二维超声斑点追踪成像在原发性高血压患者左室心肌应变及心功能评价中的应用价值

兰　斌，郭盛兰，吴　玉，徐丽芳，张林海

(1.内江市中医医院超声科，四川 内江　641000,2.广西医科大学第一附属医院超声科，广西 南宁　530021)

二维超声斑点追踪成像在原发性高血压患者左室心肌应变及心功能评价中的应用价值

兰斌1，郭盛兰2，吴玉2，徐丽芳2，张林海2

(1.内江市中医医院超声科，四川 内江641000,2.广西医科大学第一附属医院超声科，广西 南宁530021)

摘要：目的探讨二维超声斑点追踪成像(2D-STI)在原发性高血压患者左室心肌应变及心功能评价中的临床应用价值。方法选择原发性高血压患者60例，根据左室心肌质量指数(LVMI)进行亚层分组，即无左室心肌肥厚患者33例(NLVH组)和左室心肌肥厚27例(LVH组)。选取同期健康体检结果正常者40例。均行常规超声及2D-STI检查，记录左房前后径(LAD)、左室舒末内径(LVDd)、左室缩末内径(LVDs)、室间隔舒末厚度(IVSTd)、左室后壁舒末厚度(LVPWTd)、短轴缩短率(FS)，计算左室心肌质量指数(LVMI)；测量二尖瓣口舒张早期血流速度(E)、二尖瓣口舒张晚期血流速度(A)和E/A值，以及二尖瓣环舒张早期运动速度(Ea)、心房收缩期峰值速度(Aa)和Ea/Aa值；分析左心室室壁收缩期纵向应变(LS)及径向应变(RS)，左心室收缩期峰值应变率(SRs)、舒张早期峰值应变率(SRe)、舒张晚期峰值应变率(SRa)。结果(1)NLVH组患者LAD、IVSTd、LVPWTd、LVMI及LVM较正常对照组均显著升高(P<0.05)；LVH组患者LAD、LVDd、LVDs、IVSTd、LVPWTd、LVMI及LVM较正常对照组、NLVH组均显著升高(P<0.05)。(2)正常对照组、NLVH组及LVH组LVEF、FS呈递减趋势，但差异无统计学意义(P>0.05)；A呈递增趋势，E及E/A呈递减趋势(P<0.05)。(3)正常对照组、NLVH组及LVH组在同一水平左心室室壁收缩期LS值呈递减趋势。(4)NLVH组在同一水平左心室室壁短轴收缩期RS值均高于正常对照组及LVH组(P<0.05)，而LVH组收缩期RS值明显低于正常对照组及NLVH组(P<0.05)。(5)与正常对照组比较，NLVH组和LVH组SRs、SRe降低，SRa升高(P<0.05)；与NLVH组比较，LVH组SRs、SRe降低，SRa升高(P<0.05)。结论2D-STI可早期、准确地评价原发性高血压患者左心室心肌整体及局部功能，为临床的诊治提供重要依据。

关键词：高血压;超声心动描记术,多普勒,脉冲;心肌收缩;心室功能,左

目前，临床评价左室心肌形变的“金标准”是MRI标记成像方法，但是操作复杂、费用较高，临床开展受限。二维超声斑点追踪显像技术(2D-STI)是一种无创、定量分析心肌运动的新技术，通过软件自动跟踪感兴趣区内不同像素内的心肌组织在每帧图像中的位置，计算整个感兴趣区内各节段心肌组织的形变，得到纵向、径向、圆周、旋转等多个运动参数[1-2]。本课题应用2D-STI评价原发性高血压患者性心功能及左室心肌应变，为临床早期发现患者心功能异常及干预提供依据，避免和减少心血管事件的发生，现报道如下。

