基于斑點追蹤法的二尖瓣環(huán)位移參數(shù)與Tei指數(shù)評價頓抑心肌犬左室功能的相關分析

楊樂平，孫鵬濤，黃伯湘，陳其城，沈 嬙

(廣東省中醫(yī)院，廣東 廣州 510120)

論 著

基于斑點追蹤法的二尖瓣環(huán)位移參數(shù)與Tei指數(shù)評價頓抑心肌犬左室功能的相關分析

楊樂平，孫鵬濤，黃伯湘，陳其城，沈 嬙

(廣東省中醫(yī)院，廣東 廣州 510120)

目的 評價頓抑心肌犬二尖瓣環(huán)位移(MAD)參數(shù)與左室Tei指數(shù)的相關性。方法 制作冠狀動脈左前降支阻斷后再灌注犬心肌頓抑模型，分為頓抑組(阻斷45 min)和假手術組(不阻斷)，M型超聲測量左室舒張末內(nèi)徑(LVEDD)、左室收縮末內(nèi)徑(LVESD)以及左室射血分數(shù)(LVEF)；于再灌注30 min采集心尖長軸觀動態(tài)圖像，將圖像輸入QLAB8.0工作站，分別獲得EMAD1、EMAD2、EMADm及EMADm%參數(shù)；組織多普勒速度脈沖顯像模式下，獲得側壁二尖瓣環(huán)運動頻譜，并計算Tei指數(shù)。實驗結束后，心肌標本行透射電鏡檢查，分析二尖瓣位移參數(shù)與Tei指數(shù)的相關性。結果 頓抑組EMAD1、EMAD2、EMADm及EMADm%值均低于假手術組(P均<0.01)，二尖瓣環(huán)位移參數(shù)與Tei指數(shù)呈負相關(P<0.01)，EMADm%與Tei指數(shù)相關系數(shù)最高。結論 二尖瓣環(huán)位移參數(shù)能客觀評價犬頓抑心肌的左室收縮功能，與Tei指數(shù)密切相關，兩者聯(lián)合應用可全面評價頓抑心肌犬左室整體功能。

斑點追蹤；二尖瓣環(huán)位移；左室；Tei指數(shù)；頓抑心肌

心肌頓抑是指在心肌短暫缺血后，經(jīng)過再灌注后冠脈血流恢復正常，缺血心肌出現(xiàn)收縮功能障礙延遲恢復的現(xiàn)象。頓抑心肌可出現(xiàn)在多種臨床事件中，如心臟冠脈搭橋術后、心臟介入術后等，其整體心臟功能的恢復與臨床預后密切相關，因此客觀準確檢測頓抑心肌的左室整體功能對于臨床十分重要。二尖瓣環(huán)位移(mitral annular displacement,MAD)是一種評價左室整體收縮功能的新的指標[1]。基于斑點追蹤法MAD能克服傳統(tǒng)M型超聲心動圖法或組織多普勒法的缺點，具有更好的時間分辨率。Tei指數(shù)是一項能夠綜合評價心臟收縮與舒張功能的指標，能客觀評價心肌急性缺血后心臟功能的變化[2]。目前國內(nèi)外關于兩者關系的研究報道較少。本研究建立犬頓抑心肌模型，應用斑點追蹤法MAD參數(shù)和組織多普勒法左室Tei指數(shù)評價左室整體功能并探討兩者相關性，旨在為急性缺血心肌再灌注后左心室整體收縮功能的無創(chuàng)準確評價提供依據(jù)。

1 實驗資料

1.1實驗儀器 Philips iE33彩色多普勒超聲診斷儀，S5-1單晶寬頻探頭，頻率1～5 MHz，幀頻60幀/s。TKR-200C小動物呼吸機(江西特力麻醉呼吸設備有限公司)。Tecnai G2Spirit Twin透射電鏡(美國FEI公司，產(chǎn)地：捷克，中山大學中山醫(yī)學院)。

1.2實驗動物 健康成年比格犬，由廣州醫(yī)藥研究總院有限公司提供(生產(chǎn)許可證號：SCXK粵2008-0007)，體質(zhì)量14.1～16.2(15.5±0.5)kg。

