韓 瑩，敖 夢，3*，王志剛

(1.重慶醫(yī)科大學超聲影像學研究所，重慶 400010；2.重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院超聲科，重慶 400010；3.超聲分子影像重慶市重點實驗室，重慶 400010)

二維斑點追蹤成像技術(shù)評價左心室功能的研究進展

韓 瑩1,2，敖 夢1,2，3*，王志剛1,3

(1.重慶醫(yī)科大學超聲影像學研究所，重慶 400010；2.重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院超聲科，重慶 400010；3.超聲分子影像重慶市重點實驗室，重慶 400010)

左心室功能是心臟整體功能評價的重要組成部分，二維超聲斑點追蹤成像技術(shù)能夠?qū)蝹€像素進行追蹤并獲取其運動軌跡，從而對左心室功能有全方位的認識。目前已有大量的臨床研究肯定了超聲斑點追蹤技術(shù)對左心室功能評價的意義，本文將對此進行綜述。

心室功能，左;二維斑點追蹤成像技術(shù);應變

超聲心動圖對于評價左心室功能具有十分重要的意義。二維斑點追蹤成像技術(shù)是一項新興的成像技術(shù)，與傳統(tǒng)的超聲測量技術(shù)相比，二維斑點追蹤成像技術(shù)能夠?qū)Ω信d趣區(qū)域進行直觀的觀察及追蹤，從而對心肌運動的位移、速度、應變、旋轉(zhuǎn)角度等參數(shù)進行量化，其克服了組織多普勒成像技術(shù)角度依賴性的缺陷，具有其獨特的優(yōu)勢[1]。本文對二維斑點追蹤成像技術(shù)在引起左心室功能改變的疾病中的應用進行綜述。

1 急性心肌梗死

急性心肌梗死是臨床上常見的急性冠狀動脈綜合征，是由于冠狀動脈供血不足而引起的一類以胸痛為主要表現(xiàn)的疾病，其起病急，死亡率高，嚴重危及人類的生命健康。二維斑點追蹤成像技術(shù)可以定量評價心肌梗死患者治療前后左心室功能的變化。武曉鳳等[2]比較了急性心肌梗死患者經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)前后的局部心肌運動，發(fā)現(xiàn)接受急診PCI術(shù)的心肌梗死患者(即發(fā)病24 h內(nèi)行急診冠狀動脈支架植入術(shù))，其缺血節(jié)段心肌收縮期縱向峰值應變、收縮期徑向峰值應變、收縮期圓周峰值應變在行PCI術(shù)前2 h、30 min及術(shù)后30 min、2 h均低于非缺血心肌(P<0.01)，而在PCI術(shù)后12、48 h與非缺血心肌收縮期徑向峰值應變、收縮期圓周峰值應變無明顯差異(P>0.05)，收縮期縱向峰值應變?nèi)缘陀诜侨毖募?P<0.05)?？赡苁怯捎诎l(fā)生心肌梗死時，心肌缺血主要影響心內(nèi)膜面，而心內(nèi)膜面心肌在縱向收縮運動上更占有優(yōu)勢，故收縮期縱向峰值應變較收縮期徑向峰值應變和收縮期圓周峰值應變的受累更敏感。因此及時的急診PCI術(shù)可一定程度延遲恢復左心室局部心肌的運動功能。左心室重構(gòu)是心肌梗死后常見的慢性病理生理過程。Bonios等[3]追蹤心肌梗死患者中發(fā)生左心室重構(gòu)者的一系列指標發(fā)現(xiàn)，左心室重構(gòu)者在心肌梗死早期(第4天)其心尖部圓周應變較后期未發(fā)生心室重構(gòu)者顯著降低(P<0.01)，二維斑點追蹤成像技術(shù)可前瞻性地預測這一變化，從而為臨床預防或延緩患者心室重構(gòu)提供臨床證據(jù)。

2 白大衣高血壓

高血壓是以體循環(huán)動脈壓升高為主要表現(xiàn)的臨床綜合征，可導致心臟發(fā)生一系列結(jié)構(gòu)和功能的變化。既往研究[4-5]常針對血壓明顯升高的患者，而近年來出現(xiàn)了另一種類型的高血壓，即白大衣高血壓。白大衣高血壓是指患者在醫(yī)務人員在場情況下表現(xiàn)為血壓升高，而自行測量或24 h動態(tài)心電圖提示血壓正常。既往認為是由于患者情緒緊張而造成的一過性血壓升高，一般不加以干預。但Tadic等[4]研究發(fā)現(xiàn)，白大衣高血壓患者的左心室整體縱向、圓周應變較血壓正常人群顯著減低，且該值在心內(nèi)膜下心肌與中層心肌中減低更為顯著，而心內(nèi)膜下心肌受影響程度顯著高于中層心肌與心外膜下心肌，但此類患者的傳統(tǒng)二維超聲心動圖檢查大部分表現(xiàn)為正常。表明白大衣高血壓患者左心功能同樣受損，且該損害由心內(nèi)膜層心肌向心外膜層心肌逐漸蔓延，提示白大衣高血壓是處于正常血壓與持續(xù)性高血壓之間的一種中間狀態(tài)，其危害不可忽視。

