超聲二維斑點追蹤顯像技術對原發性高血壓患者不同心室構型扭轉運動的評價研究

劉　潔，高玉麗

瀘州醫學院附屬醫院 心臟超聲科(瀘州　646000)

超聲二維斑點追蹤顯像技術對原發性高血壓患者不同心室構型扭轉運動的評價研究

劉潔，高玉麗△

瀘州醫學院附屬醫院 心臟超聲科(瀘州646000)

【摘要】目的應用二維斑點追蹤顯像技術對原發性高血壓患者不同左心室構型扭轉和解旋運動特點進行評價，探討心室構型不同對左心室扭轉運動造成的影響。方法選擇健康體檢者46例和原發性高血壓患者121例， 根據Ganau′ s國際分型法，將高血壓患者分成4組：左心室正常構型組(LVN組)、左心室向心性重構組(LVCR組)、左心室向心性肥厚組(LVCH組)和左心室離心性肥厚組(LVEH組)。取心率穩定的連續3個心動周期的左室基底部和心尖部短軸切面在GE E9超聲診斷儀上儲存，導入工作站分析軟件對各組的左室扭轉和解旋運動參數進行脫機分析，計算出扭轉角度峰值(Ptw)、收縮末期扭轉角度(AVCtw)、等容舒張末期扭轉角度(MVOtw)、等容解旋比例(UntwR)、解旋速度峰值(PUV)、解旋速度峰值達峰時間(TPUV)、扭轉速度峰值(PTV)和扭轉速度峰值達峰時間(TPTV)。結果各組常規超聲心動圖測量值(LVEDd、LVESd、IVSEDT、LVPWEDT、LVEDV、LVESV、LVEF、IVRT和E/A)比較，差異均有統計學意義(P<0.05)；LVCH組和LVEH組Ptw值增強，扭轉角度(AVCtw和MVOtw)明顯增加(P<0.05)，解旋時間(PUV和TPUV)延長(P<0.05)，高血壓各組UntwR值較對照組減低，與測量左室舒張功能的E/A具有較好的相關性(R2=0.1699)，高血壓各組的PTV和TPTV值與對照組相比，差異無統計學意義(P>0.05)；高血壓患者左室旋轉速度-時間曲線和旋轉角度-時間曲線與對照組相比，形態和走形趨勢基本一致。結論斑點追蹤技術能對高血壓不同心室構型患者左室扭轉和解旋運動各項參數進行測量，可以從心肌力學角度為臨床高血壓病的診斷和治療提供技術支持。

【關鍵詞】超聲斑點追蹤顯像技術；高血壓；左心室構型；心肌扭轉

高血壓是最常見的心腦血管疾病之一，嚴重威脅著人類健康。根據2004年中國營養與健康狀況調查結果顯示，全國有超過1600萬高血壓患者，且每年的發病率和患病率仍在繼續增加。高血壓是導致心腦血管疾病發生的主要高危因素， 1998年，心腦血管疾病在我國城市居民的死亡原因中居第二位，在農村則居首位。每年全國高血壓患者死亡人數超過了100萬，而存活的患者中75%以上會遺留不同程度的后遺癥，給患者和社會帶來沉重負擔。因此進一步加強研究，對高血壓疾病的早期診斷、中期治療和后期預防都有重要臨床意義。本研究應用二維斑點追蹤顯像技術對原發性高血壓患者不同左心室構型扭轉和解旋運動特點進行評價，探討心室構型不同對左心室扭轉運動造成的影響。