1.3動物模型的制作及分組 動物實驗在廣東省中醫(yī)藥科學研究院動物實驗中心完成。實驗犬術前禁食12 h，常規(guī)胸部及左前肢備皮，開放前肢靜脈通路，首次靜脈給藥丙泊酚5～10 mL，連接靜脈輸液泵，維持10 mL/h?？焖龠M行氣管插管，連接呼吸機控制呼吸(壓力0.05 mPa)，調(diào)節(jié)潮氣量15 mL/kg，呼吸頻譜15次/min。同時連接心電圖，全程監(jiān)測。經(jīng)左側第5肋間隙進胸，切開心包固定于支架上，鈍性分離冠狀動脈左前降支遠段，使完全游離，穿線套入自制血管套索。頓抑組在左前降支遠段結扎45 min，再灌注30 min；假手術組套入血管套索不行冠狀動脈結扎。2組以成功完成6只為目標。冠脈開放前靜脈注射利多卡因2 mg/kg預防心律失常。2組于再灌注30 min時行超聲檢查獲取圖像。

1.4超聲檢查方法 ①采集心尖四腔觀切面，取心率穩(wěn)定的連續(xù)3個心動周期的二維灰階圖像，幀頻60幀/s。原始圖像輸入Qlab8.0工作站，運用TMQ-ADV分析軟件，分別選取二尖瓣環(huán)在室間隔和左室側壁的插入點，然后將另一點固定于心尖內(nèi)膜出作為參考點。軟件自動測出二尖瓣環(huán)相對于參考點的位移(心尖內(nèi)膜處EMAD),包括室間隔瓣環(huán)插入點最大位移(EMAD1)、左心室側壁瓣環(huán)插入點最大位移(EMAD2)、室間隔-側壁瓣環(huán)連線中點的最大位移(EMADm)及其占左心室長徑的百分比(EMADm%)。采集左室長軸觀切面，取心率穩(wěn)定的連續(xù)3個心動周期的二維灰階圖像，M型法測量左室舒張末內(nèi)徑(LVEDD)、左室收縮末內(nèi)徑(LVESD)及左室射血分數(shù)(LVEF)，測量3次并記錄，取均值。②在心尖四腔切面，進入組織多普勒速度脈沖顯像模式，將取樣容積放置于二尖瓣環(huán)側壁點，獲得心尖四腔心切面二尖瓣環(huán)側壁點運動頻譜，測量二尖瓣環(huán)頻譜舒張晚期末點至下一心動周期舒張早期起點的時間間期(a)、收縮峰持續(xù)時間(b)，由此公式(a-b)/b計算得到Tei指數(shù)。

1.5心肌透射電鏡檢查 實驗結束后，過量麻醉處死實驗犬，取下大體心臟標本，冰鹽水洗，取頓抑區(qū)域心肌標本3～4塊，每塊約1 mm×1 m×1 mm，置于2.5%戊二醛固定，行透射電鏡檢查。

2 結 果

2.1大體標本所見 結扎前降支遠段后，左室前壁中部、室間隔前部心肌變?yōu)榘导t色，局部心肌收縮幅度減低，再灌注30 min后，心肌顏色較再灌注前恢復，心肌收縮幅度仍未恢復。

2.2透射電鏡所見 頓抑組心肌細胞間和細胞內(nèi)水腫，部分肌絲斷裂扭曲，線粒體腫脹并脫顆粒，見圖1。假手術組心肌細胞結構正常，內(nèi)部超微結構保存完整，肌節(jié)清晰，線粒體結構良好，心肌細胞間連接正常，見圖2。電鏡所示說明頓抑組造模成功。

圖1 頓抑心肌鏡下表現(xiàn)(9 700倍)

圖2 假手術心肌鏡下表現(xiàn)(9 700倍)

2.3超聲心動圖 頓抑組Tei指數(shù)較假手術組增高(P<0.01)；頓抑組EMAD1、EMAD2、EMADm及EMAD%均低于假手術組(P均<0.01)；2組LVEDD、LVESD、LVEF比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表1及圖3及圖4。

