超聲成像技術(shù)評(píng)價(jià)高血壓性心臟病患者心肌運(yùn)動(dòng)研究進(jìn)展

呂慧娜，任衛(wèi)東，孫璐

(中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院，沈陽110004)

高血壓性心臟病(簡(jiǎn)稱高心病)是指由于持續(xù)性高血壓進(jìn)一步損害心臟，誘發(fā)或促進(jìn)了心臟重構(gòu)的發(fā)生、發(fā)展，表現(xiàn)為心肌的肥厚或心腔擴(kuò)張，伴或不伴有心力衰竭的癥狀和體征。評(píng)價(jià)患者心肌的運(yùn)動(dòng)狀況，有助于判斷病情、療效及預(yù)后。現(xiàn)對(duì)超聲成像技術(shù)評(píng)價(jià)高血壓性心臟病患者心肌運(yùn)動(dòng)的研究進(jìn)展作一綜述。

1 二維超聲心動(dòng)圖

左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)是臨床常用于評(píng)價(jià)左心室整體收縮功能的指標(biāo)，但由于其受后負(fù)荷和心率的影響，難以反映早期高血壓心肌局部收縮功能的改變［1］。大量研究證實(shí)，當(dāng)LVEF正常時(shí)，已存在收縮功能的減低;而高血壓患者，由于后負(fù)荷的增加，心肌代償性收縮增強(qiáng)，并且由于二維超聲心動(dòng)圖具有角度、空間局限性及其靈敏度不高等缺點(diǎn)，故其很難發(fā)現(xiàn)高血壓患者早期心肌的功能異常。

2 頻譜多普勒技術(shù)

由于在左心室收縮功能減低之前舒張功能已經(jīng)減低，有許多學(xué)者認(rèn)為測(cè)量其舒張功能的意義較大，主要運(yùn)用二尖瓣口血流頻譜法。E/A是反映左心室舒張功能的重要指標(biāo)之一，體現(xiàn)的是血流動(dòng)力學(xué)的改變。但該方法受前負(fù)荷、年齡等因素的影響較大，Rovner等［2］研究發(fā)現(xiàn)，受左心房室的瞬間壓力梯度變化的影響，可使正常組、心肌結(jié)構(gòu)正常以及心肌增厚的高血壓患者出現(xiàn)相似的結(jié)果，即假性正常化現(xiàn)象。

3 彩色M型超聲技術(shù)

彩色M型血流播散速度(Vp)也可以對(duì)左心室舒張功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，Vp與左心室松弛性相關(guān)性較好，由于具有負(fù)荷依賴性，如左心室基底段—心尖段的壓力梯度等因素的影響，其不能很好地區(qū)分高心病患者左心室心肌未增厚與左心室心肌肥厚［4］。

4 組織多普勒成像技術(shù)

大量學(xué)者研究顯示組織多普勒技術(shù)(TDI)對(duì)左心室舒張功能的評(píng)價(jià)要較頻譜多普勒所測(cè)得的E/A、DT 更敏感［2，3］。其中 Ea、E/Ea 與臨床及超聲各參數(shù)之間的相關(guān)性最好。在心肌一維運(yùn)動(dòng)的研究中，TDI已經(jīng)可以準(zhǔn)確評(píng)估，然而心臟的運(yùn)動(dòng)是三維立體的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，心臟的長(zhǎng)軸方向的縱向應(yīng)變、短軸方向上的徑向應(yīng)變、周向應(yīng)變和心肌的旋轉(zhuǎn)、扭轉(zhuǎn)和扭曲同時(shí)發(fā)生，共同維持心肌正常的收縮和舒張功能，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一維運(yùn)動(dòng)，且TDI易受毗鄰組織的牽拉等影響，有角度依賴性，無法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)左心室短軸方向的機(jī)械運(yùn)動(dòng)［4，5］。

5 二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)(2D-STE)