3 糖尿病

近年來，糖尿病的患病率逐年上升，糖尿病引起的心肌損害主要表現(xiàn)為心肌纖維化、心肌內(nèi)小動脈病變、心肌細胞肥大，并最終引起心臟的病變。Karag?z等[5]對2型糖尿病早期左心室收縮功能正常(即左心室射血分數(shù)>50%)的患者進行研究，發(fā)現(xiàn)其左心室心尖部、基底部旋轉(zhuǎn)角度及左心室整體扭轉(zhuǎn)角度均大于健康對照組，可能因糖尿病早期患者舒張功能降低，為維持機體的正常需求，收縮功能會相應代償性增強。拓勝軍等[6]發(fā)現(xiàn)，射血分數(shù)正常的糖尿病前期患者左心室整體徑向應變及圓周應變與健康人群無明顯差異，而左心室整體縱向應變則顯著降低，證明該值是評估糖尿病前期左心室亞臨床心肌損傷的一個敏感指標。另一項針對1 065例1型糖尿病患者的研究[7]發(fā)現(xiàn)，該類患者左心室整體縱向應變顯著降低，認為這一改變主要歸因于糖尿病微血管病變導致的心肌缺血，另外該研究還發(fā)現(xiàn)左心室整體縱向應變顯著減低的患者其蛋白尿亦呈陽性，而蛋白尿陰性的患者其左心室整體縱向應變與正常人無差異，推測斑點追蹤技術(shù)可用于預估1型糖尿病患者的腎損害。二維斑點追蹤成像技術(shù)還可評價早期妊娠期糖尿病孕婦胎兒及嬰兒心功能變化，李江濤等[8]發(fā)現(xiàn)妊娠期糖尿病孕婦胎兒的側(cè)壁、室間隔的收縮期最大應變率在孕晚期(32～36周)及糖尿病母親嬰兒均顯著減低，而中孕期(20～24周)時舒張期最大應變率已顯著減低，推斷胎兒心室舒張功能的損害早于收縮功能。

4 肥厚性心肌病

肥厚性心肌病是一類全球性疾病，以心肌不對稱性肥厚為特征。心肌纖維化是肥厚性心肌病患者的典型病理改變之一，這一病理變化與患者的臨床表現(xiàn)、治療及預后密切相關(guān)。Zhang等[9]發(fā)現(xiàn)，肥厚性心肌病患者在基底部及心尖部旋轉(zhuǎn)角度、左心室整體扭轉(zhuǎn)角度方面顯著高于健康人群，且在此基礎(chǔ)上還發(fā)現(xiàn)心肌纖維化的肥厚性心肌病患者上述數(shù)值的改變更顯著?？紤]主要原因是心肌纖維化主要發(fā)生于心內(nèi)膜下心肌，造成心內(nèi)膜下心肌缺血從而導致運動相對減弱，而心外膜下心肌便表現(xiàn)出明顯的運動優(yōu)勢。收縮后收縮(postsystolic shortening， PSS)，指發(fā)生于主動脈瓣關(guān)閉之后約100 ms的心肌延遲收縮運動，為一個可出現(xiàn)在正常人以及心臟病患者中的非特異性指標。最近的學說[10-11]認為病理性PSS是來源于心肌對應疾病的發(fā)生所產(chǎn)生的異常收縮反應，該參數(shù)可以用于辨別心肌缺血，并且與心肌缺血的嚴重程度呈正相關(guān)。Yuan等[12]利用二維斑點追蹤技術(shù)研究梗阻性肥厚性心肌病患者發(fā)現(xiàn)，梗阻性肥厚性心肌病患者發(fā)生PSS節(jié)段的數(shù)量及平均值明顯高于正常人，表明梗阻性肥厚性心肌病患者存在不同程度的心肌缺血;而上述患者接受無水乙醇消融術(shù)6個月后，上述指標顯著下降，認為無水乙醇消融手術(shù)對于梗阻性肥厚性心肌病患者有價值。