1資料與方法

1.1臨床資料

選擇2014年3月至2015年8月在瀘州醫學院附屬醫院心臟超聲科檢查的原發性高血壓患者121例。 納入標準：1)依照1999年世界衛生組織國際高血壓學會制定的高血壓診斷標準(收縮壓>140 mm Hg和 (或)舒張壓 >90 mm Hg)Simpson′s法測量EF值≥50%；2)病程至少在2年以上且檢查當天未服用任何降壓藥物；3)經體格檢查和實驗室檢查后排除繼發性高血壓、糖尿病及其他心血管疾病。選擇年齡≥46歲的健康體檢者46例作為對照組，對照組經臨床體格檢查、血生化檢驗、超聲心動圖以及心電圖檢查排除高血壓、心力衰竭、冠心病、糖尿病以及各種心臟瓣膜病、心肌病。將原發性高血壓患者分為4組：1)左心室正常構型組(LVN組)38例，其中男18例，女20例，年齡(57.5±8.29)歲， 按張維忠[1]推薦的標準LVMI 男≤125 g/m2， 女≤120 g/m2，RWT≤0.42；2)左心室向心性重構組(LVCR組)27例，其中男16例，女11例， 年齡(63.3±11.50)歲，LVMI男≤125 g/m2， 女≤120 g/m2， RWT>0.42；3)左心室向心性肥厚組(LVCH組) 32例，其中男18例，女14例，年齡(55.8±11.89)歲，LVMI男>125 g/m2， 女>120 g/m2， RWT>0.42，；4)左心室離心性肥厚組(LVEH組) 24例，其中男10例，女14例，年齡(61.4±13.18)歲，LVMI男>125 g/m2， 女>120 g/m2， RWT≤0.42。

1.2測量方法

應用GE E9彩色多普勒超聲診斷儀，M5s探頭，頻率1.5～4.0 MHz，配有EchoPAc version 112脫機分析軟件。所有入選者均記錄其血壓、身高及體質量等基本信息，同步連接心電圖，取左側臥位，圖像幀頻數在45幀以上，囑患者平靜呼吸，并于呼氣末屏氣， M型超聲心動圖采集左心室二區(a)波群，測量左心室的舒張末期內徑(LVEDd)和收縮末期內徑(LVESd)、室間隔舒張末期厚度(IVSEDT)以及舒張末期左室后壁厚度(LVPWEDT)，雙平面Simpson法測量EF值，脈沖多普勒(PW)置于左室流出道和二尖瓣前瓣瓣環之間獲取血流頻譜資料，測量左室等容舒張時間(IVRT)，測量二尖瓣前向血流頻譜E峰速度、A峰速度并計算出E/A值。按Ganau′ s分型法[2]計算左室質量指數(LVMI) =左室質量/體表面積(body surface area,BSA)；相對室壁厚度(RWT) =(IVS+LVPW)/LVEDd；左室質量(g)=0.8×1.04[(IVSEDT+LVEDd+LVPWEDT)3-LVEDd3]+0.6；BSA=0.0061×身高(cm)+0.0128×體質量(kg)-0.1529。

選擇以能夠清晰顯示二尖瓣瓣口為標記的左室基底部短軸切面和以不能顯示出乳頭肌為標記的心尖短軸切面，取心率穩定的連續3個心動周期的二維灰階動態圖像進行儲存，導入超聲工作站分析軟件，系統通過對心肌內斑點的自動追蹤，將左室壁分為前壁、側壁、后壁、后間隔、前間隔和下壁6個節段，以“√”或“×”對結果進行表示， “√”代表追蹤結果滿意，“×”代表追蹤結果不滿意。調整心內膜定位點，使系統能夠對整個心內膜邊界進行清晰識別，選擇所有節段記錄均為“√”的圖像進入后續分析，系統會自動分析出左室旋轉角度-時間曲線及左室旋轉速度-時間曲線。將參數轉換成數據表格錄入Excel表。一個心動周期定義為R波的頂點到下一個心動周期R波頂點之間的距離。計算扭轉角度峰值(Ptw)、扭轉速度峰值(PTV)、扭轉速度達峰時間(TPTV) 、解旋速度峰值(PUV) 、解旋速度達峰時間(TPUV)和解旋率(UntwR)。為消除不同個體之間心率的差異，將收縮末期設定為心動周期的開始，收縮期劃分為10個點，以10%為單位，即整個收縮期為100%；將舒張期劃分為10個點，舒張早期即為110%，舒張期結束即為200%。在心動周期中，主動脈瓣關閉(AVC)的時間點定義為收縮末期，心電圖中下一心動周期R波的頂點為舒張末期[3]，即表示一個心動周期結束。

1.3統計學方法

2結果

2.1各組基本情況及一般測量值

各組年齡、身高、體質量、BSA及心率比較，差異無統計學意義(P>0.05)(表1)。各組RWT和LVMI測量值比較，差異有統計學意義(P<0.001)。RWT：LVCH、LVCR組與對照組、LVN組、LVEH組比較，差異均有統計學意義(P<0.001)；LVCH組和LVCR組比較，差異無統計學意義(P>0.05)。LVMI：LVEH組、LVCH組、LVCR組與對照組比較，差異有統計學意義(P<0.001)；LVN組與對照組、LVCR組比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；LVEH組、LVCH組和LVCR組兩兩比較，差異均有統計學意義(P<0.001)，且LVEH組測量值最高(表1)。

