二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓患者左心室心內(nèi)膜下心肌收縮功能

劉　泳，羅　楠，王詒焓

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二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓患者左心室心內(nèi)膜下心肌收縮功能

劉泳1a，羅楠1b，王詒焓2

目的：應(yīng)用二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)監(jiān)測(cè)原發(fā)性高血壓患者左心室心內(nèi)膜下心肌應(yīng)變，探討其變化規(guī)律及臨床意義。方法：選擇原發(fā)性高血壓患者73例，依據(jù)左心室心肌質(zhì)量指數(shù)，將其分為無(wú)左心室肥厚組（NH）33例和左心室向心性肥厚組（CH）40例，并與正常對(duì)照組40例進(jìn)行比較。應(yīng)用二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)分別測(cè)量左心室整體收縮期縱向峰值應(yīng)變（GLPSSa）、心內(nèi)膜下心肌的收縮期縱向峰值應(yīng)變（GLPSSi）、左心室整體收縮期徑向峰值應(yīng)變（GRPSSa）、心內(nèi)膜下心肌的收縮期徑向峰值應(yīng)變（GRPSSi）。結(jié)果：與正常對(duì)照組比較，NH組和CH組的GLPSSa、GLPSSi均降低（均P＜0.05）。NH組的GRPSSa與正常對(duì)照組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；GRPSSi也升高且差異顯著（P＜0.01），CH組的GRPSSa、GRPSSi均降低且差異顯著（P＜0.01）。結(jié)論：二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)能夠準(zhǔn)確、客觀地評(píng)價(jià)不同程度高血壓患者左心室心內(nèi)膜下心肌應(yīng)變的變化；原發(fā)性高血壓患者心內(nèi)膜下心肌收縮功能改變?cè)缬谛募∪珜印?/p>

超聲心動(dòng)描記術(shù)；二維斑點(diǎn)追蹤；高血壓；心室功能，左

［Abstract］Objective：To assess the change of left ventricular inner-half layer myocardium strain in primary hypertension patients using two-dimensional speckle tracking imaging，to investigate its change regulation and clinical significance.Methods：We chose 73 patients with primary hypertension，then divided them into two groups due to the left ventricular mass index（LVMI），one group was 33 cases without left ventricular hypertrophy（NH），the other group was 40 cases with left ventricular concentric hypertrophy（CH）.And then chose 40 volunteers as control group.Use two-dimensional speckle tracking imaging to record the global peak systolic longitudinal strain of the whole layer myocardium（GLPSSa）andtheinner-half layer myocadium （GLPSSi），the global peak systolic radial strain of the whole layer myocardium（GRPSSa）and the inner-half layer myocadium （GRPSSi）.Results：Compared with the control group，the GLPSSa、GLPSSi of NH and CH group decreased and had statistical significance（P＜0.05）.Compared with the control group，the GRPSSa of NH group increased but had no statistical significance （P＞0.05），but the GRPSSi of NH group significantly increased and had statistical significance（P＜0.01）.The GRPSSa and GRPSSi of CH group were both significantly decreased and had statistical significance（P＜0.01）.Conclusion：Two-dimensional speckle tracking imaging can assess the change of left ventricular inner-half layer myocardial strain in different degrees of primary hypertension patients accurately and objectively.The systolic function of left ventricular inner-half layer myocardial changes earlier than the whole layer myocardium.

［Key words］Echocardiography；Two-dimensional strain；Hypertension；Ventricular function，left

近年來(lái)高血壓的發(fā)生率呈逐年升高的趨勢(shì)，青島地區(qū)60歲以上居民高血壓的患病率已高達(dá)64.86%（其中男性為62.75%，女性為66.54%）［1］。高血壓對(duì)于心臟的影響主要表現(xiàn)為左心室肥厚、增大，其中左心室肥厚已被廣泛認(rèn)可為心臟對(duì)后負(fù)荷的增加適應(yīng)的一個(gè)重要過程［2］。二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)是一種能夠直接評(píng)估左心室局部心肌形變的新技術(shù)，它能夠識(shí)別并追蹤心肌聲學(xué)斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析其各方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，不受周圍組織牽拉的影響。本研究旨在運(yùn)用二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓患者左心室心內(nèi)膜下心肌應(yīng)變改變，探討其變化規(guī)律及臨床意義，以指導(dǎo)臨床提前干預(yù)治療。

