二維應(yīng)變超聲心動圖新技術(shù)及臨床應(yīng)用

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1、二維應(yīng)變超聲心動圖新技術(shù)及臨床應(yīng)用【摘要】二維應(yīng)變超聲心動圖是一種通過標(biāo)準(zhǔn)二維成像測量應(yīng)變的新方法。沒有角度依賴性，能夠簡單、快速、可重復(fù)性定量評價整體和局部心肌功能，為觀察心肌運(yùn)動、診斷心肌缺血、定量評價局部心肌功能提供一種全新的方法?！娟P(guān)鍵詞】二維應(yīng)變臨床應(yīng)用超聲心動圖二維應(yīng)變超聲心動圖成像(tensionalstrainecho—cardiography，2DSE)在二維灰階圖像中追蹤心肌的運(yùn)動并計算速度與應(yīng)變，與基于組織多普勒超聲心動圖的應(yīng)變成像技術(shù)原理完全不同，為心肌應(yīng)變的評價提供了更客觀的方

2、法?？梢宰粉櫺募￠L軸(從心底到心尖的)方向的運(yùn)動，也可在短軸圖像中追蹤心肌的徑向(向心)運(yùn)動與軸向(旋轉(zhuǎn))運(yùn)動?？捎糜跓o創(chuàng)性實時定量評價左心室節(jié)段的收縮、舒張及旋轉(zhuǎn)功能。國內(nèi)外學(xué)者對該技術(shù)的研究較多，現(xiàn)就二維應(yīng)變的初步臨床應(yīng)用綜述如下。1基本概念應(yīng)變是一物理名詞，是物體受力后變形的能力。心肌在一個心動周期內(nèi)收縮和舒張變形的性質(zhì)與應(yīng)變的概念相符合，因此可用應(yīng)變來研究局部心肌功能。心肌局部組織受力后產(chǎn)生形變，與作用力及心肌本身的組織特性有關(guān)。應(yīng)變是指心肌發(fā)生形變的速度，是心肌運(yùn)動在超聲束方向上的速度梯度，即

3、局部兩點(diǎn)之間的速度差除以兩點(diǎn)之間的距離。其值與所研究的局部心肌的初始長度有關(guān)，通常以百分比表示，數(shù)學(xué)定義為：S=(L—L0)。這里S表示縱向應(yīng)變，L表示瞬間長度，L0是初始長度。初始長度為無負(fù)荷下的心肌長度，在跳動的心臟中，無負(fù)荷的初始長度是很難測定的，所以通常用舒張末期局部心肌長度來代替。應(yīng)變率是指單位時間內(nèi)的應(yīng)變。相當(dāng)于局部空間速度變化率，可由以下等式表達(dá)：SR=(L—L0)／L0／△t，式中SR是應(yīng)變率，△t是時間改變[1]。2二維應(yīng)變超聲心動圖成像的原理二維應(yīng)變超聲心動圖成像(tensional

4、strainecho—cardiography，2DSE)利用斑點(diǎn)追蹤技術(shù)，在二維圖像的基礎(chǔ)上，在室壁中選定一定范圍的感興趣區(qū)，隨著心動周期，分析軟件根據(jù)組織灰階自動逐幀追蹤上述感興趣區(qū)內(nèi)心肌組織像素的位置和運(yùn)動，并與第一幀圖像中的位置相比較，計算整個感興趣區(qū)內(nèi)各節(jié)段心肌的變形[2]。由于斑點(diǎn)追蹤技術(shù)與組織多普勒頻移無關(guān)，因此不受聲束方向與室壁運(yùn)動方向間夾角的影響，沒有角度依賴性，因此二維應(yīng)變超聲心動圖成像能更準(zhǔn)確地反映心肌的收縮和舒張功能。3研究方法應(yīng)用具有超聲斑點(diǎn)跟蹤顯像技術(shù)的儀器采集感興趣的心肌節(jié)

5、段的二維灰階圖像(60-70幀／秒)，檢查時常規(guī)連接心電圖，通常留取三個心動周期的圖像。導(dǎo)入有相應(yīng)分析軟件的工作站進(jìn)行脫機(jī)處理。一般收集一個心動周期相應(yīng)收縮期、等容舒張期及舒張期等三個時相的應(yīng)變和應(yīng)變率[3]。4二維應(yīng)變及應(yīng)變率在臨床研究中的應(yīng)用與評估4.1正常心肌的二維應(yīng)變及應(yīng)變率特征心肌的解剖排列決定了其收縮形變，心臟的心肌細(xì)胞包括縱行和橫行肌纖維，即內(nèi)、外層的螺旋形肌束和中層的環(huán)形肌束，因此心臟的收縮和舒張運(yùn)動基本包括4個部分：縱向(1ongitudina1)運(yùn)動，表示心臟長軸方向的運(yùn)動；徑向(r

6、adia1)運(yùn)動，表示心臟短軸方向心肌厚度的變化；圓周(circumferentia1)運(yùn)動，表示心臟短軸方向的環(huán)形運(yùn)動；旋轉(zhuǎn)(rotationa1)角度，表示心臟短軸方向的旋轉(zhuǎn)角度。二維應(yīng)變超聲心動圖可以從以上4個方面來評價心肌的變形。4.2正常人的二維應(yīng)變超聲心動圖成像Hurlburt[4]等在正常人中應(yīng)用二維應(yīng)變超聲心動圖成像測量心尖位長軸、左室短軸徑向和圓周方向的應(yīng)變，結(jié)果為：①心尖長軸方向應(yīng)變，心尖部>中部，左室側(cè)壁>左室前壁；②心臟左室短軸方向應(yīng)變較均一；③左室短軸圓周方向應(yīng)變，

7、前室間隔應(yīng)變最大，與磁共振相符。Helle—Valle等[5]在正常人中應(yīng)用二維應(yīng)變成像測量旋轉(zhuǎn)角度，結(jié)論為：短軸心尖部-10.9°±3.3°，短軸心底部4.6°±1.3°。從心尖向心底觀察，順時針旋轉(zhuǎn)為正值，逆時針旋轉(zhuǎn)為負(fù)值。4.3臨床應(yīng)用4.3.1評價心肌功能心肌應(yīng)變與心肌的收縮和舒張功能密切相關(guān)，心肌應(yīng)變測量的是心肌各節(jié)段的變形，能準(zhǔn)確評估心肌收縮和舒張功能。應(yīng)變與應(yīng)變率作為近年來提出的評價心肌功能的新指標(biāo)，有其獨(dú)到優(yōu)點(diǎn)[6]。組織多普勒技術(shù)從心肌運(yùn)動的角度評價心功能，其應(yīng)用為心功能評價提供了新的

8、方法[7]?；诮M織多普勒技術(shù)的超聲應(yīng)變與應(yīng)變率從心肌長度變化的角度評價其功能，進(jìn)一步拓展了心功能評價的視角。理論上，應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系要比壓力一容積關(guān)系更能敏感地反映組織的功能特征，因而心肌應(yīng)變是反映心肌收縮性的直接而客觀的指標(biāo)[8]。在臨床工作中，以心室整體的應(yīng)變與應(yīng)變率作為心功能參數(shù)，要比對各節(jié)段逐一分析更加便于應(yīng)用。但由于多普勒固有的角度依賴的限制，組織多普勒應(yīng)變率成像主要用于局域心肌長軸應(yīng)變的評價[9]，不能定量心室整體的應(yīng)變與應(yīng)變率