超聲斑點追蹤成像在心臟疾病中的診斷價值

姚 磊(綜述)，韓若凌 (審校)

(1.河北省滄州市中心醫(yī)院超聲二科，河北 滄州 061001；2.河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院超聲科，河北 石家莊 050000)

超聲心動圖是最常見評估心臟功能的方法，在對心血管疾病的診斷、心臟功能的評價以及判斷預后方面有著十分重要的臨床意義。超聲斑點追蹤成像(speckle tracking imaging，STI)是近年發(fā)展起來的測量心肌運動變形的新技術。其工作原理，應用分析軟件自動追蹤感興趣區(qū)域心肌組織在每一心動周期中的運動軌跡，通過對該區(qū)域內心肌變形的計算，從而獲取多種心肌力學參數(shù)，如運動速度、旋轉角度、應變及應變率等具體數(shù)值，定量評價心肌組織局部以及整體功能。由于STI與組織頻移無關，對聲束角度無要求，也不受心臟擺動和周圍心肌組織牽拉的影響，且應變處理軟件能夠自動定量應變測量及優(yōu)化信噪比，從而能夠更真實、準確地反映心臟運動情況。STI成為臨床評估心肌運動及功能的一種可靠的方法，且既往的實驗及臨床研究[1-2]均已證實?，F(xiàn)就STI在心臟疾病診斷中的應用綜述如下。

1 STI在冠心病中的應用

1.1 評價心肌缺血：理論上，每條冠狀動脈在心肌的供血上都有其對應的區(qū)域，若其有不同程度的狹窄，就會在與其相對應的區(qū)域范圍內出現(xiàn)心室壁的運動異常。所以，可采用目測法根據(jù)某一節(jié)段的室壁出現(xiàn)異常運動從而推測對其供血的血管出現(xiàn)了病變。但由于目測法具有主觀性，并且通常與超聲醫(yī)師的操作水平及臨床經驗有關，有國外研究[3]報道認為超聲醫(yī)師的這種目測對于延遲100ms以內的心室壁運動異常不能作出準確判斷，所以這種半定量評價心室壁運動的方法易導致假陽性和假陰性。Pirat等[4]在研究心肌缺血與再灌注動物實驗中發(fā)現(xiàn)，STI對于缺血心肌心內膜水平的二維應變也能作出準確的量化評價，證明STI是一種很有潛力的評估整體及局部心肌功能的臨床診斷工具。黃冬梅等[5]研究表明，STI能夠定位和定量診斷節(jié)段性心室壁運動異常，評價局部心肌收縮功能改善情況。李燕等[6]應用二維應變技術評價冠心病患者左心室局部收縮功能異常的研究得出，縱向應變對于心肌缺血診斷較徑向應變及圓周應變靈敏度高，冠狀動脈輕中度狹窄時縱向應變就已出現(xiàn)減低現(xiàn)象。這與國外動物實驗相符[7]。

1.2 評價心肌梗死：心肌梗死是指心肌的缺血性壞死，即在冠狀動脈病變的基礎上，冠狀動脈的血流急劇減少或中斷，使相應的心肌出現(xiàn)嚴重而持久的急性缺血，最終導致心肌的缺血性壞死[8]。葛麗麗等[9]應用斑點追蹤技術測量急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)患者各節(jié)段的二維應變值，探討其評價節(jié)段性心室壁運動異常收縮功能的價值，結果表明STI能夠準確測量左心室各節(jié)段的二維應變值，在無創(chuàng)的前提下，對AMI患者運動異常心肌應變作出定量判斷，進而準確評估心室收縮功能。STI技術能夠通過對心臟的旋轉運動的分析，評價心室運動整體形變程度。王君等[10]在對AMI患者的左心室扭轉和解旋運動的研究中發(fā)現(xiàn)，左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection frctions,LVEF)值與左心室整體扭轉角度峰值存在相關性(r=0.527，P<0.05)。說明應用STI可定量評價AMI患者左心室扭轉及解旋運動，并且左心室扭轉可作為評價左心室收縮功能的定量指標。孫旭東等[11]應用二維斑點追蹤成像與識別心肌梗死透壁程度的“金標準”磁共振延遲強化成像，對陳舊性心肌梗死左心室心尖各節(jié)段透壁程度進行研究發(fā)現(xiàn)，縱向應變、徑向應變、圓周應變多個指標可檢出不同節(jié)段的透壁心肌梗死，肯定了二維斑點追蹤顯像技術對識別透壁AMI的意義。但是不同應變指標識別能力表現(xiàn)各異，其中收縮末圓周應變?yōu)閭缺谧罴阎笜?；收縮期縱向峰值應變?yōu)榍伴g隔最佳指標；最大負向縱向峰值應變?yōu)楹蟊谧罴阎笜?；最大負向圓周峰值應變及收縮期圓周峰值應變均為下壁最佳指標。得出結論，左心室心尖段水平，多種應變指標可檢出不同節(jié)段的透壁心肌梗死，但識別能力有異質性。