1　資料與方法

1.1一般資料依據(jù)世界衛(wèi)生組織國(guó)際高血壓學(xué)會(huì)（World Health Organization-International Society of Hypertension，WHO-ISH）指南，選擇收縮壓≥140mmHg （1 mmHg=0.133 kPa）和（或）舒張壓≥90 mmHg的原發(fā)性高血壓患者73例，其中男39例，女34例；年齡38～75歲，平均（52±12）歲。除外繼發(fā)性高血壓、心律失常、心肌病、先天性心臟病、輕度以上二尖瓣和（或）主動(dòng)脈瓣反流、糖尿病等可能影響左心室功能的疾病。按照左心室心肌質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index，LVMI）和相對(duì)室壁厚度（relative wall thickness，RWT）將以上患者分為2組：左心室向心性肥厚組（CH組）40例：男性LVMI≥116 g/m2、女性LVMI≥109 g/m2，RWT≥0.42［3］；其中男19例，女21例；年齡38～75歲，平均（54±10）歲。無(wú)左心室肥厚組（NH組）33例：男性LVMI＜116 g/m2、女性LVMI＜109 g/m2，RWT＜0.42；其中男20例，女13例；年齡39～70歲，平均（51±9）歲。另選年齡和性別匹配且經(jīng)實(shí)驗(yàn)室、心電圖、超聲心動(dòng)圖檢查無(wú)異常者40例作為對(duì)照組，其中男18例，女22例；年齡28～67歲，平均（49±11）歲。

1.2儀器與方法使用GE Vivid 7彩色多普勒超聲診斷儀，配有M4S探頭，探頭頻率1.7～3.4 MHz。受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步連接心電圖，首先行常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查，在二尖瓣腱索水平M型切面上測(cè)量舒張末左心室內(nèi)徑（LVIDd）、舒張末室間隔厚度（IVSd）、舒張末左心室后壁厚度（LVPWd）、心率、左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）。應(yīng)用公式：LVMI=左心室心肌質(zhì)量/體表面積；左心室心肌質(zhì)量=0.8× 1.04×［（LVIDd+IVSd+LVPWd）3-LVIDd3］+0.6；體表面積=0.006 1×身高（cm）+0.012 8×體質(zhì)量（kg）-0.152 9；RWT=（IVSd+LVPWd）/LVIDd［4］；計(jì)算LVMI 與RWT。采集心尖四腔心切面、心尖兩腔心切面、心尖部左心室長(zhǎng)軸切面及胸骨旁乳頭肌水平短軸切面的二維灰階動(dòng)態(tài)圖像，要求幀頻為40～90幀/s，每幅圖像采集3個(gè)心動(dòng)周期，將圖像脫機(jī)存儲(chǔ)后導(dǎo)入E-choPAC工作站進(jìn)行處理分析，根據(jù)心電圖確定主動(dòng)脈瓣關(guān)閉線（AVC），在收縮末描記心內(nèi)膜。調(diào)節(jié)ROI包繞全層心肌可獲得左心室整體的應(yīng)變曲線，調(diào)節(jié)ROI包繞內(nèi)1/2層心肌可獲得左心室整體心內(nèi)膜下心肌的應(yīng)變曲線［5］（圖1）。將心尖四腔心切面、心尖兩腔心切面、心尖部左心室長(zhǎng)軸切面3個(gè)切面的整體縱向收縮期峰值應(yīng)變平均即可得到左心室整體收縮期縱向峰值應(yīng)變（GLPSSa）和心內(nèi)膜下心肌的收縮期縱向峰值應(yīng)變（GLPSSi）。由胸骨旁乳頭肌水平短軸切面的分析曲線可測(cè)得6個(gè)室壁的收縮期徑向峰值應(yīng)變，取其平均值作為左心室整體收縮期徑向峰值應(yīng)變（GRPSSa）和心內(nèi)膜下心肌的收縮期徑向峰值應(yīng)變（GRPSSi）。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析應(yīng)用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以±s表示，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.4觀察者內(nèi)及觀察者間差異性比較隨機(jī)選取10例圖像，由2位觀察者在上次測(cè)量結(jié)果、組別未知的前提下，各自分別測(cè)量2次。對(duì)同一檢查者的2次測(cè)量結(jié)果（間隔時(shí)間2周）及2位觀察者對(duì)同一例超聲圖像測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，計(jì)算差值率（2次測(cè)量結(jié)果的差值/2次測(cè)量結(jié)果的平均數(shù)），應(yīng)用配對(duì)t檢驗(yàn)分析其差異性［6］。

