二維超聲斑點追蹤成像在原發性高血壓患者左室心肌應變及心功能評價中的應用價值

蘭　斌，郭盛蘭，吳　玉，徐麗芳，張林海

(1.內江市中醫醫院超聲科，四川 內江　641000,2.廣西醫科大學第一附屬醫院超聲科，廣西 南寧　530021)

二維超聲斑點追蹤成像在原發性高血壓患者左室心肌應變及心功能評價中的應用價值

蘭斌1，郭盛蘭2，吳玉2，徐麗芳2，張林海2

(1.內江市中醫醫院超聲科，四川 內江641000,2.廣西醫科大學第一附屬醫院超聲科，廣西 南寧530021)

摘要：目的探討二維超聲斑點追蹤成像(2D-STI)在原發性高血壓患者左室心肌應變及心功能評價中的臨床應用價值。方法選擇原發性高血壓患者60例，根據左室心肌質量指數(LVMI)進行亞層分組，即無左室心肌肥厚患者33例(NLVH組)和左室心肌肥厚27例(LVH組)。選取同期健康體檢結果正常者40例。均行常規超聲及2D-STI檢查，記錄左房前后徑(LAD)、左室舒末內徑(LVDd)、左室縮末內徑(LVDs)、室間隔舒末厚度(IVSTd)、左室后壁舒末厚度(LVPWTd)、短軸縮短率(FS)，計算左室心肌質量指數(LVMI)；測量二尖瓣口舒張早期血流速度(E)、二尖瓣口舒張晚期血流速度(A)和E/A值，以及二尖瓣環舒張早期運動速度(Ea)、心房收縮期峰值速度(Aa)和Ea/Aa值；分析左心室室壁收縮期縱向應變(LS)及徑向應變(RS)，左心室收縮期峰值應變率(SRs)、舒張早期峰值應變率(SRe)、舒張晚期峰值應變率(SRa)。結果(1)NLVH組患者LAD、IVSTd、LVPWTd、LVMI及LVM較正常對照組均顯著升高(P<0.05)；LVH組患者LAD、LVDd、LVDs、IVSTd、LVPWTd、LVMI及LVM較正常對照組、NLVH組均顯著升高(P<0.05)。(2)正常對照組、NLVH組及LVH組LVEF、FS呈遞減趨勢，但差異無統計學意義(P>0.05)；A呈遞增趨勢，E及E/A呈遞減趨勢(P<0.05)。(3)正常對照組、NLVH組及LVH組在同一水平左心室室壁收縮期LS值呈遞減趨勢。(4)NLVH組在同一水平左心室室壁短軸收縮期RS值均高于正常對照組及LVH組(P<0.05)，而LVH組收縮期RS值明顯低于正常對照組及NLVH組(P<0.05)。(5)與正常對照組比較，NLVH組和LVH組SRs、SRe降低，SRa升高(P<0.05)；與NLVH組比較，LVH組SRs、SRe降低，SRa升高(P<0.05)。結論2D-STI可早期、準確地評價原發性高血壓患者左心室心肌整體及局部功能，為臨床的診治提供重要依據。

關鍵詞：高血壓;超聲心動描記術,多普勒,脈沖;心肌收縮;心室功能,左

目前，臨床評價左室心肌形變的“金標準”是MRI標記成像方法，但是操作復雜、費用較高，臨床開展受限。二維超聲斑點追蹤顯像技術(2D-STI)是一種無創、定量分析心肌運動的新技術，通過軟件自動跟蹤感興趣區內不同像素內的心肌組織在每幀圖像中的位置，計算整個感興趣區內各節段心肌組織的形變，得到縱向、徑向、圓周、旋轉等多個運動參數[1-2]。本課題應用2D-STI評價原發性高血壓患者性心功能及左室心肌應變，為臨床早期發現患者心功能異常及干預提供依據，避免和減少心血管事件的發生，現報道如下。

