组织多普勒成像在心功能评价中的应用.doc

    组织多普勒成像在心功能评价中的应用        组织多普勒成像(Doppler tissue image )简称DTI，是一项新的探测心肌运动的技术它是在传统的探查心腔内血流的的彩色多普勒仪器基础上，通过改变多普勒滤波系统，除去心腔内血流产生的高速、低振幅的频移信号，保留心肌运动产生的低速、高振幅的频移信号，并经相关系统处理以彩色编码显示出来，能定量测量室壁运动速度DTI有三种显示方式：①速度方式：②加速度方式；③能量方式　　自DTI问世以来，人们就不断试以该项技术来评价心功能，并取得初步成效DTI可直接从心肌组织中提取频移信号，定量测量室壁运动速度，因而可以更精确、更直观地分析室壁运动同时DTI可以清晰地区分心动周期中不同阶段，为我们测量一些评价心功能的时间指标提供了可能目前DTI评价心功能指标多通过速度方式来获得现就DTI在心动能评价中的应用做一简要介绍 1　DTI对局部心肌收缩舒张功能的评价　　心肌运动速度模式主要有三个波：收缩期S波、舒张期E波、心房收缩期A波，另外还有一些短暂的、多相的、低振幅的等容收缩期和等容舒张期波正常情况下，心内膜运动速度快于心外膜(等容舒张期时心外膜稍快于心内膜)、左室后壁的运动速度快于室间隔、室间隔左室面快于右室面。

动物和人体试验研究证明在缺血、缺血后再灌注、梗塞以及原发性心肌病、心肌淀粉样变性等病理情况下，心肌运动速度的改变能很好地反映心肌的舒缩性能，并与某些超声心动测量的心功能指标具有较好的相关性1.1　峰值速度和时间—速度积分　Garcia应用猪做动物试验研究表明，当结扎冠状动脉造成局部心肌缺血时，心肌的运动速度在收缩期(S波)、舒张早期(E波)迅速下降，而在心房收缩期(A波)的运动速度增高冠脉结扎20～25秒后，E/A峰值速度比值发生反转，这说明在急性心肌缺血后，局部心肌的收缩、舒张功能均受到损害在局部室壁运动减弱或无运动的患者，DTI检测也获得与动物试验相同的结果：收缩期峰值速度、收缩期时间—速度积分、E波峰值速度和时间—速度积分均低于正常［1］Bach［2］等人应用多巴酚丁胺超声负荷实验观察39例具有轻度或中度二尖瓣返流而无局部室壁运动障碍者，并测量了他们在基础水平和最大负荷水平的左室射血分数EF、峰值dp/dt(心室压力上升速率)、左室后壁心内膜下收缩期峰值速度V结果显示：dp/dt与EF、峰值收缩期速度均具有良好的相关性，但是其最大负荷水平与基础水平的改变量Δdp/dt与ΔV的相关性(r=0.75)优于Δdp/dt与ΔEF的相关性(r=0.36)，说明心肌运动速度的改变量能更好地反映由儿茶酚胺诱导的心肌收缩力的改变。

1.2　心内膜与心外膜速度梯度　由于心肌各层运动速度不一致，心内膜运动速度最快、心外膜运动速度最慢在运动异常的室壁节段，我们除了可以观察到心肌运动速度下降外，我们还可以观察到心内膜的运动速度下降较心外膜更快，这样使得心肌全程的运动速度接近一致这可能是由于冠脉血流灌注相对不足时，心内膜最先受到侵犯所至所谓心肌速度梯度(myocardial velocity gradient,MVG)是指心内膜与心外膜速度之差与室壁厚度的比值，用公式表示为MVG=(Vend-Vepi)/L，其中Vend、Vepi分别为心内膜和心外膜运动速度，L为室壁厚度根据Uematsu［3］报告，正常人MVG为：前壁1.69±0.53S-1、后壁3.28±0.67S-1；在扩张型心肌病中MVG普遍下降：前壁0.72±0.59S-1、后壁0.93±0.67-1；在心肌梗塞病人中MVG显著下降：前壁0.58±0.41S-1、后壁0.17±0.27S-11.3　峰值平均速度和峰值速度斜率　由于心肌各层运动的差异性，Palka［4］等提出了两个新的指标：峰值平均速度和峰值速度斜率所谓峰值平均速度是指在心动周期的某一时相内从心内膜到心外膜的心肌全层的峰值速度的平均值。

