二维应变超声心动图新技术及临床应用

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1、二维应变超声心动图新技术及临床应用【摘要】二维应变超声心动图是一种通过标准二维成像测量应变的新方法。没有角度依赖性，能够简单、快速、可重复性定量评价整体和局部心肌功能，为观察心肌运动、诊断心肌缺血、定量评价局部心肌功能提供一种全新的方法。【关键词】二维应变临床应用超声心动图二维应变超声心动图成像(two—dimensionalstrainecho—cardiography，2DSE)在二维灰阶图像中追踪心肌的运动并计算速度与应变，与基于组织多普勒超声心动图的应变成像技术原理完全不同，为心肌应变的评价提供了更

2、客观的方法。可以追踪心肌长轴(从心底到心尖的)方向的运动，也可在短轴图像中追踪心肌的径向(向心)运动与轴向(旋转)运动。可用于无创性实时定量评价左心室节段的收缩、舒张及旋转功能。国内外学者对该技术的研究较多，现就二维应变的初步临床应用综述如下。1基本概念应变是一物理名词，是物体受力后变形的能力。心肌在一个心动周期内收缩和舒张变形的性质与应变的概念相符合，因此可用应变来研究局部心肌功能。心肌局部组织受力后产生形变，与作用力及心肌本身的组织特性有关。应变是指心肌发生形变的速度，是心肌运动在超声束方向上的速度梯度

3、，即局部两点之间的速度差除以两点之间的距离。其值与所研究的局部心肌的初始长度有关，通常以百分比表示，数学定义为：S=(L—10L0)。这里S表示纵向应变，L表示瞬间长度，L0是初始长度。初始长度为无负荷下的心肌长度，在跳动的心脏中，无负荷的初始长度是很难测定的，所以通常用舒张末期局部心肌长度来代替。应变率是指单位时间内的应变。相当于局部空间速度变化率，可由以下等式表达：SR=(L—L0)／L0／△t，式中SR是应变率，△t是时间改变[1]。2二维应变超声心动图成像的原理二维应变超声心动图成像(two—dim

4、ensionalstrainecho—cardiography，2DSE)利用斑点追踪技术，在二维图像的基础上，在室壁中选定一定范围的感兴趣区，随着心动周期，分析软件根据组织灰阶自动逐帧追踪上述感兴趣区内心肌组织像素的位置和运动，并与第一帧图像中的位置相比较，计算整个感兴趣区内各节段心肌的变形[2]。由于斑点追踪技术与组织多普勒频移无关，因此不受声束方向与室壁运动方向间夹角的影响，没有角度依赖性，因此二维应变超声心动图成像能更准确地反映心肌的收缩和舒张功能。3研究方法应用具有超声斑点跟踪显像技术的仪器采集感

5、兴趣的心肌节段的二维灰阶图像(60-70帧／秒)，检查时常规连接心电图，通常留取三个心动周期的图像。导入有相应分析软件的工作站进行脱机处理。一般收集一个心动周期相应收缩期、等容舒张期及舒张期等三个时相的应变和应变率[3]。4二维应变及应变率在临床研究中的应用与评估104.1正常心肌的二维应变及应变率特征心肌的解剖排列决定了其收缩形变，心脏的心肌细胞包括纵行和横行肌纤维，即内、外层的螺旋形肌束和中层的环形肌束，因此心脏的收缩和舒张运动基本包括4个部分：纵向(1ongitudina1)运动，表示心脏长轴方向的运

6、动；径向(radia1)运动，表示心脏短轴方向心肌厚度的变化；圆周(circumferentia1)运动，表示心脏短轴方向的环形运动；旋转(rotationa1)角度，表示心脏短轴方向的旋转角度。二维应变超声心动图可以从以上4个方面来评价心肌的变形。4.2正常人的二维应变超声心动图成像Hurlburt[4]等在正常人中应用二维应变超声心动图成像测量心尖位长轴、左室短轴径向和圆周方向的应变，结果为：①心尖长轴方向应变，心尖部>中部，左室侧壁>左室前壁；②心脏左室短轴方向应变较均一；③左室短轴圆周方

7、向应变，前室间隔应变最大，与磁共振相符。Helle—Valle等[5]在正常人中应用二维应变成像测量旋转角度，结论为：短轴心尖部-10.9°±3.3°，短轴心底部4.6°±1.3°。从心尖向心底观察，顺时针旋转为正值，逆时针旋转为负值。4.3临床应用104.3.1评价心肌功能心肌应变与心肌的收缩和舒张功能密切相关，心肌应变测量的是心肌各节段的变形，能准确评估心肌收缩和舒张功能。应变与应变率作为近年来提出的评价心肌功能的新指标，有其独到优点[6]。组织多普勒技术从心肌运动的角度评价心功能，其应用为心功能评价提

8、供了新的方法[7]。基于组织多普勒技术的超声应变与应变率从心肌长度变化的角度评价其功能，进一步拓展了心功能评价的视角。理论上，应力一应变关系要比压力一容积关系更能敏感地反映组织的功能特征，因而心肌应变是反映心肌收缩性的直接而客观的指标[8]。在临床工作中，以心室整体的应变与应变率作为心功能参数，要比对各节段逐一分析更加便于应用。但由于多普勒固有的角度依赖的限制，组织多普勒应变率成像主要用于局域心肌长轴应变的评价[