1.3 評價左心房功能：冠心病患者心室功能減低的同時心房功能也會受到影響，而心房在心臟循環(huán)中起著重要作用。趙映等[12]應用二維斑點追蹤成像技術對正常人左心房各節(jié)段功能進行評價得出結論，正常人心動周期中表現(xiàn)為左心房下壁和側壁變形能力最高，而基底段高于房頂部。二維斑點追蹤成像技術可為臨床上評價左心房功能節(jié)段性改變的位置和程度提供重要信息。另有研究[13]表明，與對照組比較，冠心病組左心房最大容積、左心房最小容積、左心房P容積、左心房主動射血分數(shù)均顯著升高(P<0.05)，左心房被動射血分數(shù)顯著減低(P<0.05)，各房壁的左心室收縮期峰值應變率、舒張早期峰值應變率均減低(P<0.05)，舒張晚期峰值應變率增高(P<0.05)，檢查者間變異系數(shù)為6.22%～7.91%，檢查者內變異系數(shù)5.31%～7.42%。得出結論，應用二維斑點追蹤成像技術評價冠心病患者左心房功能可行且重復性好。

2 STI在評價心肌病中的應用

2.1 評價肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomgophty,HCM)：尹麗等[14]對無左心室流出道梗阻、無明顯臨床癥狀、尚未接受臨床干預性治療的31例室間隔中上部HCM患者及采用隨機數(shù)字表法選擇30例健康成人于心尖四腔切面采集實時三維超聲圖像，測量各組LVEF；于短軸切面乳頭肌水平采集二維灰階圖像，利用斑點追蹤技術測量中段前間隔和間隔的局部收縮功能參數(shù)，如心肌運動速率、環(huán)向應變率、徑向應變率、角速度、角位移，測量該層面整體旋轉角度峰值。結果HCM組與對照組LVEF比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；與對照組比較，HCM組中段前間隔與間隔的心肌運動速度、環(huán)向應變率、徑向應變率、角速度減低，整體旋轉角度峰值增加，角位移增加，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。表明應用STI能夠無創(chuàng)、準確地評價HCM患者的局部心肌功能。房芳等[15]在HCM心肌功能及收縮同步性斑點追蹤顯像評價研究中發(fā)現(xiàn)心肌變形能力下降及收縮不同步出現(xiàn)于HCM早期，且與左心室流出道狹窄程度呈正相關。與Serri等[16]研究結果一致。張音佳等[17]應用斑點追蹤技術研究HCM的左心室肌的旋轉運動及扭轉特征。得出結論，HCM不同的表現(xiàn)型其左心室扭轉及旋轉運動表現(xiàn)不同；應用斑點追蹤技術可以準確地評價HCM患者的左心室扭轉及旋轉運動。

2.2 評價擴張型心肌病(dilated cardiomgpathy,DCM)：Morno等[18]應用STI對DCM患者左心室功能究進行研究發(fā)現(xiàn)，左心室功能主要受心室扭轉及縱向應變影響，左心室功能能夠由左心室整體縱向應變×左心室扭曲/舒張末期左心室長軸長度所得數(shù)值準確評價。張玲利等[19]應用STI分析DCM左心室扭轉運動特征顯示，DCM患者左心室扭轉運動于收縮期仍維持心底部順時針旋轉、心尖部逆時針旋轉及心臟整體收縮期逆時針方向的扭轉運動，但其左心室扭轉峰值[(6.56±2.19)°/(14.44±1.55)°,P<0.01]顯著減低，左心室峰值扭轉與左心功能呈顯著正相關(r=0.762,P=0.00)。

