實時三維斑點追蹤成像技術在高血壓患者左室收縮功能研究中的應用

姚文雙，劉昕，高磊，李曉青，耿戟

保定市第一中心醫院 超聲科，河北保定 071000

實時三維斑點追蹤成像技術在高血壓患者左室收縮功能研究中的應用

姚文雙，劉昕，高磊，李曉青，耿戟

保定市第一中心醫院 超聲科，河北保定 071000

目的 探討實時三維斑點追蹤成像（RT3D-STI）技術在評價高血壓患者左室收縮功能中的應用價值。方法 選擇經臨床確診的100例高血壓患者，其中左室正常構型組（LVN）55例，左室重構組（LVR）45例，同期選取正常對照組50例，應用彩超的RT3D-STI技術采集心尖全容積成像，獲取各組左室舒張末容積（LVEDV）、左室收縮末容積（LVESV）、左室射血分數（LVEF）、左室質量指數（LVM I）、舒張早期二尖瓣血流速度/舒張晚期二尖瓣血流速度（E/A）、左室整體長軸應變（GLS）、左室整體軸向應變（GCS）、左室整體徑向應變（GRS）及左室整體面積應變（GAS）等。結果 正常對照組、LVN組及LVR組3組間LVEF差異無統計學意義（P＞0.05）；LVR組LVEDV、LVESV、LVM I、相對室壁厚度（RWT）明顯高于正常對照組及LVN組，差異有統計學意義（P＜0.05）；而E/A顯著低于正常對照組及LVN組（P＜0.05）。LVN組與正常對照組相比，GLS、GAS降低，差異有統計學意義（P＜0.05），GRS、GCS無明顯變化（P＞0.05）。LVR組GLS、GCS、GRS、GAS均低于正常對照組及LVN組（P＜0.05）。結論 RT3D-STI技術可反映高血壓患者左室收縮功能的改變，提示高血壓患者在早期射血功能正常時已存在收縮功能的改變。

實時三維斑點追蹤成像；高血壓；左室收縮功能；彩色多普勒超聲診斷儀

0 前言

實時三維斑點追蹤成像（Real-time Three-dimension Speckle Tracking Imaging，RT3D-STI）技術為目前超聲領域的研究熱點，其在全容積掃描的基礎上，追蹤心肌聲學斑點的三維空間運動，不但能提供直觀立體的心臟解剖結構，而且可通過心肌局部和整體應變來評價心室的收縮和舒張功能[1]。本研究采用RT3D-STI技術對100例高血壓患者進行檢查，旨在探討高血壓患者左室結構及功能的變化。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選擇2013年3月～2013年12月于我院經臨床確診的100例高血壓患者，均符合世界衛生組織/高血壓學會（WHO/ISH）1999年高血壓診斷標準（收縮壓≥140 mmHg和/或舒張壓≥90 mmHg）。按Ganau[2]分型法，根據左室質量指數（LVMI）和相對室壁厚度（RWT）分為2組：

（1）左室正常構型（LVN）組：55例，其中男29例，女26例，年齡42～64歲，平均（54.55±5.45）歲。LVMI、RWT均在正常范圍，LVMI≤116 g/m2（男）或LVMI≤109 g/m2（女），RWT≤0.42。

（2）左室重構（LVR）組：45例，其中男26例，女19例，年齡43～65歲，平均（54.98±5.06）歲。向心性重構24例（LVMI在正常范圍，RWT＞0.42），向心性肥厚21例（LVMI與RWT均超出正常范圍）。

另選取正常對照組50例，年齡40～65歲，平均（54.17±5.25）歲。排除標準：冠心病、心臟瓣膜病、心肌病變、先天性心臟病、心律失常、糖尿病、腎病等相關的心臟疾病患者。

1.2 儀器與方法

采用GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，實時三維全容積探頭（4V-D），探頭頻率1.5～4.0 MHz。

