心肌应变率成像——定量评价局部心肌功能的新技术

心肌应变率成像（strain rate imaging,SRI）是在组织速度成像（tissue doppler imaging,TDI）基础上发展起来的一种定量评价局部心肌功能的超声技术.1998年,Heimdal等[1]首次报道采用实时超声应变率显像来评价左心室功能,从而为SRI在心脏超声领域的应用开辟了新窗口,至此SRI的应用一直是国际心脏超声的研究热点.现就近年来国内外这方面的研究进展及应用现状作一综述.     

应变成像定量评价冠心病病人局部心肌收缩功能

目的 应用应变成像技术定量评价冠心病局部心肌收缩能.方法 应用应变成像对冠心病病人53例和正常人42名左心室前间隔与后壁径向、各室壁节段纵向收缩期峰值应变进行测定,并以冠状动脉造影结果为标准进行对比分析.结果 冠心病病人缺血心肌的收缩期峰值应变表现为明显减低、消失,甚至倒置.冠心病组各室壁缺血节段收缩期径向、纵向峰值应变测值均较对照组相应节段明显减低.结论 冠心病缺血心肌收缩期峰值应变明显减低,应变成像技术是临床无创、定量评价冠心病局部心肌功能的新方法.     

骨髓干细胞移植通过基质金属蛋白酶及其抑制剂降低大鼠缺血性心力衰竭心室重构

目的探讨骨髓干细胞通过调节基质金属蛋白酶2/基质金属蛋白酶抑制剂1(MMP2/TIMP1)系统改善急性心肌梗死后心力衰竭心室重构。方法结扎雌性 SD 大鼠左冠状动脉制作急性心肌梗死模型。4周后随机分为2组:移植组大鼠7只,移植雄性 SD 大鼠来源的骨髓干细胞(5×10~6)到梗死后瘢痕区。对照组大鼠7只,移植等体积的 PBS 到瘢痕心肌。通过 HE 染色和 Masson 染色评价左室形态。免疫组织化学分析心肌 MMP2和 TIMP1和瘢痕区Ⅰ、Ⅲ型胶原表达情况。经Western 杂交检测 MMP2和 TIMP1蛋白变化。结果部分骨髓干细胞在移植后21天呈纤维母细胞样生长。移植后早期有炎症细胞聚集在瘢痕区,移植后7天炎症细胞减少。与对照组相比,移植组大鼠左室射血分数和左室短轴缩短率提高[(63.43±3.97)%与(36.20±3.99)%,(31.71±1.98)%与(18.00±2.07)%,P<0.05],左室压力下降最大值(dp/dt_(min))降低[(-4756.24±270.00)mm Hg/s(1 mm Hg=0.133 kPa)与(-2789.53±624.13)mm Hg/s,P<0.05],左室厚度率增加[(76.34±2.66)%与(64.37±2.36)%,P<0.05],梗死区面积缩小[(36.19±0.83)%与(42.12±1.88)%,P<0.05]。移植组大鼠瘢痕区Ⅰ型胶原表达升高,Ⅲ型胶原降低;心肌 MMP2蛋白水平降低而TIMP1水平升高。结论骨髓干细胞移植通过 MMP2/TIMP1导致胶原网络的动态变化,从而改善急性缺血后衰竭心脏的左室重构。     