2D-STE可排除周圍組織對(duì)心肌運(yùn)動(dòng)的影響，通過追蹤心室肌的運(yùn)動(dòng)，評(píng)價(jià)心室肌收縮與舒張運(yùn)動(dòng)的整體形變，比傳統(tǒng)超聲心動(dòng)圖和TDI能更早的評(píng)估心臟收縮與舒張功能改變［6］，且無角度依賴性。扭轉(zhuǎn)是實(shí)現(xiàn)心臟“泵”功能的基礎(chǔ)，其在左心室有效射血中起著一定的作用。許多研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)左心室構(gòu)型正常的高血壓患者左心室的旋轉(zhuǎn)與扭轉(zhuǎn)增強(qiáng)，而心尖旋轉(zhuǎn)角度與左心室整體扭轉(zhuǎn)角度呈正相關(guān);而隨左心室心肌的增厚，左心室扭轉(zhuǎn)角度、峰值，收縮末期、等容舒張末期扭轉(zhuǎn)角度增強(qiáng)，等容舒張期的解扭率降低［7］，相應(yīng)出現(xiàn)左心室整體縱向應(yīng)變(GLS)、整體圓周應(yīng)變(GCS)、整體徑向應(yīng)變(GRS)均減低。Maurizio等［5］研究證明，對(duì)高血壓患者左心室舒張功能GLS的特異度最高(89.5%)。傳統(tǒng)評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)情況以MRI為金標(biāo)準(zhǔn)，但由于其幀頻較低、昂貴、費(fèi)時(shí)等，限制了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。研究顯示應(yīng)用2D-STE與MRI技術(shù)測(cè)量左心室扭轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)角度，其結(jié)果有強(qiáng)相關(guān)性［8］。然而由于斑點(diǎn)的跨平面效應(yīng)以及圖像分析費(fèi)時(shí)等缺點(diǎn)不易廣泛應(yīng)用。

6 三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)(3D-STE)

隨著空間運(yùn)動(dòng)的需要，3D-STE逐漸發(fā)展起來，通過三維全容積成像，追蹤心肌在三維立體空間任意方向的位移，彌補(bǔ)了2D-STE僅能夠在二維平面內(nèi)追蹤心肌運(yùn)動(dòng)斑點(diǎn)的局限性［9］，即出平面效應(yīng)，較2D-STE能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)心室的收縮功能［10，11］。

6.1 3D-STE的基本原理 心肌組織內(nèi)小于入射超聲波波長(zhǎng)的細(xì)小結(jié)構(gòu)產(chǎn)生散射、反射、干擾等現(xiàn)象，形成灰階圖像中所謂的回聲斑點(diǎn)。3D-STE是在三維灰階圖像基礎(chǔ)上通過分析軟件自動(dòng)追蹤圖像上感興趣區(qū)域，即心動(dòng)周期內(nèi)心腔全容積中的局部心肌組織的回聲斑點(diǎn)信號(hào)，逐幀地追蹤這些斑點(diǎn)的位移，就可以得到局部及整體心肌組織的運(yùn)動(dòng)情況，包括運(yùn)動(dòng)位移、速度、應(yīng)變、應(yīng)變率、心臟旋轉(zhuǎn)角度等參數(shù)［12］，進(jìn)而評(píng)價(jià)其功能。

在3D-STE中，左心室LS和CS均由舒張末期和收縮末期心肌的長(zhǎng)度決定。面積應(yīng)變(AS)為3D-STE所特有的評(píng)價(jià)心肌形變功能的參數(shù)，通過追蹤收縮和舒張時(shí)心內(nèi)膜面積的變化，主要是由局部心肌在縱向和圓周方向上心肌長(zhǎng)度的相對(duì)形變所決定的。理論上得知某節(jié)段心肌的LS、CS，進(jìn)而可計(jì)算得知AS［13］。3D-STE中 RS與二維應(yīng)變中的 RS不同，其不單純是指短軸的短縮率，而是通過其他應(yīng)變計(jì)算并加權(quán)而得［13］。左心室整體應(yīng)變則是通過所有節(jié)段局部心肌應(yīng)變值的加權(quán)［13］，是對(duì)左心室整體心肌運(yùn)動(dòng)功能的評(píng)估。

