周娟 朱文軍 徐明民 全麗娟

三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)價(jià)慢性心力衰竭患者左心室收縮功能及收縮不同步性的價(jià)值

周娟 朱文軍 徐明民 全麗娟

目的 探討三維斑點(diǎn)追蹤成像（3DSTI）技術(shù)評(píng)價(jià)慢性心力衰竭（CHF）患者左心室收縮功能受損程度及收縮運(yùn)動(dòng)不同步性的應(yīng)用價(jià)值。方法 CHF患者61例，其中QRS＜120ms者31例為CHF1組，QRS≥120ms者30例為CHF2組，另?yè)裢诮】刁w檢者53例為對(duì)照組。采集一個(gè)完整心動(dòng)周期的左心室三維全容積實(shí)時(shí)圖像，用超聲三維斑點(diǎn)追蹤分析軟件分別測(cè)量左心室面積峰值應(yīng)變、徑向峰值應(yīng)變、圓周峰值應(yīng)變、左心室縱向峰值應(yīng)變（GAS、GRS、GCS、GLS）及心臟16節(jié)段心內(nèi)膜面積、徑向、環(huán)向、縱向峰值應(yīng)變的達(dá)峰時(shí)間（Tsr3D、Tsrr、Tsrc、Tsrl），以及經(jīng)心動(dòng)周期標(biāo)化的達(dá)峰時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差（Tsr3D-SD、Tsrr-SD、Tsrc-SD、Tsrl-SD），分別計(jì)算左心室任意兩節(jié)段心內(nèi)膜面積、徑向、環(huán)向、縱向峰值應(yīng)變的達(dá)峰時(shí)間最大差值（Tsr3D-diff、Tsrr-diff、Tsrc-diff、Tsrl-diff）。結(jié)果 與對(duì)照組相比，CHF1和CHF2組的GAS、GRS、GCS、GLS均較對(duì)照組降低（均P＜0.05），且該值與LVEF均有較好的相關(guān)性（r=-0.857、0.758、-0.808、-0.823，均 P＜0.01）；除了 CHF1組與對(duì)照組 Tsrsl-diff差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，CHF1、CHF2組Tsrs3d-SD、Tsrsr-SD、Tsrsc-SD、Tsrsl-SD及Tsrs3d-diff、Tsrsr-diff、Tsrsc-diff、Tsrsl-diff均較對(duì)照組延長(zhǎng)（均P＜0.05），且與QRS時(shí)間有相關(guān)性（r=0.556、0.581、0.475、0.491、0.559、0.570、0.360、0.570，均P＜0.01），CH1與CH2組各指標(biāo)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。與CHF1組相比，CHF2組在心內(nèi)膜面積、徑向、環(huán)向、縱向收縮不同步指標(biāo)均延長(zhǎng)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。結(jié)論 CHF患者左心室心肌收縮功能存在明顯受損及收縮不同步，3D-STI為CHF患者左心室收縮功能及收縮同步性的評(píng)價(jià)提供了一種新方法。

三維斑點(diǎn)追蹤 心力衰竭 左心室功能

慢性心力衰竭（CHF）是各種心血管疾病心功能惡化的終末階段，心臟再同步化治療（CRT）是輔助治療CHF的重要方法，早期的觀察性研究和一系列隨機(jī)對(duì)照研究均肯定了CRT的有效性，準(zhǔn)確評(píng)估CHF患者的左心功能及左心室心肌運(yùn)動(dòng)不同步對(duì)其治療及預(yù)后均至關(guān)重要。三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)（3D-STI）是在全容積掃描成像的基礎(chǔ)上，對(duì)心肌聲學(xué)斑點(diǎn)三維空間的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行追蹤，采集心室整體運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)心室實(shí)際幾何形狀測(cè)量容量及各項(xiàng)心功能參數(shù)，該技術(shù)結(jié)合了三維顯像和應(yīng)變顯像的優(yōu)勢(shì)，形象而又客觀地反映心肌整體及局部機(jī)械力學(xué)運(yùn)動(dòng)特征。本文旨在探討該技術(shù)對(duì)CHF患者左心室功能及心肌運(yùn)動(dòng)同步性評(píng)估的價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選取2011年9月至2012年5月在本院確診為CHF的患者61例，以心電圖QRS時(shí)間將其分為兩組：CHF1組（QRS＜120ms）31例，男21例，女10例，年齡28～72（52.45±10.78）歲；CHF2組（QRS≥120ms）30例，男18例，女12例，年齡27～71（51.30±13.83）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合1971年Framingham心力衰竭診斷標(biāo)準(zhǔn)NYHA分級(jí)≥Ⅱ級(jí)；左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）≤50%（Simpson法）。排除標(biāo)準(zhǔn)：非竇性心律；已植入心臟起搏器；瓣膜性心臟疾病。另選擇同期本院體檢中心年齡相匹配的健康志愿者53例為對(duì)照組，其中男28例，女25例，年齡15～75（49.70±13.83）歲。CHF1組、CHF2組與對(duì)照組性別、年齡比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），且無(wú)糖尿病、高血壓、冠心病等病史，肝腎功能、體格檢查、X線、心電圖及超聲心動(dòng)圖檢查均無(wú)異常。