应变率成像的临床应用

现综述正常心脏应变率成像表现和局部心肌缺血的特征;应变率成像定量评价局部收缩和舒张功能的可靠性;以及应变率成像结合负荷试验鉴别心肌不同存活状态等方面问题。     

速度向量成像技术评估组织多普勒技术测定心肌应变及应变率测量的误差

目的:以速度向量成像(VVI)技术为标准,评估组织多普勒(DTI)技术测定心肌应变及应变率测量节段运动异常患者的误差.方法:选取超声节段运动异常(异常组)与正常者(对照组)各20例,用VVI技术在左心室相同部位采集的数据为参照,比较DTI技术测量心肌应变、应变率的重复性.结果:VVI技术同时测定对照组与异常组心肌应变及应变率,观察到室间隔或左心室侧壁心尖段、中间段、基底段的所有节段,差异均有统计学意义(P<0.05～0.001).对比对照组与异常组间DTI技术的应变,可见室间隔及左心室侧壁的基底段P<0.05,差异有统计学意义,而DTI技术应变在心尖段与中间段差异均无统计学意义(P>0.05).DTI技术应变率在对照组与异常组,除了左心室侧壁心尖段外,P均<0.05～0.01,差异均有统计学意义.DTI技术测定对照组及异常组心肌节段应变、应变率的图像差异较大;而VVI技术测定室间隔与左心室侧壁各节段应变与应变率的波形差别很小.结论:DTI技术应变、应变率的测量误差均较VVI技术明显,重复性较差.     

应变率成像评价2型糖尿病患者左室舒张功能

目的:探讨应变率成像技术早期诊断2型糖尿病患者左室舒张功能异常的临床价值。方法:2型糖尿病患者和正常对照者各25例,获取心尖四腔、心尖两腔、心尖左室长轴观心肌应变率曲线,测量左室各节段舒张早期和舒张晚期纵向峰值应变率,并计算基底段、中间段、心尖段舒张早期平均峰值应变率(SRe)和舒张晚期平均峰值应变率(SRa)及SRe/SRa比值。结果:与对照组比较,2型糖尿病患者SRe和SRe/SRa减低,各节段差异均有统计学意义(P0.05,0.01),SRa差异无统计学意义。结论:应变率成像技术能够早期评价2型糖尿病患者左室舒张功能的异常,并为临床提供一定的信息。     

应变率成像技术评价酒精性心肌病患者左心房功能

目的:研究应变率成像技术在评价酒精性心肌病患者左心房功能改变方面的应用价值。方法:对30例酒精性心肌病患者(ACM组)和相匹配年龄30例正常人(正常对照组),分别进行左心房常规二维参数及应变率参数测量。常规参数包括:左心房最小容积（LAVmin）、左心房最大容积（LAVmax）、左心房p容积（LAVp）、左心房最大直径（LAMD）、左心房主动射血分数(LAAEF)及左心房被动射血分数(LAPEF)。应变率测量指标包括:左心房间隔、侧壁、下壁及前壁收缩期的应变率（SSR）、舒张早期应变率（ESR）及舒张晚期应变率（ASR）。结果:与正常对照组相比,ACM组常规参数LAMD、LAVmax、LAVmin、LAVp及LAAEF增高,LAPEF减低,差异均具有统计学意义（均P<0.05）。ACM组ASR增高,而SSR及ESR减低,差异具均有统计学意义(均P<001)。结论:应变率成像可以准确评价酒精性心肌病患者左心房功能。     

基质金属蛋白酶与充血性心力衰竭时心脏重构

充血性心力衰竭(CHF)发展过程中,心脏发生几何形状和心肌结构的改变称为心脏重构。过去曾认为心脏重构只是由于心肌细胞内源性的变化,现在认识到心肌细胞外基质(ECM)中胶原的数量、组成和结构的变化也参与了心脏重构过程〔1〕。基质金属蛋白酶(MMPs)是一组特异地降解ECM成分、参与心脏重构的酶家族。在人体与动物CHF的心肌组织中都可以发现MMPs表达〔1～4〕。MMPs是心肌间质重构中基质降解的推动力量。通过调控MMPs的表达与活性,可以影响ECM的数量、组成和结构,可能成为阻止甚至逆转心力衰竭(心衰)时心脏重构新的治疗途径。1 　…     