2.2各組常規超聲心動圖測量值

各組常規超聲心動圖測量值(LVEDd、LVESd、IVSEDT、LVPWEDT、LVEDV、LVESV、LVEF、IVRT和E/A)比較，差異均有統計學意義(P<0.05)(表2)。LVEDd和LVESd：LVEH組和LVCH組與對照組比較，差異有統計學意義(P<0.05)，表現為心室腔擴大，以LVEH組表現明顯；LVEH組的測量值明顯高于LVCH組和LVCR組(P<0.05)；LVCH組明顯高于LVCR組(P<0.001)；LVCR組、LVN組與對照組比較，差異無統計學意義(P>0.05)(表2)。

IVSEDT和LVPWEDT：LVEH組、LVCH組、LVCR組與LVN組、對照組比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，以LVCH組增高最明顯；LVN組和對照組比較，差異無統計學意義(P>0.05)；LVCH組高于LVCR組，差異有統計學意義(P<0.05)(表2)。

LVEDV和LVESV：LVEH組與LVN組、對照組比較，差異有統計學意義(P<0.05)，且LVEH組測量值最高；LVN組與對照組比較，差異無統計學意義(P>0.05)；LVEH組、LVCH組和LVCR組兩兩比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，LVEH組測量值最高，LVCR組測量值最低(表2)。

LVEF：LVEH組、LVCH組與對照組、LVN組比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，LVEH組降低最明顯；LVCR組與LVN組比較，差異無統計學意義(P>0.05)；LVEH組、LVCH組和LVCR組兩兩比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，LVEH組測量值最低，LVCR組測量值最高(表2)。

表1　各組基本情況及一般測量值比較±s)

注：與對照組比較，*P<0.001；與LVN組比較，#P<0.001；與LVEH組比較,&P<0.001；與LVCH組比較，△P<0.001

IVRT：LVEH組、LVCH組與LVN組、對照組比較，差異均有統計學意義(P<0.05)，表現為時間延長，以LVEH組最明顯；LVN組、LVCR組與對照組比較，差異無統計學意義(P>0.05)；LVEH組、LVCH組與LVCR組兩兩比較，差異均有統計學意義(P<0.05)(表2)。

E/A：LVCH組與對照組比較，差異有統計學意義(P<0.05)，表現為測量值減低；LVCH組E/A值明顯低于LVEH組和LVN組，差異有統計學意義(P<0.05)(表2)。

表2　表各組常規超聲心動圖測量值比較±s)

注：與對照組比較，*P<0.05；與LVN組比較，#P<0.05；與LVEH組比較,&P<0.05；與LVCH組比較，△P<0.05

2.3各組左心室扭轉和解旋運動參數

各組Ptw、AVCtw、MVOtw、UntwR、PUV和TPUV測量值比較，差異均有統計學意義(P<0.001)；各組PTV和TPTV測量值比較，差異均無統計學意義(P<0.001)(表3)。

Ptw、AVCtw和MVOtw：對照組、LVN組和LVCR組兩兩比較，差異無統計學意義(P>0.05)；LVEH組明顯高于其余各組(P<0.05)；LVEH組和LVCH組比較，差異無統計學意義(P>0.05)(表3)。

UntwR：與對照組比較，高血壓各組均明顯降低(P<0.05)，高血壓各組間兩兩比較，差異無統計學意義(P>0.05)(表3)。

PTV和TPTV：各組間兩兩比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。

PUV和TPUV：與對照組比較，高血壓各組均明顯增高(P<0.05)，LVEH組增高最明顯；LVEH組、LVCH組與LVN組比較，差異有統計學意義(P<0.05)；LVEH組、LVCH組與LVCR組比較，差異有統計學意義(P<0.05)；LVEH組和LVCH組比較，差異無統計學意義(P>0.05)(表3)。

各組UntwR值與E/A值之間具有相關性(R2=0.1699)(圖1)。

表3　各組左心室扭轉和解旋運動參數比較±s)