6.2 3D-STE的優(yōu)勢(shì) 研究顯示，關(guān)于3D-STE定量評(píng)價(jià)心肌整體及局部的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)與形變以及心臟旋轉(zhuǎn)與扭轉(zhuǎn)功能，已被充分驗(yàn)證并在一定程度上達(dá)成了共識(shí)［7，14］。3D-STE 綜合了實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖及2D-STE，并在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來。通過追蹤心肌組織在三維立體空間任意方向的位移，分析心肌組織的應(yīng)變、旋轉(zhuǎn)等，與2D-STE相比，3D-STE可以直接評(píng)價(jià)心肌整體的應(yīng)變，無需應(yīng)用固定模型，因此，無論是評(píng)價(jià)LVEF，還是各個(gè)方向的心肌整體與局部應(yīng)變，得到的數(shù)值與MRI的相符程度都很高，證明 3D-STE 能更加精確地評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)［15，16］。同時(shí)，應(yīng)用3D-STE可以更加方便快捷地得出心肌應(yīng)變曲線，相對(duì)2D-STE，操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性高，有利于臨床的推廣和應(yīng)用。

三維應(yīng)變參數(shù)中的GAS綜合了心肌縱向及圓周方向上的應(yīng)變，因其具有更高的聲噪比，故可減少傳統(tǒng)二維應(yīng)變參數(shù)GLS、GCS、GRS的追蹤誤差，且可協(xié)同加大心肌的形變幅度，可以準(zhǔn)確地追蹤心肌運(yùn)動(dòng)，能更全面、準(zhǔn)確、敏感地評(píng)估左心室收縮功能［12］;GLS、GCS也隨計(jì)算法則的提高，而具有較高的可重復(fù)性及準(zhǔn)確性。隨著三維應(yīng)變后處理軟件的不斷更新完善，GRS的重復(fù)性已有明顯的提高。通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)驗(yàn)均已證明三維應(yīng)變對(duì)于心肌運(yùn)動(dòng)的評(píng)價(jià)與 MRI［16］、聲納微測(cè)量法［12，17，18］和 2DSTE［19］均有很好的相關(guān)性。

3D-STE可在臨床廣泛應(yīng)用，不僅對(duì)高心病較特異，對(duì)其他疾病的診斷也有重要價(jià)值:①冠心病:Jasaityte等［21］研究發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比較，有明顯心肌缺血的冠心病患者左心室心肌三維GLS明顯減低。②心肌病:近年國(guó)外研究表明，特發(fā)性擴(kuò)張型心肌病患者左心室運(yùn)動(dòng)功能和同步性均顯著減低［20，21］。③心律失常及同步性:Mochizuki等［22］應(yīng)用3D-STE觀察了房顫患者左心房心肌功能，與正常人相比較，房顫患者左心房的應(yīng)變和同步性均有顯著的減低，并且3D-STE對(duì)左心房重構(gòu)的評(píng)價(jià)優(yōu)于二維應(yīng)變。④其他領(lǐng)域:Zhang等［23］發(fā)現(xiàn)，左心室收縮功能正常的情況下(LVEF≥55%)，血糖控制良好的病例組縱向應(yīng)變與對(duì)照組相比有顯著性差異。

6.3 3D-STE的局限性 STE技術(shù)對(duì)圖像質(zhì)量要求高，需清晰地顯示心內(nèi)膜，肥胖、肺氣腫等患者因圖像顯示不清限制了其準(zhǔn)確性。STE技術(shù)要求高幀頻，但有些患者心肌增厚，扇角需要增大，故幀頻將下降超過最低值，不能保證圖像處理質(zhì)量。由于3D-STE需依據(jù)心電圖，采集多個(gè)心動(dòng)周期，因此對(duì)于不能長(zhǎng)期屏氣的患者，圖像采集效果不好。目前，三維應(yīng)變無論是設(shè)備還是軟件處理都沒有金標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)三維扭轉(zhuǎn)及解旋的準(zhǔn)確性及重復(fù)性尚不能得到肯定。

綜上所述，超聲技術(shù)在心肌運(yùn)動(dòng)評(píng)價(jià)方面發(fā)揮越來越重要的作用，其中3D-STE具有較好的應(yīng)用前景。隨著超聲技術(shù)的進(jìn)步，3D-STE不斷完善，將在高心病患者心肌運(yùn)動(dòng)評(píng)價(jià)中發(fā)揮更重要的作用。

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