应变率成像技术检测肺心病左心室收缩功能的临床应用

目的探讨应变率成像(SRI)技术评价慢性肺心病患者左心室收缩功能的价值。方法选取慢性肺心病患者64例(其中心功能代偿组30例,心功能失代偿组34例)及正常对照组30例,应用SRI技术测量左心室各壁基底段、中段的心肌收缩期峰值应变率(SRs),计算左心室收缩期平均峰值应变率(mSRs),并与常规超声心动图指标进行对比。结果与正常对照组比较,慢性肺心病组mSRs均显著升高,差异有统计学意义(P<0.01),且代偿组与失代偿组mSRs比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论 SRI技术较常规超声心动图能更敏感、快速地定量评价慢性肺心病患者左心室收缩功能。     

多普勒超声心动图检测慢性心力衰竭患者心肌生物能量消耗水平的变化及临床意义

目的 分析慢性心力衰竭(心衰)患者的多普勒超声指标心肌生物能量消耗(MEE)与左心室结构指标及其收缩、舒张、整体功能指标及心衰严重程度(NYHA心功能分级)、C反应蛋白(CRP)、N末端B型利钠肽原(NT-proBNP)之间的关系,探讨MEE用于评估慢性心衰心功能状况的临床价值.方法 选择慢性心衰住院患者99例,据左室射血分数(LVEF)值分为LVEF正常的心衰(HFNEF)组37例,LVEF降低的心衰(HFREF)组62例(其中LVEF>35%、<50%及≤35%分别为30例及32例);据NYHA心功能分级分为Ⅱ级(26例)、Ⅲ级(42例)、Ⅳ级(31例);对照组30例.采用多普勒超声心动图检测并计算MEE及常规结构指标,左心室收缩(LVEF、LVFS)、舒张(E/A、EDT、IVRT)及整体功能指标(Tei指数),并测定各组血清CRP、血浆NT-proBNP水平,分析各组间各参数的差异,探讨MEE与上述指标间的相关性.结果 HFNEF组患者MEE水平与对照组差异无统计学意义(P>0.05),HFREF组患者MEE水平较对照组明显增加(P<0.01);慢性心衰组MEE随LVEF的降低及NYHA心功能分级级别的升高而显著增加(P<0.05);双变量相关分析显示,MEE与心室结构及收缩、舒张、整体功能指标、NYHA心功能分级及血清CRP、血浆NT-proBNP水平之间均具有相关性,其中关系最密切的是左心室收缩功能指标,即MEE与LVEF、LVFS均呈明显负相关[分别为r=-0.540、P<0.01,r=-0.454、P<0.01].结论 随左心室收缩功能障碍及心衰程度的加重,慢性心衰患者的MEE水平逐步升高,MEE与现有的心功能评价指标(如LVEF值、NYHA分级、NT-proBNP 等)均呈明显相关,特别与左心室收缩功能指标关系密切.MEE可从心肌生物能量学角度有效评定慢性心衰患者的心功能状况.     

Effect of obesity on left ventricular structure and myocardial systolic function: assessment by tissue Doppler imaging and strain/strain rate imaging

