三維斑點(diǎn)追蹤成像評價(jià)甲狀腺功能亢進(jìn)患者左心室收縮功能改變的應(yīng)用價(jià)值

付定虎 田新橋 王珍 吳朝明 潘優(yōu)津 呂夕明 詹坤高

三維斑點(diǎn)追蹤成像評價(jià)甲狀腺功能亢進(jìn)患者左心室收縮功能改變的應(yīng)用價(jià)值

付定虎 田新橋 王珍 吳朝明 潘優(yōu)津 呂夕明 詹坤高

目的 探討三維斑點(diǎn)追蹤成像（3D-STI）技術(shù)在評價(jià)甲狀腺功能亢進(jìn)(甲亢)患者左心室整體收縮功能中的應(yīng)用價(jià)值。方法 選擇50例甲狀腺功能亢進(jìn)患者與45例健康志愿者，獲取心尖四腔心切面動(dòng)態(tài)圖像，存儲左心室三維全容積動(dòng)態(tài)圖像后，運(yùn)用3D-STI軟件進(jìn)行脫機(jī)分析，得到兩組收縮期左心室整體縱向峰值應(yīng)變（GLS）、圓周峰值應(yīng)變（GCS）、左心室扭轉(zhuǎn)度角度峰值(LV-tw)、左心室扭力（LV-tor）、左心室心底水平旋轉(zhuǎn)角度峰值（Prot-B）、左心室心尖水平旋轉(zhuǎn)角度峰值（Prot-A）及左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）等，比較兩組三維應(yīng)變（3DS）指標(biāo)之間的差異。結(jié)果 與正常對照組比較，甲亢組的左心室收縮功能增強(qiáng)，GLS、GCS分別為（-20.47±3.08）%vs.（-18.52±4.77）%、（-28.98±3.00）%vs.（-25.88±2.12）%，兩組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；甲亢組LV-tw、LV-tor、LVProt-A、LVProt-B均較正常對照組略有增加，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。結(jié)論 3D-STI可無創(chuàng)、敏感檢測甲亢患者左心室三維應(yīng)變，為臨床客觀評估甲亢左心室收縮功能提供一種新方法。

甲狀腺功能亢進(jìn) 應(yīng)變 左心室功能 三維斑點(diǎn)追蹤成像

甲狀腺功能亢進(jìn)（甲亢）是內(nèi)分泌系統(tǒng)的常見病。近年我國一組流行病學(xué)調(diào)查表明，甲亢的總發(fā)病率為1.2%，女性多于男性[1]。甲亢與心血管疾病密切相關(guān)，隨著甲亢發(fā)病率的升高，因甲亢引起的心臟結(jié)構(gòu)和功能改變在臨床工作中日益受到重視。盡管近年來組織多普勒應(yīng)變及其衍生的應(yīng)變率成像技術(shù)已廣泛用于評估左心功能，但因其固有的角度依賴性而不能準(zhǔn)確反映心肌形變。二維斑點(diǎn)追蹤成像（2D-STI）技術(shù)逐幀追蹤心動(dòng)周期中左心室心肌運(yùn)動(dòng)的聲學(xué)斑點(diǎn)，無角度依賴性，但其依賴于二維灰階圖像，有時(shí)聲學(xué)斑點(diǎn)存在“出平面”運(yùn)動(dòng)而不能被追蹤，難以準(zhǔn)確反映心臟復(fù)雜的三維運(yùn)動(dòng)。新近出現(xiàn)的三維斑點(diǎn)追蹤成像（3D-STI）解決了上述局限性，且目前臨床研究已證實(shí)了該技術(shù)簡單可行且重復(fù)性高，是一個(gè)潛在的定量分析心肌形變的工具[2]。本研究應(yīng)用3D-STI定量分析初發(fā)甲亢患者左心室整體縱向、圓周應(yīng)變及心肌旋轉(zhuǎn)、扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的變化，與正常健康組進(jìn)行比較，初步評價(jià)甲亢患者左心室收縮功能改變，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 選擇2013年12月至2014年5月溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院內(nèi)分泌科初次經(jīng)臨床診斷的甲亢患者50例作為研究對象（甲亢組），其中男15例，女35例，年齡17～53（35.6±11.4）歲。所有患者符合2008年中華醫(yī)學(xué)會內(nèi)分泌學(xué)分會甲亢診斷標(biāo)準(zhǔn)條件：（1）出現(xiàn)臨床甲亢癥狀和體征，各心腔未見擴(kuò)大；（2）實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)：TSH＜0.5μU/ml（正常值0.5～10μU/ml），F(xiàn)T3＞9.15pmol/ L（正常值3.19～9.15pmol/L）和（或）FT4＞25.47pmol/L（正常值9.11～25.47pmol/L）；另除外先天性心臟病、瓣膜性心臟病、糖尿病、貧血、結(jié)締組織疾病、營養(yǎng)不良者、有嚴(yán)重的肝腎功能損害者，有酗酒和毒物接觸史者，服用減肥藥、避孕藥、化療藥者。選擇同期體檢中心健康志愿者45例作為正常對照組，其中男15例，女30例，年齡19～52（35.3±7.7）歲。均經(jīng)病史、體檢、生化、心電圖和常規(guī)超聲心動(dòng)圖等檢查排除器質(zhì)性心臟病。兩組除心率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）外，年齡、BMI、收縮壓及舒張壓差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），詳見表1。所有受試者均于檢查前告知檢查方法、目的及簽署知情同意書。

