二維應(yīng)變參數(shù)評(píng)價(jià)擴(kuò)張型心肌病患者左心室收縮同步性及其與心功能的關(guān)系

梅丹娥，陳金玲，馮闖麗，趙志玉，宋宏寧

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院超聲科，湖北 武漢 430060)

二維應(yīng)變參數(shù)評(píng)價(jià)擴(kuò)張型心肌病患者左心室收縮同步性及其與心功能的關(guān)系

梅丹娥，陳金玲*，馮闖麗，趙志玉，宋宏寧

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院超聲科，湖北 武漢 430060)

目的探討二維斑點(diǎn)追蹤成像(2D-STI)應(yīng)變參數(shù)評(píng)價(jià)擴(kuò)張型心肌病(DCM)患者左心室收縮同步性的價(jià)值及其與心功能的關(guān)系。方法收集DCM患者(DCM組)及對(duì)照組各25例，采用2D-STI技術(shù)獲取左心室各節(jié)段縱向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間、圓周應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間(Tls、Tcs)，分別計(jì)算左心室18節(jié)段縱向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差(Tls-SD)及最大差值(Tls-dif)，左心室心尖四腔心、三腔心、二腔心切面6節(jié)段縱向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差(Tls-SD-4、Tls-SD-3、Tls-SD-2)及最大差值(Tls-dif-4、Tls-dif-3、Tls-dif-2)，左心室18節(jié)段圓周應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差(Tcs-SD)及最大差值(Tcs-dif)，左心室短軸二尖瓣、乳頭肌、心尖水平6節(jié)段圓周應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差(Tcs-SD-M、Tcs-SD-P、Tcs-SD-A)及最大差值(Tcs-dif-M、Tcs-dif-P、Tcs-dif-A)。結(jié)果與對(duì)照組比較，DCM組整體及節(jié)段應(yīng)變參數(shù)均顯著增大(P均<0.05)；DCM組中，除Tcs-dif-P、Tcs-dif外，余應(yīng)變參數(shù)均與左心室射血分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)(P均<0.05)；除Tcs-dif-M、Tcs-dif-P及Tcs-dif外，余應(yīng)變參數(shù)均與舒張?jiān)缙诙獍昕诜逯笛魉俣?E)/二尖瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)速度(e)呈正相關(guān)(P均<0.05)。結(jié)論DCM患者左心室整體及局部收縮期應(yīng)變均存在不同步，收縮不同步可加劇心功能的惡化；2D-STI參數(shù)可以客觀評(píng)價(jià)DCM患者左心室收縮不同步及其與心功能的關(guān)系。

超聲檢查；心肌病，擴(kuò)張型；心室功能，左；不同步

擴(kuò)張型心肌病(dilated cardiomyopathy， DCM)是一類以左心室或雙心室擴(kuò)大伴收縮功能障礙為基本特征的心肌病變，心臟運(yùn)動(dòng)不同步可能是導(dǎo)致其心臟泵血功能減低的重要因素。二維斑點(diǎn)追蹤成像(two-dimensional speckle tracking imgaing, 2D-STI)可獲得心肌組織在心動(dòng)周期內(nèi)的多個(gè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息，且不受聲束角度依賴、周圍心肌牽拉和整體運(yùn)動(dòng)的干擾，能更加敏感、準(zhǔn)確地定量評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)狀況[1-2]。本研究旨在應(yīng)用2D-STI技術(shù)獲取DCM患者左心室縱向及圓周應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間，探討二維應(yīng)變參數(shù)評(píng)價(jià)DCM患者左心室整體及節(jié)段收縮同步性的價(jià)值及其與左心室收縮、舒張功能的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2014年9月—2016年4月在我院住院的DCM患者25例(DCM組)，男16例，女9例，年齡33～80歲，平均(58.6±1.5)歲。入組標(biāo)準(zhǔn)：以患者病史、臨床表現(xiàn)、心電圖及超聲心動(dòng)圖為診斷依據(jù)，除外先天性心臟病、瓣膜病、糖尿病、冠心病及繼發(fā)性心肌病變患者。另選同期對(duì)照組25名，男14名，女11名，年齡45～79歲，平均(55.9±7.3)歲，納入者均經(jīng)病史、體格檢查、選擇性冠狀動(dòng)脈造影、心電圖，心肌酶學(xué)等除外心臟疾病。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。受檢者均可同意。