1.2 方法

1.2.1 圖像采集 采用荷蘭Philips IE33彩色多普勒超聲診斷儀,二維探頭為S5-1，頻率為1～5MHz，三維探頭為X3-1，Tom-Tec三維斑點(diǎn)追蹤分析軟件。每次檢查在基礎(chǔ)狀態(tài)下進(jìn)行，受檢者左側(cè)臥位，同步監(jiān)測(cè)心電圖，取左心室長(zhǎng)軸、短軸、心尖四腔觀，脈沖多普勒于二尖瓣下測(cè)得E、A峰流速，記錄身高、體重值。換用三維探頭X3-1，將探頭置于左心室心尖部，啟動(dòng)“PREFULL”掃查模式，同時(shí)獲得標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔和左心室心尖兩腔實(shí)時(shí)聲像圖，當(dāng)心尖四腔及左心室心尖兩腔、心尖水平短軸、乳頭肌水平短軸及二尖瓣水平短軸動(dòng)態(tài)聲像圖均顯示滿意后存儲(chǔ)一個(gè)完整心動(dòng)周期全容積實(shí)時(shí)圖像，脫機(jī)后進(jìn)行分析。

1.2.2 圖像與數(shù)據(jù)獲取 采用德國(guó)Tom-Tec三維斑點(diǎn)追蹤分析軟件脫機(jī)分析，導(dǎo)入全容積實(shí)時(shí)聲像圖，從原始圖像中挑出一幀左心室壁心內(nèi)、外膜較清晰的圖像，點(diǎn)擊“4D LV analysis”，先調(diào)整好心尖兩腔、心尖四腔及心尖左心室長(zhǎng)軸圖像，自動(dòng)結(jié)合手動(dòng)描記心內(nèi)膜，調(diào)整好心尖段、中間段及基底段的基線，軟件自動(dòng)描記測(cè)量左心室舒張末期容積（LVEDV）、左心室收縮末期容積（LVESV）、LVEF、心內(nèi)膜面積峰值應(yīng)變（GAS）、左心室徑向峰值應(yīng)變（GRS）、左心室環(huán)向峰值應(yīng)變（GCS）、左心室縱向峰值應(yīng)變（LVGLS），同時(shí)將左心室壁分為16節(jié)段，分別提取左心室16節(jié)段在三維方向上心內(nèi)膜面積峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間（Tsrs3D）、左心室徑向峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間（Tsrsr）、左心室環(huán)向峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間（Tsrsc）、左心室縱向峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間（Tsrsl），分別計(jì)算左心室各節(jié)段心內(nèi)膜面積在三維方向上峰值應(yīng)變的達(dá)峰時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差（Tsrs3D-SD）、左心室各節(jié)段徑向峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差（Tsrsr-SD）、左心室各節(jié)段在圓周方向峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差（Tsrsc-SD）及左心室各節(jié)段在長(zhǎng)軸方向峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差（Tsrsl-SD），計(jì)算任意兩節(jié)段心內(nèi)膜面積在三維方向上峰值應(yīng)變的達(dá)峰時(shí)間的最大差值（Tsrs3D-diff）、任意兩節(jié)段在徑向峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間的最大差值（Tsrsr-diff）、任意兩節(jié)段在圓周方向峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間的最大差值（Tsrsc-diff）、任意兩節(jié)段在長(zhǎng)軸方向峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間的最大差值（Tsrsl-diff），作為左心室壁收縮運(yùn)動(dòng)不同步指標(biāo)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以表示，多組比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK法；計(jì)數(shù)資料以百分率表示，比較采用χ2檢驗(yàn)；相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)。