1資料與方法

1.1研究對象及來源

1.1.1高血壓組選取2014年1月至2015年1月期間在我院診治的原發性高血壓患者60例，其中男32例、女28例，年齡36～65歲，平均(50.29±8.37)歲；病程3～17年，平均(8.04±2.61)年；身高152～184 cm，平均(164.31±9.37)cm；體質量48～90 kg，平均(63.57±10.89)kg。再根據左室心肌質量指數(LVMI)：男性≥125 g·m-2，女性≥120 g·m-2左室肥厚診斷標準[3]，對患者進行亞層分組，即無左室心肌肥厚患者33例(NLVH組)和左室心肌肥厚27例(LVH組)。所有患者均符合2010年《中國高血壓防治指南》中的高血壓診斷標準[3]，雙平面Simpson法測左室射血分數(LVEF)≥50%，竇性心律，對于繼發性高血壓，合并冠心病、心肌病、糖尿病、甲狀腺功能亢進癥、心律失常等疾病者，均給予排除。

1.1.2正常對照組選取同期在我院健康體檢結果正常者40例，其中男21例、女19例，年齡36～66歲，平均(49.47±8.24)歲；身高154～185 cm，平均(165.63±9.32)cm；體質量50～91 kg，平均(64.21±10.76)kg。正常對照組與高血壓組患者在性別、年齡、身高及體質量等方面相匹配，差異無統計學意義(P>0.05)。

1.3儀器與方法

1.3.1儀器采用Philips公司生產的IE33彩色多普勒超聲診斷儀，S5-1心臟超聲探頭，頻率1～5 MHz，幀頻60～75幀/s，配備QLAB 8.1工作站，可以對圖像進行定量分析處理。

1.3.2檢查方法 囑受檢者休息30 min后取左側臥位，連接肢體導聯心電圖同步記錄，然后行常規心臟彩色超聲檢查，測量左房前后徑(LAD)、左室舒末內徑(LVDd)、左室縮末內徑(LVDs)、室間隔舒末厚度(IVSTd)、左室后壁舒末厚度(LVPWTd)、短軸縮短率(FS)，計算左室心肌質量指數(LVMI)。應用多普勒超聲在心尖四腔心切面測量二尖瓣口舒張早期血流速度(E)、二尖瓣口舒張晚期血流速度(A)和E/A值，以及二尖瓣環舒張早期運動速度(Ea)、心房收縮期峰值速度(Aa)和Ea/Aa值。采用雙平面 Simpson 法測量LVEF，上述各項指標均重復測量3次取平均值。然后切換至2D-STI特定模式，分別采集3～5個心動周期的心尖四腔觀、心尖左室三腔觀、心尖兩腔觀的二維動態圖像。

1.3.3圖像處理 使用QLAB 8.1工作站，進入CMQ Advance模式自動繪制心內膜緣及心外膜緣曲線，調整測量區的寬度，使其與左心室肌厚度基本保持一致，系統自動追蹤感興趣區內各個室壁節段心肌組織的運動軌跡，顯示其收縮期縱向應變(LS)及徑向應變(RS)，測定左心室收縮期峰值應變率(SRs)、舒張早期峰值應變率(SRe)、舒張晚期峰值應變率(SRa)。

1.4統計學方法 采用SPSS 16.0軟件包進行數據分析，多組間計量資料比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗，計數資料比較采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1三組受檢者常規超聲心動圖各項指標測量結果比較 NLVH組患者LAD、IVSTd、LVPWTd、LVMI及LVM較正常對照組均升高，差異有統計學意義(P<0.05)；LVH組患者LAD、LVDd、LVDs、IVSTd、LVPWTd、LVMI及LVM較正常對照組、NLVH組均升高，差異有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1　三組受檢者常規超聲心動圖各項指標測量結果比較±s

注：與正常對照組比較，aP<0.05；與NLVH組比較，abP<0.05。

2.2三組受檢者左室常規收縮及舒張功能比較 正常對照組、NLVH組及LVH組LVEF、FS呈遞減趨勢，但差異無統計學意義(P>0.05)；A呈遞增趨勢，E及E/A呈遞減趨勢，差異有統計學意義(P<0.05)。正常對照組、NLVH組及LVH組Ea、Ea/Aa值呈逐漸下降趨勢，差異有統計學意義(P<0.05)，而三組間Aa比較差異無統計學意義(P>0.05)，見表2。