表1　對(duì)照組、NH組、CH組臨床資料比較（±s）

表1　對(duì)照組、NH組、CH組臨床資料比較（±s）

注：NH組，無(wú)左心室肥厚組；CH組，左心室向心性肥厚組；IVSd，舒張末期室間隔厚度；LVPWd，舒張末期左心室后壁厚度；LVIDd，舒張末期左心室內(nèi)徑；RWT，左心室相對(duì)室壁厚度；LVMI，左心室心肌質(zhì)量指數(shù)；LVEF，左心室射血分?jǐn)?shù)。+，與對(duì)照組比較，P＜0.01；Δ，與NH組比較，P＜0.01。

組別　例數(shù)　男（例）　女（例）　年齡（歲）　心率（次/min）　收縮壓（mmHg）　舒張壓（mmHg）對(duì)照組　40　18　22　49±11　70±9　118±10　71±8 NH組　33　20　13　51±9　71±13　148±9+　99±8+CH組　40　19　21　54±10　74±10　151±12+　　98±10+F值/χ2值　χ2=1.98　2.48　1.51　118.28　126.96 P值　0.37　0.09　0.22　 0.00　 0.00組別　例數(shù)　LVIDd（mm）　IVSd（mm）　LVPWd（mm）　RWT（mm）　LVMI（g/m2）　LVEF（%）對(duì)照組　40　43.1±5.3　8.3±1.3　7.1±1.2　0.38±0.04　62.7±10.3　67.1±4.2 NH組　33　44.7±4.4　10.2±1.0+　8.9±1.1+　0.39±0.05　82.3±12.6+　66.8±4.0 CH組　40　45.5±5.2　 12.3±1.1+Δ　11.8±1.1+Δ　0.49±0.04+Δ　　128.5±14.0+Δ　66.3±3.7 F值　2.36　121.38　173.77　77.7　295.93　0.41 P值　0.10　 0.00　 0.00　 0.00　 0.00　0.66

2　結(jié)果

2.1一般資料比較（表1）對(duì)照組和NH、CH組之間的年齡、性別構(gòu)成比、心率差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。與對(duì)照組相比，NH和CH組的收縮壓和舒張壓均升高（均P＜0.01）。與NH組比較，CH組收縮壓和舒張壓差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。與對(duì)照組比較，NH組的IVSd、LVPWd、LVMI均升高 （均P＜0.05）。CH組的IVSd、LVPWd、RWT、LVMI亦均增高（P＜0.05）。與NH組相比較，CH組IVSd、LVPWd、RWT、LVMI均升高（均P＜0.01）。對(duì)照組、NH組、CH組間LVIDd、LVEF差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.2左心室整體縱向收縮功能的比較（表2）與對(duì)照組比較可見，NH組和CH組的GLPSSa、GLPSSi均降低（均P＜0.05）。與NH組比較，CH組的GLPSSa、GLPSSi降低（P＜0.01）。3組的GLPSSi均高于GLPSSa （P＜0.05）。

表2　對(duì)照組、NH組、CH組心肌GLPSSa與GLPSSi比較（±s）　%

表2　對(duì)照組、NH組、CH組心肌GLPSSa與GLPSSi比較（±s）　%

注：GLPSSa，左心室整體收縮期縱向峰值應(yīng)變；GLPSSi，心內(nèi)膜下心肌的收縮期縱向峰值應(yīng)變。#，與對(duì)照組比較，均P＜0.05；+，與對(duì)照組比較，均P＜0.01；Δ，與NH組比較，均P＜0.01。

組別　GLPSSa　GLPSSi對(duì)照組　-21.2±3.4　-26.2±4.3 NH組　-18.9±3.6#　-21.4±4.9+CH組　-16.0±4.1+Δ　-18.2±5.3+ΔF值　19.63　27.55 P值　0.00　0.00

2.3左心室整體徑向收縮功能的比較（表3）與對(duì)照組比較，NH組GRPSSi升高（P＜0.01），CH組的GRPSSa、GRPSSi均降低（均P＜0.01）。與NH組比較，CH組的GRPSSa、GRPSSi均顯著降低（均P＜0.01）。除CH組GRPSSi低于GRPSSa外，對(duì)照組、NH組的GRPSSi均高于GRPSSa（均P＜0.05）。