注：與對照組比較，*P<0.05；與LVN組比較，#P<0.05；與LVEH組比較,&P<0.05；與LVCH組比較，△P<0.05

圖1各組UntwR值與E/A值相關性

2.4對照組和高血壓組扭轉運動曲線

從心尖部向基底部看，我們將心尖部的逆時針運動定義為正，基底部的順時針運動定義為負。左室旋轉角度-時間曲線從整體上看，高血壓患者和對照組左心室的扭轉運動都主要是以收縮期的逆時針旋轉為主，在收縮末期，基底部與心尖部的扭轉角度達到峰值，而舒張期基底部與心尖部則變現為與收縮期運動相反的解旋運動，在左室內形成一個強大的負壓，基底部解旋呈逆時針方向，心尖部則為順時針方向，左室的解旋運動主要是以舒張期順時針方向的解旋運動為主(圖2)。

高血壓組基底短軸旋轉曲線圖與對照組基本一致，但旋轉速度峰值增高，達峰時間延長。在整體運動中，心尖部與基底部不同方向的解旋速度的差值即為左心室的扭轉速度，在整個心動周期中收縮期曲線為正，舒張期曲線為負，共有兩個峰值(圖3)。

圖2左心室整體旋轉角度-時間曲線

注：A：健康人；B：高血壓患者 紫色和綠色分別代表基底部和心尖部的平均運動值，白色代表整體平均運動值。

圖3左心室整體旋轉速度-時間曲線

注：A：健康人；B：高血壓患者 紫色和綠色分別代表基底部和心尖部的平均運動值，白色代表整體平均運動值。

3討論

本研究高血壓患者Ptw、AVCtw和MVOtw扭轉角度增加，可能是由于心內膜下心肌供血不足導致其收縮力降低，使其相對于心外膜下肌纖維的運動優勢降低。心室肌運動主要表現為逆時針方向的扭轉運動增強，這種供血不足引起的局部收縮功能減低和整體扭轉運動的增強，可能在心肌發生纖維化和心室出現幾何形態改變之前發生[4]。高血壓患者為滿足機體的供血需要，通過增加扭轉角度來實現左室的代償與儲備功能；向心性重構組和構型正常組相比較無明顯改變，可能是左室重構患者相對于左室構型正常患者，心室肌的損害沒有進一步加重所致，而心室腔擴大和心室壁增厚，可使扭轉角度明顯增加，因此我們認為對扭轉運動的評價能對左室的收縮功能進行評估， Eric等[5]利用組織多普勒技術對正常人運動負荷之后的左室扭轉運動進行研究發現，短軸扭轉角度明顯增加。

我們計算出的RWT值以LVCH組最高，LVCR組次之，而LVEH組、LVN組和對照組相差不大，可能是左心室發生肥厚時，通過增加RWT值可以在一定程度上降低心室壁的張力和后負荷，從而改善心室的排血能力。高血壓各組的E/A值與對照組相比都表現為減低，以LVCH組最明顯，IVRT值LVEH組、LVCH組與對照組相比明顯延長，由此可以看出，高血壓對左室的舒張功能有影響，且這種影響可能出現在心室腔的大小和心室壁的厚度發生改變之前，當心室腔擴大和心室壁增厚時，舒張功能則進一步減低。LVEH組的E/A值相較LVCH組和LVCR組有所增加，可能是由于心室肌代償性的扭轉運動增強，使左室舒張功能產生了一種類似于“假性正常化”的表現。

解旋運動在大部分正常人主要出現在等容舒張期，增加舒張期左心室的抽吸能力和心室的灌注量。本研究UntwR值以對照組最高，高血壓各組均減低，離心性肥厚組表現最明顯，說明高血壓心室腔的擴大對左心室解旋運動有影響。高血壓各組和對照組UntwR值和E/A值之間具有相關性，說明UntwR值可以反映左室舒張功能。左室的收縮和舒張過程在心室的扭轉運動過程中是緊密偶聯在一起的，收縮期儲備的能量在舒張期解旋運動中得以釋放，在心室內形成一個負壓腔，完成左室的血液充盈。本研究高血壓各組解旋速度峰值(PUV)和解旋速度達峰時間(TPUV)與對照組相比都有所延長，這對左室內負壓的快速形成造成影響，不利于左心室的快速充盈，舒張期解旋運動參數的異常提示左心室舒張功能損傷，順應性下降[6-7]。

綜上所述，心血管疾病的發生、預后以及死亡都與高血壓左心室結構異常有密切關系，及時發現上述異常，對不同構型高血壓患者采取不同的治療措施，有重要臨床意義。

參考文獻

[1] 張維忠.高血壓與左心室肥厚[J].臨床心血管病雜志,1993,9(6):323-325.