5 擴張型心肌病

擴張型心肌病是一類以心室擴大、室壁變薄為主要表現(xiàn)的心肌疾病，當病情進展到一定程度患者即出現(xiàn)心力衰竭癥狀。通常患者在就診時常以心力衰竭為主要癥狀。擴張型心肌病最顯著的表現(xiàn)是收縮功能降低。Goebel等[13]研究肯定了舒張功能評價在擴張型心肌病中的重要意義，發(fā)現(xiàn)與擴張型心肌病心力衰竭治療后病情顯著改善的患者(包括無癥狀生存、射血分數(shù)提高)比較，治療無效或效果較差的患者(包括死亡、心臟移植、再入院、射血分數(shù)未顯著提高的患者)，其治療前左心室舒張早期最大應變率顯著減低，因此推斷左心室舒張早期最大應變率可以用于預估擴張型心肌病心力衰竭患者的治療效果。擴張型心肌病另一個典型病理改變是心肌纖維化。Karaahmet等[14]通過測量擴張型心肌病患者心肌各節(jié)段的旋轉(zhuǎn)角度及整體扭轉(zhuǎn)角度發(fā)現(xiàn)擴張型心肌病患者的心肌纖維化與左心室收縮功能有密切聯(lián)系，與未發(fā)生心肌纖維化患者比較，發(fā)生心肌纖維化的患者表現(xiàn)出更高的收縮期基底部旋轉(zhuǎn)角度，而收縮期心尖部旋轉(zhuǎn)角度及左心室整體扭轉(zhuǎn)角度則恰恰相反；心肌纖維化患者中，部分甚至發(fā)生了收縮期心尖部反向旋轉(zhuǎn)(即順時針轉(zhuǎn)向)，而這些患者又表現(xiàn)出了更高的基底部旋轉(zhuǎn)角度及更低的心尖部旋轉(zhuǎn)角度和左心室整體扭轉(zhuǎn)角度，而心尖部心肌纖維化的程度也更廣泛。這一發(fā)生機制目前尚不十分明確，可能是由于擴張型心肌病引起的心肌纖維化最先累及心尖部，而左心室的整體扭轉(zhuǎn)以心尖部的運動占優(yōu)勢，因此表現(xiàn)為以心尖部運動減弱為主要病變的一系列改變。

6 尿毒癥性心肌病

尿毒癥性心肌病是尿毒癥患者最常見的死亡原因之一。Altekin等[15]發(fā)現(xiàn)射血分數(shù)正常(即射血分數(shù)>50%)的腎衰竭患者其收縮期徑向峰值應變、收縮期縱向峰值應變、舒張早期徑向峰值應變率/舒張晚期徑向峰值應變率、舒張早期縱向峰值應變率/舒張晚期縱向峰值應變率較健康對照組降低且差異有統(tǒng)計學意義。表明上述值能夠前瞻性地評估尿毒癥患者的左心室功能；但2組在圓周方向峰值應變方面差異無統(tǒng)計學意義，表明對于終末期腎病患者其縱向和徑向收縮功能受損后仍能維持正常范圍內(nèi)的射血分數(shù)，是因心肌圓周方向收縮功能正常。

7 心肌衰竭患者心臟再同步化治療(cardiac resynchronization therapy， CRT)

重度心力衰竭患者多存在心室收縮不同步，臨床可采用CRT進行治療。夏紀筑等[16]將行CRT后的心力衰竭患者分為有效組(術(shù)后6個月心功能改善1級及1級以上)和無效組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無效組治療前12節(jié)段整體徑向位移平均值、12節(jié)段整體徑向應變平均值明顯的低于有效組，提示上述兩值對CRT的療效有預測價值。Hasselberg等[17]發(fā)現(xiàn)左心室整體縱向應變也具有同樣意義。

8 放化療對心臟功能的影響

放化療是癌癥患者的常見治療方法，不僅能夠?qū)χ委煵课坏哪[瘤組織造成損傷，還會對人體其他的正常組織也有不良反應。Yu等[18]對134例長期行蒽環(huán)類化療和/或縱隔放療的兒童、青少年及年輕成人癌癥患者進行研究，發(fā)現(xiàn)左心室射血分數(shù)、縮短分數(shù)、左心室整體縱向應變分別<55%、27%、 |16|%[19]時，發(fā)現(xiàn)上述患者僅有5.2%和6.0%分別表現(xiàn)為縮短分數(shù)和左心室射血分數(shù)異常，而23.1%患者表現(xiàn)為左心室整體縱向應變<|16|%，且所有左心室整體縱向應變異?；颊咧袃H小部分表現(xiàn)出左心室射血分數(shù)異常；此外還發(fā)現(xiàn)接受縱隔放療的患者其左心室整體縱向應變明顯低于未接受縱隔放療的患者，且左心室整體縱向應變<|16|%的患者是左心室整體縱向應變>|16|%的2倍以上，然而左心室射血分數(shù)和縮短分數(shù)在接受或未接受放療的兩組人群中并無顯著差異。左心室整體縱向應變可評估癌癥患者放、化療術(shù)后對心臟功能的影響。

