超聲心動圖評估左心室收縮同步性研究的新進展

鐘舒文(綜述)，張玉奇(審校)

(上海交通大學醫(yī)學院附屬上海兒童醫(yī)學中心小兒心內(nèi)科，上海 200127)

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超聲心動圖評估左心室收縮同步性研究的新進展

鐘舒文△(綜述)，張玉奇※(審校)

(上海交通大學醫(yī)學院附屬上海兒童醫(yī)學中心小兒心內(nèi)科，上海 200127)

心臟運動的同步性是指心臟的正常起搏、興奮、傳導,從而完成規(guī)律的收縮和舒張活動。各種類型的心臟病均會導致心室運動的電-機械不同步，傳統(tǒng)評價心室心肌運動同步性方法是測量心電圖上QRS波的寬度，但QRS波僅僅是電活動參數(shù),QRS寬度不能反映心肌機械運動的不同步[1]。左心室的同步性是心力衰竭(心衰)患者心臟再同步治療(cardiac resynchronization therapy，CRT)效果的重要預測指標。超聲心動圖操作簡單，無創(chuàng)傷，直觀，重復性佳，是評價心室機械不同步的主要方法，現(xiàn)對超聲技術(shù)評價左心室收縮同步性的新進展綜述如下。

1M型超聲

M型超聲心動圖中時間位置曲線可對心臟結(jié)構(gòu)與運動變化進行定量分析。M型超聲測得的室間隔-左心室后壁收縮延遲時間是CRT后長期預后改善的重要指標[2]。受采樣線角度的限制，傳統(tǒng)的M型超聲無法同時比較左心室各節(jié)段的同步性。全方向M型超聲克服了聲束方向限制,可在同一時間內(nèi)檢測左心室任意節(jié)段的室壁活動,但其結(jié)果依賴二維圖像的質(zhì)量，心內(nèi)膜若顯示不清晰可影響全方向M型超聲的結(jié)果[3]。

2組織多普勒顯像

組織多普勒顯像以多普勒技術(shù)為基礎(chǔ),提取心肌運動低速、高振幅的頻移信號進行分析,可有效評價左心室心肌運動的同步性?；诮M織多普勒有多種評價同步性的超聲方法，具體如下。

2.1組織速度顯像組織速度顯像采用彩色編碼來表示心肌組織運動的速度和方向，即運動背離探頭時編碼為藍色，朝向探頭時編碼為紅色。定量組織速度顯像是在此基礎(chǔ)上定量得到心肌組織運動的速度-時間曲線，其常用參數(shù)為左心室各節(jié)段的速度收縮達峰時間最大差值和標準差。

Yu等[1]將左心室12節(jié)段速度達峰時間標準差定義為收縮的不同步指數(shù),該指數(shù)越高則同步性越差；不同步指數(shù)>32.6 ms可初步判斷患者對雙心室起搏是否有反應(yīng)，預判患者對CRT的治療效果。Bader等[4]將前壁、下壁、后間隔及側(cè)壁的4個基底段中任意2個節(jié)段的收縮達峰時間>40 ms定義為不同步,通過檢測室內(nèi)和室間同步運動可預測心衰的預后?；偃A等[5-6]研究發(fā)現(xiàn)，心衰患者存在心室內(nèi)和心室間機械不同步可影響二尖瓣環(huán)運動的速度，不同步運動最終導致心功能降低。

Notabartolo等[7]將峰值流速差定義為左心室任意6個心肌節(jié)段之間達峰值流速的最大時間差，該參數(shù)在CRT患者的篩選上優(yōu)于傳統(tǒng)參數(shù)，峰值流速差>110 ms預測CRT后療效的靈敏度為97%，特異度為55%。

2.2組織追蹤成像(tissue tracking imaging，TTI)TTI以7種彩色編碼顯示心肌各節(jié)段縱向的位移變化，紅色最低為零位移，藍色最高為12 mm。TTI主要評價指標為最大位移和位移達峰時間[8]。

姜艷娜等[8]研究發(fā)現(xiàn),正常人TTI顯示心肌收縮期位移由心底至心尖遞減，顏色鮮艷、層次分明,各節(jié)段達到收縮峰值的運動一致；心衰患者TTI彩色無明顯層次感,以紅、黃為主(提示低位移值)，節(jié)段收縮出現(xiàn)明顯的不同步。Sogaard等[9]提出，左心室縱向延遲收縮可預測CRT的長期療效，該數(shù)值比例≥30%可預測CRT術(shù)后的心功能改善及心室重構(gòu)逆轉(zhuǎn)。張生光等[10]研究發(fā)現(xiàn)，TTI測定的心肌運動異常節(jié)段與冠狀動脈造影證實的病變部位一致，TTI的最大位移可準確地評估冠心病患者室壁的異常運動。

2.3應(yīng)變率成像應(yīng)變率成像技術(shù)用百分數(shù)來表示各節(jié)段相對于原始長度的縮短和拉長，不受心臟擺動和牽拉影響。常規(guī)測定參數(shù)為收縮期峰值應(yīng)變、應(yīng)變達峰時間、收縮期峰值應(yīng)變率和應(yīng)變率達峰時間。

