定量组织速度成像技术对扩张型心肌病的应用价值

【摘 要】:定量组织速度成像(QTVI)技术可以同时对多个节段的局部心肌进行取样,并在一个心动周期内定量显示多个取样部位心肌运动的速度曲线变化,可定量评价扩张型心肌病(DCM)患者左室局部心肌收缩与舒张功能的改变以及室壁运动的非同步性｡

【关键词】:定量组织速度成像;扩张型心肌病;超声心动图

【中图分类号】R542.2【文献标识码】 B【文章编号】1007-8517(2009)01-0089-03

定量组织速度成像(QTVI)是近年发展起来的基于多普勒组织显像(TDI)的定量检测技术,能够定量同步分析心肌各节段在长轴方向收缩和舒张的速度和时间,它的优点是能够脱机分析,并在一个心动周期中多点取样,对不同室壁不同节段的心肌进行比较,来判断室壁是否存在收缩不同步,以及确定收缩延迟的部位｡应用QTVI技术评价扩张型心肌病患者左室局部心肌收缩与舒张功能的改变和左室壁收缩､舒张的非同步性的临床价值｡

1 定量组织速度成像基本原理

多普勒组织成像(Doppler tissue imaging,DTI)通过改变多普勒滤波系统设置,摒弃心腔内血流产生的高速､低振幅频移信号,选择出低速､高振幅的心肌运动信号,经数模转换器处理,从而有效反映室壁心肌运动的信息｡DTI主要有速度图､加速度图和能量图三种模式｡速度模式又可分两类:彩色二维组织速度成像(colour Doppler myocardial imaging,CDMI)和脉冲组织多普勒成像｡近年,随着平行声束处理系统的应用,实时CDMI的帧频大大提高,定量组织速度成像､组织追踪成像､应变成像､应变率成像及曲线解剖M型成像等多普勒组织成像的新技术应运而生｡QTVI基于CDMI的基础上,时间分辨率和空间分辨率大大提高;在实时和/或脱机后,可以对在DTI状态下获取的二维图像上任意局部心肌(包括瓣环)取样并获得运动速度曲线;且能够把得到的多个速度曲线同步显示在同一时间轴上,结合同步心电图,可以实现定量分析｡

2 定量组织速度成像曲线的特征

以二尖瓣环的QTVI曲线为例,通常在曲线上有三个主波组成:收缩期S波Vs,舒张早期E波Ve及舒张晚期A波Va｡其形成机理:收缩期二尖瓣环向心尖方向运动,产生S波;而舒张期二尖瓣环背离心尖运动,产生E､A波｡E波是舒张早期左室主动松弛,二尖瓣环沿长轴方向朝向心底运动更加远离心尖被动产生的｡A波是左房收缩使二尖瓣环再次朝向心底运动更加远离心尖被动产生的｡正常心肌及房室瓣环运动的QTVI 多普勒速度曲线具有明显特征性表现,局域心肌峰值平均速度在心底节段最高,心室中部较低,心尖部最低｡通过精确测量室壁各节段运动的速度峰值,加速､减速时间及时间间期等,从而显示室壁运动固有规律和异常改变,为临床提供了一种新的无创检测室壁运动新技术｡

3 定量组织速度成像在扩张型心肌病中的临床应用

3.1 对左室功能的评价

3.1.1 对左室整体收缩功能的评价:DCM的病理特征是心肌纤维呈不均匀性肥大并在肥大基础上发生非特异性退行性变,以心壁内层和肌最严重,心间质也发生纤维化,导致心腔扩大,泵功能衰竭,临床表现为充血性心力衰竭｡QTVI测量二尖瓣环的收缩期速度指标是反映左室整体收缩功能的重要参数｡庄蓓[1]等研究显示DCM组二尖瓣环6个节段收缩期运动峰值速度及平均收缩速度较正常对照组均明显减低,说明QTVI可以快速､敏感的测量DCM患者左心室整体收缩功能｡杨氏[2]等的研究结果显示,DCM患者二尖瓣环水平的Vs测值较正常组有明显减低;将二尖瓣环水平的平均Vs与LVEF做相关性分析,结果为二者显著相关,可有效反映左室整体收缩功能｡