2 結(jié)果

2.1 CHF1組、CHF2組與對(duì)照組左心室應(yīng)變參數(shù)比較見(jiàn)圖1、表1。

由表1可見(jiàn)，CH1、CHF2組GAS、GRS、GCS、GLS均較對(duì)照組低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），CH2組GAS、GRS、GCS、GLS均較CH1組低，但僅GAS、GLS差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。

2.2 CHF1組、CHF2組與對(duì)照組左心室心肌在心內(nèi)膜面積、徑向、圓周及長(zhǎng)軸方向不同步化指標(biāo)比較 見(jiàn)表2。

圖1 CHF1組、CHF2組及對(duì)照組三維方向心內(nèi)膜峰值應(yīng)變及達(dá)峰時(shí)間曲線示意圖（a：CHF1組患者三維方向上心內(nèi)膜峰值應(yīng)變及達(dá)峰時(shí)間曲線，曲線較不規(guī)則，峰值錯(cuò)開(kāi)，較不一致；b：CHF2組患者三維方向上心內(nèi)膜峰值應(yīng)變及達(dá)峰時(shí)間曲線，曲線較CHF1更不規(guī)則，峰值錯(cuò)開(kāi)，更不一致；c：對(duì)照組三維方向上心內(nèi)膜峰值應(yīng)變及達(dá)峰時(shí)間曲線，峰值一致，曲線規(guī)則）

表1 CHF1組、CHF2組與對(duì)照組左心室應(yīng)變參數(shù)比較

表2 CHF1組、CHF2組與對(duì)照組左心室心肌在心內(nèi)膜面積、徑向、圓周及長(zhǎng)軸方向不同步化指標(biāo)比較

由表2可見(jiàn)，與對(duì)照組比較，CH1、CH2組Tsas-SD、Tsrs-SD、Tscs-SD、Tsls-SD、Tsas-diff、Tsrs-diff、Tscsdiff、Tsls-diff均增高，除了CH1組與對(duì)照組Tsrsl-diff差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外（P＞0.05），其余均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），CH1與CH2組各指標(biāo)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。

2.3 CHF1組、CHF2組及對(duì)照組左心室應(yīng)變參數(shù)與LVEF的相關(guān)性分析 CH1、CHF2組及對(duì)照組GAS、GRS、GCS、GLS與LVEF均有相關(guān)性（r=-0.857、0.758、-0.808、-0.823，均P＜0.01）。

2.4 CHF1組、CHF2組左心室心肌在心內(nèi)膜面積、徑向、圓周及長(zhǎng)軸方向不同步化指標(biāo)與QRS時(shí)間的相關(guān)性分析 CHF1組、CHF2組Tsas-SD、Tsrs-SD、Tscs-SD、Tsls-SD、Tsas-diff、Tsrs-diff、Tscs-diff and Tsls-diff與QRS時(shí)間均有相關(guān)性（r=0.556、0.581、0.475、0.491、0.559、0.570、0.360、0.570，均P＜0.01）。

3 討論

3.1 3D-STI評(píng)價(jià)CHF患者左心室收縮功能 CHF患者主要是指心肌收縮功能減退引起心排血量減少，伴有左心室舒張壓升高，導(dǎo)致心臟供血障礙，該病由于心臟泵血功能障礙，病死率較高[1]。臨床上常采用臨床癥狀和紐約心功能分級(jí)等來(lái)診斷，有一定的主觀性，特異度和靈敏度較差，易產(chǎn)生漏診和誤診，超聲心動(dòng)圖能夠客觀有效地評(píng)估心臟收縮功能，以往我們常用常規(guī)超聲及M型超聲對(duì)左心室功能進(jìn)行評(píng)估，主觀性較強(qiáng)，不能對(duì)室壁運(yùn)動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確定量評(píng)估，二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)由于受到二維平面性的局限，成為制約斑點(diǎn)追蹤技術(shù)的一大瓶頸[2]，3D-STI與傳統(tǒng)的二維M型超聲、組織多普勒成像技術(shù)及二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)比較，其不僅在三維空間環(huán)境實(shí)現(xiàn)，而且同時(shí)滿足心臟心肌運(yùn)動(dòng)時(shí)間和空間的同步性，通過(guò)對(duì)其運(yùn)動(dòng)軌跡的三維斑點(diǎn)追蹤，更準(zhǔn)確、客觀反映心臟心肌力學(xué)的功能狀態(tài)[3]。