記錄患者身高、體重及血壓等，研究對象取左側臥位，連接心電圖。于二維模式下調節深度、角度、增益以清楚顯示心內膜。采用常規方法進行二維超聲心動圖的測量，包括舒張末期室間隔厚度（IVSDd）、左室后壁厚度（LVPWT）及左心室舒張末期內徑（LVDd）等，切換至4D模式，待圖像滿意后，囑患者屏氣，連續采集6個穩定心動周期的動態原始圖像（幀頻＞25幀/s），所有圖像在機分析。在RT3D-STI分析環境下，于左室舒張末期及左室收縮末期分別在二尖瓣瓣葉中點和心尖處心內膜各描記一個點，軟件自動描記出舒張末期及收縮末期心內膜的追蹤輪廓線，測量舒張末期及收縮末期左室容積。應用“Volume Waveform”軟件自動計算出左室射血分數（LVEF），再選“LV Mass”軟件自動描記心外膜并自動計算出舒張期心肌質量（ED Mass），然后選“RT3D Strain ROI”軟件自動計算出收縮期心肌質量（ES Mass），最后選“RT3D Strain Results”運行程序，軟件可自動得出左室的各應變指標參數的牛眼圖及應變曲線，人工記錄左心室舒張末容積（LVEDV）、收縮末容積（LVESV）、射血分數（LVEF）、舒張早期二尖瓣血流速度/舒張晚期二尖瓣血流速度（E/A）、左室整體長軸應變（GLS）、左室整體軸向應變（GCS）、左室整體徑向應變（GRS）及左室整體面積應變（GAS）等。計算左心室質量指數LVMI=LVM/BSA（g/m2），LVM為左室重量，BSA為體表面積；相對室壁厚度RWT=（IVST+LVPWT）/LVDd，IVST為室間隔厚度[3]。

1.3 統計學分析

采用SPSS 17.0軟件進行統計分析，計量資料采用均數±標準差表示，多組間差異的比較采用單因素方差分析，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 高血壓組與正常對照組應變曲線及牛眼圖比較

正常對照組及LVN組應變曲線、應變峰值變化規律較一致，牛眼圖顏色較均勻一致，而LVR組應變曲線紊亂，牛眼圖出現顏色差異，應變值較正常對照組及LVN組明顯降低，見圖1。

圖1 應變曲線及牛眼圖

2.2 高血壓組與正常對照組RT3D-STI分析結果的比較

各組之間LVEF無顯著差異，LVR組的IVSDd、LVPWT、LVEDV、LVESV、LVMI及RWT均顯著高于正常對照組及LVN組，而e`/a`顯著低于對照組及LVN組（均P＜0.05），見表1-1。

LVN組與正常對照組比較，GLS、GAS減低，差異有統計學意義（P＜0.05），GRS、GCS無明顯變化（P＞0.05）。LVR組GLS、GCS、GRS、GAS均低于正常對照組及LVN組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1-2。

3 討論

目前高血壓已成為許多國家的主要公共衛生問題之一。高血壓心臟重構既是高血壓所造成的一種重要的病理變化，又是高血壓持續和惡化的基礎[4]。從高血壓、心肌肥厚到充血性心衰是一個復雜的發生、發展過程。長期高血壓會造成心臟損害，主要表現為心肌肥厚，高血壓患者血流動力學負荷的增加是誘發左室重構的始發和基本刺激因素，左室的幾何構型主要與壓力負荷和容量負荷的交互作用有關。早期發現高血壓患者左室收縮功能異常，對病情評估及預后至關重要。二維超聲、M型超聲、組織多普勒、二維斑點追蹤等均可評價左室收縮功能，但各種技術都有其局限性。實時三維超聲心動圖是近年來超聲技術領域的重大進展，能直觀地顯示心臟結構的解剖特征和空間關系，準確定量測量心肌質量、腔室容積并評價心功能[5]。左室的收縮功能是通過縱行走行和環行走行心肌交合協同作用實現的，心臟收縮并非是簡單的心肌縮短，而是心肌層相互滑行交錯，心肌纖維重新排列的復雜過程，心肌功能受損是與不同走向的心肌受損相一致的，因此分別測量縱向、徑向、圓周、面積收縮期應變有助于更好地評價左室整體收縮功能[6-7]。RT3D-STI是在斑點追蹤原理的基礎上發展起來的，其不受心肌運動方向的限制，利用全容積三維圖像能更客觀地追蹤心肌的運動軌跡[8]。