1资料与方法

1.1研究对象及来源

1.1.1高血压组选取2014年1月至2015年1月期间在我院诊治的原发性高血压患者60例，其中男32例、女28例，年龄36～65岁，平均(50.29±8.37)岁；病程3～17年，平均(8.04±2.61)年；身高152～184 cm，平均(164.31±9.37)cm；体质量48～90 kg，平均(63.57±10.89)kg。再根据左室心肌质量指数(LVMI)：男性≥125 g·m-2，女性≥120 g·m-2左室肥厚诊断标准[3]，对患者进行亚层分组，即无左室心肌肥厚患者33例(NLVH组)和左室心肌肥厚27例(LVH组)。所有患者均符合2010年《中国高血压防治指南》中的高血压诊断标准[3]，双平面Simpson法测左室射血分数(LVEF)≥50%，窦性心律，对于继发性高血压，合并冠心病、心肌病、糖尿病、甲状腺功能亢进症、心律失常等疾病者，均给予排除。

1.1.2正常对照组选取同期在我院健康体检结果正常者40例，其中男21例、女19例，年龄36～66岁，平均(49.47±8.24)岁；身高154～185 cm，平均(165.63±9.32)cm；体质量50～91 kg，平均(64.21±10.76)kg。正常对照组与高血压组患者在性别、年龄、身高及体质量等方面相匹配，差异无统计学意义(P>0.05)。

1.3仪器与方法

1.3.1仪器采用Philips公司生产的IE33彩色多普勒超声诊断仪，S5-1心脏超声探头，频率1～5 MHz，帧频60～75帧/s，配备QLAB 8.1工作站，可以对图像进行定量分析处理。

1.3.2检查方法 嘱受检者休息30 min后取左侧卧位，连接肢体导联心电图同步记录，然后行常规心脏彩色超声检查，测量左房前后径(LAD)、左室舒末内径(LVDd)、左室缩末内径(LVDs)、室间隔舒末厚度(IVSTd)、左室后壁舒末厚度(LVPWTd)、短轴缩短率(FS)，计算左室心肌质量指数(LVMI)。应用多普勒超声在心尖四腔心切面测量二尖瓣口舒张早期血流速度(E)、二尖瓣口舒张晚期血流速度(A)和E/A值，以及二尖瓣环舒张早期运动速度(Ea)、心房收缩期峰值速度(Aa)和Ea/Aa值。采用双平面 Simpson 法测量LVEF，上述各项指标均重复测量3次取平均值。然后切换至2D-STI特定模式，分别采集3～5个心动周期的心尖四腔观、心尖左室三腔观、心尖两腔观的二维动态图像。

1.3.3图像处理 使用QLAB 8.1工作站，进入CMQ Advance模式自动绘制心内膜缘及心外膜缘曲线，调整测量区的宽度，使其与左心室肌厚度基本保持一致，系统自动追踪感兴趣区内各个室壁节段心肌组织的运动轨迹，显示其收缩期纵向应变(LS)及径向应变(RS)，测定左心室收缩期峰值应变率(SRs)、舒张早期峰值应变率(SRe)、舒张晚期峰值应变率(SRa)。

1.4统计学方法 采用SPSS 16.0软件包进行数据分析，多组间计量资料比较采用单因素方差分析，两两比较采用SNK-q检验，计数资料比较采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1三组受检者常规超声心动图各项指标测量结果比较 NLVH组患者LAD、IVSTd、LVPWTd、LVMI及LVM较正常对照组均升高，差异有统计学意义(P<0.05)；LVH组患者LAD、LVDd、LVDs、IVSTd、LVPWTd、LVMI及LVM较正常对照组、NLVH组均升高，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1　三组受检者常规超声心动图各项指标测量结果比较±s

注：与正常对照组比较，aP<0.05；与NLVH组比较，abP<0.05。

2.2三组受检者左室常规收缩及舒张功能比较 正常对照组、NLVH组及LVH组LVEF、FS呈递减趋势，但差异无统计学意义(P>0.05)；A呈递增趋势，E及E/A呈递减趋势，差异有统计学意义(P<0.05)。正常对照组、NLVH组及LVH组Ea、Ea/Aa值呈逐渐下降趋势，差异有统计学意义(P<0.05)，而三组间Aa比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

2.3三组受检者心脏左室长轴收缩期LS值比较 正常对照组、NLVH组及LVH组在同一水平左心室室壁收缩期LS值呈递减趋势，但正常对照组与NLVH组相似，差异无统计学意义(P>0.05)，而LVH组明显低于正常对照组及NLVH组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表3。