9 其他

克羅恩病是一種原因不明的慢性腸道炎癥性疾病，通常認為其不會對心臟功能造成損傷，但Kivrak等[20]研究發(fā)現(xiàn)，與正常對照組比較，傳統(tǒng)超聲心動圖正常的克羅恩病患者，其左心室整體縱向應變值顯著減低，表明該病同樣可對心臟造成隱匿性損傷，而二維斑點追蹤技術(shù)則可早期預測這一改變。二維斑點追蹤技術(shù)還可用于評估小兒心臟手術(shù)術(shù)后左心室功能。Perdreau等[21]將先天性心臟病患兒根據(jù)體外循環(huán)中行主動脈橫斷鉗閉術(shù)的時間不同分為3組(1組：<30 min；2組：30～80 min；3組：>80 min)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)后第5天3組患兒的左心室射血分數(shù)無明顯差異，而左心室整體縱向及圓周應變則隨鉗閉時間的增加而逐漸減低，且差異有統(tǒng)計學意義，表明長時間的主動脈鉗閉術(shù)可對心肌造成缺血后的再灌注損傷。

10 二維斑點追蹤技術(shù)的局限性

由于二維斑點追蹤技術(shù)對采集圖像的清晰度要求較高，因此對于肺氣腫、肥胖等心臟圖像質(zhì)量欠缺的患者，該技術(shù)存在一定的局限性。目前新出現(xiàn)的心臟聲學造影及三維斑點追蹤成像技術(shù)能夠彌補以上不足。

總之，二維超聲斑點追蹤技術(shù)作為一項新的超聲定量分析手段可對各種心臟疾病的診斷、治療及預后進行評價，具有廣泛的臨床應用價值。

[1] Helle-Valle T, Crosby J, Edvardsen T, et al. New noninvasive method for assessment of left ventricular rotation: Speckle tracking echocardiography. Circulation, 2005,112(20):3149-3156.

[2] 武曉鳳，李玉宏，邢園園，等.實時三維斑點追蹤顯像檢測急性心肌梗死經(jīng)皮冠狀動脈介入治療后左心室心肌功能延遲恢復.中國醫(yī)學影像學雜志,2014,22(8):577-580.

[3] Bonios MJ, Kaladaridou A, Tasoulis A, et al. Value of apical circumferential strain in the early post-myocardial infarction period for prediction of left ventricular remodeling. Hellenic J Cardiol, 2014,55(4):305-312.

[4] Tadic M, Cuspidi C, Ivanovic B, et al. Influence of White-Coat hypertension on left ventricular deformation 2- and 3-Dimensional speckle tracking study. Hypertension, 2016,67(3):592-596.

[5] Karag?z A, Bezgin T, Kutlutürk I, et al. Subclinical left ventricular systolic dysfunction in diabetic patients and its association with retinopathy: A 2D speckle tracking echocardiography study. Herz, 2015,40(Suppl 3):240-246.

[6] 拓勝軍，高雨潔，井一淑，等.二維斑點追蹤技術(shù)評估糖尿病前期患者左心室亞臨床收縮功能價值.中華實用診斷與治療雜志，2016，30(10)：1025-1027.

[7] Jensen MT, Sogaard P, Andersen HU, et al. Global longitudinal strain is not impaired in type 1 diabetes patients without albuminuria: The thousand & 1 study. JACC Cardiovasc Imaging, 2015,8(4):400-410.

[8] 李江濤，姜新魁，李霞，等.超聲二維斑點追蹤現(xiàn)象技術(shù)評價妊娠期糖尿病孕婦的胎兒心室力學及功能變化的研究.生物醫(yī)學工程與臨床，2015,19(2)：126-130.

[9] Zhang HJ, Wang H, Sun T, et al. Assessment of left ventricular twist mechanics by speckle tracking echocardiography reveals association between LV twist and myocardial fibrosis in patients with hypertrophic cardiomyopathy. Int J Cardiovasc Imaging, 2014,30(8):1539-1548.