表1 兩組基本資料比較

1.2 方法

1.2.1 超聲心動(dòng)圖常規(guī)參數(shù)采集 使用荷蘭Philips iE33彩色多普勒超聲診斷儀，配備二維探頭S5-1，頻率1～5MHz，三維探頭X5-1，頻率1.9～3.8MHz，外置三維定量分析軟件（4D LV-Analysis 3.0，TomTec Imaging SySTIms，Munich，Germany），使用二維S5-1探頭于胸骨旁左心室長軸觀舒張期測量室間隔厚度（IVST）、左心室后壁厚度（LVPW）、左心室收縮末期內(nèi)徑（LVESd）、左心室舒張末期內(nèi)徑（LVEDd），左心室短軸縮短率（LVFS），心尖四腔心切面測二尖瓣口血流頻譜舒張?jiān)缙诜逅伲‥峰）和舒張晚期峰速（A峰），并利用改良雙平面Simpson法測量左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）。

1.2.2 3D-STI相關(guān)應(yīng)變參數(shù)采集 上述常規(guī)參數(shù)采集完畢后，切換至三維探頭X5-1，取心尖四腔心切面觀，調(diào)整Loop至1，囑患者屏氣獲得清晰二維圖像，心電圖穩(wěn)定時(shí)，啟動(dòng)全容積（Full-volume）模式，于受檢者呼氣末屏氣時(shí)采集連續(xù)4個(gè)連續(xù)穩(wěn)定心動(dòng)周期的動(dòng)態(tài)原始數(shù)據(jù)集（幀頻20～30幀/s，Beats調(diào)制4），該數(shù)據(jù)集由60°×60°的寬角“金字塔”式實(shí)時(shí)全容積圖像組成，將所有圖像拷貝至DVD光盤中。將儲存的圖像于IMAGE ARENA4.0工作站進(jìn)行分析，用德國Tom-Tec4D LVAnalysis 3.0軟件進(jìn)行3D-STI分析。導(dǎo)入容積實(shí)時(shí)聲像圖，從原始圖像中挑出一幀左心室壁心內(nèi)、外膜較清晰的圖像，點(diǎn)擊“4D LV-Analysis”，以心電圖P波頂點(diǎn)為舒張末期、T波終末為收縮末期定位二尖瓣中點(diǎn)及左心室心尖，程序自動(dòng)勾畫出舒張末期及收縮末期左心室內(nèi)膜曲線，手動(dòng)調(diào)節(jié)感興趣區(qū)，保證回聲斑點(diǎn)處于描記曲線外，以完整追蹤心肌斑點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)運(yùn)行程序，軟件自動(dòng)計(jì)算出左心室整體縱向收縮期峰值應(yīng)變（GLS），左心室整體環(huán)向收縮期峰值應(yīng)變（GCS），左心室整體扭轉(zhuǎn)度角度峰值（LV-tw）、左心室扭力（LV-tor）、左心室心底水平旋轉(zhuǎn)角度峰值（Prot-B）、左心室心尖水平旋轉(zhuǎn)角度峰值（Prot-A）、LVEF等參數(shù)，且描繪出部分相應(yīng)曲線圖。