3 STI技術在先天性心臟病中的應用

在先天性心臟病中，由于心室、心房、動靜脈血管之間存在有異常的血流動力學的改變，也會造成心臟本身運動的異常。姜小杰等[20]應用斑點追蹤技術研究比較房間隔缺損(atrial septal defect，ASD)患者與正常成人室間隔曲率半徑(radius curvature,RC)在整個心動周期中的變化，結果表明ASD患者室間隔RC在舒張期大于收縮期，通過觀察全心動周期室間隔RC的變化可以評價ASD患者左、右心室之間的壓力變化。Laser等[21]利用STI對0～27歲患者接受主動脈縮窄治療前后的心室進行研究發(fā)現(xiàn)，心尖和基底部的總體旋轉以及左心室的整體扭轉可以更敏感地反映出心臟后負荷的改變。李玉曼等[22]在對法洛四聯(lián)征患者右心室功能的研究中發(fā)現(xiàn)，法洛四聯(lián)征患者與對照組相比右心室游離壁及室間隔各節(jié)段收縮峰值應變(ε)及收縮峰值應變率均較對照組顯著減低，差異有統(tǒng)計學意義。表明法洛四聯(lián)征患者右心室收縮功能減低，STI可準確、客觀地評價右心室縱向收縮功能。施怡聲等[23]應用STI技術對超過根治年齡的室間隔完整型大動脈轉位患兒接受肺動脈環(huán)縮術前后左心室發(fā)育功能進行評估，術前心尖部和心底部旋轉角度較對照組減小。得出結論，左心室局部旋轉和整體旋轉角度的改變可能是較敏感的STI指標，可用于評價室間隔完整型大動脈轉位患兒肺動脈環(huán)縮術前心室退化以及術后心室發(fā)育的變化。

4 STI在評價左心室同步性及心臟的再同步化治療中的應用

4.1 評價左心室同步性：心臟的同步性是保證正常左心室收縮與舒張功能的重要因素之一。陳金玲等[24]應用STI評價HCM患者左心室運動同步性，發(fā)現(xiàn)HCM患者輕度及重度肥厚組收縮期應變率達峰時間與舒張早期應變率達峰時間均顯著延長，且重度肥厚組大于輕度肥厚組。表明STI能夠發(fā)現(xiàn)并且準確評價左心室運動不同步。王淑珍等[25]用STI探討尿毒癥患者的左心室旋轉及扭轉運動特征，并評價心肌同步性運動，結果尿毒癥患者心尖部旋轉角度達峰時間、扭轉角度達峰時間均明顯延遲于主動脈瓣關閉時間，而心底部旋轉角度達峰時間早于主動脈瓣關閉時間，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。表明STI技術可準確、無創(chuàng)地評估心肌運動的同步性。

4.2 評價心臟的再同步化治療(cardiac resynchronization therapy，CRT)：CRT是在傳統(tǒng)的雙腔起搏的基礎上增加了左心室起搏，通過多部位起搏恢復心室同步收縮，改善心臟功能。Ypenburg等[26]研究CRT后心肌的收縮儲備能否預測左心室重構的逆轉，選取了31例DCM患者在CRT前滴注小劑量多巴酚丁胺，用徑向斑點追蹤來評價左心室整體及安置電極部位的心肌收縮儲備。結果顯示，CRT后心肌的收縮儲備能預測左心室重構的逆轉。

5 STI的局限性及應用前景

5.1 STI的局限性：作為一種新的超聲技術，STI不可避免地存在一定的局限性。①STI要求高幀頻且有清晰內外膜的二維圖像才能準確地反映局部心肌瞬時運動信息；②STI不能實時分析，需要對所存圖像進行脫機分析。

5.2 STI的應用前景：STI技術有著無創(chuàng)、對聲束角度無要求，定量評價心肌運動變形和局部心功能的優(yōu)點，敏感性明顯優(yōu)于常規(guī)超聲心動圖檢查，隨著三維超聲和三維斑點追蹤技術的發(fā)展，與心肌聲學造影、負荷超聲等技術的結合，STI必將廣泛地應用于臨床心血管病的診斷，為疾病的定位、治療效果評估及其預后提供準確的信息與依據(jù)。

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