峰值速度斜率是指在心动周期的某一时相内从心内膜到心外膜的心肌全层峰值速度的线性回归线的斜率在收缩期，这两个指标与左室后壁局部增厚率具有很好的相关性，但与FS、EF等超声心动测值无关在舒张期，这两个指标与穿瓣血流束的E、A峰速度及E峰的减速时间也具有良好的相关性，并且峰值速度斜率与其相关性更好　　以上研究证明了DTI测量心肌局部运动的速度指标是一项评价局部心肌的舒缩性能的很好指标在对由局部心肌缺血、缺氧、坏死、炎症所致的节段性心肌运动异常的诊断中具有巨大的潜在性应用价值2　DTI对心室功能的评价2.1　主动脉壁活动对左室功能的评价　主动脉根部在收缩期与舒张期的位移距离曾被用来作为左室收缩功能的一个指标在左室收缩功能下降时主动脉壁位移距离减低，而今DTI为我们提供一项新的参数：主动脉壁运动的速度Erbel［5］等提出快速估测左室收缩功能方法：正常人主动脉前壁在收缩早期运动速度>6cm/s，左室收缩功能轻度下降时，其速度为4～6cm/s，左室收缩功能显著下降时，其速度为<4cm/s在冠脉疾病，当左室舒张功能障碍而收缩功能正常的病人，其主动脉前壁舒张早期峰值速度显著下降、舒张晚期峰值速度上升，舒张早期/舒张晚期峰值速度比值下降。

当左室收缩功能与舒张功能均下降时，收缩期与舒张早期，舒张晚期峰值速度均下降，其中舒张早期峰值速度下降最为明显，舒张晚期/舒张早期峰速比值>2.0，收缩期峰速<1.0cm/s在高血压病人，收缩早、中、晚期主动脉前壁运动速度均高于正常人，其中收缩中、晚期显著高于正常人，为正常人10倍这与高血压时心室功能亢进是相一致的主动脉壁的运动速度为我们提供了快速评价左室功能的方法，同时我们也应看到主动脉壁的运动速度除一部分取决于左室射血功能外，还取决于主动脉壁的弹性和顺应性，因而在评价左室功能时应注意排除动脉疾患2.2　二尖瓣环的运动对左室功能评价　二尖瓣环是位于左心房、室之间的一个纤维环状组织二尖瓣环具有复杂的三维模式，它有三个主要运动成份：沿着心室长轴运动(由基底部向心尖运动)、瓣环的转动及类似括约肌的活动探查二尖瓣环运动最好从心尖观上观察它沿心室长轴的运动这是因为心尖在整个心动周期相对探头固定，瓣环的运动代表了心肌纤维在这个平面上由基底部向心尖的运动，在这个切面上心肌纤维数目多于任何一个短轴切面，因此正常与异常之间的差别得以放大且较少依赖局部变化二尖瓣环运动在DTI上主要有三个波峰：收缩期朝向心尖的正向波，舒张期有两个背离探头的波，第一个发生在舒张早期、第二个发生在心房收缩期。

　　(1)二尖瓣环运动与左室收缩功能的关系：Culati［6］应用DTI检测了二尖瓣环六个部位的运动速度，它们分别是：心尖二腔观上的前壁和下壁、心尖四腔观上的侧壁和下间隔部、心尖长轴观上的后壁和前间隔部，这六个部位的平均峰值瓣环下行运动速度与左室射血分数呈线性相关(r=0.86)，并且当平均峰值瓣环下行运动速度>5.4cm/s时，其诊断EF>50%的敏感性88%，特异性97%因而二尖瓣环下行运动速度具有快速估测左室收缩功能的潜在性价值　　(2)二尖瓣环运动与左室舒张功能的关系：评价左室舒张功能真正最重要的特征性指标是同时测量左室压力和容积，继而描绘出压力—容积曲线但这在临床实际中是不可能的因而许多年来多普勒超声心动被用来评价舒张功能，在左心舒张功能中最常用的是二尖瓣血流频谱信号和肺静脉血流频谱信号但是多普勒测量二尖瓣血流频谱信号是心房及心室收缩舒张功能、顺应性以及负荷状态共同作用的结果体外和动物试验证明左房顺应性、二尖瓣严重返流、左室收缩功能下降等对二尖瓣血流频谱均有影响，对心肌淀粉样变性的系列研究也证明在舒张功能障碍早期主要表现为主动舒张延缓，随着疾病的进展左房压升高以保持心输出量不变，这种压力上升导致舒张早期房室跨瓣压差上升，这就使舒张期多普勒血流速度模式由舒张延缓向伪正常期转变，继而向限制性模式转变［7］。

