實(shí)時(shí)三平面斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)價(jià)肥厚型心肌病左心室整體及節(jié)段收縮期縱向應(yīng)變的研究

江添　劉明輝

410011 長(zhǎng)沙，中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院

?

實(shí)時(shí)三平面斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)價(jià)肥厚型心肌病左心室整體及節(jié)段收縮期縱向應(yīng)變的研究

江添劉明輝

410011 長(zhǎng)沙，中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院

【摘要】目的應(yīng)用實(shí)時(shí)三平面斑點(diǎn)追蹤顯像(RT Tri-plane STI)技術(shù)評(píng)價(jià)肥厚型心肌病(HCM)患者左心室整體及節(jié)段收縮期縱向應(yīng)變，探討其在評(píng)估HCM患者左心室功能的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法收集28例無左心室流出道梗阻、無明顯臨床癥狀、尚未接受臨床干預(yù)性治療的室間隔中上部HCM患者(HCM組)和30名健康人(對(duì)照組)，行RT Tri-plane STI，獲得左心室實(shí)時(shí)三平面二維動(dòng)態(tài)圖像并存儲(chǔ)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Echopac高級(jí)心血管分析系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理，得到左心室整體及18節(jié)段收縮期縱向應(yīng)變，并比較這些參數(shù)在2組間的差異，同時(shí)對(duì)比2組間的常規(guī)心功能檢測(cè)值。結(jié)果2組間LVEF比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；HCM 患者左心室基底段、中間段各室壁、部分心尖段及整體收縮期縱向峰值應(yīng)變均低于對(duì)照組(P均<0.05)。結(jié)論RT Tri-plane STI技術(shù)能無創(chuàng)、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)HCM患者的整體及局部心肌功能，為臨床早期診治提供有價(jià)值的信息。

【關(guān)鍵詞】實(shí)時(shí)三平面；斑點(diǎn)追蹤顯像；肥厚型心肌病；左心室；縱向應(yīng)變

Left ventricular; Longitudinal strain

肥厚型心肌病(HCM)是一種常染色體顯性遺傳疾病，也是一種主要以左心室或右心室肥厚為特征的原發(fā)性心肌疾病，其病理改變主要是心肌細(xì)胞的肥大、肌束排列紊亂，同時(shí)合并間質(zhì)纖維化。大部分HCM患者無明顯臨床癥狀，并且在疾病初期由于機(jī)體的代償，使得LVEF保持在正常范圍內(nèi)，而實(shí)質(zhì)上，由于心肌細(xì)胞的排列發(fā)生了改變，局部的心功能已經(jīng)出現(xiàn)了受損[1-2]。因此，臨床上需要能在早期階段評(píng)估HCM患者左心室整體及局部功能變化的手段。本研究應(yīng)用心臟容積探頭的實(shí)時(shí)三平面技術(shù)，在同一心動(dòng)周期同時(shí)獲取HCM患者的心尖長(zhǎng)軸、心尖四腔心、心尖兩腔心切面，再結(jié)合斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)(RT tri-plane STI)，計(jì)算心肌的收縮期縱向應(yīng)變，旨在探討RT tri-plane STI在評(píng)估HCM患者左心室整體和局部功能的應(yīng)用價(jià)值。

對(duì)象與方法

一、研究對(duì)象

2014～2015年在我院心內(nèi)科就診的門診或住院HCM患者28例，男16例、女12例，年齡26~61歲、中位年齡43歲，收縮壓(128±7)mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)、舒張壓(79±4)mm Hg。入選標(biāo)準(zhǔn)：左心室壁不對(duì)稱性肥厚，室間隔厚度16～30 mm，與左心室后壁厚度比值≥1.5，無左心室流出道梗阻。28例患者均無明顯臨床癥狀，且尚未接受臨床干預(yù)性治療，排除其他可能導(dǎo)致心肌肥厚的心臟疾病(如冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病、高血壓病、先天性心臟病、風(fēng)濕性心臟病等)以及影響心功能的內(nèi)分泌疾病(如糖尿病、甲狀腺功能亢進(jìn)等)、肝腎疾病和免疫系統(tǒng)疾病。另采用隨機(jī)數(shù)字表法選取2015年1~6月在我院進(jìn)行健康體檢的30名成人年為對(duì)照組，對(duì)照組入選者均經(jīng)體格檢查、心電圖、胸部X線攝片及常規(guī)UCG檢查等確定無心血管、內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)疾病，男15例、女15例，年齡24~60歲、中位年齡42歲，收縮壓(126±9)mm Hg、舒張壓(78±5)mm Hg。HCM組與對(duì)照組的年齡、性別構(gòu)成、血壓比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，入組患者均已簽署知情同意書。

