮期旋轉(zhuǎn)角度曲線可見急性前壁心肌梗死患者心尖部旋轉(zhuǎn)方向與正常人基本一致，但前壁（藍(lán)色曲線）收縮期旋轉(zhuǎn)速度及角度均有所下降

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件和MedCalc version 9.6.4.0軟件，組間計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)，組間計(jì)量資料比較采用成組t檢驗(yàn)，左心室壁各節(jié)段的收縮期旋轉(zhuǎn)角度和速度預(yù)測靶血管病變的敏感度、特異度、曲線下面積（AUC）和拐點(diǎn)采用受試者工作特征曲線（ROC）分析，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組心底部收縮期旋轉(zhuǎn)運(yùn)動比較 心肌梗死組和對照組均獲得滿意的心內(nèi)膜和心外膜跟蹤。心肌梗死組心底水平受冠狀動脈前降支供血的前間隔和左心室前壁心內(nèi)膜收縮期旋轉(zhuǎn)角度和速度均低于對照組，其中，只有前間隔收縮期旋轉(zhuǎn)速度的降低差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。心肌梗死組心底水平6個節(jié)段的心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)角度和速度與對照組比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。心底水平不受冠狀動脈左前降支供血的節(jié)段中，心肌梗死組只有后間隔心內(nèi)膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度和心外膜旋轉(zhuǎn)角度低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05、P＜0.01）。見表2。

表2 兩組心底部各節(jié)段旋轉(zhuǎn)指標(biāo)比較

2.2 兩組心尖部收縮期旋轉(zhuǎn)運(yùn)動比較 心肌梗死組心尖水平受冠狀動脈前降支供血的6個節(jié)段中，前間隔、左心室前壁、前側(cè)壁和后間隔心內(nèi)膜的收縮期旋轉(zhuǎn)速度低于對照組（P＜0.05、P＜0.01），而后側(cè)壁和下壁差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。另外，心肌梗死組左心室前壁心內(nèi)膜收縮期旋轉(zhuǎn)角度也明顯低于對照組（P＜0.01）。心肌梗死組前間隔和左心室前壁心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度低于對照組（P＜0.05、P＜0.01）。左心室下壁和后間隔心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)角度明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。見表3。

2.3 兩組收縮期旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的ROC分析 左心室心尖水平心內(nèi)膜6個節(jié)段收縮期旋轉(zhuǎn)速度都能定位左前降支病變（AUC=0.70～0.88），前壁心內(nèi)膜收縮速度≤45.86o/ s定位左前降支病變的敏感度和特異度分別為88%和79%（AUC=0.88）。左心室心尖水平心外膜6個節(jié)段中，前間隔及前壁收縮期旋轉(zhuǎn)速度能定位左前降支病變（AUC=0.69、0.74），左心室前壁心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度≤43.8o/s定位左前降支病變的敏感度和特異度分別為92%和54%（AUC=0.74），見圖2。前壁心內(nèi)膜預(yù)測左前降支病變的曲線下面積比心外膜大0.14，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。左心室心尖水平6個節(jié)段中，前間隔、前壁及前側(cè)壁心內(nèi)膜收縮期旋轉(zhuǎn)角度能定位左前降支病變（AUC=0.66～0.76），左心室下側(cè)壁、下壁和后間隔心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)角度能定位左前降支病變（AUC=0.70～0.80）。心尖水平左心室心內(nèi)膜和心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度和角度預(yù)測前降支病變的ROC分析結(jié)果見表4。左心室心底水平收縮期旋轉(zhuǎn)角度和速度定位左前降支病變的價值有限，僅后間隔心內(nèi)膜收縮期旋轉(zhuǎn)角度及速度能定位左前降支病變（AUC=0.69、0.70，P＜0.05、P＜0.01）。

