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超声斑点追踪技术定量评价心肌运动的研究进展

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超声斑点追踪技术定量评价心肌运动的研究进展

解欣欣,郑 慧

【摘 要】摘要:心功能不全是一种临床常见综合征,随病情进展,导致心力衰竭症状的出现,近年来发病率逐渐增高,严重影响着患者的生存质量。因此早期评估患者的心肌运动特点对诊断、治疗及预后判断意义重大。心肌运动的评估方法众多,该文就近年发展起来的超声斑点追踪技术对心肌运动特点的评估进行综述。

【期刊名称】安徽医药 【年(卷),期】2012(016)012 【总页数】4

【关键词】关键词:超声斑点追踪;心肌运动

心功能不全在人群中占1.8% ~3.7%,随年龄增长,发病率增高,在出现心衰前可无任何症状[1],严重影响患者的生存质量。心肌运动作为维持心脏泵血功能的基础之一,影响生理、病理状态下心肌的局部及整体功能,因此心肌运动力学一直是心功能研究中的热点问题。

M型超声心动图及双平面Simpson法是评价左心功能的常用技术,检测室壁运动,但受操作者主观影响较大,对快速短暂的运动分辨力较低,不能完全准确的评价室壁运动。随着超声心动图技术的飞速发展,基于组织速度成像(TVI)衍生出的定量组织速度成像(QTVI)、组织追踪成像(TTI)、组织同步显像(TSI)及应变和应变率成像已被广泛应用于临床,敏感检测心肌形变及功能,使定量分析心肌运动成为可能。但这种技术有明显的角度依赖性,受周围节段心肌运动的影响,无法区分心肌主动及被动运动,从而限制了其在心功能评价中的广泛

应用。近年来发展起来的斑点追踪成像(STI)技术,将对心肌运动的研究从纵向(longitudinal)延伸到径向(radial),并可检测三维立体空间的圆周(circumferential)运动、心肌旋转(rotation)和扭转(twist)运动,使准确、全面评估心肌运动模式成为可能。本文结合国内外文献就斑点追踪技术的应用基础及其在心肌运动评估中的作用进行概述。

1 心肌的解剖特征及运动力学特征

1957年Torrent Guasp提出心肌带(The Helical Ventricular Myocardial Band,HVMB)学说,认为心脏由发自右室肺动脉瓣下向左室延伸止于主动脉的完整心肌带环绕构成,在进化和胚胎发育过程中进行扭转和包绕形成双螺旋结构,构成基底环和心尖环[2]。心肌纤维交错的空间分布及螺旋状结构,在收缩期相互滑行,重新排列,使得心脏的空间运动表现为四个方面:(1)纵向运动:斜行走向肌纤维的伸长与缩短;(2)径向运动:收缩时沿短轴径向室壁心肌增厚,舒张时室壁心肌变薄;(3)圆周运动:沿心脏短轴方向的环形运动;(4):旋转运动:以左心室长轴为轴心的旋转运动,收缩期扭转,舒张期解旋。四种运动共同组成左室收缩、舒张运动,在左室射血中发挥重要作用,测量各种运动可以定量评估局部及整体心肌的功能。

2 斑点追踪技术成像原理及测量指标

超声声束在遇到心肌组织界面时,小于入射超声波长的细小结构产生散射、反射和干扰等现象,形成心肌组织中的“回声斑点”[3]。STI以高帧频二维灰阶图像为基础,逐帧追踪回声斑点的的信息,重建心肌组织的实时运动和形变,定性定量地的评价心肌运动速度、应变、应变率及心脏整体旋转角度和速度[4]等局部及整体形变指标,在对心功能测定、心脏旋转及扭转运动、心肌病变及

心脏同步性研究中发挥重要作用。STI通过自相关技术,滤除随机斑点,提高斑点识别的准确性,它作为一种非组织多普勒技术,不仅具有简便无创、实用性强等优点,同时还有无角度依赖性、可重复性好等特点,对二维图像帧频要求较高,具有良好的时间和空间分辨率,能准确反映心肌运动,其不受周围节段心肌及心脏整体运动的影响,从纵向、径向、圆周运动及旋转和扭转方面综合评价心肌运动,判断心肌功能。

应变(strain)是对形态改变的测量,描述物体变形的特征。1973年Mirsky等[5]首先使用应变描述心肌的机械运动,用公式表示如下:ε=(L-L0)/L0。应变分析可以直接估计心肌收缩变形程度,用百分数来表示各节段心肌相对于原长度的缩短和拉长,它还能提供关于心肌收缩起点和峰值时间等的重要信息,评估心肌运动不同步性。纵向应变(Longitudinal Strain,LS)表示各节段心肌沿纵行方向上的平均应变值;径向应变(Radial Strain,RS)表示心脏室壁收缩期增厚的程度;圆周应变(Circumferential Strain,CS)表示心脏室壁沿短轴圆周方向上的平均应变值。扭转定义为左室心尖相对于心底的旋转运动,左室整体扭转角度取心尖水平与二尖瓣水平旋转角度的差值。研究报道[6],长轴功能对心衰患者的长期生存起决定作用。Cho等[7]的研究表明,纵向应变及圆周应变可预测心衰患者的预后,圆周应变与心衰患者的心脏事件的发生具有更好的相关性。

3 斑点追踪技术评价正常人心肌运动

3.1 左室收缩功能 左室收缩活动是包括心肌旋转、扭转、缩短及增厚的复杂生理过程,收缩过程中,心外膜下心肌相对静止,心内膜下心肌朝向心腔运动,活动幅度较心外膜层大,致使内外层心肌之间存在跨壁位移。心肌长轴方向上,

超声斑点追踪技术定量评价心肌运动的研究进展

超声斑点追踪技术定量评价心肌运动的研究进展解欣欣,郑慧【摘要】摘要:心功能不全是一种临床常见综合征,随病情进展,导致心力衰竭症状的出现,近年来发病率逐渐增高,严重影响着患者的生存质量。因此早期评估患者的心肌运动特点对诊断、治疗及预后判断意义重大。心肌运动的评估方法众多,该文就近年发展起来的超声斑点追踪技术对心肌运动特点的评估进
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