二尖瓣环的运动与二尖瓣血流之间具有相似的模式虽然二尖瓣环舒张期E、A峰速度与二尖瓣血流E、A峰速度相关性不佳，但是瓣环的E/A峰比率与二尖瓣血流E/A峰比率相关密切这也许是由于瓣环运动速度变化反映的是结构运动变化，而二尖瓣血流速度反映的血流动力学变化，它受充盈率及左房压变化的影响在舒张功能障碍的病人中，两者的相互独立性更加明显在舒张功能障碍的早期，其二尖瓣环的运动与二尖瓣血流速度模式改变相似，舒张早期E峰下降、左房收缩期A峰增高、E/A峰比率下降当舒张功能障碍进一步发展为伪正常模式时，其二尖瓣血流速度模式正常，但二尖瓣环的E峰仍然进一步下降，A峰仍然进一步增高，其E/A峰比率持续低于二尖瓣血流的E/A峰比率在限制性充盈模式中，其舒张早期运动速度显著低于正常人　　另外，舒张功能障碍时，二尖瓣环与二尖瓣口血流舒张早期峰值速度之间的时间关系发生变化虽然两者开始运动的时间相一致，根据Garcia［8］Rodriguez［9］的报道，正常人瓣环舒张早期峰值速度较瓣口血流提前约20±16ms，左室肥大组仅提前5.5±21ms，在限制性充盈时，瓣环峰值速度较血流峰值速度还要晚发生了7.5±3.5ms，这说明舒张功能障碍早期，其心室舒张延续；在限制性充盈时，心室充盈主要由被动充盈引起，其瓣环运动是由于左室容积增加而被动扩张。

　　DTI探测二尖瓣环运动提供了二尖瓣口血流额外的信息它在伪正常充盈模式、限制性充盈模式中均有特征表现为评价左室舒张功能提供了重要依据，并具有相对不依赖负荷等优点2.3　DTI的时间分析对左室功能的评价　从DTIM型彩色谱上，我们根据心肌运动的速度大小和方向可以很清晰地划分心动周期的七个阶段［5］，从而为我们测量评价心功能的时间指标提供了简便易行的方法现就一些较常见的时间指标简述如下　　(1)评价收缩功能时间指标　①心室电激动至心室收缩期峰值速度时间间隔：即从ECG上Q波起始处至DTIM型心室收缩期彩色编码最亮处收缩功能下降时，该时间延长②PEP/LVET(射血前期/左室射血时间)比率：在M型DTI上很容易区分等容收缩期和左室射血时间，结合ECG可确定射血前期，即从ECGQ波起始至等容收缩期末，这样PEP/LVET即可测得左室收缩功能下降时，PEP延长、LVET缩短，PEP/LVET比值升高　　(2)评价舒张功能时间指标　①心室电激动至心室舒张期峰值速度时间间隔：由于Q波到舒张期时间间隔较强依赖于心率，因此以收缩末期为参考点，收缩末期到舒张期室壁峰值速度可从ECGT波末端的彩色反转处测量至DTIM型上舒张期彩色编码最亮处。

舒张功能下降时，该时间延长②等容舒张期时间间隔：等容舒张期在由心尖观观察室间隔时运动表现为一低速、向后的运动，其彩色编码为蓝色，在其前方为红色编码的前向运动(缓慢射血期)，在其后方为蓝白色的快速后向运动(快速充盈期)左室舒张功能下降时，等容舒张期延长　　DTI是近几年来新发展起来的一项室壁运动技术由于它直接从心肌组织提取信号，所以它既不受组织反射回来信号幅度的影响，也不受前方组织声衰减的影响，因而其对心功能的评价不依赖对心内膜的勾划但由于它是通过多普勒原理来反映室壁运动速度和方向，因而会受到室壁运动方向和声束夹角的影响，同时尚不能排除呼吸和心脏转位的影响尽管如此，DTI仍然为我们提供了探查心功能的一项全新方法，它所获得的速度指标和时间指标是评价心功能的重要指标，而这在以往的常规超声心动是不可能的我们深信随着研究的深入，DTI必将为我们提供更多有价值的信息①　430022　同济医科大学附属协和医院研究生②　导师参考文献1 Bach DS.Quantiative Doppler tissue imaging as a correlate of left ventricular contractility. Int J Card Imaging, 1996,12(3):191-。