2.4相關性分析 EMAD1、EMAD2、EMADm及EMADm%均與Tei指數(shù)有相關性(P均<0.01)，見表2及圖5～8。

3 討 論

在心肌短暫的缺血過程中，從心肌的超微結構層面可觀察到心肌細胞水腫，肌細胞膜和線粒體通透性的增加，但膜結

表1 2組常規(guī)二維超聲指標、二尖瓣環(huán)位移參數(shù)、Tei指數(shù)比較

注：①與假手術組比較，P<0.01。

圖3 頓抑組二尖瓣環(huán)位移曲線

圖4 假手術組二尖瓣環(huán)位移曲線

表2 二尖瓣環(huán)位移參數(shù)與Tei指數(shù)的相關性分析

圖5 Tei指數(shù)與EMAD1變化的直線相關圖

構未發(fā)生嚴重破壞，并保持完整性。在再灌注階段，由于膜的完整保持了心肌細胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，減輕了由氧離子、自由基、鈣超載等對細胞膜的徹底破壞，因此受損傷的心肌功能可出現(xiàn)可逆性恢復[3]。臨床上頓抑心肌可出現(xiàn)在冠脈搭橋術、冠脈PCI術和冠脈溶栓治療等多項事件中，其受損心肌的恢復及心臟整體功能的恢復與患者預后密切相關，因此準確評價頓逆心肌左室整體功能具有重要的臨床意義。Tei指數(shù)由日本學者Tei在1995年提出，也稱為心肌活動指數(shù)，被公認為是可綜合評價心臟整體收縮與舒張功能的指標。近年來隨著超聲技術的進步，基于斑點追蹤的二尖瓣環(huán)位移等系列參數(shù)在評價左心室整體收縮功能中也得到了廣泛的應用[4-5]。

圖6 Tei指數(shù)與EMAD2變化的直線相關圖

圖7 Tei指數(shù)與EMADm變化的直線相關圖

圖8 Tei指數(shù)與EMAD百分比變化的直線相關圖

斑點追蹤技術利用高分辨率、高幀頻的二維圖像，分析二尖瓣環(huán)聲學斑點的運動軌跡，由于不受聲束方向與室壁運動方向夾角的影響，避免了組織多普勒法的角度依賴，故能準確地反映心肌的運動物理特征[6]。此外該項技術對圖像質(zhì)量要求較低，操作和計算時間較短，具有方便、快捷等特點。Black等[7]以核磁共振測量左室射血分數(shù)為金標準，分別用斑點追蹤法測量EMADm、M型超聲心動圖法測量左室射血分數(shù)，評價70個年齡為9周歲健康兒童的左室收縮功能，結果發(fā)現(xiàn)斑點追蹤法(r=0.69，P<0.001)比M型超聲心動圖法(r=0.33，P<0.001)有更強的線性相關。也有研究發(fā)現(xiàn)[8]，在急性心肌梗死患者中二尖瓣環(huán)位移參數(shù)與雙平面Simpson法LVEF有較高的相關性。

Tei指數(shù)作為一個可綜合評價心臟整體收縮與舒張功能的指標，近年來也越發(fā)引起人們的重視。程蕾蕾等[9]對45例不同射血分數(shù)的冠心病患者左室Tei指數(shù)進行測量，發(fā)現(xiàn)冠心病組的Tei指數(shù)均較正常組增高，在冠心病組內(nèi)EF低下組的Tei指數(shù)較EF正常組增高，提示Tei指數(shù)能敏感、簡便評價心臟的整體收縮功能。組織多普勒法Tei指數(shù)由于在同一心動周期測量等容舒張時間和等容舒張時間，避免了連續(xù)多普勒法在不同心動周期測量的影響，提高了測量準確率。

在本研究中，心肌頓抑組雖然均出現(xiàn)左室節(jié)段性室壁運動減低，但由于測量常規(guī)的二維參數(shù)時可能避開了室壁運動減低的區(qū)域，因此在再灌注30 min時，心肌頓抑組與假手術組的LVEDD、LVESD、LVEF等常規(guī)二維超聲數(shù)據(jù)差異均無統(tǒng)計學意義。分析出現(xiàn)陰性結果原因可能為：頓抑心肌犬均出現(xiàn)為節(jié)段性左室壁運動減低，未用實時三維法或雙平面法以減小傳統(tǒng)M型法射血分數(shù)的測量誤差和不準確性。

左心室縱向心肌舒縮產(chǎn)生的左室長軸方向運動在左心泵功能中起重要作用，如果缺少縱向心肌纖維，左室射血分數(shù)僅為30%[10]。MAD值準確地體現(xiàn)了這種左室長軸運動功能，因此心肌處于頓抑狀態(tài)而出現(xiàn)運動功能障礙時，二尖瓣環(huán)位移幅度表現(xiàn)為不同程度減低。在本研究中頓抑組的EMAD1、EMAD2、EMADm及EMAD%均小于假手術組，提示心肌頓抑組的左室整體長軸收縮功能受損,這與其他相關報道結果一致[8，11]。