2.4三组受检者心脏左室短轴收缩期RS值比较NLVH组在同一水平左心室室壁短轴收缩期RS值均高于正常对照组及LVH组，差异有统计学意义(P<0.05)，而LVH组收缩期RS值明显低于正常对照组及NLVH组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表4。

2.5三组受检者左心室应变率比较 三组受检者左心室应变率SRs、SRe及SRa比较，差异有统计学意义(P<0.05)；与正常对照组比较，NLVH组和LVH组SRs、SRe降低，SRa升高，差异有统计学意义(P<0.05)；与NLVH组比较，LVH组SRs、SRe降低，SRa升高，差异有统计学意义(P<0.05)，见表5。

表2　三组受检者左室常规收缩及舒张功能比较±s

注：与正常对照组比较，aP>0.05；与正常对照组比较，bP<0.05；与NLVH组比较，dP<0.05；与NLVH组比较，cP>0.05。

表3　三组受检者心脏左室长轴收缩期LS值比较±s)

注：与正常对照组、NLVH组比较，bP<0.05；与正常对照组比较，aP>0.05。

表4　三组受检者左室短轴各水平收缩期RS值比较±s)

注：与正常对照组比较，aP<0.05；与正常对照组及NLVH组比较，bP<0.05。

表5　 三组受检者左心室应变率比较±s)

注：与正常对照组比较，aP<0.05；与正常对照组及NLVH组比较，bP<0.05。

3讨论

原发性高血压是心内科常见病之一，主要表现是体循环动脉收缩期和(或)舒张期血压持续性升高，近年来，随着经济水平的增长及生活方式的改变，高血压的患病率呈不断增长，呈年轻化趋势[4]。原发性高血压可累及多个器官，其中心脏是直接受累的主要靶器官之一，长期外周血管阻力增高，增加左室后负荷，导致左室结构和形态发生改变，收缩及舒张功能受损，严重者左心室的衰竭，危及患者生命[5-6]。因此，早期发现其左心室功能的异常，对临床诊治具有重要的意义。LVEF是临床评价左心室收缩功能常用指标之一，可以反映左心室泵血功能，但是不能体现心肌内在的收缩特性，在评价原发性高血压患者左心室早期收缩功能受损上存在一定的局限性。心肌应变就是心肌组织发生形变的能力或程度，反映出左室心肌整体及局部的收缩功能，如果患者左心室收缩功能异常，则心肌应变相应指标也发生变化。

2D-STI是近年来发展起来的一项超声新技术[7]，本研究将其应用于原发性高血压患者左室心肌应变及心功能评价中，结果显示原发性高血压患者左心室后负荷增加，导致左心室室壁顺应性减退，舒张功能降低，为保证心脏输出量，左房内径代偿性增大(见表1)；随着病程进展，左心室壁进一步代偿性增厚，使左室心肌质量明显增高，出现心肌纤维化、胶原纤维增加等，心脏结构改变改变，心肌缺血严重[8-9]。正常对照组、NLVH组及LVH组LVEF、FS、E、E/A、Ea、Ea/Aa值呈递减趋势，A呈递增趋势(表2)。在正常人中E/A比值大于1，舒张功能不全时表现为两者比值小于1，但受很多因素影响，反映左心室舒张功能有限[10]，但是通过测量二尖瓣环的运动速度来评价左心室的舒张功能，相对客观。