3.1.2 对左室整体舒张功能的评价:QTVI所测量二尖瓣环的舒张期速度指标相对不受血流动力学影响,是评价左室整体舒张功能的重要参数｡QTVI反映舒张功能指标中二尖瓣环6个节段的Ve､Va,Ve/Va,不论E/A呈何种改变均明显降低,表明应用 QTVI技术测量二尖瓣环运动速度可准确反映DCM患者的左心室舒张功能,且结果较少受心率､心脏前后负荷等影响,相对独立稳定[3],可弥补多普勒二尖瓣血流频谱检测舒张功能的不足｡杨好意等[4]应用 QTVI研究发现在扩张型心肌病病人,Ve､Ve/Va较正常人显著减低,Ve/Va与E/A无显著相关｡因此,在二尖瓣口血流频谱表现为假性正常时,QTVI所测定的二尖瓣环运动速度任可准确评价左室增提收缩功能｡

3.1.3 对左室节段心肌收缩功能的评价:二维､M型及 脉冲多普勒检查能检测左心室的整体功能,但不能在同一时相同时检测多点心肌功能｡QTVI能够把获得的多个(最多可获得8个)局部心肌(包括瓣环)的速度曲线同步显示在同一时间轴上,分析局域心肌功能时直观､效能高,充分显示了该技术的优势｡Wilkenshoff[5]等的研究报告显示DCM 患者心肌呈弥漫性损害,Vs､Vs/Ve明显降低｡

3.1.4 对左室节段心肌舒张功能的评价:Pellerin[6]的报告显示,评价左室舒张功能的指标Ve､Va较E/A准确,QTVI 技术可定量同步对比分析不同室壁不同节段的运动,能敏感､无创､直观地评价局部心肌收缩和舒张功能异常｡

3.2 在心脏电生理方面的应用

3.2.1 评价室壁运动的不同步

DCM由于广泛性局灶性心肌纤维化､心房及心室的重构等病理状态而导致心脏电兴奋和传导系统的异常,致使心室内传导时间延长,产生心室内不均匀传导,使心室内电一机械活动不同步｡很多研究显示心脏再同步治疗(CRT)可纠正衰竭心脏的电机械活动的非同步性,但是如何选择病人的治疗方式对治疗的效果尤为重要,以往常规采用心电图QRS间期作为入选标准,但研究显示,该标准存在明显的局限性｡但最近多项研究认为,即使在QRS间期无明显延长(QRS≤120ms)的严重心衰者中亦有约一半的患者存在左室收缩非同步性,而一些QRS间期延长者却未表现出明显的心肌运动不同步[7~9]｡即使在心电图QRS间期延长的严重心衰患者中仍有约20~30%的病人并未从起搏治疗中获益[10,11]｡因此,如何选择患者得治疗方法,改善衰竭心脏的电-机械收缩的同步性显得尤为重要｡QTVI能够定量测得室壁各节段心肌收缩达峰值时间,准确获得心肌的电-机械同步情况,通过比较来判断是否存在心室内和心室间的收缩不同步,及确定收缩延迟的部位｡QTVI速度曲线将取样容积放在前室间隔､左室后壁､前壁､下壁､后室间隔和侧壁的不同节段,得到各室壁不同节段的运动曲线,比较不同室壁不同节段从QRS波起点到收缩达峰值时间间期(Ts)来判断是否存在室内不同步收缩｡而更准确的方法是将所有不同室壁的不同节段的 Ts综合起来,Yu[12]等将左室壁12个节段Ts的标准差(Ts-SD)作为心室的不同步指数来反映室壁不同步的程度｡对于心室间的收缩不同步,应用彩色脉冲多普勒血流频谱分别测量从心电图上QRS波的起点到主动脉血流频谱S波的起点和肺动脉血流频谱S波的起点,得到左室和右室的射血前期时间,二者相差大于40ms提示心室间收缩不同步｡还可用脉冲组织多普勒在心尖四腔切面获得三尖瓣环和二尖瓣环水平的运动曲线,比较左右心室收缩的最大离散度,大于40ms提示存在心室间收缩不同步[13]｡房室传导障碍者,可通过脉冲多普勒测量从E峰开始A峰结束的时间间期,即左室的充盈时间小于心动周期或左R-R间期 40%提示存在房室的不同步｡

