斑点追踪显像技术评价冠心病患者左心室心肌功能异常.doc

斑点追踪显像技术评价冠心病患者左心室心肌功能异常
穆玉明、秦川
穆玉明秦川，乌鲁木齐新疆医科大学第一附属医院心脏超声诊断科，830054穆玉明，Email：[e-mail]
关键词:斑点追踪显像技术；冠心病；左心室；心肌功能
斑点追踪显像(speckletrackingimaging，STI)技术是新近发展起来的超声定量分析工具，不受声束角度限制，能对心室长轴的纵向、短轴的径向、周向、旋转及扭转运动进行定量检测，为评价心肌功能及深入了解心脏机械运动的机制提供了新手段，有着广泛的临床应用前景。
一、超声心动图评价左心室心肌运动方法
心肌纤维独特的螺旋状排列决定了心脏的复杂空间运动[1]。宏观上，一条心室心肌带起自右心室肺动脉瓣下，延伸至左心室连接于主动脉，形成双螺旋结构围成左右两个心室，称为基底环和心尖环；微观上，左心室壁由斜行的右手螺旋形心内膜下肌纤维、左手螺旋形心外膜下肌纤维及环形的室壁中层肌纤维组成。因此，左心室壁不同层面的心肌纤维协同收缩形成拧毛巾样扭转运动，心肌纵向缩短、径向增厚、心室腔周径缩小，有利于心室射血，舒张期产生解扭转，有利于心室充盈，将心房血液迅速吸入充盈的心室[2]。心脏扭转的大小和方向取决于跨壁应变梯度和心外膜下肌纤维相对于心内膜下肌纤维的运动优势，是评价心脏收缩和舒张功能的负荷非依赖性的重要指标[3-4]。
二维和M型超声心动图是目前临床上评价心肌运动功能最常用和简便的方法。但是二者准确性在一定程度上依赖于观察者的经验，对小面积的心肌运动异常难以发现；同时都只限于对心肌的径向运动进行评价。组织多普勒及其衍生的应变和应变率成像技术能检测局部心肌运动速度和形变，然而均局限于多普勒原理的角度依赖性，仅能评价与超声束平行的心脏纵向的一维运动[5-6]，但心脏的运动是三维立体的。STI以二维图像为基础，无角度依赖性，可全面评价心肌的运动[7-8]。
二、STI的原理及检测方法
1.基本原理：应变(strain)在物理学上指在外力作用下物体的相对形变。心肌应变指心肌在心动周期中的变形，可用来评价局部心肌的收缩与舒张功能、血供情况、心肌活力等。线性(一维)应变可用Lagrangian公式来定义，即：ε＝ΔL/L0＝(L-L0)/L0。ε为长轴方向上的应变，ΔL为长度的改变量，L0为零负荷时的长度值。ε正值表示长轴方向上的伸长或短轴方向上的增厚；ε负值表示长轴方向上的缩短或短轴方向上的变薄。应变率(strainrate，SR)是指物体形变发生的速度，是单位时间内的应变，等于单位纤维长度的缩短速度，即速度梯度。因此，可以通过组织的速度梯度来计算，即SR＝ΔL/L0/Δt＝Δv/L0。心肌应变和应变率分别反映了心肌形变的程度和速度，可评价心肌功能[9]。
2.STI工作原理：二维灰阶图像中心肌内包含众多均匀分布的声学斑点，这些小于入射波长的组织结构发生背向散射产生的斑点与组织同步运动。STI即在二维超声图像的基础上，辨认并追踪这些代表相应组织运动的声学斑点，可从心肌运动速度、应变、应变率、位移、旋转及扭转等多个运动参数，定性、定量地分析心动周期中心肌运动的力学特征[10-11]。STI与有创的植入声学测微法和操作过程复杂且价格昂贵的MRI技术有良好的相关性[12-13]。
3.STI研究的指标：STI能定量评价心肌各节段在长轴、短轴方向上的形变，达到对心肌三维空间上运动的研究。研究显示：(1)左心室纵向应变在心尖部大于基底部，有利于将血液推向主动脉瓣口[14]。(2)左心室径向应变反映心肌增厚与心室容量的变化情况[14]。(3)随着年龄的增加，左心室扭转角度及扭转率增高，舒张期解扭转减小及解扭转时间延迟[15]。另有研究认为左心室扭转不受年龄影响，左心室舒张早期二尖瓣环水平解扭转随年龄增长而减低[16]。
三、STI在冠心病患者左心室心肌功能中的应用研究
目测室壁运动无法确定该运动是主动收缩还是被动牵拉造成的，而运用STI能区分主动运动和被动运动，敏感而准确地识别异常节段的运动。
研究显示缺血心肌其供血的冠状动脉内径狭窄≥70%时，STI判定的特异性和敏感性均可达93%[17]。心肌梗死区域收缩应变减少，而非心肌梗死区域心肌应变保持正常，STI可以准确定位心肌梗死的范围[12]，结合长轴及短轴应变分析有助于鉴别心内膜下与透壁性心肌梗死[18]，结合多巴酚丁胺负荷试验可以无创性地检测心肌梗死后的透壁瘢痕和无活性心肌范围。应用冠状动脉内心肌声学造影及STI技术评价局部心肌组织灌注状态与心肌应变恢复之间的关系。对小鼠的心肌缺血与再灌注的研究中显示缺血心肌的应变明显降低，与未结扎左前降支近端及进行再灌注后的心肌应变差异也有统计学意义[19]。STI检测所有室壁节段峰值应变的平均值反映的则是左心室整体功能。
1.左心