BACKGROUND: Obesity is associated with heart failure, cardiovascular morbidity, and mortality. A direct effect of weight on left ventricle (LV) structure and myocardial function is not well-established. AIM: The aim of our study is to determine the effect of obesity on LV morphology and systolic function by using LV standard Doppler echocardiographic indices, myocardial Doppler imaging and strain/strain rate imaging indices. METHODS: We studied 33 obese and 34 age, sex-adjusted control subjects who had no other pathological conditions. Standard transthoracic Doppler echocardiographical measurements, reconstructed spectral pulsed wave tissue Doppler velocities, strain and strain rate imaging of six different myocardial regions were obtained. Peak systolic velocity (SR), peak systolic strain (I), peak systolic strain rate (SR) for each region and as a global systolic longitidunal LV function mean of peak systolic strain of six myocardial regions (glsca) were compared. RESULTS: Age, body surface area, blood pressure, and heart rate were comparable between the two groups. Obese subjects had significantly increased LV end-diastolic volume, septal wall thickness, left atrial diameter, and decreased transmitral early to late diastolic velocity ratio. In obese subjects, reconstructed spectral pulsed-wave tissue Doppler analysis showed significantly decreased basal lateral peak systolic (Sm) velocity (6.68 +/- 1.89 vs. 8.08 +/- 2.50, P < 0.05), mid lateral Sm (5.01 +/- 2.17 vs. 6.78 +/- 3.22, P < 0.05). Differences in regional strain rate (mid septal SR, 1.45 +/- 0.23 vs. 1.63 +/- 0.18, P < 0.05), regional strain (basal septum I, 19.13 +/- 3.83 vs. 22.09 +/- 4.60, P < 0.05; mid-septum I, 18.03 +/- 2.91 vs. 20.25 +/- 4.77, P < 0.05; radial I, 27.50 +/- 7.32 vs. 35.53 +/- 9.48, P < 0.05), and global strain (glsca, 19.38 +/- 1.34 vs. 21.24 +/- 2.82, P < 0.05) were identified between obese and the referent subjects. CONCLUSIONS: Obesity is associated with morphologic alterations in left ventricle and left atrium and subclinical changes in left ventricle systolic function which can be detected by strain and strain rate imaging even without overt heart disease.     

应变率成像评价自体外周血干细胞移植术后心肌梗死患者左室局部心肌功能的临床研究

目的探讨应变（SI）及应变率成像（SRI）在急性心肌梗死（AMI）患者自体外周血干细胞移植治疗前、后左室局部心肌功能定量评价中的应用价值。方法共有65例AMI患者入选本项前瞻性、非随机、开放试验（其中35例患者为细胞移植组，30例为常规治疗组）。应用SRI、SI和多普勒速度成像（TVI）测定细胞移植组、常规治疗组治疗前、后及30名健康人的左室壁各节段的SI、SRI及TVI的参数变化。结果①65例AMI患者的589个缺血节段的心肌收缩期峰值应变率（PSSR）、舒张早期峰值应变率（PESR）、收缩期峰值应变（PSS）、心肌收缩期峰值速度（VS）和舒张早期峰值速度（Ve）显著降低，舒张晚期峰值应变率（PASR）和舒张晚期峰值速度（Va）变化差异无统计学意义。SRI和SI检出缺血心肌的敏感性、特异性及准确性明显高于TVI[（90％、91％、92％）比（71％、69％、71％），P〈0．01]。②细胞移植组随访期305个经治疗缺血心肌节段中，244个节段的PSSR、PESR、PSS、Vs及ve较术前显著增高或恢复正常，常规治疗组随访期284个经治疗缺血节段中，169个节段的PSSR、PESR、PSS、Vs及Ve较术前显著增高或恢复正常，但两组治疗后改善的缺血心肌节段数比例及SRI、TVI参数比较差异有统计学意义（P〈0．01）。结论SRI和SI能够无创定量评价冠心病缺血心肌节段的运动异常，为临床客观评价冠脉内自体干细胞移植术疗效提供了一种早期无创、敏感、有效的定量分析手段。     

肿瘤坏死因子α和基质金属蛋白酶家族与左室重构的关系

目的　探讨肿瘤坏死因子 (TNF)α与基质金属蛋白酶家族 (MMPs)MMP 2、3、9与心肌重构、心功能损害的关系。方法　采用双抗体夹心ELISA法测定心力衰竭 (心衰 )患者TNFα血浓度 ,Westernblot法对 31例风湿性心脏病 (RHD)心衰患者及 8例健康人心室肌组织中MMP 2、3、9蛋白表达含量进行半定量分析 ;RHD患者术前心功能指标采用超声心动图检查。结果　心衰患者TNFα血浓度随心衰加重而增高 (P <0 0 5或 <0 0 1) ,心肌组织MMP 2、3、9蛋白表达随心衰程度加重而增加 (P <0 0 5或程 <0 0 1) ,TNFα血浓度与心肌组织MMP 2、3、9蛋白表达存在明显的正相关关系 (P <0 0 1或 <0 0 0 1)。结论　TNFα可能通过刺激MMPs的表达 ,引起细胞外基质结构发生改变 ,加重心衰时的左室重构 ,引起心功能恶化     