2.3三組受檢者心臟左室長軸收縮期LS值比較 正常對照組、NLVH組及LVH組在同一水平左心室室壁收縮期LS值呈遞減趨勢，但正常對照組與NLVH組相似，差異無統計學意義(P>0.05)，而LVH組明顯低于正常對照組及NLVH組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表3。

2.4三組受檢者心臟左室短軸收縮期RS值比較NLVH組在同一水平左心室室壁短軸收縮期RS值均高于正常對照組及LVH組，差異有統計學意義(P<0.05)，而LVH組收縮期RS值明顯低于正常對照組及NLVH組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表4。

2.5三組受檢者左心室應變率比較 三組受檢者左心室應變率SRs、SRe及SRa比較，差異有統計學意義(P<0.05)；與正常對照組比較，NLVH組和LVH組SRs、SRe降低，SRa升高，差異有統計學意義(P<0.05)；與NLVH組比較，LVH組SRs、SRe降低，SRa升高，差異有統計學意義(P<0.05)，見表5。

表2　三組受檢者左室常規收縮及舒張功能比較±s

注：與正常對照組比較，aP>0.05；與正常對照組比較，bP<0.05；與NLVH組比較，dP<0.05；與NLVH組比較，cP>0.05。

表3　三組受檢者心臟左室長軸收縮期LS值比較±s)

注：與正常對照組、NLVH組比較，bP<0.05；與正常對照組比較，aP>0.05。

表4　三組受檢者左室短軸各水平收縮期RS值比較±s)

注：與正常對照組比較，aP<0.05；與正常對照組及NLVH組比較，bP<0.05。

表5　 三組受檢者左心室應變率比較±s)

注：與正常對照組比較，aP<0.05；與正常對照組及NLVH組比較，bP<0.05。

3討論

原發性高血壓是心內科常見病之一，主要表現是體循環動脈收縮期和(或)舒張期血壓持續性升高，近年來，隨著經濟水平的增長及生活方式的改變，高血壓的患病率呈不斷增長，呈年輕化趨勢[4]。原發性高血壓可累及多個器官，其中心臟是直接受累的主要靶器官之一，長期外周血管阻力增高，增加左室后負荷，導致左室結構和形態發生改變，收縮及舒張功能受損，嚴重者左心室的衰竭，危及患者生命[5-6]。因此，早期發現其左心室功能的異常，對臨床診治具有重要的意義。LVEF是臨床評價左心室收縮功能常用指標之一，可以反映左心室泵血功能，但是不能體現心肌內在的收縮特性，在評價原發性高血壓患者左心室早期收縮功能受損上存在一定的局限性。心肌應變就是心肌組織發生形變的能力或程度，反映出左室心肌整體及局部的收縮功能，如果患者左心室收縮功能異常，則心肌應變相應指標也發生變化。

2D-STI是近年來發展起來的一項超聲新技術[7]，本研究將其應用于原發性高血壓患者左室心肌應變及心功能評價中，結果顯示原發性高血壓患者左心室后負荷增加，導致左心室室壁順應性減退，舒張功能降低，為保證心臟輸出量，左房內徑代償性增大(見表1)；隨著病程進展，左心室壁進一步代償性增厚，使左室心肌質量明顯增高，出現心肌纖維化、膠原纖維增加等，心臟結構改變改變，心肌缺血嚴重[8-9]。正常對照組、NLVH組及LVH組LVEF、FS、E、E/A、Ea、Ea/Aa值呈遞減趨勢，A呈遞增趨勢(表2)。在正常人中E/A比值大于1，舒張功能不全時表現為兩者比值小于1，但受很多因素影響，反映左心室舒張功能有限[10]，但是通過測量二尖瓣環的運動速度來評價左心室的舒張功能，相對客觀。