表1-1 高血壓組與正常對照組RT3D-STI分析結果的比較

表1-2 高血壓組與正常對照組RT3D-STI分析結果的比較

本研究顯示，高血壓患者在左室構型正常時，GLS、GAS減低，而GCS、GRS無明顯減低；左室重構組GLS、GRS、GCS、GAS均較正常對照組及LVN組減低。縱向應變首先減低可能是因為在壓力超負荷下，左室心內膜下心肌所受的應力最大，最易發生心肌缺血、微血管功能障礙以及心肌纖維化等變化，心內膜下心肌纖維主要為縱行的心肌，因此，當發生心臟負荷增加時，縱向的心肌最容易受到損傷。而面積應變是心內膜表面積變化的百分率，可視其為長軸和軸向應變的復合，因此左室整體長軸應變及面積應變首先減低。當左室心肌肥厚、心內膜下心肌需氧量增加、血供相對不足時，進一步加重了心內膜下心肌的病理改變。徑向應變反映的是局部心肌在短軸方向上室壁增厚的程度，當高血壓患者左室構型發生變化時，超負荷做功使心肌處于缺血和低營養狀態，各種生長因子導致表達肌球蛋白和肌動蛋白的調控基因發生變化，心肌間質中膠原纖維成分增加，心肌逐漸出現纖維化[9-11]。左室心內膜下心肌病變范圍及程度較重，肥厚的心肌纖維重排，中層心肌發生形變的能力也下降，從而導致GCS、GRS均減低。本研究中，高血壓患者LVEF均在正常范圍內，而左室整體應變均有不同程度減低，其原因可能是左室的收縮運動反映的是心肌本身收縮能力的變化，而LVEF反映的是心室射血功能，不能準確評估高血壓患者的心肌收縮力。

綜上所述，RT3D-STI技術能夠早期發現高血壓患者的左室收縮功能異常，可為疾病的治療與療效評價提供參考依據。

[1]Hayat D,Kloeckner M,Nahum J,et al．Comparison of real-time three-dimensional speckle tracking to magnetic resonance imaging in patients w ith coronary heart disease[J]．Am J Cardiol,2012, 109：180-186．

[2]Ganau A,Devereux RB,R om an M,et al．Patterns o f left ventricular hypertrophy and geometric remodeling in essential hypertension[J]．J Am Coll Cardio,1992,19：1550-1558．

[3]Ramzi Y,Kham i S,Jam il M．Echocardiographic assessment of left ventricular hypertrophy in elite athlete[J]．J Heart,2008, 94（10）：1254-1255．

[4]EVA G．Left ventricular structure in different types of chronic pressure overload[J]．Eur Heart J．2008,10（Suppl E）：23-30．

[5]M arsan NA,Tops LF,N ihoyannopoulos P,et al．Real-tim e three dimensional echocardiography：current and future clinical applications[J]．Heart,2009,95（22）：1881-1890．

[6]Serri K,Reant P,Lafitte M,et al．Global and regional myocardial function quantification by two-dimensional strain application in hypertrophic cardiomyopathy[J]．J Am Coll Cardiol,2006,47（6）：1175-1181．

[7]W inter R,Jussila R,Nowak J,et al．Speckle tracking echocardiography is a sensitive tool for the detection of myocardial ischemia：a pilot study from the catheterization lanoratory during percutaneous coronary intervention[J]．J Am Soc Echocardiogr,2007,20（8）：974-981．

[8]De Isla LP,Vivas D,Zamorano JL．Three-dimensional spechle tracking[J]．Curr Cardiovasc Imaging Rep,2008,1：25-29．