應(yīng)變率成像在同步化治療中的應(yīng)用存在爭議。Yu等[11]研究指出，應(yīng)變率成像不能預測心室的逆轉(zhuǎn)重構(gòu)，而組織多普勒顯像所得到收縮期峰值速度時間的標準差在評價逆轉(zhuǎn)左心室重構(gòu)方面更有價值。而其他學者則認為，應(yīng)變率成像在評估心肌收縮的同步性中具有重要作用[12-14]。Dohi等[12]分析心衰患者的心肌徑向運動，并將心室不同步定義為室間隔與左心室后壁的峰值徑向應(yīng)變時間差≥130 ms，該指標預示CRT后每搏輸出量有即刻改善，靈敏度和特異度分別為95%和88%。

陳金玲等[13]研究發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，肥厚型心肌病患者收縮期峰值應(yīng)變率顯著降低,應(yīng)變率達峰時間變異顯著增大。任敏等[14]研究發(fā)現(xiàn)，用應(yīng)變率成像技術(shù)可準確、定量評價冠狀動脈旁路移植前后左心室局部形變及同步性。

2.4組織同步化成像組織同步化成像通過對達峰值速度的時間進行彩色編碼，綠色(達峰值時間20～150 ms,正常)、黃色(達峰時間150～300 ms,延長)和紅色(達峰值時間300～500 ms，重度延長)。定量評價指標為各段的峰值收縮速度和達峰值時間。

姜艷娜等[15]研究發(fā)現(xiàn),正常人收縮期整個左心室運動顯示為均一的綠色，心衰患者的室壁節(jié)段顯示為黃色或紅色，其12節(jié)段的收縮期達峰值時間、達峰值時間的標準差均較正常人明顯延長。Goresan等[16]研究29例心衰患者在雙室起搏裝置前后的心功能，發(fā)現(xiàn)前間隔和后壁節(jié)段的達峰值時間差值>65 ms預判CRT術(shù)后短期療效的靈敏度為87%，特異度為100%。

組織多普勒各項技術(shù)主要的局限性是受到超聲聲束和運動角度的影響，不能對聲束夾角過大的節(jié)段(如長軸的心尖段和短軸各節(jié)段)的運動進行測量。組織多普勒技術(shù)在一幅二維圖像上無法同時顯示左心室的所有節(jié)段，故需要多個切面進行分析，分析過程較復雜，時間較長，可能導致一定的誤差。

3實時三維超聲心動圖

實時三維超聲心動圖(real-time three dimensional echocardiography,RT-3DE)以全容積成像方式像測量左心室容量，根據(jù)節(jié)段容積-時間變化曲線的離散度定量左心室內(nèi)的不同步，測量各節(jié)段的容積達峰時間標準差和最大時差[17]。

Kapetanakis等[18]提出，用RT-3DE技術(shù)計算收縮期不同步性指數(shù)，該指數(shù)越高表示心室運動越不同步。患有心血管疾病而射血分數(shù)正常的患者不同步指數(shù)與正常人相比差異無統(tǒng)計學意義,而隨著心功能惡化，不同步指數(shù)也相應(yīng)升高，接受CRT后顯著降低。Ho等[17]研究發(fā)現(xiàn)，RT-3DE可有效檢測出Fontan術(shù)后患兒的心肌收縮不同步，收縮不同步可造成整體心功能低下。此外，RT-3DE還可通過牛眼圖定量分析整體和局部室壁運動變化，直觀地反映心室的不同步[19]。

RT-3DE在臨床應(yīng)用中最主要的缺陷為三維超聲圖像的分辨力低于二維圖像，三維圖像易出現(xiàn)圖像質(zhì)量不佳而無法準確識別；此外三維采樣時受呼吸、心律失常及心臟移位影響，造成圖像重組時拼接錯位。

4二維斑點追蹤技術(shù)

二維斑點追蹤技術(shù)(2-dimensional speckle tracking imaging,2D-STI)以二維灰階圖像為基礎(chǔ)，自動追蹤感興趣區(qū)內(nèi)心肌組織的信號，計算心肌形變程度，斑點追蹤技術(shù)克服了傳統(tǒng)的組織多普勒技術(shù)的缺點，不受聲束方向與室壁運動方向夾角的影響，除了縱向運動，還可以有效評價徑向和環(huán)向心肌運動的協(xié)調(diào)性[20]。

2D-STI相關(guān)參數(shù)包括心肌運動速度、位移、應(yīng)變和扭轉(zhuǎn)運動的達峰時間。Helle-valle等[21]通過13只犬的動物實驗，證明2D-STI可準確地測量左心室的扭轉(zhuǎn)角度和達峰時間，與聲納微測量方法有較好的相關(guān)性。Vannan等[22]研究左心室傳導阻滯的心衰患者在雙心室起搏前后的心功能，發(fā)現(xiàn)常規(guī)組織多普勒只能測量長軸節(jié)段的運動，而2D-STI不但能評價室壁縱向的同步性，還能對心肌徑向的同步性進行定量評估，準確判斷患者術(shù)后心功能的變化。Friedberg等[23]研究發(fā)現(xiàn)，用2D-STI檢測擴張型心肌病的同步性顯著低于正常兒童。2D-STI在臨床應(yīng)用中最重要的問題是該技術(shù)只能提供二維平面上的運動信息,不能全面真實地反映心肌的三維運動情況。