Doppler myocardial imaging in the diagnosis of early systolic left ventricular dysfunction in diabetic rats

Aim: To find out if Doppler myocardial imaging (DMI) can detect earlysigns of left ventricular (LV) dysfunction in a rat model ofdiabetic cardiomyopathy. Methods: Eight control and 12 Streptozotocin (STZ)-induced diabetic ratsunderwent transthoracic echocardiography with high-resolutiontechnology at baseline and 2, 4, 8, 12, and 16 weeks after STZinjection. Radial function was analysed using conventional M-mode,and velocity, strain and strain rate imaging. Longitudinal functionwas analysed using pulsed Doppler imaging of the mitral annulus. Results: In the diabetic rats, a significant increase in LV end diastolicand end systolic diameter was measured when compared with controls(P < 0.001). Fractional shortening and LV ejection fractionremained unchanged in both groups. Using DMI, diabetic ratsdemonstrated a decrease in radial systolic velocity (rate ofchange: +0.01 vs. –0.003 week^–1; P < 0.01) andradial systolic strain rate (+0.003 vs. –0.205 week^–1;P = 0.08) of the anteroseptal wall. Histologic examination revealeddilated cardiomyopathy with no signs of fibrosis. Conclusion: Although LV ejection fraction remained preserved, velocity andstrain rate imaging was able to detect radial systolic dysfunctionin diabetic rats. The absence of histological signs of fibrosissuggests that other mechanisms play a role in the developmentof diabetic cardiomyopathy.     

应变率成像对急性前壁心肌梗死冠脉介入治疗后左室局部收缩功能的评价

目的运用应变率成像（SRI）技术定量评价急性前壁心肌梗死患者经皮冠状动脉介入术（PCI）前后梗死相关血管供血区域局部收缩功能。方法对62例急性前壁心肌梗死患者行PCI术。血管开通后无复流13例（无复流组）,心肌灌注良好49例（灌注组）。分别于PCI术前、术后3d、1个月及6个月测量左前降支参与供血的9个室壁节段的沿长轴收缩期应变率（SR）并与术前比较,确定异常节段。结果两组各时点sR降低,灌注组术后不同时间点的SR均显著高于无复流组,绝大多数心肌节段SR较术前增加,且随着时间的推移,其SR逐渐增加;无复流组术后3d及1个月除极少数节段SR降低外,其他节段心肌SR与术前无明显差异;术后6个月部分心肌节段SR较术前及术后3d有所增加。结论SRI可动态观察急性前壁心肌梗死PCI术前、术后梗死相关血管供血区域心肌收缩功能,间接评估心肌灌注情况。     

Ultrasonic strain/strain rate imaging--a new clinical tool to evaluate the transplanted heart.

OBJECTIVE: The aim of this study was to investigate the clinical applicability of strain and strain rate imaging (epsilon/SRI) in heart transplantation (Htx) patients and to establish "normal" post-Htx regional systolic deformation values. BACKGROUND: Epsilon/SR indices have been shown to be a more sensitive measure of regional systolic function than standard echo measurements. Thus, they might provide a new tool to better define both normal cardiac graft function and detect changes due to post-Htx complications. However, prior to investigating the role of epsilon/SRI in detecting abnormalities, "normal" post-Htx regional deformation values must be established as graft regional function can be altered by a number of factors such as ischemic time, surgical technique or accelerated graft ageing. METHODS: A total of 57 Htx patients (age 36+/-12 years; post-Htx 5.5+/-3 years) without any documented complication were studied. Epsilon/SRI data were acquired from the septum, left ventricular (LV) free walls and right ventricular free wall (RVFW). A total of 29 age-matched healthy subjects served as controls. RESULTS: Htx longitudinal peak systolic velocities (Vsys) were lower in inferior, septal and RVFW segments compared to controls. Peak systolic epsilon/SR (epsilonsys/SRsys)) did not differ from controls except in septum and RVFW in which the values were significantly reduced. Radial Vsys) in the Htx group were higher than controls while epsilonsys/SRsys were reduced. There was a significant decrease in SR(sys) in apical LV segments with increasing time post-Htx, whereas those measured in RVFW showed an increase by that time. CONCLUSION: Epsilon/SRI demonstrated that "healthy" Htx hearts have normal global systolic function but altered regional systolic deformation indices compared to normal hearts. Post-Htx time has a diminishing effect on the regional systolic deformation indices in LV segments but an improving effect in RVFW. These "normal" Htx values should provide the basis for subsequent studies into the role of epsilon/SRI in the non-invasive detection of post-Htx complications.     