[9]Teunissen BE,Jongsma HJ,Bierhuizen MF,et al．Regulation of m yocardial connexins during hypertrophic remodeling[J]．Eur Heart J,2004,25：1979-1989．

[10]江佩,張平洋,董靜．超聲三維斑點追蹤成像評價心臟再同步化治療短期療效的臨床研究[J]．中國醫療設備,2013,28（3）：161-164．

[11]Ozkan B,Acar G,Alici G,et al．Decreased plasma adiponectin is associated w ith im paired left ventricular longitudinal systolic function in hypertensive patients：a two-dimensional speckle tracking study [J]．Clin Exp Hypertens,2013,36（1）：46-51．

[4]王志偉．臨床實驗室儀器設備的校準與校準驗證[J]．中國醫療設備,2012,27（6）：66-68．

[5]生新禮．淺談實驗室儀器校準與檢定的比較優勢[J]．商品與質量,2013,（1）：13．

[6]朱菁．簡述實驗室測量設備的驗證[J]．醫藥前沿,2013,（11）：113-114．

[7]賈鑫浩,谷玉海,高錦宏．精密離心機轉速測量系統設計[J]．儀表技術與傳感器,2012,（8）：81-83．

[8]錢琳琳,樊輝,古凱．TGL-16B型醫用臺式離心機維修案例分析[J]．醫療裝備,2013,（1）：68-69．

[9]陳偉豪．醫用離心機的基本結構原理及常見故障分析[J]．中國醫療器械信息,2011,17（7）：62-64．

Application of Real-Time Three-dimension Speckle Tracking Imaging in Study on the Left Ventricular Systolic Function in Patients with Hypertension

YAO W en-shuang, LIU Xin, GAO Lei, LI Xiao-qing, GENG Ji
Department of Ultrasonography, the First Central Hospital of Baoding, Baoding Hebei 071000, China

Objective To evaluate left ventricular systolic function in patients with hypertension by real-time three-dimension speckle tracking imaging（RT3D-STI）. Methods Among 100 cases of clinically diagnosed patients w ith hypertension involved in this study, there were 55 cases in LVN（Left Ventricular Geometry）Group and 45 cases in LVR（Left Ventricular Remodeling）Group. Additionally, 50 healthy volunteers were selected as Control Group. RT3D-STI was applied for obtainment of apical full-volume imaging and acquisition of LVEDV（Left Ventricular End Diastolic Volume）, LVESV（Left Ventricular End Systolic Volume）, LVEF（Left Ventricular Ejection Fraction）, LVM I（Left Ventricular Mass Index）, E/A ratio, left ventricular GLS（Global Longitudinal Strain）, left ventricular GCS（Global Circum ferential Strain）, left ventricular GRS（Global Radial Strain）and left ventricular GAS（Global Area Strain）. Results No statistically significant differences were seen in LVEF between Control Group, LVN Group and LVR Group（P＞0.05）. LVEDV, LVESV, LVM I and RWT（Relative Wall Thickness）in LVR Group were remarkably higher versus those of Control Group and LVN Group, w ith statistically significant differences, whereas the E/A was notably lower than that of Control Group and LVR group（P＜0.05）. In comparison with Control Group, GLS and GAS in LVN Group were significantly decreased w ith statistical differences（P＜0.05）, but GCS and GRS had no obvious changes（P＞0.05）. Compared with those of Control Group and LVN Group, the GLS, GCS, GRS and GAS were further decreased in LVR Group（P＜0.05）. Conclusion RT3D-STI could sensitively reflect the changes in left ventricular systolic function in patients w ith hypertension, indicating the existence of changes in systolic function for hypertension patients whose ejection function was normal in the early stage.

real-time three-dimension speckle tracking imaging；hypertension；left ventricular systolic function；color Doppler ultrasonic diagnostic apparatus

R445.1；R544.1

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.012

1674-1633（2015）11-0039-04

2015-02-07

2015-04-14

劉昕，主任醫師。

作者郵箱：lxlx001@126．com