二、檢測(cè)方法

采用GE Vivid E9以及Vivid 7 Dimension超聲診斷儀，選擇4 V及3 V探頭，探頭頻率1.0～5.0 MHz。圖像采集方法：受檢者采取左側(cè)臥位，連接心電圖導(dǎo)線，先進(jìn)行常規(guī)二維UCG，于胸骨旁左心室長(zhǎng)軸切面測(cè)量室間隔(IVSd)及左心室后壁舒張末厚度(LVPWd)，左心室舒張末內(nèi)徑(LVDId)，雙平面辛普森法測(cè)量LVEF。之后，選取清晰的心尖四腔心切面，啟動(dòng)Multi-Plane，進(jìn)入實(shí)時(shí)三平面模式，根據(jù)患者的實(shí)際情況，調(diào)整3個(gè)平面之間的角度，系統(tǒng)自動(dòng)顯示心尖兩腔心及心尖長(zhǎng)軸切面。幀頻維持在50~80，采集3個(gè)穩(wěn)定的心動(dòng)周期，將動(dòng)態(tài)圖像存儲(chǔ)至硬盤。然后將圖像導(dǎo)入至GE Echopac高級(jí)心血管分析系統(tǒng)處理，調(diào)取存儲(chǔ)的實(shí)時(shí)三平面動(dòng)態(tài)影像，選擇測(cè)量鍵進(jìn)入到自動(dòng)功能成像模式，系統(tǒng)自動(dòng)按照心尖長(zhǎng)軸、心尖四腔心、心尖兩腔心切面的順序切換，并追蹤心內(nèi)膜面的斑點(diǎn)信號(hào)，最終得到左心室18個(gè)節(jié)段及整體的收縮期縱向應(yīng)變牛眼圖報(bào)告。應(yīng)變值的計(jì)算方法是，ε=(L-L0)/L0，其中ε為應(yīng)變，L為節(jié)段心肌收縮后的長(zhǎng)度，L0為節(jié)段心肌舒張末期的初始長(zhǎng)度。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié)果

一、HCM組與對(duì)照組的一般資料及常規(guī)超聲檢測(cè)結(jié)果比較

HCM組患者IVSd、IVsd/LVPWd均高于正常對(duì)照組(P均<0.01)，2組的LVPWd、LVDId、LVEF比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，見表1、圖1。

二、HCM組與對(duì)照組的左心室收縮期縱向峰值應(yīng)變比較

HCM 患者左心室基底段、中間段、部分室壁心尖段收縮期縱向峰值應(yīng)變均低于對(duì)照組(P均<0.01)，見表2。整體收縮期縱向峰值應(yīng)變(GLPS)方面，HCM組為(-10.2±3.2)%，對(duì)照組為(-18.3±4.2)%，2組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.647，P<0.05)。部分病例的心肌節(jié)段收縮期峰值應(yīng)變?yōu)檎?收縮期縱向矛盾運(yùn)動(dòng))。

表1　HCM組與對(duì)照組常規(guī)超聲檢測(cè)結(jié)果比較±s)

圖1　左心室18節(jié)段牛眼圖

A：對(duì)照組左心室收縮期峰值應(yīng)變各節(jié)段的分布；B：HCM組患者，基底段水平、中間段水平各室壁及總體水平均比對(duì)照組降低

表2　HCM 組與對(duì)照組各節(jié)段收縮期縱向峰值應(yīng)變比較±s)　%

討論

常規(guī)UCG通常是利用M超或基于雙平面的辛普森法計(jì)算LVEF評(píng)估左心室的整體功能。但是，患者在HCM的早中期并無明顯癥狀及體征，此時(shí)LVEF并無明顯下降，因此傳統(tǒng)UCG很難在此階段發(fā)現(xiàn)左心室收縮功能的異常改變[3]。當(dāng)患者一旦出現(xiàn)明顯癥狀，病情將逐步惡化，最終導(dǎo)致心力衰竭或猝死。所以，探討一種快速、簡(jiǎn)便且無創(chuàng)的早期HCM心功能評(píng)價(jià)方法，使患者在早期得到恰當(dāng)?shù)闹委熡兄匾饬x。心肌帶學(xué)說認(rèn)為，左心室由3層心肌構(gòu)成，外層心肌呈縱向走形，內(nèi)層心肌呈斜向走形，只有中層心肌才是環(huán)形。這也就意味著，長(zhǎng)軸方向上的收縮運(yùn)動(dòng)對(duì)左心室整體收縮功能起到非常重要的作用。因此，研究左心室整體和節(jié)段心肌的縱向運(yùn)動(dòng)對(duì)于評(píng)估HCM功能變化意義重大。在眾多反映心肌收縮功能的參數(shù)中，由于應(yīng)變不受心臟整體運(yùn)動(dòng)以及鄰近心肌運(yùn)動(dòng)的影響，在各水平心肌節(jié)段之間呈現(xiàn)均勻一致性，所以應(yīng)變值能夠準(zhǔn)確、客觀地反映局部心肌功能。