[2] Ganau A,Devereux RB,Roman MJ,etal.Patterns of left ventricular hypertrophy and geometric remodeling in essential hypertension[J].J Am Coll Cardiol,1992,19(7): 1550-1558.

[3] 宋家琳,黎春雷,童春,等.斑點追蹤顯像技術對正常成人左室扭轉和解旋運動的初步研究[J].中國超聲醫學雜志,2007,23(9):665-667.

[4] LeWinter MM,Meyer M.Mechanisms of diastolic dysfunction in heart failure with a preserved ejection fraction: If it′s not one thing it′s another[J].Circ Heart Fail,2013,6(6): 1112-1115.

[5] St?hr EJ,González-Alonso J,Shave R.Left ventricular mechanical limitations to stroke volume in healthy humans during incremental exercise[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2011,301(2):478-487.

[6] Miyoshi H,Mizuguchi Y,Oishi Y,etal.Early detection of abnormal left atrial-left ventricular-arterial coupling in preclinical patients with cardiovascular risk factors: evaluation by two-dimensional speckle-tracking echocardiography[J].Eur J Echocardiogr,2011,12(6): 431-439.

[7] Hiemstra JA,Liu S,Ahlman MA,etal.A new twist on an old idea: a two-dimensional speckle tracking assessment of cyclosporine as a therapeutic alternative for heart failure with preserved ejection fraction[J].Physiol Rep,2013,1(7): 174.

Evaluation Study of Different Ventricular Configuration Twist in Patients with Essential Hypertension Using Ultrasonic Two-Dimensional Tracking Imaging Techniques

LiuJie,GaoYuli△.

DepartmentofCardiacUltrasound,theAffiliatedHospitalofLuzhouMedicalCollege,Luzhou646000,China

【Abstract】ObjectiveTo evaluate the characteristics of the hypertension patients with different left ventricular configuration torsion and untwisting by using STI technology, and to discuss the influence on left ventricular torsion by the different left ventricular configuration. Methods46 healthy adults underwent health examination and 121 essential hypertension patients were selected and divided into 4 groups according to the Ganau′ s international classification method: LVN group, LVCR group, LVCH group and LVEH group. Left ventricular basal and apical short axis view with a stable heart rate and consecutive in three heartbeat cycle were stored in the GE E9 ultrasonic diagnostic equipment and workstation analysis software was imported for an off-line analysis of each group′s left ventricular torsion and untwisting motion parameters. Torsion angle peak (Ptw), end systolic twist angle (AVCtw), isovolumic diastolic torsion angle (MVOtw), isometric untwisting rate (UntwR), peak untwisting velocity (PUV), time peak untwisting velocity (TPUV), peak twist velocity (PTV) and time peak twist velocity (TPTV) were calculated and the results were compared. ResultsThere were statistically significant differences in terms of measured values of ultrasound ultrasonic cardiogram(LVEDd, LVESd, IVSEDT, LVPWEDT, LVEDV, LVESV, LVEF, IVRT and E/A)(P<0.05). The Ptw increased, AVCtw and MVOtw increased markedly and PUV and TPUV prolonged in LVCH and LVEH group(P<0.05). The UntwR has decreased in hypertension groups compared with control group, and had a good correlation (R2=0.1699) with the measurement of left ventricular diastolic function E/A. There were no statistically significant differences in terms of PTV and TPTV between hypertension groups and control group(P>0.05). The form and trend of hypertensive patients in terms of left ventricular rotation velocity - time curve and rotation angle time curve were basically the same compared with the control group. ConclusionThe speckle tracking technology can measure the left ventricular torsion and untwist motion parameters of hypertension patients with different ventricular configuration and can provide technical support for clinical diagnosis and treatment of hypertension from the perspective of myocardial mechanics.

【Key words】Speckle tracking imaging technology; Hypertension; Left ventricle configuration; Myocardial twisting motion

doi:10.3969/j.issn.1674-2257.2016.01.018

通信作者：△高玉麗，E-mail:gaoyuliw@sina.com

【中圖分類號】R445.1

【文獻標志碼】A

網絡出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1705.R.20160301.0943.004.html

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