β受体阻滞剂对心力衰竭大鼠模型心肌纤维化的影响

目的 探讨不同β受体阻滞剂对心力衰竭大鼠模型心肌纤维化的影响.方法 取Sprague-Dawley雄性大鼠,采用结扎前降支方法建立慢性心力衰竭模型.将存活动物随机分组为心力衰竭组(n=9)、卡维地洛组(n=10)、美托洛尔组a=8),并建立假手术模型(n=10),观察各试验组动物的血液动力学变化,进行心肌纤维化的相关指标测定.结果 与心力衰竭组[(4.7±2.5)mm Hg,1 mm Hg=0.133 kPa]比较,美托洛尔组[(3.9±3.0)mm Hg]、卡维地洛组[(4.0±2.6)mm Hg]心肌梗死后左心室舒张末压水平显著低,美托洛尔、卡维地洛改善左心室±dp/dt(P＜0.05).心力衰竭组羟脯氨酸水平[(4.9±2.6)mg/g]明显高于假手术组[(2.5±1.0)mg/g]及卡维地洛组[(2.8±1.8)mg/g],P＜0.05.卡维地洛组羟脯氨酸水平明显低于美托洛尔组[(4.6±2.3)mg/g],P＜0.05.心力衰竭组心肌间质胶原容积百分数、血管周围胶原面积/冠状动脉腔横断面积(PCVA/VLCA)明显高于假手术组及卡维地洛组(P＜0.05).卡维地洛组PCVA/VLCA(3.9±1.2)明显低于美托洛尔组(5.1±1.7),P＜0.05.结论 卡维地洛组胶原含量低于美托洛尔组,提示卡维地洛较美托洛尔有更强的抑制心肌梗死后心肌纤维化的作用.     

心电图QRS间期与慢性心力衰竭左心室同步性关系的超声评价

目的评价心电图QRS间期与慢性心力衰竭（心衰）左心室同步性的关系。方法对54例慢性心衰患者（宽QRS组28例，正常QRS组26例）和15例健康人（对照组）进行心肌组织多普勒成像研究，测量收缩期和舒张早期12节段达峰时间（Ts和Te），评价不同QRS间期的慢性心衰左心室各节段不同步状况以及左心室不同步的主要影响因素。结果慢性心衰舒张末期和收缩末期容积增大，宽QRS组较正常QRS组更加显著，12节段平均Ts显著增大。以Ts≥182ms作为分界值，正常QRS组46％、宽QRS组71％存在收缩期不同步。宽QRS组Te最大差值（Te-diff）最大，以Te-diff≥79ms作为分界值，正常QRS组58％、宽QRS组89％存在舒张期不同步。同时存在收缩期和舒张期不同步者，正常QRS组为31％，宽QRS组为64％。收缩末期容积与左心室收缩期不同步相关，舒张末期容积与舒张期不同步相关。结论心电图QRS间期不能完全反映慢性心衰左心室同步性状况，左心室收缩末期容积和舒张末期容积直接影响左心室的收缩期和舒张期同步性。