應用二維斑點追蹤技術(shù)評價正常人左室整體及節(jié)段收縮功能

李 政， 潘翠珍， 舒先紅

復旦大學附屬中山醫(yī)院超聲心動圖科，上海市心血管病研究所，上海市影像醫(yī)學研究所，上海 200032

·論 著·

應用二維斑點追蹤技術(shù)評價正常人左室整體及節(jié)段收縮功能

李 政， 潘翠珍*， 舒先紅

復旦大學附屬中山醫(yī)院超聲心動圖科，上海市心血管病研究所，上海市影像醫(yī)學研究所，上海 200032

目的： 應用二維斑點追蹤技術(shù)評價正常人左室整體及節(jié)段收縮功能。方法： 隨機入組36例健康志愿者，應用Qlab 9.0分析軟件分析左室各壁段、各水平和左室整體縱向(longitudinal strain, LS)/環(huán)向(circumferential strain, CS)應變值。導出Excel表格，經(jīng)計算后獲得左室基底水平旋轉(zhuǎn)(basal rotation, BR)值、心尖水平旋轉(zhuǎn)(apical rotation, AR)值、左室扭轉(zhuǎn)(left ventricular torsion, LVT)值。結(jié)果： 正常人室間隔與下壁CS值高于前壁、側(cè)壁 (P<0.008)。正常人基底水平LS值低于心尖水平與乳頭肌水平 (P<0.017)，心尖水平CS值高于基底水平及乳頭肌水平 (P<0.01)。結(jié)論： 室間隔處于心臟收縮的中心地位，下壁對室間隔及右室扭轉(zhuǎn)及收縮有輔助作用，左室心肌收縮力自基底水平至心尖水平呈遞增趨勢。

二維斑點追蹤；心功能，左；應變；旋轉(zhuǎn)/扭轉(zhuǎn)

二維斑點追蹤技術(shù)(two dimensional speckle tracking echocardiography, 2D-STE)是定量評估左室功能的新方法，不僅擺脫了組織多普勒對聲束角度的依賴，而且不受周圍心肌的牽拉和心臟整體運動的干擾[1-3]，多項研究[4-6]表明2D-STE指標對左室局部及整體功能改變敏感性高。本研究應用2D-STE評價正常人左室整體及節(jié)段功能，確定左室縱向應變(longitudinal strain, LS)、環(huán)向應變(circumferential strain, CS)和旋轉(zhuǎn)/扭轉(zhuǎn)(rotation/torsion)正常值范圍。

1 資料與方法

1.1 研究對象 隨機入組健康志愿者36例[男性17例，女性19例，平均年齡(44.11±12.01)歲]，經(jīng)病史、心電圖、超聲心動圖及體格檢查嚴格排除心血管疾病(包括嚴重心律失常及傳導阻滯、瓣膜病、心肌病及冠心病等)與其他器質(zhì)性疾病(包括肝臟、腎臟疾病及糖尿病、高血脂等)。

1.2 儀 器 Philips公司iE33超聲顯像儀，S5探頭，頻率為1～5 MHz。

1.3 超聲檢查 囑志愿者平靜呼吸，常規(guī)連接心電圖；記錄左室心尖四腔心、二腔心及三腔心長軸觀，胸骨旁左室二尖瓣水平、乳頭肌水平與心尖水平短軸觀各3個周期并存盤；上述切面均要求心臟內(nèi)、外膜顯示清楚且圖像標準化。

1.4 觀察指標及測定 應用Qlab 9.0分析軟件的CMQ功能對上述存盤資料進行分析。為便于統(tǒng)計，舍去心尖段(第17節(jié)段)后將左室壁分為4個壁段：前壁、室間隔(包括前間隔與下間隔)、下壁及側(cè)壁(包括下側(cè)壁與前側(cè)壁)。各壁段或各水平包含的節(jié)段應變值的平均值作為該壁段或水平的縱向/環(huán)向應變值；軟件自動生成左室整體縱向應變(global longitudinal strain, GLS)值/左室整體環(huán)向應變(global circumferential strain, GCS)值確定各壁段、各水平LS/CS的正常范圍并比較差異。導出Excel表格，經(jīng)計算后獲得基底水平旋轉(zhuǎn)(basal rotation, BR)值、心尖水平旋轉(zhuǎn)(apical rotation, AR)值、左室扭轉(zhuǎn)(left ventricular torsion, LVT)值及標化的達峰時間，確定AR與BR正常值范圍并比較AR值與BR絕對值的差異。