3.2.2 评价再同步化(CRT)治疗效果

CRT治疗DCM心力衰竭患者可以缩短间隔与室壁延迟时间,使心室更加协调的收缩,增加心室的射血分数和心输出量,减少左室舒张末内经,降低心肌的耗氧量｡Bas[10]等对25名符合CRT治疗适应症的患者(NYHA分级Ⅲ-Ⅳ级,LVEF≤35%,QRS>120ms伴有LBBB)在CRT治疗前后进行超声心动图检查,结果LVEF从22%增加到 31%,室间隔和左室侧壁收缩延迟从71ms降低到36ms｡该研究发现只有左室收缩功能增加的患者临床症状得到改善,包括NYHA分级､生活质量和6min行走距离｡在进行多变量分析中发现:患者治疗前室间隔和左室后壁收缩延迟的程度与治疗后心功能改善程度密切相关｡有研究表明:充血性心力衰竭患者在CRT治疗后,左室容积和直径的改变与血流动力学参数和心功能指标的改变无关[14]｡因此在治疗后血流动力学的即刻改善不能预测心室的逆重构,血流动力学的改变反映整个心室的功能,不能体现局部室壁的电机械延迟的改善,而且前者受心脏前负荷和后负荷的影响｡超声心动图参数左室容积､射血分数､心肌质量指数和球形指数,可用来评价在CRT治疗后心室的逆重构情况[11]｡TDI也可用于预测心室是否发生逆重构｡Yu等指出心室的不同步指数(Ts-SD)与患者治疗后心室逆重构的程度相关,Ts-SD降低32.6ms能够区分患者在接受 CRT治疗后是否发生心室逆重构[15]｡

4 与QTVI相关的TDI新技术

组织同步显像技术(TSI)是一种可以直观显示心肌运动不同步的新技术,它来源于TDI,将室壁收缩期心肌运动速度达峰值的时间,通过彩色编码的方式叠加在运动室壁的二维超声心动图上,来显示心肌运动的不同步性,使其更加直观,同时还可以快速测量不同节段心肌收缩不同步的程度和整个心室的不同步指数｡

组织追踪技术和应变及应变率显像技术是在 TDI基础上发展起来的｡组织追踪成像能够以彩色编码的方式显示每个心肌节段在纵轴上的收缩幅度,检测心肌纵轴方向上收缩不同步的程度｡有研究表明:收缩延迟或者收缩后收缩的节段越多的患者,接受CRT治疗后效果越佳[16]｡TDI的缺点是不能区分局部室壁是主动还是被动收缩,而应变及应变率显像可以区分这一点,显示室壁真正收缩延迟的节段,因此提供关于局部室壁功能的更多信息｡两种技术相结合可正确的判断室壁在纵轴方向上是否存在收缩延迟,而不是受周围心肌牵拉影响[17]｡此外,最近有研究用应变及应变率显像技术来定量心衰患者心室横轴方向是否存在收缩不同步,该研究表明心室短轴方向上室间隔和左室后壁心肌收缩应变达峰值>130ms[18]能够预测CRT的疗效｡

总之,随着TDI在临床中的应用,能够定量测量心室功能以及心室不同步收缩的程度,对于选择病人､指导治疗和评价预后都发挥了重要作用,但目前还没有统一的参数作为选择CRT适应症和评价预后的标准,因此有待进一步的研究｡

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(收稿日期:2008.11.22)