3 討論

在心動周期中，左心室心肌圍繞其長軸旋轉(zhuǎn)，由此產(chǎn)生了心尖相對于心底部的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動。心肌纖維由右手螺旋的心內(nèi)膜及左手螺旋的心外膜組成。在兩股相反螺旋的心肌纖維作用下，心底部收縮期呈順時針方向旋轉(zhuǎn)（由心尖部向心底部觀察），心尖部呈逆時針方向旋轉(zhuǎn)，呈現(xiàn)所謂的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。測定心臟的這種圍繞長軸進(jìn)行的扭轉(zhuǎn)角度和速度是心功能評價的一項(xiàng)重要和敏感指標(biāo)[1,2]。

表3 兩組心尖部各節(jié)段旋轉(zhuǎn)指標(biāo)比較

表4 心尖部各旋轉(zhuǎn)指標(biāo)預(yù)測左前降支病變ROC分析

圖2 心尖部左心室前壁心內(nèi)膜和心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度預(yù)測左前降支病變的ROC分析

目前有多種方法可以評價心臟的扭轉(zhuǎn)，包括心臟MRI[3]、超聲心動圖組織斑點(diǎn)追蹤[4]和VVI[5-7]。本研究采用VVI技術(shù)評價心臟扭轉(zhuǎn)，具有同時對心內(nèi)膜和心外膜進(jìn)行研究的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于高血壓和肥厚型心肌病患者左心室收縮功能的評價和心力衰竭患者左心室同步性研究[5-7]。Govind等[4]應(yīng)用組織斑點(diǎn)追蹤技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)急性心肌梗死患者尤其是左心室射血分?jǐn)?shù)低于40%的患者，其左心室整體旋轉(zhuǎn)角度較正常人群明顯降低。然而，左心室心內(nèi)膜和心外膜節(jié)段收縮期旋轉(zhuǎn)角度和速度與靶血管間的關(guān)系鮮有報(bào)道。

本研究發(fā)現(xiàn)，心肌梗死的患者心尖部心內(nèi)膜旋轉(zhuǎn)異常預(yù)測靶血管病變較心底部更敏感，減弱更為明顯。心尖部定位左前降支病變價值較心底部更大，其中心尖部前壁心內(nèi)膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度≤45.86o/s定位左前降支病變的敏感度和特異度分別為88%和79%，心尖部前壁心外膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度≤43.8o/s定位左前降支病變的敏感度和特異度分別為92%和54%，這表明心肌收縮期旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的減弱與靶血管病變有直接關(guān)系，心尖部影響更甚。這可能是由于幾方面原因造成：首先，心尖部血供主要由前降支末梢血管支配，前壁心肌梗死患者往往會出現(xiàn)心尖部收縮活動減弱，而心底部收縮活動會代償性亢進(jìn)[8]；其次，左心室扭轉(zhuǎn)更易受心尖部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動影響。Opdahl等[9]應(yīng)用組織斑點(diǎn)追蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn)無論是正常人群或是心肌梗死患者，心尖部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動較心底部與左心室扭轉(zhuǎn)有更好的相關(guān)性（r=0.88、0.53, P＜0.01）。另外，本研究還發(fā)現(xiàn)，心肌梗死組心尖部前間隔及前壁內(nèi)外膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度較對照組明顯下降，而心尖部下壁及后間隔心外膜旋轉(zhuǎn)角度較對照組明顯增加，有報(bào)道指出冠狀動脈心臟病對心肌運(yùn)動的影響是由心內(nèi)膜向心外膜逐步遞減[10]，因此內(nèi)外膜數(shù)值的降低或增加對區(qū)分透壁及心內(nèi)膜下心肌梗死可能有所幫助，大面積透壁心肌梗死時，心尖部外膜旋轉(zhuǎn)明顯下降，而內(nèi)膜下心肌梗死則有可能不變或反而增加[10,11]。Wu等[12]研究指出內(nèi)膜下心肌梗死患者血運(yùn)重建術(shù)后心外膜扭轉(zhuǎn)運(yùn)動較前可有所恢復(fù)，而透壁心肌梗死患者則無明顯變化。

