在过去的几年里,应变及应变率显像作为一种能定量评价心肌功能及收缩性的超声技术出现在大家面前。众所周知,应变及应变率显像能准确地显示心肌的变形及变形速度,与肉眼观察心肌功能相比,有了很大的进步。目前,应变及应变率数据的获得主要是通过组织多普勒成像(tissue doppler imaging,TDI)技术,但是这种技术受超声束方向与室壁运动方向间夹角的影响,而且只能监测心脏纵向的运动。而二维斑点追踪技术(two- dimensionalspeckle tracking imaging,2DSTI)是最新发展的技术,通过追踪二维超声图像上的斑点获得心肌的组织速度、应变、应变率来分析心肌的运动。而且它不依赖于多普勒原理,无角度依赖性,因而比组织多普勒成像有更大的优越性。本文就二维斑点追踪技术在心血管疾病中近两年的一些应用进展作一综述。
1 应变及应变率成像
应变及应变率显像是作为一种定量评价心肌功能及收缩性的技术出现的。应变是物体在力的作用下发生的形状改变。应变常用心肌长度的变化值占心肌原长度的百分数来表示。用公式表示为:
S=ΔL/ L0=L- L0/ L0
S 为长轴应变,ΔL 为长度的改变量,L0 为初始长度。应变率是物体在力的作用下发生的形状改变的速度,及单位时间内的应变。用公式表示为:
SR=S/ Δt=(ΔL/ L0)/ Δt=(ΔL/ Δt)/ L0=ΔV/ L0
应变及应变率成像的空间及时间分辨率很高,临床已经用来定量局部及整体的心脏功能。
2 二维斑点追踪技术
二维斑点追踪是在应变及应变率显像的基础上发展而来的一种新技术。二维超声图像是由很多个小的像素构成。这些像素即自然的声学标记,它们是均匀分布于心肌内的稳定的声学斑点,与组织同步运动并且在相邻帧其形态没有发生很明显的改变。斑点追踪显像可以在连续帧中追踪每个斑点并计算出运动轨迹,从而定量显示组织的运动速度、应变及应变率。
二维应变显像很容易获得,仅需要一个心动周期,采取图像后可以脱机进行分析。它与TDI 不同,不依赖于多普勒,无角度依赖性。它不仅能反映心脏纵向方向的变形运动,还可以反映径向及环形方向的变形运动,而径向及环形方向的运动是影响左室扭转的重要因素,进而可以反映左室的扭转及解旋运动。
3 临床应用
3.1 定量评价心脏整体及局部功能Gjesdal[1 ]等用二维斑点追踪技术(2DSTI)测定的纵向峰值收缩应变值与磁共振显像(magnetic resonance imaging,MRI) 相比来判断是否能识别心肌梗死的区域。研究中常规检查了第1 次心肌梗死后9 个月38 例患者的心尖长轴图像,通过二维斑点追踪测得左室16 个节段的峰值收缩应变。把这些值与MRI 所测的的心梗节段的质量及跨壁心梗区域比较。MRI 在27 例患者中识别了跨壁心梗区域,平均心梗区域的大小为(36±25)g。整体水平来说,收缩峰值应变与心梗区域心肌质量相关。整体水平上说,应变值识别了15%的心梗,敏感性为83%,特异性为93%;在节段性水平识别了13%的跨壁心梗,敏感性为80%,特异性为83%。整体的心梗区域心肌质量与室壁运动分数及超声或MRI 测得的左室射血分数相关。在慢性心梗患者中,从整体水平上来说,二维斑点追踪测得的峰值收缩应变与MRI 测得的心梗区域质量相关,能够区分梗死与非梗死组织。因而得出结论,在慢性缺血性心脏病中,整体的应变是一个很好的心肌梗死区域的预测因子。2DSTI 测得的峰值收缩应变能分辨出非梗死节段、跨壁梗死节段以及心内膜下梗死节段。Park 等[2 ]研究了左室的纵向应变能否能预测左室的重构。他研究了50 例急性前壁心梗患者,用TDI 方法及2DSTI 方法测得冠脉再灌注治疗后前降支供应的左室各节段的峰值收缩速度及纵向应变。左室的重构被定义为随访超声左室舒张末期容量的增加≥15%。结果显示,TDI(P=0.005)与2DSTI(P=0.001)测得的纵向应变能预测左室的重构。结论是急性前壁心梗再灌注治疗后,即刻的左室纵向应变能很好地预测左室的重构。Lizelle 等[3]选取了150 个经过多巴酚丁胺负荷试验及冠脉造影术的患者,用2DSTI 与TDI 两种方法在静息及负荷状态下分别测得峰值收缩应变率、收缩末期应变以及峰值应变。结果显示,在多巴酚丁胺负荷试验时用斑点追踪来监测是可行的,而且在前壁准确性与TDI 应变是相似的,但是在后壁有一定的差异。Reidar 等[4 ]发现,斑点追踪是一种很敏感的发现心肌缺血的工具。有报道称心肌旋转运动是反映心肌缺血的敏感指标。该研究为观察8 例在冠脉介入手术时出现心肌缺血患者的圆周及径向心肌应变。结果显示,急性心肌缺血引起圆周及径向应变明显减低。因此可以看出,斑点追踪可成为一个有效的工具来发现急性心肌缺血引起的节段性心肌功能减退。以上的临床试验结论表明,2DSTI 与以往经典的方法一样,也能评价心脏整体或局部的功能。