1.5 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行分析，首先對數(shù)據(jù)進行正態(tài)檢驗，均滿足正態(tài)分布的多個獨立樣本比較采用單因素方差分析ANOVA。檢驗水準(α)為0.05。對于非正態(tài)分布資料采用非參數(shù)檢驗的方法，多組間比較用Kruskal-WallisH方法，檢驗水準(α)為0.05；多個獨立樣本間兩兩比較采用Mann-WhitneyU檢驗方法，檢驗水準采用Bonferroni校正法，α’=0.05/比較次數(shù)，檢驗水準(α)為(0.05/比較次數(shù))。

2 結(jié) 果

2.1 各壁段LS及CS值 結(jié)果(表1，圖1)表明正常人前壁、室間隔、下壁、側(cè)壁LS值的95%CI分別為(-24.20%，-21.53%)、(-23.23%，-21.30%)、(-25.00%，-21.54%)、(-25.65%，-22.59%)；各壁段LS值差異無統(tǒng)計學意義。

正常人前壁、室間隔、下壁、側(cè)壁CS值的95%CI分別為(-31.62%，-27.93%)、(-39.12%，-35.85%)、(-36.78%，-31.63%)、(-30.38%，-26.30%)。室間隔CS值高于前壁、側(cè)壁，下壁CS值高于前壁、側(cè)壁，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.008)；室間隔與下壁間及前壁與側(cè)壁間CS值差異均無統(tǒng)計學意義。

表1 各壁段縱向及環(huán)向應變值

*非正態(tài)分布的連續(xù)型變量以中位數(shù)表示，以雙側(cè)P<0.008 (α’=0.05/6)為差異有統(tǒng)計學意義

圖1 各壁段環(huán)向應變示意圖

2.2 基底、乳頭肌及心尖水平LS/CS值的比較 結(jié)果(表2)表明正常人基底、乳頭肌和心尖水平LS值的95%CI分別為(-21.19%，-18.95%)、(-27.09%，-23.97%)、(-25.75%，-22.32%)。基底水平LS值低于心尖水平及乳頭肌水平，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.017)；乳頭肌水平與心尖水平LS值差異無統(tǒng)計學意義。

正常人基底水平、乳頭肌水平、心尖水平CS值分別為-(27.46±4.00)%、-(30.29±4.17)%、-(40.97±10.36)%。心尖水平CS值高于基底水平及乳頭肌水平，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；基底水平與乳頭肌水平CS值差異無統(tǒng)計學意義。

表2 基底、乳頭肌及心尖水平縱向及環(huán)向應變值

*非正態(tài)分布的連續(xù)型變量以中位數(shù)表示，以雙側(cè)P<0.017 (α’=0.05/3)為差異有統(tǒng)計學意義

2.3 正常人GLS值/GCS值及達峰時間標準差 正常人GLS值、17節(jié)段左室縱向應變達峰時間標準差為-(22.26±2.49)%、(36.48±13.63)%；正常人GCS值為-(31.53±3.89)%，16節(jié)段左室環(huán)向應變達峰時間標準差的95%CI為(30.63%，39.55%)。

2.4 旋轉(zhuǎn)/扭轉(zhuǎn)的測定結(jié)果 2例正常人心尖呈順時針旋轉(zhuǎn)，占5.6%。其余34例正常人AR、BR、LVT正常值分別為(10.43±4.71)°、-(8.50±4.13)°、(18.17±6.25)°；AR值與BR絕對值的差異無統(tǒng)計學意義。

3 討 論

心肌帶理論認為整個心臟是由一條起始于肺動脈瓣環(huán)終止于主動脈瓣環(huán)的完整心肌盤旋纏繞而成，因此心肌收縮不僅引起長度改變，而且產(chǎn)生左室的扭轉(zhuǎn)[5,7-8]。由于心外膜下心肌的旋轉(zhuǎn)力矩大于心內(nèi)膜下心肌，所以心肌扭轉(zhuǎn)的方向及大小主要由心外膜下心肌決定。心尖水平與基底水平旋轉(zhuǎn)的差值即定義為LVT，扭轉(zhuǎn)是左室收縮及舒張運動的重要組成部分[9-12]，若只有心肌長度的縮短，左室射血分數(shù)將降至15%～30%[5,9]。研究認為AR在LVT中發(fā)揮決定性作用，而BR作用小[11-12]。本研究中AR與BR差異無統(tǒng)計學意義可能是由于圖像采集時的誤差所致，即不能保證基底水平及心尖水平完全平行所致。