表3　對(duì)照組、NH組、CH組心肌GRPSSa 與GRPSSi比較（±s）　%

表3　對(duì)照組、NH組、CH組心肌GRPSSa 與GRPSSi比較（±s）　%

注：GRPSSa，左心室整體收縮期徑向峰值應(yīng)變；GRPSSi，心內(nèi)膜下心肌的收縮期徑向峰值應(yīng)變。+，與對(duì)照組比較，均P＜0.01；Δ，與NH組比較，均P＜0.01。

組別　GRPSSa　GRPSSi對(duì)照組　52.5±8.6　61.5±8.1 NH組　56.2±9.0　73.1±9.4+CH組　41.4±9.8+Δ　38.6±10.7+ΔF值　26.62　127.85 P值　0.00　0.00

2.4觀察者內(nèi)及觀察者間差異性比較（表4）同一觀察者間隔2周及2位觀察者所測(cè)得的應(yīng)變差值率均＜5%。用配對(duì)t檢驗(yàn)比較同一觀察者間隔2周時(shí)間及2位觀察者的測(cè)量結(jié)果，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

表4　觀察者內(nèi)及觀察者間差異性比較

圖1　男，46歲，左心室徑向應(yīng)變曲線圖　圖1a　左心室向心性肥厚組（CH組）左心室心肌全層徑向應(yīng)變曲線（ROI包繞心肌全層）　圖1b　CH組左心室心內(nèi)膜下心肌徑向應(yīng)變曲線（ROI包繞心肌內(nèi)1/2層）

3　討論

二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)是一種能夠?qū)π募」δ苓M(jìn)行定量分析的新技術(shù)。斑點(diǎn)是一種在灰階圖像中出現(xiàn)的自然聲學(xué)標(biāo)記，由超聲聲束發(fā)生散射衍射產(chǎn)生，在心肌組織中隨機(jī)分布，小于超聲聲束波長(zhǎng)。逐幀追蹤這些聲學(xué)斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)并對(duì)其分析，能夠準(zhǔn)確反映心肌組織的應(yīng)變（形變）及應(yīng)變率（形變率）。

長(zhǎng)期血壓增高可引起動(dòng)脈硬化，心、腦、腎等多種靶器官損害，引起器官功能不全、衰竭。長(zhǎng)期慢性的高血壓引起的心臟病變稱為高血壓性心臟病，主要表現(xiàn)為左心室肥大。其中左心室肥厚被認(rèn)為是對(duì)左心室壁張力增加的適應(yīng)［7］。左心室心肌肥厚的機(jī)制可以從功能和代謝兩方面解釋。從功能方面，由于血壓持續(xù)升高，作為機(jī)械性刺激作用于左心室的心肌，使左心室心肌壓力負(fù)荷持續(xù)增加，心肌做功必然增加。從代謝方面，為適應(yīng)心肌多做功的需要，心肌可在毛細(xì)血管供氧和營(yíng)養(yǎng)的彌散范圍內(nèi)發(fā)生肥大［8］。此時(shí)尚且為向心性肥大。當(dāng)心臟的代謝不能滿足心肌肥大的需求時(shí)，心肌處于缺氧和低營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，心肌的收縮功能開始減弱。有研究［9］表明，左心室肥厚、增大是心血管病發(fā)病率和死亡率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素，如不干預(yù)，最終將發(fā)展至心臟收縮功能減低、心力衰竭等，因此對(duì)于高血壓患者，左心室心肌功能的檢測(cè)尤為重要。

以往研究［10］表明，左心室心肌分3層，淺層心肌纖維縱行，而中層心肌斜、橫行，近乎平行于左心室橫軸，深層肌纖維縱行形成心內(nèi)膜、肉柱等結(jié)構(gòu)，這3層心肌的收縮、舒張運(yùn)動(dòng)決定左心室發(fā)生縱向、徑向、圓周運(yùn)動(dòng)和扭轉(zhuǎn)、解旋運(yùn)動(dòng)。本研究發(fā)現(xiàn)：與對(duì)照組相比，NH組評(píng)價(jià)縱向收縮功能的指標(biāo)GLPSSa 和GLPSSi均發(fā)生顯著改變，而評(píng)價(jià)徑向功能的指標(biāo)GRPSSa和GRPSSi中僅有GRPSSi發(fā)生顯著改變。表明高血壓主要影響縱向收縮功能，隨著病情進(jìn)展，進(jìn)一步發(fā)生徑向功能改變。其原因可能是隨著病程進(jìn)展可逐步發(fā)生心內(nèi)膜下心肌纖維蛋白合成增多，致心肌纖維化、心肌僵硬、心肌纖維重排等病理改變。由于兒茶酚胺類物質(zhì)、腎素血管緊張素等縮血管物質(zhì)分泌增多，使外周小血管持續(xù)收縮、壓力負(fù)荷持續(xù)存在，心肌和血管內(nèi)膜組織和彈力纖維增生，冠狀動(dòng)脈變窄硬化，心肌微循環(huán)紊亂、心肌灌流不足，外層心肌細(xì)胞和心肌間質(zhì)細(xì)胞亦發(fā)生進(jìn)一步的纖維化［11］。