1.2儀器與方法 采用GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，M5S探頭，探頭頻率1.7～3.3 MHz，配有EchoPAC科研工作站及分析軟件。受檢者均于平靜狀態(tài)下進(jìn)行圖像采集，取左側(cè)臥位，連接心電圖，囑患者平靜呼吸，調(diào)節(jié)儀器幀頻50～70幀/秒，常規(guī)超聲分別采集左心室心尖三腔心、四腔心、二腔心及左心室短軸二尖瓣水平、乳頭肌水平、心尖水平切面清晰二維圖像，存盤(pán)供脫機(jī)分析，每個(gè)切面圖像記錄3～5個(gè)連續(xù)心動(dòng)周期。

1.2.1常規(guī)超聲參數(shù)測(cè)量 胸骨旁左心室長(zhǎng)軸切面觀獲取左心室舒張末內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic dimension， LVEDd)，采用雙平面Simpon法測(cè)量左心室舒張末容積(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)、左心室收縮末容積(left ventricular end-systolic volume， LVESV)及左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)，脈沖多普勒獲取二尖瓣口舒張?jiān)缙诩巴砥诜逯笛魉俣?E、A)，并計(jì)算E/A；組織多普勒頻譜測(cè)量舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)運(yùn)動(dòng)速度(e)，計(jì)算E/e。

1.2.22D-STI應(yīng)變參數(shù)測(cè)量 采用EchoPAC工作站、Q-analysis軟件進(jìn)行圖像分析。分別于3個(gè)心尖切面和3個(gè)短軸切面勾畫(huà)心內(nèi)膜輪廓，生成ROI，調(diào)節(jié)其寬度與心肌厚度一致，對(duì)顯示不佳的節(jié)段可進(jìn)行手動(dòng)微調(diào)，直至獲得滿意的追蹤。系統(tǒng)自動(dòng)將左心室長(zhǎng)軸每個(gè)切面分為6個(gè)節(jié)段，左心室短軸每個(gè)水平分為6個(gè)節(jié)段，共18個(gè)節(jié)段，應(yīng)用軟件獲取左心室長(zhǎng)軸及短軸縱向和圓周應(yīng)變曲線，同時(shí)系統(tǒng)可自動(dòng)獲取節(jié)段應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間，可獲得左心室各節(jié)段縱向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間(time to peak longitudinal strain， Tls)及左心室各節(jié)段圓周應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間(time to peak circumferential strain， Tcs)，上述參數(shù)均在不同心動(dòng)周期測(cè)3次，取平均值作為最終的應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間。計(jì)算左心室18節(jié)段縱向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差(Tls-SD)及最大差值(Tls-dif)，左心室心尖四腔心、三腔心、二腔心切面6節(jié)段縱向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差(Tls-SD-4、Tls-SD-3、Tls-SD-2)及最大差值(Tls-dif-4、Tls-dif-3、Tls-dif-2)；左心室18節(jié)段圓周應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差(Tcs-SD)及最大差值(Tcs-dif)，左心室短軸二尖瓣、乳頭肌、心尖水平6節(jié)段圓周應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差(Tcs-SD-M、Tcs-SD-P、Tcs-SD-A)及最大差值(Tcs-dif-M、Tcs-dif-P、Tcs-dif-A)。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示，兩組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.12組常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較 與對(duì)照組比較，DCM組患者LVESV、LVEDV、LVEDd、E/A、E/e均顯著增大(P均<0.01)，LVEF顯著減低(P<0.01)，見(jiàn)表1。

圖1 應(yīng)變曲線 A.對(duì)照組縱向應(yīng)變曲線； B.DCM組縱向應(yīng)變曲線； C.對(duì)照組圓周應(yīng)變曲線； D.DCM組圓周應(yīng)變曲線

2.22組縱向及圓周應(yīng)變曲線規(guī)律 DCM患者左心室縱向及圓周應(yīng)變曲線波形紊亂，甚至部分波峰反向，達(dá)峰時(shí)間較離散；對(duì)照組縱向及圓周應(yīng)變曲線呈負(fù)向峰值曲線，波形規(guī)律，達(dá)峰時(shí)間較集中(圖1)。

2.32組應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間參數(shù)比較 與對(duì)照組比較，DCM組整體應(yīng)變參數(shù)及各節(jié)段縱向和圓周應(yīng)變參數(shù)均顯著增大(P均<0.05)，其中縱向應(yīng)變參數(shù)中以Tls-SD-4、Tls-dif與對(duì)照組差異最為顯著(P均<0.01)；圓周應(yīng)變參數(shù)中以Tcs-SD-A、Tcs-dif-A與對(duì)照組差異最為顯著(P均<0.01)，見(jiàn)表2、3。

