3.2 左室的扭转及解旋近年来的解剖学观点认为,心脏两个心室由单块肌纤维带组成,在进化和胚胎发育过程中进行扭转和包绕形成了双螺旋结构,其收缩和松弛造成了左室收缩期扭转和舒张期解旋运动[5 ]。从心尖向心底方向看,收缩期左室基底部顺时针旋转,心尖部逆时针旋转,由此产生了扭转运动[6 ]。扭转定义为心尖部相对于基底部的旋转,即心尖部和基底部的旋转角度绝对值之和。左室的解旋主要发生在等容舒张期,其迅速的弹性回缩释放了扭转时储存的弹性势能,使舒张期心室内的压力梯度和心房心室间的压力梯度增加,造成抽吸作用,从而引起左室早期充盈[7 ]。自从左室扭转运动的概念在1628 年由William Harvey提出以来,很多的证据证实左室的扭转与解旋运动在左室的收缩与舒张功能中起着关键的作用,可以提供更多左室功能不全的亚临床信息,有利于心血管疾病的早期诊断和治疗。自从1990 年以来,大量的心脏扭转方面的研究主要是用核磁共振技术通过心肌标记来完成的。但是MRI 昂贵、费时,分析过程复杂,低帧频,导致了不能广泛用于临床。随后研究者应用组织多普勒显像技术来评价,但是其角度依赖性限制了它的应用。而最新的二维斑点追踪技术(2DSTI)在临床及研究领域广泛应用。
Zhang 等[8 ]用二维斑点追踪的方法研究121 位健康人随着年龄的变化左室扭转的变化情况。研究发现,用2DSTI可以测定左室的扭转,且随着年龄的增加左室峰值扭转增加,解旋率却下降。而Kim 等[9 ]却发现,左室扭转并没有明显的受年龄变化的影响。在左室的舒张充盈早期基底部的旋转受年龄变化的影响,但是心尖部的旋转主要与左室的收缩能力有关。Wang 等[10 ]研究发现证实了左室收缩功能不全以及左室射血分数(LVEF)减退的患者,左室的扭转、扭转率、解旋率都是减退的,但是在舒张功能不全以及正常EF患者中并没有减退。左室的解旋率在LVEF 下降的患者中是减小的,但在正常LVEF 及舒张功能减退的患者中,解旋率决定于左室扭转与左室收缩末容积。
Setser 等[11 ]研究发现,扩张型心肌病患者左室扭转的形态及幅度都受到损害。在左室心肌部分切除术后左室的旋转及扭转均进一步减小,揭示心脏功能临床指数的改善并没有真正反映心肌力学上的改善。Masaaki Takeuchi 等[12 ]用2DSTI 方法来研究高血压患者出现的左室肥厚能否影响左室的解旋,左室解旋能否成为评估左室舒张异常的新的指标。他提出:
左室的解旋率=[(TwistES- TwistMVO/ TwistES)- 100]/ IVRT(其中TwistES 为收缩末期的扭转,TwistMVO 为二尖瓣开放时的扭转,IVRT 为等容舒张时间)。尽管峰值收缩扭转是不同的,左室在等容舒张期时舒张早期的解旋和解旋率明显延迟及减低,与左室肥厚程度相平行,和左室质量指数评价的一致。得出的结论是,左室肥厚的高血压患者,左室舒张期解旋的延迟及减低能够反映左室舒张功能异常。2DSTI 是一种新的非创伤性的评价左室的舒张功能的方法。
3.3 左室不同步及对心脏再同步化治疗效果的判断最近的一些临床试验已经应用斑点追踪方法来判断左室收缩的不同步性。John 等[13 ]用TDI 的纵向应变与2DSTI 方法的径向应变相结合来评价左室的收缩不同步性,用此来预测左室功能对心脏再同步化治疗(cardic resynchronizationtherapy,CRT)的反应。结果显示,二者结合预测LVEF 对CRT 的反应,敏感性为88%,特异性为80%,明显好于仅用一种技术来判断。Claudia 等[14 ]研究了CRT 治疗后心肌的收缩储备能否预测左室重构的逆转。他选取了31 例扩张型心肌病患者在CRT 治疗前滴注小剂量多巴酚丁胺,用径向斑点追踪来评价左室整体及安置电极部位的心肌收缩储备。结果显示,CRT 治疗后心肌的收缩储备能预测左室重构的逆转。Laurens 等[15 ]用斑点追踪技术分析了安置永久右心室起搏器对左室不同节段达峰应变时间的影响。用室间隔与后侧壁达峰应变时间之间的差值≥130 ms 代表左室不同步。结果显示,斑点追踪分析揭示了永久的右室起搏引起了左室达峰应变时间的不均一性,从而导致了57%的患者左室不同步,进而引起了左室收缩功能下降及NYHA 分级的恶化。Zhang 等[16 ]选取了39 例接受CRT 治疗的患者,在治疗前及治疗后3 个月用斑点追踪技术分别测定收缩期的平均圆周、径向及纵向应变及扭转。CRT 治疗后,平均圆周及径向应变均改善了(P<0.05),而且增加的平均圆周应变与LVEF 的增加相关,CRT 治疗后径向应变无明显改变。在对CRT 有反应的患者左室扭转并没有得到改善,但是在没有反应患者中却恶化了。而且CRT 治疗后左室短轴功能及左室扭转的改善但长轴功能并没有改善。在3个月的随访中发现,左室短轴功能的改善引起左室整体功能的改善,而不是长轴的功能及左室扭转,因此平均圆周应变有可能可以用来预测CRT 治疗后的有益的反应。
3.4 检测右室功能目前的研究较少。Chow等[17 ]考虑能否用斑点追踪技术的应变及应变率显像来评价整体的右室功能。在四腔心切面获得整个右室心内膜边界。用GE 公司的EchoPAC 软件自动分析右室整体的径向应变及应变率,组织多普勒测得的等容加速度,用MRI 测右室的射血分数。结果显示,右室的纵向应变及应变率与右室的等容加速度呈正相关,与右室心肌做功指数呈负相关。纵向应变率与右室射血分数呈正相关。因此,二维的右室径向应变及应变率是一个新的能评价整体右室功能的指标。
3.5 其他应用Antonello 等[18 ]应用标准的多普勒及斑点追踪技术在经过心肺负荷试验后的缺血或特发性扩张型心肌病患者中测定左房侧壁、房间隔基底段及房顶部的左房径向应变。结果显示,所有患者中缺血原因引起的DCM及左房容量是唯一的左房侧壁收缩应变的决定因素。左房侧壁应变及左房容量是在心肺负荷试验中峰值氧耗的强力的预测因子。在所有分析的左房节段中特发性DCM的峰值收缩应变比缺血性DCM明显减低。结论是2DSTI 是一种可以用来评估扩张型心肌病患者左房心肌功能的技术。与缺血性扩张型相比,特发性扩张型的左房收缩变形能力要低。