表3及表4显示，正常对照组、NLVH组及LVH组在同一水平左心室室壁收缩期LS值呈递减趋势。随着血压的升高，左心室后负荷递增，心肌耗氧量增加，心肌细胞相对缺血，心肌细胞肥大及心肌纤维化，并且心内膜下心肌主要是由纵行纤维心肌构成，在此病理过程中受累最为严重，因此在高血压早期就可出现LS峰值的下降[11-12]。但随着病情进一步发展，心内膜下心肌受损更严重，甚至累及室壁中层及心外膜心肌，导致LS值进一步下降[13]。因此，在高血压患者LVEF保持正常时，2D-STI技术可早期发现左心室局部收缩功能的异常。在高血压早期RS峰值代偿性升高，从而保持了左心室整体收缩功能的基本正常，但发展到一定程度时收缩力逆转而下降，主要受心肌本身的收缩特性及心室前、后负荷影响。传统评价心功能的超声指标有M型或通过二维法测量射血分数及短轴缩短情况等，但均存在弊端，如只有在心脏发生形态学上的改变以及心室重构之后才会发现心脏功能的损害。2D-STI通过记录二维超声图像上的声学斑点，分析心肌的应变率从而了解心肌的运动情况，能够无创地更早更准确地定量分析心脏内斑点结构的运动[14]。表5可以看出，原发性高血压患者左心房的应变率改变先于其结构变化，在左心房的结构发生变化之前就已经发生了其运动功能的减弱。

综上所述，2D-STI是一种无痛、无创、重复性好的超声检查新技术，可评价心脏各个室壁的运动，有助于早期发现原发性高血压患者左心室局部收缩功能的异常，有助于临床及时采用干预措施，延缓或避免心血管事件的发生，具有重要的临床意义。

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Application values of two-dimensional speckle tracking imaging in evaluation of myocardial strain of the left ventricle and heart function in patients with primary hypertension

LAN Bin1,GUO Shen-lan2,WU Yu2,et al

(1.DepartmentofUltrasound,TheChineseMedicineHospitalofNeijiang,Sichuan641000,China;2.DepartmentofUltrasound,TheFirstAffiliatedHospital,GuangxiMedicalUniversity,Nanning530021,China)

Abstract:Objective To analyze the longitudinal and radial strain features of the left ventricle in patients with primary hypertension shown by two-dimensional speckle tracking imaging (2D-STI),and to evaluate the function of the left ventricle of the patients.Methods A total of 60 patients with primary hypertension were selected,and divided into non-left ventricular hypertrophy group (NLVH group,33 patients) and left ventricular hypertrophy group (LVH group,27 patients) according to the left ventricular mass indexes (LVMI).And 40 subjects with normal results when health examination in the same period were selected.All the subjects underwent routine ultrasonography and 2D-STI,LAD,LVDd,LVDs,IVSTd,LVPWTd,and FS were recorded,and left ventricular mass indexes (LVMI) was calculated;E,A,and E/A value were measured;Ea,Aa,and Ea/Aa value were measured;and LS,RS，SRs,SReand SRawere analyzed.Results(1)The patients of the NLVH group had higher LAD,IVSTd,LVPWTd,LVMI,and LVM than the normal control group (all P<0.05);the patients of the LVH group had higher LAD,LVDd,LVDs,IVSTd,LVPWTd,LVMI,and LVM than the other groups (all P<0.05).(2)The normal control group,NLVH group,and LVH group had decreasing LVEF and FS,but the differences were statistically insignificant (P>0.05);the three groups had increasing A and decreasing E and E/A (P<0.05).(3)The normal control group,NLVH group,and LVH group had decreasing LS values of the left ventricular wall in systole period at the same levels.(4)The NLVH group had higher RS values of the minor axis of the left ventricular wall in systole period at the same levels than the other groups(both P>0.05);while the LVH group had significantly lower RS value in systole period than the other groups (P<0.05).(5)When compared with the normal control group,the NLVH group and LVH group had significantly decreased SRs and SRe and significantly increased SRa (P<0.05);and when compared with the NLVH group,the LVH group had significantly decreased SRs and SRe and significantly increased SRa (P<0.05).Conclusion2D-STI can accurately evaluate the whole and local functions of the myocardium of left ventricle in patients with primary hypertension in early stage,and provide important foundations for clinical diagnosis and treatment.

Key words:Hypertension;Echocardiography, Doppler, Pulsed;Myocardial Contraction;Ventricular Function,Left

基金项目：广西科技厅科技攻关项目(桂科攻1298003-3-1)

doi:10.3969/j.issn.1009-6469.2016.05.021

(收稿日期：2015-10-27，修回日期：2015-12-20)