1.2.3 重復(fù)性檢驗(yàn) 從所獲得的全容積圖像中隨機(jī)選擇5例對照者和5例甲亢患者的圖像，由兩位熟練掌握上述三維斑點(diǎn)追蹤分析軟件的醫(yī)師獨(dú)自脫機(jī)測量以上指標(biāo)，兩者間差異反映檢測者間的誤差，然后由其中1位于2周后重復(fù)測量上述指標(biāo)，兩次測量結(jié)果的差異反映檢測者的誤差。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以表示，兩組比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 兩組常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較 見表2。

由表2可見，與正常對照組比較，甲亢組LVESd、LVEDd減?。ň鵓＜0.05），LVEF、LVFS均大于對照組（均P＜0.05）；甲亢組二尖瓣口舒張?jiān)缙谘魉俣龋‥峰）及舒張晚期血流速度（A峰）均高于正常對照組（P＜0.05或0.01）。

表2 兩組常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較

2.2 兩組3D-STI應(yīng)變參數(shù)比較 見表3。

表3 兩組3D-STI應(yīng)變參數(shù)比較

由表3可見，與正常對照組比較，甲亢組心率、GLS、GCS、LVEF均有增加（P＜0.05或0.01）；而LV-tw、LV-tor，LV-ProtB、LV-ProtA具有增加趨勢，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

3 討論

心臟是甲狀腺激素的主要靶器官之一，過量的甲狀腺激素可直接或間接作用于心臟，通過高動(dòng)力循環(huán)引起心臟結(jié)構(gòu)與功能的改變，其主要表現(xiàn)為心律失常、心臟擴(kuò)大以及心力衰竭甚至心臟猝死，臨床上稱之為甲亢性心臟病。國外學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)由初期甲亢導(dǎo)致的心臟功能損害可隨著甲狀腺功能的恢復(fù)而改善，故早期檢出心功能異?？杉霸邕M(jìn)行干預(yù)，預(yù)防甲亢性心臟病的發(fā)生[3]。