表3及表4顯示，正常對照組、NLVH組及LVH組在同一水平左心室室壁收縮期LS值呈遞減趨勢。隨著血壓的升高，左心室后負荷遞增，心肌耗氧量增加，心肌細胞相對缺血，心肌細胞肥大及心肌纖維化，并且心內膜下心肌主要是由縱行纖維心肌構成，在此病理過程中受累最為嚴重，因此在高血壓早期就可出現LS峰值的下降[11-12]。但隨著病情進一步發展，心內膜下心肌受損更嚴重，甚至累及室壁中層及心外膜心肌，導致LS值進一步下降[13]。因此，在高血壓患者LVEF保持正常時，2D-STI技術可早期發現左心室局部收縮功能的異常。在高血壓早期RS峰值代償性升高，從而保持了左心室整體收縮功能的基本正常，但發展到一定程度時收縮力逆轉而下降，主要受心肌本身的收縮特性及心室前、后負荷影響。傳統評價心功能的超聲指標有M型或通過二維法測量射血分數及短軸縮短情況等，但均存在弊端，如只有在心臟發生形態學上的改變以及心室重構之后才會發現心臟功能的損害。2D-STI通過記錄二維超聲圖像上的聲學斑點，分析心肌的應變率從而了解心肌的運動情況，能夠無創地更早更準確地定量分析心臟內斑點結構的運動[14]。表5可以看出，原發性高血壓患者左心房的應變率改變先于其結構變化，在左心房的結構發生變化之前就已經發生了其運動功能的減弱。

綜上所述，2D-STI是一種無痛、無創、重復性好的超聲檢查新技術，可評價心臟各個室壁的運動，有助于早期發現原發性高血壓患者左心室局部收縮功能的異常，有助于臨床及時采用干預措施，延緩或避免心血管事件的發生，具有重要的臨床意義。

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Application values of two-dimensional speckle tracking imaging in evaluation of myocardial strain of the left ventricle and heart function in patients with primary hypertension

LAN Bin1,GUO Shen-lan2,WU Yu2,et al

(1.DepartmentofUltrasound,TheChineseMedicineHospitalofNeijiang,Sichuan641000,China;2.DepartmentofUltrasound,TheFirstAffiliatedHospital,GuangxiMedicalUniversity,Nanning530021,China)

Abstract:Objective To analyze the longitudinal and radial strain features of the left ventricle in patients with primary hypertension shown by two-dimensional speckle tracking imaging (2D-STI),and to evaluate the function of the left ventricle of the patients.Methods A total of 60 patients with primary hypertension were selected,and divided into non-left ventricular hypertrophy group (NLVH group,33 patients) and left ventricular hypertrophy group (LVH group,27 patients) according to the left ventricular mass indexes (LVMI).And 40 subjects with normal results when health examination in the same period were selected.All the subjects underwent routine ultrasonography and 2D-STI,LAD,LVDd,LVDs,IVSTd,LVPWTd,and FS were recorded,and left ventricular mass indexes (LVMI) was calculated;E,A,and E/A value were measured;Ea,Aa,and Ea/Aa value were measured;and LS,RS，SRs,SReand SRawere analyzed.Results(1)The patients of the NLVH group had higher LAD,IVSTd,LVPWTd,LVMI,and LVM than the normal control group (all P<0.05);the patients of the LVH group had higher LAD,LVDd,LVDs,IVSTd,LVPWTd,LVMI,and LVM than the other groups (all P<0.05).(2)The normal control group,NLVH group,and LVH group had decreasing LVEF and FS,but the differences were statistically insignificant (P>0.05);the three groups had increasing A and decreasing E and E/A (P<0.05).(3)The normal control group,NLVH group,and LVH group had decreasing LS values of the left ventricular wall in systole period at the same levels.(4)The NLVH group had higher RS values of the minor axis of the left ventricular wall in systole period at the same levels than the other groups(both P>0.05);while the LVH group had significantly lower RS value in systole period than the other groups (P<0.05).(5)When compared with the normal control group,the NLVH group and LVH group had significantly decreased SRs and SRe and significantly increased SRa (P<0.05);and when compared with the NLVH group,the LVH group had significantly decreased SRs and SRe and significantly increased SRa (P<0.05).Conclusion2D-STI can accurately evaluate the whole and local functions of the myocardium of left ventricle in patients with primary hypertension in early stage,and provide important foundations for clinical diagnosis and treatment.

Key words:Hypertension;Echocardiography, Doppler, Pulsed;Myocardial Contraction;Ventricular Function,Left

基金項目：廣西科技廳科技攻關項目(桂科攻1298003-3-1)

doi:10.3969/j.issn.1009-6469.2016.05.021

(收稿日期：2015-10-27，修回日期：2015-12-20)