2.4DCM組 各應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間參數(shù)與LVEF及E/e相關(guān)性分析 除Tcs-dif-P、Tcs-dif外，余應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間參數(shù)均與LVEF呈負(fù)相關(guān)(P均<0.05)；除Tcs-dif-M、Tcs-dif-P及Tcs-dif外，余應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間參數(shù)均與E/e呈正相關(guān)(P均<0.05)，其中整體應(yīng)變參數(shù)以Tls-SD、Tls-dif與LVEF及E/e相關(guān)性最為顯著(P均<0.01)，節(jié)段應(yīng)變參數(shù)以Tls-SD-2、Tls-dif-2與LVEF及E/e相關(guān)性最為顯著(P均<0.01)，相關(guān)系數(shù)較大，見(jiàn)表4。

3 討論

正常心臟的收縮和舒張是協(xié)調(diào)一致的過(guò)程，由電-機(jī)械耦聯(lián)引起各節(jié)段心肌的同步機(jī)械收縮，為實(shí)現(xiàn)高效泵血功能提供了保障。DCM是一類以心腔擴(kuò)大伴心功能減低為基本特征的心肌病變。研究[3]表明，40%DCM患者存在左心室收縮不同步，而左心室收縮不同步已成為心力衰竭及心源性猝死的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，可導(dǎo)致左心室收縮及舒張功能的損害，因此評(píng)估DCM患者左心室收縮的同步性對(duì)于其診斷、治療及預(yù)后至關(guān)重要。

表1 DCM組與對(duì)照組常規(guī)二維超聲參數(shù)比較(±s)

表1 DCM組與對(duì)照組常規(guī)二維超聲參數(shù)比較(±s)

組別LVEDV(ml)LVESV(ml)LVEDd(cm)LVEF(%)E/eE/ADCM組232.28±70.37168.32±58.066.65±0.8527.64±7.3815.79±3.341.75±0.76對(duì)照組92.20±8.8840.28±6.114.46±0.1956.72±4.348.82±2.001.00±0.26t值42.1239.4639.8910.173.9417.36P值<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01

表2 DCM組與對(duì)照組縱向應(yīng)變參數(shù)比較 (±s)

表2 DCM組與對(duì)照組縱向應(yīng)變參數(shù)比較 (±s)

組別Tls-SDTls-SD-4Tls-SD-3Tls-SD-2Tls-difTls-dif-4Tls-dif-3Tls-dif-2DCM組93.86±41.3796.33±53.5761.48±22.0178.94±40.90313.37±137.93227.20±125.84157.58±61.05197.65±106.48對(duì)照組40.94±17.5134.71±17.2242.33±23.4435.20±18.93131.22±52.5089.57±49.71100.32±50.3084.33±43.68t值18.7643.940.195.3043.7926.520.696.93P值<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01<0.01

表3 DCM組與對(duì)照組圓周應(yīng)變參數(shù)比較 (±s)

表3 DCM組與對(duì)照組圓周應(yīng)變參數(shù)比較 (±s)

組別Tcs-SDTcs-SD-MTcs-SD-PTcs-SD-ATcs-difTcs-dif-MTcs-dif-PTcs-dif-ADCM組119.62±35.43118.52±42.64119.83±46.8792.76±50.88410.57±115.11302.92±112.98301.04±116.61220.04±117.67對(duì)照組88.75±30.7492.37±36.9072.62±52.0322.82±18.99323.04±129.19232.79±99.37187.50±152.1953.25±45.37t值0.070.270.1227.041.370.610.2722.70P值<0.01<0.05<0.01<0.01<0.05<0.05<0.01<0.01

表4 DCM組應(yīng)變參數(shù)與LVEF、E/e相關(guān)性

以往對(duì)于左心室收縮同步性的研究多基于組織多普勒成像技術(shù)[4]，隨著心肌成像技術(shù)的發(fā)展，斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)在左心室收縮同步性的評(píng)價(jià)中顯現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。與多普勒成像技術(shù)相比，2D-STI技術(shù)無(wú)角度依賴性，可從徑向、縱向及圓周等多個(gè)方向評(píng)估心室運(yùn)動(dòng)，且2D-STI技術(shù)與MR標(biāo)記成像方法所測(cè)量的參數(shù)相關(guān)性更高[5]。大量研究[6]應(yīng)用斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)價(jià)左心室收縮同步性，但對(duì)DCM患者左心室節(jié)段收縮同步性及其與LVEF和舒張功能相關(guān)性的研究尚少。