相關性分析發(fā)現(xiàn),EMAD1、EMAD2、EMADm及EMADm%均與左室Tei指數(shù)有良好的相關性，EMADm%與Tei指數(shù)相關性最高，表明EMADm%更能準確評價心肌缺血再灌注后的左室整體收縮功能。吳衛(wèi)華等[12]以擴張型心肌病患者為研究對象，發(fā)現(xiàn)以胸壁為參考點的MAD1、MAD2、MADm及MADm%與實時三維技術測量左室射血分數(shù)(RT3D-LVEF)相關性好(r=0.78，0.72，0.76，0.78,P均<0.01)，并且在所有二尖瓣環(huán)位移參數(shù)中，MADm%相關性最高，本研究結果與之相近。頓抑心肌由于暫時性的功能障礙，出現(xiàn)局部心肌的收縮功能減低，導致左心室腔內(nèi)壓力達峰時間延長，即等容收縮時間延長，因此Tei指數(shù)增大。MAD1、EMAD2、EMADm均為具體測值，所得實驗數(shù)值沒有標化，指標易受個體差異的影響。而EMAD%則代表了側壁瓣環(huán)與間隔瓣環(huán)中點位置的位移與左室長軸徑的百分比，和Tei指數(shù)一樣代表單位比值，因此在統(tǒng)計學上避免了動物心臟大小、體表面積差異的影響，故EMAD%與Tei指數(shù)相關性最高具有合理性。因此也意味著EMAD%與Tei指數(shù)在評價心臟功能中，不僅可在不同年齡段人群中、不同性別、不同種族中應用，也可在實驗動物與人類之間應用。

但本研究也存在一定的局限性，如樣本量偏小，需要通過更多人群病例和病種深入研究；此外因設備條件受限，缺少實時三維法測量LVEF進行對比研究等，有待下一步完善對本研究的結論做驗證。

綜上所述，通過斑點追蹤法測量二尖瓣環(huán)位移參數(shù)，可準確整體評價犬頓抑心肌的整體收縮功能，與Tei指數(shù)密切相關。同時MAD對圖像質(zhì)量要求低、方便、準確，具有較好的臨床應用前景。Tei指數(shù)作為綜合性的心臟功能指標，由于存在難以區(qū)分收縮功能障礙和舒張功能障礙的缺點，因此二尖瓣環(huán)位移參數(shù)與Tei指數(shù)的聯(lián)合應用將更好地對心肌缺血再灌注后心臟功能做出全面、準確的判斷。

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Analysis of correlation between mitral annular displacement based on speckle tracking imaging and Tei index in evaluation of left ventricular global systolic function of stunned myocardium of beagle dogs

YANG Leping, SUN Pengtao, HUANG Boxiang, CHEN Qicheng, SHEN Qiang

(Guangdong Provincial TCM Hospital, Guangzhou 510120, Guangdong, China)

Objective It is to evaluate the correlation between mitral annular displacement and Tei index in evaluation of stunned myocardium of beagle dogs. Methods Several left anterior descending coronary artery occlusion and reperfusion models of myocardial stunning of beagle dogs were made, and they were assigned into stunned group(blocking for 45min) and sham operation group(without blocking).Left ventricular end-diastolic diameter (LVEDD), left ventricular end-systolic diameter (LVESD) and left ventricular ejection fraction (LVEF) were measured by M-mode echocardiography. Apical long-axis view of a moving images were obtained after 30 min of reperfusion, and the images were input into QLAB8.0 workstation. Thus the parameters, such as EMAD1, EMAD2,EMADm and EMADm% were acquired. Mitral annulus of lateral wall motion frequency spectrum derived from pulse wave Tissue Doppler imaging (PW DTI) was used to obtain Tei Index. After experiment the myocardium specimens were examined by transmission electron microscopy. The correlation between mitral annular displacement and Tei index were analyzed. Results The value of EMAD1,EMAD2,EMADm and EMADm% in stunned group were lower than those in sham operation group(P<0.01). Mitral annular displacement were negatively correlated with Tei index (P<0.01), and there was a highest correlation coefficient between EMADm% and Tei index. Conclusion Mitral annular displacement parameters can evaluate left ventricular global function of stunned myocardium of beagle dogs objectively, and it is closely related to Tei index. The combination of the two indexes can give a comprehensive evaluation of left ventricular global function of stunned myocardium of beagle dogs.

speckle tracking imaging; mitral annular displacement;left ventricular; Tei index; stunned myocardium

楊樂平，女，碩士，主治醫(yī)師，研究方向為超聲診斷。

孫鵬濤，E-mail:sumstao@163.com

廣東省自然科學基金資助項目(S2011010003936)

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.04.001

R445.1

A

1008-8849(2015)04-0343-04

2014-08-15