與對(duì)照組比較，NH組GRPSSi升高，表明在高血壓早期階段心肌尚未肥厚之前，為維持心臟正常的收縮功能，左心室徑向收縮功能增加代償了左心室縱向收縮功能減低。但是與對(duì)照組比較，NH組GRPSSa差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），表明心內(nèi)膜下心肌徑向收縮功能增加得尤為顯著。其原因可能是由于此時(shí)心內(nèi)膜下心肌缺血尚未影響至中層環(huán)形心肌，該部分心肌為抵抗長(zhǎng)軸功能的損害而產(chǎn)生代償作用以維持正常的左室收縮功能，本實(shí)驗(yàn)描記的為心肌的內(nèi)半層，包含部分環(huán)形心肌，因此可觀察到NH組GRPSSi增高顯著，其具體原因尚待進(jìn)一步研究。與對(duì)照組和NH組比較，CH組的GRPSSa、GRPSSi均顯著減低（均P＜0.01）。說明高血壓進(jìn)展至心肌肥厚階段，心肌徑向的收縮功能減低，心內(nèi)膜下心肌徑向功能的減低也尤為明顯。研究［12］表明，左心室壁的各層心肌間在氧的消耗、冠狀動(dòng)脈的血供間存在差異，內(nèi)層心肌更易受到低灌注的影響引起缺血和鈣調(diào)控受損。此時(shí)心內(nèi)膜下心肌徑向收縮功能減低顯著，但是由于外層心肌的代償作用使得整體心肌射血分?jǐn)?shù)尚能維持正常［13］。

比較3組的GLPSSa、GRPSSa和GLPSSi、GRPSSa發(fā)現(xiàn)，不論是正常人還是高血壓患者其內(nèi)層心肌與全層心肌應(yīng)變差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。說明心內(nèi)膜下心肌與心外膜下心肌之間存在跨壁階差。這種跨壁階差在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已有報(bào)道［14］。其存在是因?yàn)樵谛呐K收縮過程中心內(nèi)膜層心肌纖維發(fā)生短軸方向上的增厚、長(zhǎng)軸方向上的縮短，以及沿心臟軸心的扭轉(zhuǎn)等朝向心腔中心的運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)幅度較大，而心外膜層心肌處于相對(duì)靜止的狀態(tài)，因此心內(nèi)、外膜層之間存在跨壁階差［15］。

斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)是以二維灰階圖像為基礎(chǔ)，因此該研究對(duì)于灰階圖像質(zhì)量的要求較高，過于肥胖或合并肺部疾病的患者其二維圖像往往顯示欠清，影響其追蹤效果。由于二維應(yīng)變分析心肌運(yùn)動(dòng)時(shí)，需手動(dòng)描繪心內(nèi)膜。本實(shí)驗(yàn)研究心內(nèi)膜下心肌功能，還需調(diào)節(jié)ROI的寬度使其包繞內(nèi)1/2層心肌和全層心肌，因此同一人不同時(shí)間測(cè)量、不同人之間測(cè)量存在一定差異，為減少這種差異，該實(shí)驗(yàn)要求測(cè)量由2名以上的觀察者分別測(cè)量3次，其平均值作為最后測(cè)值。另外，國(guó)際上對(duì)于心肌收縮功能的評(píng)價(jià)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)參數(shù)尚待進(jìn)一步研究證實(shí)。

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Assessment of left ventricular inner-half layer myocardium function in primary hypertension patients using two-dimen-sional speckle tracking imaging

LIU Yong，LUO Nan，WANG Yihan.Functional Inspection Section，Haici Medical Group of Qingdao，Qingdao，266033，China.

短篇論著

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.05.017

劉泳，E-mail：qdhcliuyong@163.com。

2015-11-18）