以往對于VVI的研究較多是通過分析應(yīng)變及應(yīng)變率對梗死節(jié)段短軸及長軸運(yùn)動進(jìn)行定量評價。但心臟運(yùn)動是一個整體，包括徑向、長軸及扭轉(zhuǎn)運(yùn)動。本研究顯示，急性心肌梗死患者部分節(jié)段收縮期旋轉(zhuǎn)運(yùn)動明顯下降，心尖部前壁心內(nèi)膜收縮期旋轉(zhuǎn)速度≤45.86o/ s定位左前降支病變的敏感度和特異度分別為88%和79%。初步研究認(rèn)為采用VVI技術(shù)分析心肌扭轉(zhuǎn)運(yùn)動可能有助于檢出和鑒別心肌梗死節(jié)段。

由于目前有關(guān)心肌扭轉(zhuǎn)運(yùn)動的研究尚處于起步階段，本研究僅僅針對左前降支進(jìn)行研究，因?yàn)樽笄敖抵е涞男募」?jié)段比較單一，容易根據(jù)心肌的節(jié)段運(yùn)動異常定位靶血管病變，研究結(jié)果比較可靠。但是本研究的樣本數(shù)量較小，受公司提供軟件的限制左心室心尖水平的分段也不能按照國際公認(rèn)的指南規(guī)定的分段方法，因此這些發(fā)現(xiàn)有待今后更多的研究來驗(yàn)證。此外，本文主要研究節(jié)段性心肌旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，而有關(guān)整體旋轉(zhuǎn)或扭轉(zhuǎn)運(yùn)動仍有待進(jìn)一步研究。

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（本文編輯 馮 婕）

Assessment of Myocardial Segmental Rotation Velocity and Angle in Patients with Myocardial Infarction Using Velocity Vector Imaging

Purpose To determine velocity vector imaging (VVI) in myocardial segmental rotation velocity and angle of the endocardial and epicardial, and to locate the lesion in the left anterior descending (LAD) artery.Materials and MethodsTwenty-five myocardial infarction (MI) patients with ST-elevation were recruited in the study. Percutaneous coronary intervention (PCI) showed responsible vessel was LAD. Twenty-four patients with normal coronary angiography were recruited as control group. Echocardiographic exam was performed within one week after PCI. Endocardial and epicardial systolic rotation velocity and angle for each segment at basal level and apical level were analyzed off-line.ResultsThere were signifcant differences between MI group and the control group for the systolic endocardial rotation velocity of anteroseptum and posterior septum, and for epicardial rotation angle of posterior septum (P＜0.05, P＜0.01). The systolic endocardial rotation velocity of the anteroseptum, the anterior wall, the anterolateral wall and the posterior septum at the apical level and epicardial rotation angle of the anterior wall in MI group were lower than those of the normal group (P＜0.05, P＜0.01). There were signifcant differences between MI group and the control group on the systolic epicardial rotation velocity of anteroseptum and the anterior wall, and epicardial rotation angle of the inferior wall and the posterior septum (P＜0.05, P＜0.01). The systolic endocardial rotation velocity at the apical level had ability to locate LAD disease, and the area under ROC curves (AUC) was 0.70-0.88. The sensitivity and specifcity of the systolic endocardial rotation velocity to locate LAD disease were 88% and 79% for≤45.86°/s at anterior wall. The systolic epicardial rotation velocity of the anteroseptum and the anterior wall at apical level locate LAD disease with AUC=0.69 and 0.74. The sensitivity and specifcity of systolic epicardial rotation velocity at anterior wall of ≤43.8°/s to locate LAD disease were 92% and 54%, respectively.ConclusionThe systolic rotation velocities at the apical level is related to the target coronary artery disease, which could be used as a new quota to locate LAD disease.

Myocardial infarction; Echocardiography; velocity vector imaging; Myocardial rotation

1. 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院心內(nèi)科上海 200127

2. 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院心內(nèi)科上海 200025

沈?qū)W東

Department of Cardiology, Renji Hospital, School of Medicine, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200127, China

Address Correspondence to: SHEN Xuedong E-mail: shenxd@hotmail.com

R542.2+2；R445.9

2014-05-11

修回日期：2014-09-20

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2014年 第22卷 第12期：924-928

Chinese Journal of Medical Imaging 2014 Volume 22(12): 924-928

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.12.012