既往有研究通過實(shí)時(shí)三平面組織多普勒技術(shù)的方法計(jì)算縱向應(yīng)變[4]。但是，組織多普勒由于受到超聲聲束與心肌的夾角限制，僅能分析一維方向上的應(yīng)變；另一方面，心尖部分的運(yùn)動(dòng)尤為復(fù)雜，包括自身的收縮與舒張、旋轉(zhuǎn)、相對(duì)于基底段的扭轉(zhuǎn)以及在心腔內(nèi)的擺動(dòng)，因此組織多普勒無法對(duì)心尖進(jìn)行準(zhǔn)確的定量研究。

此外，也有學(xué)者采用斑點(diǎn)追蹤技術(shù)計(jì)算心肌縱向應(yīng)變[2,5]。超聲波在人體內(nèi)傳播的過程中，遇到小于超聲波長(zhǎng)或近似于超聲波長(zhǎng)的界面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生散射，當(dāng)相位不同的散射波相互干涉將形成斑點(diǎn)信號(hào)。斑點(diǎn)追蹤技術(shù)正是通過追蹤心肌內(nèi)固有的斑點(diǎn)信號(hào)，追蹤運(yùn)動(dòng)軌跡，并計(jì)算其運(yùn)動(dòng)的速度，從而得出心肌各個(gè)節(jié)段的應(yīng)變值。但是常規(guī)二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)是通過分別采集心尖長(zhǎng)軸切面、心尖四腔心以及心尖兩腔心然后進(jìn)行定量分析的，由于3個(gè)切面并不是在同一個(gè)心動(dòng)周期取得的，其局限性在于：對(duì)于心律不齊的患者而言，在確認(rèn)收縮期時(shí)限的時(shí)候，將會(huì)存在誤差，從而導(dǎo)致得出的應(yīng)變值與實(shí)際存在差異。本研究綜合考慮以上2種技術(shù)的局限性，采用心臟容積探頭，通過實(shí)時(shí)三平面技術(shù)，得以實(shí)現(xiàn)在同一心動(dòng)周期獲取到心尖的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)切面，在此基礎(chǔ)之上，再運(yùn)用二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)，獲取左心室的收縮期縱向應(yīng)變。該技術(shù)的運(yùn)用，既避免了心律不齊導(dǎo)致的誤差，也考慮了組織多普勒的角度限制，為更好地分析心肌運(yùn)動(dòng)提供了新方法。

HCM是心功能不全的重要病因之一，也是年青人猝死的主要原因之一，在臨床上屬于最常見的原發(fā)性心肌病。HCM的分子學(xué)基礎(chǔ)是編碼“肌小節(jié)”相關(guān)肌纖維蛋白基因發(fā)生突變，從而導(dǎo)致心肌細(xì)胞排列紊亂及間質(zhì)纖維化，收縮蛋白功能異常，肌小節(jié)在收縮期的長(zhǎng)度、縮短率、扭轉(zhuǎn)剪切力均明顯降低[6]。本研究發(fā)現(xiàn)，HCM組的LVEF與對(duì)照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但左心室基底段、中間段各室壁及心尖段的前、后壁收縮期縱向峰值應(yīng)變均明顯低于對(duì)照組中相應(yīng)的室壁節(jié)段，證明雖然患者LVEF正常，但實(shí)際上許多心肌節(jié)段功能已經(jīng)出現(xiàn)異常。其可能的原因是， HCM患者的病變部位心肌細(xì)胞排列紊亂，導(dǎo)致局部收縮功能異常，但是由于正常部位的心肌可代償性收縮增強(qiáng)，使得左心室的整體收縮功能正常，所以，LVEF并不能真正反映左心室收縮功能尤其是節(jié)段功能的變化。本研究還發(fā)現(xiàn)應(yīng)變值下降不僅局限于肥厚的室間隔，也存在于其他部位，這與其他學(xué)者的相關(guān)研究結(jié)果相似，同時(shí)也符合HCM的病理改變。說明無論肥厚或非肥厚區(qū)域均存在局部收縮功能下降，同時(shí)也表明HCM患者在心肌肥厚前就已經(jīng)出現(xiàn)心肌收縮功能的損害，這也驗(yàn)證了功能改變?cè)缬诮Y(jié)構(gòu)變化的理論[7]。本研究在HCM 組患者中，部分病例的心肌節(jié)段收縮期峰值應(yīng)變?yōu)檎?收縮期縱向矛盾運(yùn)動(dòng))，這是由于HCM 患者局部心肌受損程度不一，因此不同水平心肌節(jié)段之間出現(xiàn)明顯差異，導(dǎo)致部分節(jié)段表現(xiàn)出矛盾運(yùn)動(dòng)，這也說明HCM形態(tài)學(xué)與局部收縮功能的相關(guān)性。

