王慶慧，丁云川，陳 劍，尹 帆，蘇 璇，羅慶祎，張 瑜，李建華，現(xiàn)麗妮

(昆明醫(yī)學院附屬延安醫(yī)院，昆明市延安醫(yī)院，云南 昆明 650051)

研究表明，心臟的扭轉運動在左心室收縮和舒張功能中起著至關重要的作用。超聲心動圖是無創(chuàng)性定量評價左心室扭轉的技術，可評價左心室局部及整體扭轉程度、時相及力學，隨著超聲技術的不斷發(fā)展，對左室功能的研究已經(jīng)從單純評價左室短軸、長軸心肌運動轉向探討扭轉、解旋等三維空間形變［1］。新近推出的三維斑點追蹤技術(three-dimensional speckle tracking，3DT)能夠在三維立體空間內，通過連續(xù)追蹤不同幀間心肌內回聲斑點的運動軌跡，計算出心肌的運動及形變信息，準確評價左室的整體及局部功能。本研究旨在運用3DT技術評價冠心病(coronary heart disease，CHD)患者左室旋轉及扭轉運動。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2010年10月至2011年9月在我院心內科住院并接受冠狀動脈造影的CHD患者62例(CHD組)，其中男42例，女20例，年齡45～74歲［(58.41±9.82)歲］，至少1支冠狀動脈主干狹窄程度≥50%，其中單支病變34例、2支病變11例、3支病變17例，均有心絞痛癥狀，所有患者射血分數(shù)≥50%;對照組41例，其中男27例，女24例，年齡43～70歲［(57.63±8.78)歲］，冠狀動脈無明顯狹窄，受檢者均為竇性心律。排除心肌梗死、心臟瓣膜病、先天性心臟病、高血壓性心臟病、心肌病、心力衰竭、慢性阻塞性肺病等。

1.2 儀器與方法 采用Toshiba Artida880彩色多普勒超聲顯像診斷儀，配備PST-30SBT二維探頭(頻率2.5～5 MHz)及PST-25SX三維矩陣探頭(頻率1～3 MHz)。①圖像采集:受檢者取左側臥位，囑平靜呼吸，連接同步心電圖。先行常規(guī)二維超聲檢查、于胸骨旁左心長軸切面測量收縮末期左心房前后徑、左心室舒張末期前后徑、左心室射血分數(shù)及左心室短軸縮短率，換用矩陣PST-25SX探頭，將探頭置于心尖部，在顯示心尖四腔心切面后，適當調節(jié)扇角與深度，同時調節(jié)幀頻，使其大于20幀/s，啟用諧波及最佳優(yōu)化模式，直至顯示最佳的心尖四腔圖，然后囑患者屏住呼吸，啟動“4D”，儀器自動收集連續(xù)4個心動周期的15°×60°的窄角立體圖像，形成60° ×60°的寬角“金字塔”樣實時全容積成像三維數(shù)據(jù)庫，獲取滿意的左心室全容積圖像并儲存。②圖像分析:調出存儲的動態(tài)圖像，按“Layout”鍵切換至同時顯示5個切面的界面，左側由上至下依次顯示心尖、乳頭肌和心底水平短軸切面，右側2個為心尖四腔和兩腔切面，調節(jié)2條縱線分別置于兩腔和四腔切面軸心，調節(jié)3條橫線，使其與縱線垂直，且將左室均分為3等份。啟動3DT分析軟件，分別在兩腔和四腔切面上各取3個點，其中2個置于二尖瓣環(huán)前、后葉根部心內膜面，另1個置于距二尖瓣環(huán)最遠的心尖處內膜面，軟件將自動勾畫出左室心內膜和心外膜輪廓，適當調整勾畫線，使其與心內膜和心外膜邊界重合，點擊屏幕左方“Start”鍵，軟件自動計算出左室整體和局部旋轉及扭轉角度、整體位移、收縮末和舒張末容積、左室射血分數(shù)等指標。。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計學分析，計量資料采用均數(shù)±標準差表示，兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，相關分析應用Pearson相關分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 常規(guī)超聲心動圖檢查 兩組患者左心室舒張末前后徑、左心房前后徑、左心室射血分數(shù)(LVEF)、左心室短軸縮短率(FS)等均在正常范圍內;各組與常規(guī)超聲測量值差異均無顯著性意義(P＞0.05)，見表1。

表1 兩組常規(guī)超聲參數(shù)對比

1.2 左室扭轉運動特點 對照組左心室隨心動周期變化曲線的趨勢一致，心尖部度呈逆時針旋轉，心底部呈順時針旋轉，整體呈逆時針旋轉，且均于收縮期末達峰值。CHD組中左心室旋轉角度(rotation angle，RA)、旋轉率(rotation rate，RR)、扭轉角度(twist angle，TA)及扭轉率(twist rate，TR)曲線形態(tài)與對照組大致相似，相應的RA、RR、TA、TR曲線的波幅減低，波形紊亂(圖1，圖2)，特別是CHD組TR與對照組間差異有顯著性意義(P＜0.05)。兩組左心室旋轉、扭轉參數(shù)比較見表2。