本研究采用2D-STI技術(shù)獲取左心室節(jié)段縱向及圓周應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差和最大差值作為評(píng)估左心室收縮同步性的指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)差及最大差值越大，表明應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間離散度越大，左心室收縮不同步性越顯著。本研究結(jié)果顯示，DCM患者左心室局部收縮均存在不同步，其中又以后間隔與左心室側(cè)壁之間縱向運(yùn)動(dòng)及心尖水平圓周運(yùn)動(dòng)不同步更為顯著。其原因可能與DCM病理生理改變有關(guān)，DCM患者存在心肌細(xì)胞廣泛變性壞死及不同程度心肌間質(zhì)纖維化[7]，這種心肌重構(gòu)引起心肌電活動(dòng)的異常，使左心室部分節(jié)段延遲激活，導(dǎo)致左心室機(jī)械收縮不同步；另外，左心室機(jī)械運(yùn)動(dòng)與心肌纖維空間走行方向緊密相關(guān)，由于DCM患者左心室容量增加，其幾何形態(tài)發(fā)生相應(yīng)改變，由正常橢圓形變?yōu)榍蛐?，心肌的走行方向及扭轉(zhuǎn)角度發(fā)生相應(yīng)改變[8]，該因素也可能使心室失去正常的同步收縮。

心室各節(jié)段心肌同步收縮是保證心室收縮期有效射血和舒張期充盈的重要前提。左心室收縮不同步可加劇左心室收縮及舒張功能的減低。正常情況下，左心室各節(jié)段同步收縮，保障左心室內(nèi)血液向主動(dòng)脈流動(dòng)，左心室收縮不同步時(shí)，提前興奮的心肌節(jié)段在收縮期處于收縮狀態(tài)，延遲興奮的心肌節(jié)段則被拉伸，左心室做功大量“浪費(fèi)”在拉伸延遲收縮心肌節(jié)段上。另外，提前收縮的節(jié)段將血液排向延遲收縮節(jié)段，導(dǎo)致左心室腔內(nèi)血液分流，形成心肌無(wú)效做功，兩者共同作用引起LVEF的減低[9-10]。Guerra等[11]研究也表明左心室節(jié)段性運(yùn)動(dòng)不同步是LVEF減低的主要原因。生理學(xué)上，左心室舒張功能與收縮功能密切相關(guān)[12]，左心室機(jī)械運(yùn)動(dòng)不同步影響心肌舒縮活動(dòng)在空間、時(shí)間上的協(xié)調(diào)性，不僅導(dǎo)致左心室收縮功能減低，也使心肌的主動(dòng)松弛功能受到損害，造成心臟舒張功能的減低。Park等[13]也發(fā)現(xiàn)左心室收縮運(yùn)動(dòng)不同步導(dǎo)致左心室舒張功能惡化，舒張功能不全患者存在左心室收縮運(yùn)動(dòng)不同步，且舒張功能不全的程度越重，收縮不同步越顯著。

本研究中應(yīng)變參數(shù)與LVEF及E/e相關(guān)性的研究表明，無(wú)論在整體18節(jié)段還是各心尖切面6個(gè)節(jié)段左心室縱向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差及最大差值均與LVEF呈顯著負(fù)相關(guān)、與E/e呈顯著正相關(guān)；而對(duì)圓周應(yīng)變而言，應(yīng)變參數(shù)與LVEF和E/e的相關(guān)性主要為整體18節(jié)段及左心室各短軸切面6個(gè)節(jié)段左心室圓周應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差，而整體及二尖瓣、乳頭肌水平各節(jié)段左心室圓周應(yīng)變最大差值與LVEF或E/e并無(wú)相關(guān)性。