本研究證明左室壁CS值不均，室間隔CS值大于前壁、側(cè)壁。研究[9]認為室間隔在心臟運動中起中心作用，不僅是左室扭轉(zhuǎn)的重要組成，而且是右室收縮及扭轉(zhuǎn)的決定部分；右室側(cè)壁僅由一層環(huán)形的心肌包繞形成，起始端靠近左室下壁，且與下壁有交叉的血供。因此，下壁心肌的環(huán)向運動增強可看作是對室間隔及右室壁收縮的輔助。

LS/CS值在不同水平存在差異。二尖瓣水平LS值低于乳頭肌水平和心尖水平，心尖水平CS值高于乳頭肌水平和二尖瓣水平，證明了LS/CS值自基底水平至心尖水平呈遞增趨勢，與文獻[1]報道大致相同。二尖瓣水平LS值和CS值低可能是由于二尖瓣環(huán)的牽拉所致。

LS/CS值自基底水平至心尖水平的遞增趨勢、AR值大于BR絕對值都證明了自心底水平至心尖水平心肌收縮力的遞增。由于環(huán)向應變是由環(huán)形走行的中層心肌引起的[13]，縱向應變和旋轉(zhuǎn)是由斜向走行心內(nèi)膜和心外膜下心肌引起，說明心肌帶收縮運動的統(tǒng)一，即3層心肌收縮力均自基底水平至心尖水平遞增，而且3層心肌之間有輔助作用。

本研究仍存在一定的局限性：(1)本研究缺乏與金標準對照，但已有大量報道證明了二維斑點追蹤技術(shù)的準確性[1-7,10,14]；(2)2D-STE的圖像是在不同的心動周期采集的，心律不齊會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，但本研究已排除嚴重心律不齊和傳導阻滯的志愿者；(3)本研究中雖規(guī)定了圖像的標準化，但圖像位置仍可能不恒定。

綜上所述，室間隔在心臟收縮中占據(jù)中心地位；下壁對室間隔及右室扭轉(zhuǎn)及收縮有輔助作用；左室心肌收縮力自基底水平至心尖水平呈遞增趨勢。

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[本文編輯] 廖曉瑜， 賈澤軍

Application of two dimensional speckle tracking echocardiography in evaluation of left ventricular global and segmental systolic function

LI Zheng, PAN Cui-zhen*, SHU Xian-hong

Department of Echocardiography, Zhongshan Hospital, Fudan University, Institute of Cardiology, Shanghai Institute of Medical Imaging, Shanghai 200032, China

Objective： To investigate left ventricular global and segmental systolic function in normal subjects by assessing left ventricular strain and rotation/torsion using two dimensional speckle tracking echocardiography.Methods： Totally 36 healthy volunteers were randomly recruited.Quantitative analysis was done using Qlab 9.0 software offline, longitudinal strain (LS)/ circumferential strain (CS) of each wall and level were defined as the average of LS/CS of containing segments.After exporting Excel files and calculating, basal rotation (BR), apical rotation (AR), and left ventricular torsion (LVT) were obtained.Results： CS of interventricular septum and inferior wall were higher than that of anterior wall and lateral wall (P<0.008).Base level LS in normal case was lower than the LS of apical level and papillary muscle level (P<0.017).CS of apical level was higher than that of basal level and papillary muscle level (P<0.01).Conclusions： The interventricular septum is in the center of systole.The inferior wall may be an insistence to right ventricular torsion.Left ventricular systolic strength in normal subjects increased from basal level to apical level.

two dimensional speckle tracking echocardiography; cardiac function, left; strain; rotation/torsion

2016-09-28 [接受日期] 2017-02-14

李 政，碩士，住院醫(yī)師.E-mail: li.zheng2@zs-hospital.sh.cn

*通信作者(Corresponding author).Tel: 021-64041990, E-mail: pan.cuizhen@zs-hospital.sh.cn

10.12025/j.issn.1008-6358.2017.20160916

R 445.1

A