表2 兩組各項左心室旋、轉扭轉參數(shù)比較

圖1 左心室扭轉曲線圖 a.對照組;b.CHD組 圖2 左心室旋轉曲線 a.對照組;b.CHD組

3 討論

左心室扭轉運動是一個非常復雜的空間形變過程，心肌帶學說認為整個左心室的心肌是由一條心肌帶以獨特的纏繞方式構成的，心肌帶在空間上存在2個螺旋:一個是基底環(huán)，另一個是心尖環(huán)，基底環(huán)肌纖維橫向走行，垂直于左心室長軸方向，心尖環(huán)肌纖維主要沿左心室長軸平行的方向走行，分為降段和升段，升段的肌纖維在斜向上占優(yōu)勢，從心尖向心底走行，降段的肌纖維在垂直方向上占優(yōu)勢，從心底向心尖走行，二者相互交叉，收縮時產(chǎn)生相反的作用力，這種作用方式是左心室心肌在收縮時產(chǎn)生扭轉。左心室心肌淺層與深層呈縱向斜行排列且走行相反，中層呈環(huán)形排列，這種排列方式使心肌收縮時左室產(chǎn)生類似“擰毛巾”的復雜運動，即在長軸方向縮短、短軸方向向心收縮的同時，整體心室發(fā)生心底與心尖方向相反的扭轉。

自1628年william Harvey等首次描述心臟扭轉運動以來，大量研究表明，左室的扭轉和解旋運動在左室的收縮和舒張功能中起重要作用［2］。近年發(fā)展起來的二維斑點追蹤技術(two-dimensional speckle tracking，2DT)，被廣泛用于評價左室旋轉及扭轉運動。運用2DT研究就是在高幀頻二維灰階超聲圖像的基礎上，采用最佳模式匹配技術追蹤識別心肌內回聲斑點的空間運動，并跟蹤其在每一幀圖像中的位置，標測不同幀之間同一位置的心肌運動軌跡［3，4］，但是2DT基于二維平面分析，實際上心臟的旋轉和扭轉并不是簡單在二維平面內完成的，它還包括在心臟長軸方向上的縮短和伸長，這意味著在心動周期中心肌內的斑點可能運動至研究平面之外，從而影響追蹤結果的準確性。新近的3DT基于斑點追蹤原理，不受心肌運動方向限制，可以在三維容積內客觀、準確追蹤心肌運動軌跡，彌補了2DT局限于所掃描平面內追蹤心肌運動斑點的不足［5］。Nesser等運用3DT和2DT對比研究志愿者左室容積變化，結果證實3DT的準確性和可重復性均優(yōu)于2DT，說明3DT是一種簡單、省時、具可重復性的方法［6］。

本研究中，正常人左心室心尖部呈逆時針旋轉，心底部呈順時針旋轉，整體呈逆時針旋轉，且均于收縮期末達峰值，與以前的研究結果一致。CHD組中左心室旋轉度、扭轉度、扭轉率曲線形態(tài)與對照組大致相似，相應的旋轉度、扭轉度、扭轉率曲線的波幅減低，波形紊亂。因此，旋轉或扭轉曲線的波幅減低，波形紊亂可能對評價CHD有一定的提示作用。本研究結果顯示，以絕對值作對比，CHD組左心室整體扭轉指標指標均較對照組減低，特別是扭轉率與對照組間差異有顯著性意義(P＜0.05)，考慮CHD組的心肌缺血已使心肌纖維的收縮功能受損，導致左心室的扭轉能力下降，提示扭轉率可能成為評價3DT冠心病左心室扭轉的敏感指標。

3DT可在三維立體空間內研究左室的旋轉及扭轉運動，從機械力學角度評價CHD患者左室收縮功能減低。本研究的局限性:①3DT技術的時間分辨率較低(幀頻20～30幀/秒)，低于2DT及TDI技術;②3DT對圖像質量要求較高，特別需要清晰顯示心內膜及心外膜，圖像質量欠佳者，追蹤測量準確性不高;③CHD是一組復雜多變的心血管疾病，無論是病變的大小、范圍或是病變的不同階段，心臟的整體功能及心肌的扭轉運動都是不同的，本研究樣本量較小，測量統(tǒng)計可能存在誤差，其作為定量心肌整體及局部功能的一種新方法仍需進一步的大樣本深入的臨床和實驗研究。

［1］Mizuguchi Y，Oishi Y，Miyoshi H，et al.The function role of longitudinal，circumferential，and radial myocardial deform.ation for regulating the early impairment of left ventricular contraction and relaxtion in patients with cardiovascular risk actors:a study with two-dimensional strain imagitag［J］.J Am Soc Echocardiogr，2008，21(10):1138-1144.

［2］Taeuchi M，Nishikage T，Nakai H，et al.The assessment 0f left ventrichlar twist in aterior wall myocardial iIlfhrction using two—dimensional speckle tracking imagillg［J］.J Am S0c EchocaIdiography，2007，20(1):36-44.

［3］楊莉，吳靈敏，邱瓊.超聲二維應變成像觀察冠心病患者缺血心肌收縮功能異常［J］.中國醫(yī)學影像技術，2011，27(7):1392-1395.

［4］熊莉，鄧又斌，申屠偉慧，等.超聲斑點追蹤技術對心肌梗死患者室壁運動的二維應變研究［J］.中國醫(yī)學影像技術，2007，23(7):990-993.

［5］Crosby J，Amundsen BH，Hergum T，et al.3-D speckle tracking for assessment of regional left ventricular fuction［J］.ultrasound in med biol，2009，35(3):458-471.

［6］Nesser HJ，Mor-Avi V，Gorissen W，et al.Ouantification of left vetericular volumes using three-dimensional echocardiographic speckle rracking:comparison with MRI［J］.Eur Heart J，2009，30(13): 1565-1573.