綜上所述，RT Tri-plane STI為評(píng)估左心室整體及節(jié)段心功能提供了一個(gè)快捷、準(zhǔn)確的新方法，下一步本研究的方向?qū)⒅攸c(diǎn)放在心律失常心肌病患者實(shí)時(shí)三平面與常規(guī)二維斑點(diǎn)追蹤的結(jié)果對(duì)照，探討其在臨床的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]Millat G, Bouvagnet P, Chevalier P, Dauphin C, Jouk PS, Da Costa A, Prieur F, Bresson JL, Faivre L, Eicher JC, Chassaing N, Crehalet H, Porcher R,Rodriguez-Lafrasse C, Rousson R.Prevalence and spectrum of mutations in a cohort of 192 unrelated patients with hypertrophic cardiomyopathy.Eur J Med Genet,2010,53(5):261-267.

[2]Amundsen BH, Helle-Valle T, Edvardsen T, Torp H, Crosby J, Lyseggen E, St?ylen A, Ihlen H, Lima JA, Smiseth OA, Sl?rdahl SA.Noninvasive myocardial strain measurement by speckle tracking echocardiography: validation againstsonomicrometry and tagged magnetic resonance imaging.J Am Coll Cardiol,2006,47(4):789-793.

[3]宋艷瑞，劉忠，顧淑蓮，等.肥厚型心肌病的致病分子機(jī)制研究進(jìn)展.遺傳，2011，33(6)：549-557.

[5]范瑞，林紅，李翠玲，姚鳳娟，陸堃.斑點(diǎn)追蹤成像評(píng)價(jià)2型糖尿病患者左心室收縮功能的早期改變. 新醫(yī)學(xué),2012，43(9)：620-624.

[6]Poliac LC, Barron ME, Maron BJ.Hypertrophic cardiomyopathy. Anesthesiology, 2006, 104(1): 183-192.

[7]Teske AJ, De Boeck BW, Melman PG, Sieswerda GT, Doevendans PA, Cramer MJ. Echocardiographic quantification of myocardial function using tissue deformation imaging, a guide to imageacquisition and analysis using tissue Doppler and speckle tracking.Cardiovasc Ultrasound,2007,5:27.

(本文編輯：林燕薇)

Assessment of left ventricular global and regional longitudinal strain in patients with hypertrophic cardiomyopathy by real-time tri-plane speckle tracking imaging

JiangTian，LiuMinghui.

DepartmentofUltrasound，theSecondXiangyaHospitalofCentralSouthUniversity，Changsha410011，China

【Abstract】ObjectiveTo assess the left ventricular (LV) global and regional systolic longitudinal strain by real-time tri-plane speckle tracking imaging (RT Tri-plane STI) and explore the clinical value of RT Tri-plane STI in evaluating LV function in patients with hypertrophic cardiomyopathy (HCM). MethodsTwenty eight asymptomatic HCM patients with upper interventricular septal hypertrophy who had neither left ventricular outflow obstruction nor underwent interventional therapy were assigned into the HCM group and thirty healthy subjects were recruited in the control group. LV real-time tri-plane images were acquired and restored after RT Tri-plane STI. Digital echocardiographic data were transferred into Echopac multi-parameter analysis system. LV global and 18 segments systolic longitudinal strains were obtained． These parameters and conventional cardiac function data were statistically compared between two groups. ResultsLeft ventricular ejection fraction did not significantly differ between the HCM and control groups (P>0.05). Compared with the control group, the longitudinal strain values of basal and middle segments, partial apical segment and global longitudinal peak strain were significantly decreased in the HCM group (all P<0.05). ConclusionRT Tri-plane STI is a noninvasive and effective approach of evaluating global and regional myocardial function in HCM patients, which provides valuable data for early diagnosis and treatment．

【Key words】Real-time tri-plane; Speckle tracking imaging; Hypertrophic Cardiomyopathy;

(收稿日期：2015-11-07)

Corresponding author, Liu Minghui, E-mail:Liuminghui03@aliyun.com

通訊作者，劉明輝，E-mail：liuminghui03@aliyun.com

DOI：10.3969/j.issn.0253-9802.2016.02.011

·臨床研究論著·