3.2 3D-STI評(píng)價(jià)左心室心肌運(yùn)動(dòng)的同步性 CHF患者由于多存在一定程度的心房?jī)?nèi)、房室間、心室間/心室內(nèi)生物電傳導(dǎo)障礙和電-機(jī)械運(yùn)動(dòng)的不同步，表現(xiàn)為心肌運(yùn)動(dòng)不同步。大量研究發(fā)現(xiàn)心肌運(yùn)動(dòng)不同步性與心功能不全癥狀嚴(yán)重程度密切相關(guān)[4]。本研究應(yīng)用3D-STI，通過(guò)測(cè)量同一心動(dòng)周期內(nèi)左心室16節(jié)段心內(nèi)膜面積、徑向、環(huán)向、縱向峰值應(yīng)變的達(dá)峰時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)差（Tsr3DSD、Tsrr-SD、Tsrc-SD、Tsrl-SD）及左心室任意兩節(jié)段心內(nèi)膜面積、徑向、環(huán)向、縱向峰值應(yīng)變的達(dá)峰時(shí)間最大差值（Tsr3D-diff、Tsrr-diff、Tsrc-diff、Tsrl-diff）作為左心室收縮運(yùn)動(dòng)不同步指標(biāo)，從而更加全面、客觀的反映心肌機(jī)械運(yùn)動(dòng)的情況。本研究結(jié)果顯示CHF1組與對(duì)照組相比，Tsrl-diff差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，筆者分析認(rèn)為這可能與3D-STI技術(shù)評(píng)價(jià)左心室收縮運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)軸方向上的靈敏度性次于徑向、圓周及對(duì)三維心內(nèi)膜面積變化的觀測(cè)。

3.3 LVEF與左心室各應(yīng)變參數(shù)的相關(guān)性 本研究將CHF組患者左心室心肌三維整體應(yīng)變多參數(shù)分別與LVEF相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果顯示 GAS、GRS、GCS、GLS與LVEF均具有良好的相關(guān)性，可見(jiàn)3D-STI可以較好地評(píng)價(jià)CHF患者左心室的心肌功能，且較二維評(píng)估法更加全面、直觀，操作簡(jiǎn)便，重復(fù)性高。其中GAS相關(guān)性最好，原因可能是GAS綜合評(píng)估了左心室心肌在各個(gè)方向上的收縮運(yùn)動(dòng)情況，因此該參數(shù)的相關(guān)性較其它參數(shù)更高。

3.4 QRS時(shí)間與心肌運(yùn)動(dòng)不同步的相關(guān)性 本研究結(jié)果顯示，CHF患者的左心室不同步指標(biāo)：Tsr3D-SD、Tsrr-SD、Tsrc-SD、Tsrl-SD及Tsr3D-diff、Tsrr-diff、Tsrcdiff均較對(duì)照組延長(zhǎng)，由此可以發(fā)現(xiàn)CHF患者普遍存在左心室收縮運(yùn)動(dòng)不同步，與機(jī)械運(yùn)動(dòng)不同步并不存在必然的聯(lián)系，即使QRS時(shí)間≤120ms的CHF患者，左心室收縮運(yùn)動(dòng)也存在著一定程度的不同步[5]，分析其原因，正常QRS時(shí)間的CHF患者雖然左心室總電激動(dòng)時(shí)間正常，但其左心室游離壁的電激動(dòng)始于QRS波群終末部分。因此，該部分患者雖然體表心電圖上表現(xiàn)為QRS時(shí)間正常，但實(shí)際上仍然存在部分節(jié)段心肌電激動(dòng)延遲，即“隱匿性電不同步”現(xiàn)象。另一方面，病態(tài)心肌各部分的電活動(dòng)雖然可能處于同步狀態(tài)，但與正常心肌的電-機(jī)械耦聯(lián)不同，其電-機(jī)械偶聯(lián)間期可能大大超過(guò)60ms，即兩者間存在延遲偶聯(lián)。體表心電圖表現(xiàn)為正常時(shí)間的QRS波群，但延遲偶聯(lián)部分的心肌發(fā)生了機(jī)械運(yùn)動(dòng)不同步。由此可見(jiàn)QRS時(shí)間僅能反映心室電活動(dòng)的同步性，而不能精確反映心室機(jī)械活動(dòng)的同步性[6]。Tsr3D-SD、Tsrr-SD、Tsrc-SD、Tsrl-SD及 Tsr3D-diff、Tsrr-diff、Tsrc-diff與QRS時(shí)間有一定的相關(guān)性。之前認(rèn)為QRS時(shí)間越長(zhǎng)，心室不同步就越明顯，但是該指標(biāo)比較籠統(tǒng)，不能詳細(xì)了解室壁運(yùn)動(dòng)不同步情況，3D-STI通過(guò)測(cè)量心室肌各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)情況，可以全面、詳細(xì)地評(píng)價(jià)室壁運(yùn)動(dòng)。CHF1與CHF2組相比：CHF2組的不同步指標(biāo)均較CHF1組延長(zhǎng)，這與之前黃君紅等[7]的研究結(jié)果一致，可能是由于相對(duì)于QRS時(shí)間正常的CHF1組，QRS時(shí)間延長(zhǎng)的CHF2組不但存在心肌自身的病變，同時(shí)伴隨著電生理傳導(dǎo)障礙，導(dǎo)致CHF2組的不同步指標(biāo)進(jìn)一步延長(zhǎng)。