[10] Voigt JU, Lindenmeier G, Exner B, et al. Incidence and characteristics of segmental postsystolic longitudinal shortening in normal, acutely ischemic, and scarred myocardium. J Am Soc Echocardiogr, 2003,16(5):415-423.

[11] Eek C, Grenne B, Brunvand H, et al. Postsystolic shortening is a strong predictor of recovery of systolic function in patient with non-ST-elevation myocardial infarction. Eur J Echocardiogr, 2011,12(7):483-489.

[12] Yuan J, Chen S, Qiao S, et al. Characteristics of myocardial postsystolic shortening in patients with symptomatic hypertrophic obstructive cardiomyopathy before and half a year after alcohol septal ablation assessed by speckle tracking echocardiography. PLoS One, 2014,9(6):e99014.

[13] Goebel B, Haugaa KH, Meyer K, et al. Early diastolic strain rate predicts response to heart failure therapy in patients with dilated cardiomyopathy. Int J Cardiovasc Imaging, 2014,30(3):505-513.

[14] Karaahmet T, Gürel E, Tigen K, et al. The effect of myocardial fibrosis on left ventricular torsion and twist in patients with non-ischemic dilated cardiomyopathy. Cardiol J, 2013,20(3):276-286.

[15] Altekin RE, Kucuk M, Yanikoglu A, et al. Evaluation of the left ventricular regional function using two-dimensional speckle tracking echocardiography in patients with end-stage renal disease with preserved left ventricular ejection fraction. Acta Cardiologica, 2012,67(6):681-691.

[16] 夏紀筑，孔葳，王慶慶，等.斑點追蹤顯像技術(shù)對心力衰竭患者心臟再同步化治療效果的評價.實用醫(yī)學雜志，2014，30(14)：2258-2260.

[17] Hasselberg NE, Haugaa KH, Bernard A, et al. Left ventricular markers of mortality and ventricular arrhythmias in heart failure patients with cardiac resynchronization therapy. Eur Heart J Cardiovasc Imaging, 2016,17(3):343-350.

[18] Yu AF, Raikhelkar J, Zabor EC, et al. Two-dimensional speckle tracking echocardiography detects subclinical left ventricular systolic dysfunction among adult survivors of childhood, adolescent, and young adult cancer. Biomed Res Int, 2016,2016:9363951.

[19] Reckefuss N, Butz T, Horstkotte D, et al. Evaluation of longitudinal and radial left ventricular function by two-dimensional speckle-tracking echocardiography in a large cohort of normal probands. Int J Cardiovasc Imaging, 2011,27(4):515-526.

[20] Kivrak T, Sunbul M, Cincin A， et al. Two-dimensional speckle tracking echocardiography is useful in early detection of left ventricular impairment in patients with Crohn's disease. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2016,20(15):3249-3254.

[21] Perdreau E, Séguéla PE, Jalal Z, et al. Postoperative assessment of left ventricular function by two-dimensional strain (speckle tracking) after paediatric cardiac surgery. Arch Cardiovasc Dis, 2016,109(11):599-606.

Research progresses of two-dimensional speckle tracking imaging in assessment of left ventricular function

HANYing1,2,AOMeng1,2,3*,WANGZhigang1,3

(1.InstituteofUltrasoundImaging,ChongqingMedicalUniversity,Chongqing400010,China; 2.DepartmentofUltrasonography,theSecondAffiliatedHospitalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing400010,China;3.ChongqingKeyLaboratoryofUltrasoundMolecularImaging,Chongqing400010,China)

Assessment of left ventricular function is an important part of the function of whole cardiac. Two-dimensional speckle tracking imaging technology can track single pixel and get its trajectory, thus we can fully knowledge the function of left ventricular. At present, a large number of clinical studies have confirmed the significance of two-speckle tracking imaging in the evaluation of left ventricular function, and the details were reviewed in this article.

Ventricular function, left; Two-dimensional speckle tracking imaging; Strain

國家自然科學基金(81501482)。

韓瑩(1991—)，女，重慶人，在讀碩士。研究方向：心臟超聲。E-mail: 1280328526@qq.com

敖夢，重慶醫(yī)科大學超聲影像學研究所，400010；重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院超聲科，400010；超聲分子影像重慶市重點實驗室，400010。E-mail: 25528869@qq.com

2017-03-20

2017-05-01

R540.45; R541

A

1672-8475(2017)07-0448-04

10.13929/j.1672-8475.201703032