從整體應(yīng)變參數(shù)分析，左心室縱向應(yīng)變參數(shù)與反映左心室整體收縮功能參數(shù)LVEF及反映左心室整體舒張功能參數(shù)E/e的相關(guān)性更好，其原因可能是DCM患者心內(nèi)膜下心肌對(duì)病變易感性更強(qiáng)，病變時(shí)心內(nèi)膜下心肌最先受累，而心內(nèi)膜下心肌主要由縱行心肌構(gòu)成[5]，因而相對(duì)于圓周應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間參數(shù)，左心室整體縱向應(yīng)達(dá)峰時(shí)間參數(shù)對(duì)左心室功能影響更大。從節(jié)段性應(yīng)變參數(shù)來(lái)看，左心室前壁—下壁縱向應(yīng)變參數(shù)與LVEF及E/e關(guān)系更密切，表明雖然左心室后間隔—側(cè)壁縱向運(yùn)動(dòng)不同步較顯著，但前壁和下壁縱向運(yùn)動(dòng)不同步對(duì)整體心功能影響更為顯著，可能原因與前壁運(yùn)動(dòng)對(duì)左心室收縮功能貢獻(xiàn)更大有關(guān)。

本研究的局限性：①2D-STI要求圖像清晰，聲窗條件差或體位無(wú)法配合的病例無(wú)法獲取理想圖像；②需要較合適的幀頻，若幀頻太低，在轉(zhuǎn)譯心臟運(yùn)動(dòng)時(shí)，有丟失斑點(diǎn)的危險(xiǎn)，幀頻太高，則圖像亮度會(huì)大幅度減低，不能很好地界定斑點(diǎn)；③描畫(huà)心內(nèi)膜時(shí)，主觀性較強(qiáng)，需要操作人員有一定經(jīng)驗(yàn)。

綜上所述，2D-STI技術(shù)獲取的應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間參數(shù)能有效評(píng)價(jià)DCM患者左心室收縮同步性及其與心功能的關(guān)系；DCM患者左心室整體及局部收縮期應(yīng)變均存在不同程度不同步，以后間隔與側(cè)壁間縱向應(yīng)變及心尖水平圓周應(yīng)變不同步為甚，且LVEF及舒張功能的減低可能主要由左心室前壁與下壁間室壁運(yùn)動(dòng)不同步所致。

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Assessment of left ventricular dyssynchrony and its relationship with cardiac function in dilated cardiomyopathy by two-dimensional strain parameters

MEI Dan'e, CHEN Jinling*, FENG Chuangli, ZHAO Zhiyu, SONG Hongning

(Department of Ultrasound, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan 430060, China)

ObjectiveTo explore value of two-dimensional speckle tracking imaging (2D-STI) strain parameters in assessment of left ventricular (LV) dyssynchrony and its relationship with cardiac function in patients with dilated cardiomyopathy (DCM).MethodsTotally 25 patients with DCM and 25 age-matched normal controls were enrolled. The LV time to peak longitudinal strain (Tls) and time to peak circumferential strain (Tcs) were measured by 2D-STI, from which the standard deviations and maximal differences of the Tls in all 18 segments, 6 segments at apical 4-chamber, 3-chamber and 2-chamber views (Tls-SD, Tls-SD-4, Tls-SD-3, Tls-SD-2, Tls-dif, Tls-dif-4, Tls-dif-3, Tls-dif-2) were calculated, as same as the standard deviations and maximal differences of Tcs in all 18 segments, 6 segments at mitral valve, papillary muscle, apical short-axis views (Tcs-SD, Tcs-SD-M, Tcs-SD-P, Tcs-SD-A,Tcs-dif,Tcs-dif-M,Tcs-dif-P, Tcs-dif-A) were calculated.ResultsCompared with the control group, the global and segmental strain parameters of the DCM group increased significantly (allP<0.05). Except for Tcs-dif-P and Tcs-dif, the residual strain parameters were negatively correlated with LV ejection fraction (allP<0.05). Except for Tcs-dif-M, Tcs-dif-P and Tcs-dif, there was a positive correlation between strain parameters and E/e in DCM group (all P<0.05).ConclusionIn patients with DCM, LV dyssynchrony exists both in global and regional, which may aggravates the LV function damage. 2D-STI strain parameters can objectively evaluate LV dyssynchrony and its relationship with cardiac function in patients with DCM.

Ultrasonography; Cardiomyopathy, dilated; Ventricular function, left; Dyssynchrony

湖北省衛(wèi)計(jì)委青年人才項(xiàng)目(WJ2015Q016)。

梅丹娥(1991—)，女，湖北宜昌人，在讀碩士。研究方向：心血管病超聲診斷。E-mail： 1124635677@qq.com

陳金玲，武漢大學(xué)人民醫(yī)院超聲科，430060。E-mail： 77810848@qq.com

2017-01-21 [

] 2017-07-17

10.13929/j.1003-3289.201701117

R541; R445.1

A

1003-3289(2017)09-1339-05