由于左心室壁心肌的特殊螺旋狀排列，左心室心肌機(jī)械活動(dòng)時(shí)導(dǎo)致心臟的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為徑向、縱向、環(huán)向運(yùn)動(dòng)3種方式，心內(nèi)膜下的右手螺旋心肌及心外膜下的左手螺旋心肌主要產(chǎn)生縱向的收縮功能，中層的環(huán)形走行心肌主要決定心臟短軸方向的環(huán)形運(yùn)動(dòng)。心臟的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與左心室收縮功能關(guān)系密切[4]。左心室整體扭轉(zhuǎn)角度為心室心尖及心底部旋轉(zhuǎn)角度差值，左心室扭力=左心室整體扭轉(zhuǎn)角度/舒張末期左心室長軸長度（°/cm）。本研究通過應(yīng)用3D-STI技術(shù)對50例初發(fā)甲亢患者左心室功能研究發(fā)現(xiàn)，甲亢患者左心室GLS、GCS較正常對照組均增加。分析其原因，本研究納入的患者均為初發(fā)甲亢，年齡較輕，病程較短，左心室心肌在短期內(nèi)甲狀腺激素的直接或間接作用下，心肌的肌纖維蛋白與肌凝蛋白的濃度增高，促使輕度心肌肥大，同時(shí)興奮腺苷酸環(huán)化酶，使環(huán)磷酸腺苷增加，心率增快，產(chǎn)生正性肌力作用，表現(xiàn)為高血流動(dòng)力學(xué)，在這種快速血流影響下，位于左心室心內(nèi)膜下的心肌受應(yīng)力最大，心肌長軸方向收縮期位移下降較早，中層次之，而心內(nèi)膜下心肌主要為縱向心肌，中層為環(huán)形心肌，故左心室GLS、GCS增加。同時(shí)甲亢患者LV-tw、LV-tor、LV-ProtB、LV-ProtA增高，可能是受左心室旋轉(zhuǎn)解剖位置的影響。研究認(rèn)為心搏量大小影響主動(dòng)脈根部活動(dòng)幅度[5]，甲亢患者心搏量增加[6]，致主動(dòng)脈根部運(yùn)動(dòng)幅度增加，而左心室心肌纖維為起于主動(dòng)脈根部、止于肺動(dòng)脈根部的一帶狀結(jié)構(gòu)，受主動(dòng)脈根部運(yùn)動(dòng)影響，故甲亢患者LV-ProtB增加。LV-ProtA的增高可能是由于心尖在扭轉(zhuǎn)中其主要作用所致[7]。同時(shí)依據(jù)左心室扭轉(zhuǎn)角度計(jì)算方法，LV-ProtB、LV-ProtA兩者絕對值相加所得左心室扭轉(zhuǎn)角度也增加。雖然絕大多數(shù)甲亢患者左心室收縮功能增強(qiáng)，但其中約6%的甲亢患者出現(xiàn)左心室收縮功能障礙[8]，本研究中未發(fā)現(xiàn)左心室收縮功能障礙的證據(jù)，可能的原因是本實(shí)驗(yàn)的研究對象均為初發(fā)甲亢，病程相對較短，年紀(jì)輕，且排除了心律失?；颊叩仍颉?/p>

3D-STI可在三維立體空間內(nèi)研究左室心肌整體應(yīng)變、旋轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從機(jī)械力學(xué)角度敏感地反映左心室收縮功能的改變。3D-STI通過測量初發(fā)甲亢患者左心室三維應(yīng)變，客觀評價(jià)甲亢患者左心室收縮功能，為臨床評估甲亢左心室收縮功能提供一種新方法。3DSTI的局限性在于甲亢患者心率較快檢查時(shí)容易遺漏心肌快速活動(dòng)信號，目前仍需將圖像儲存后脫機(jī)分析，尚不能達(dá)到在機(jī)實(shí)時(shí)分析。

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Assessment of left ventricular systolic function in patients with hyperthyroidism by three-dimensional speckle tracking imaging

FU Dinghu,TIAN Xinqiao，WANG Zhen,et al.
Department of Ultrasonography,the Second Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University，Wenzhou 325027，China

【 Abstract】 Objective To assess left ventricular global systolic function in patients with hyperthyroidism by three-dimensional speckle tracking imaging(3D-STI)echocardiography. Methods Fifty patients with hyperthyroidism and 45 healthy volunteers(control)were studied.The dynamic image of the four-chamber view,three-dimensional imagines of left ventricular were obtained for all individuals,and TomTec 4D LV analysis software was used to calculate the three-dimensional strain(3DS).The 3DS were measured in all subjects and compared between two groups. Results The LVGLS and LVGCS values in hyperthyroidism group were significantly higher than those in control group[(-20.47±3.08)%vs.(-18.52±4.77)%and(-28.98±3.00)% vs.(-25.88±2.12)%,both P＜0.05];while there were no significant differences in LV-tw,LV-tor,LVProt-A and LVProt-B between two groups. Conclusion Three-dimensional speckle tracking echocardiography can assess alteration of myocardial global systolic function by measuring 3D-strain in patients with hyperthyroidism.

Hyperthyroidism Strain Left ventricular function Three-dimensional speckle tracking

2015-01-30）

（本文編輯：馬雯娜）

325027 溫州，溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院超聲科（付定虎、王珍、呂夕明、詹坤高），內(nèi)分泌科（吳朝明、潘優(yōu)津）；河南省人民醫(yī)院超聲科（田新橋）

田新橋，E-mail：tianxq2005@163.com