5三維超聲斑點追蹤技術(shù)

三維斑點追蹤成像技術(shù)(3-dimensional speckle tracking imaging,3D-STI)是一項新技術(shù)，結(jié)合了RT-3DE和斑點追蹤技術(shù)，在三維立體空間內(nèi)追蹤心肌的運動。3D-STI主要評價指標為應(yīng)變達峰值時間最大差值和應(yīng)變達峰值時間的標準差等參數(shù)來定量評價[24]。

Tanaka等[24]采用3D-STI從徑向應(yīng)變角度分析了室壁運動的不同步性，發(fā)現(xiàn)CRT患者的非同步性遠高于正常人，3D-STI可有效定位室壁最遲激動節(jié)段，在評價CRT效果方面具有重要意義。Kang等[25]對擴張型心肌病合并左束支傳導阻滯的患者CRT治療研究，發(fā)現(xiàn)擴張型心肌病患者三維應(yīng)變明顯降低,三維應(yīng)變的達峰時間標準差和16個節(jié)段達到心室最小容積的時間明顯增加,CRT后患者的三維應(yīng)變和非同步性指數(shù)均有顯著改善。Thebault等[26]研究接受CRT患者心室的同步性，發(fā)現(xiàn)雙腔起搏患者的縱向及徑向應(yīng)變絕對值均大于右心室起搏患者，且各節(jié)段到達收縮期峰值應(yīng)變時間的標準差也小于右心室起搏患者。面積應(yīng)變不同步指數(shù)是3D-STI的最新參數(shù)，反映峰值收縮面積應(yīng)變與收縮末面積應(yīng)變差值的指標，顯示環(huán)向及縱向的不同步性及殘余心內(nèi)膜的收縮性[27]，Tatsumi等[27]研究認為該指數(shù)為3.8%是提示患者術(shù)后對CRT良好反映的指標,靈敏度為78%，特異度為100%。

6結(jié)語

心肌運動同步性的準確評估是選擇治療CRT和評估CRT效果的重要指標，組織多普勒顯像、RT-3DE、2D-STI和3D-STI等均為CRT提供評價的客觀依據(jù)。傳統(tǒng)的心血管造影系有創(chuàng)性檢查，而磁共振檢查因費用昂貴、耗時較長、噪聲較大等缺點，臨床應(yīng)用受限。超聲心動圖以其操作方便、重復性佳、無創(chuàng)傷性等優(yōu)點，為心室機械不同步的診斷提供了客觀依據(jù)，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。

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摘要：心室運動的機械不同步在各種類型的心臟病中很普遍，而心臟再同步化治療可改善同步性。組織多普勒顯像、實時三維超聲心動圖、二維斑點追蹤顯像和三維超聲斑點追蹤技術(shù)可準確檢測左心室的同步性，預測心臟再同步化治療的效果。超聲心動圖具有無創(chuàng)傷、操作簡便、費用少等優(yōu)點，是評價左心室機械同步性的主要方法，可部分取代創(chuàng)傷性的心血管造影檢查及昂貴的磁共振檢查，減少患者的痛苦、減輕患者家屬的經(jīng)濟負擔，有廣闊的臨床應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：同步性；組織多普勒顯像；實時三維超聲心動圖；二維斑點追蹤顯像

Recent Progress in Echocardiography for Assessment of Ventricular Systolic SynchronicityZHONGShu-wen,ZHANGYu-qi.(DepartmentofPediatricCardiology,ShanghaiChildren′sMedicalCenter,ShanghaiJiaotongUniversitySchoolofMedicine,Shanghai200127,China)

Abstract:Prevalent in various kinds of heart diseases, ventricular mechanical dyssynchrony could be improved owing to cardiac resynchronization therapy.Tissue Doppler imaging, real-time three dimensional echocardiography,two-dimensional speckle tracking imaging and three-dimensional speckle tracking imaging are able to provide accurate evaluation of left ventricular synchronicity and predict response to cardiac resynchronization therapy.Due to its noninvasive measurements,convenient operation and low cost,echocardiography is rapidly emerging as a significant tool to assess ventricular mechanical synchronicity.Partially taking place of the invasive procedure in catherization and expensive equipment of magnetic resonance imaging,echocardiography seems to be a promising method in the clinical settings,as it contributes to relieved pain of patients as well as reduced cost of the patients′ family.

Key words:Systolic synchronicity; Tissue Doppler imaging; Real-time three dimensional echocardiography; Two-dimensional speckle tracking imaging

收稿日期：2014-04-08修回日期：2014-08-14編輯：相丹峰

基金項目：上海市高校青年教師培養(yǎng)資助計劃(jdy11023)；上海市教育委員會科研創(chuàng)新項目(13ZZ081)

中圖分類號:R541.6;R445.1
doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.05.036

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)05-0865-04