綜上所述，3D-STI能夠準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)CHF患者左心室收縮功能，并能評(píng)價(jià)左心室各節(jié)段、各方向的應(yīng)變值，且對(duì)評(píng)價(jià)CHF患者左心室壁運(yùn)動(dòng)的同步性具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值，操作簡(jiǎn)單方便。但目前該技術(shù)也存在一定的局限性：幀頻較低，僅30幀/s左右，可能對(duì)大幅度快速運(yùn)動(dòng)的心肌遺漏追蹤。另外心力衰竭患者，左心室腔較大，心尖部圓鈍，實(shí)時(shí)3D-STI采集的圖像常常不能包繞整個(gè)心尖，可能導(dǎo)致對(duì)心尖部失追蹤。

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Assessment of left ventricular systolic function and systolic asynchrony by three dimensional speckle-tracking imaging in patients with chronic heart failure

ZHOU Juan,ZHU Wenjun,XU Mingmin,et al.Department of Ultrasonography,Jiaxing First Hospiatal,Jiaxing 314000,China

Objective To assess the left ventricular(LV)function and the motion of left ventricular wall systolic asynchrony in patients with chronic heart failure(CHF)by ultrasound three dimensional speckle-tracking imaging(3D-STI). Methods Sixty one patients with CHF were divided into CHF1 group(QRS＜120ms,n=31)CHF2 group(QRS≥120ms,n=30),53 healthy subjects served as control group.LV 3D full volumetric real-time imaging in a completed cardiac cycle were acquired. The endomyocardial area,radial,circumferential,longitudinal of the peak strain in cardia (GAS,GRS,GCS,GLS)were measured;the time from the onset of QRS complexes to peak strain rate during systole was measured from the endomyocardial area,radial,circumferential,longitudinal of 16 segments in every cardia(Tsrs3d,Tsrsr,Tsrsc,Tsrsl)using ultrasonic 3D STI software.The standard deviation of all above parameters related to heart cycle(Tsrs3d,Tsrsr,Tsrsc,Tsrsl)was calculated (Tsrs3d-SD,Tsrsr-SD,Tsrsc-SD,Tsrsl-SD),and the maximal temporal difference (Tsrs3d-diff,Tsrsr-diff,Tsrsc-diff, Tsrsl-diff)of 16 segments was also calculated as indicators of asynchrony. Results Compared with the controls,the GAS, GRS,GCS,GLS were reduced in the CHF1 and CHF2 groups (all P＜0.01)and were correlated with LVEF(r=-0.857,0.758, -0.808,-0.823);the systolic asynchrony indexes(Tsas-SD,Tsrs-SD,Tscs-SD,Tsls-SD,Tsas-diff,Tsrs-diff,Tscs-diff and Tsls-diff)were significantly higher in the CHF groups(all P＜0.01),and were correlated with QRS(r=0.556,0.581,0.475,0.491, 0.559,0.570,0.360,0.570). Conclusion The LV function is damaged apparently and systolic asynchrony of LV commonly exists in patients with CHF.STI is a potentially useful tool to evaluate the systolic function and systolic asynchrony of the LV wall motion in patients with CHF.

Three dimensional speckle-tracking Heart failure Left ventricular function

2015-11-19）

（本文編輯：馬雯娜）

314000 嘉興市第一醫(yī)院超聲科

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