劉 潔 綜述，高玉麗 審校

左心室的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作為評(píng)價(jià)左心室功能的重要指標(biāo)之一，對(duì)該運(yùn)動(dòng)的監(jiān)測(cè)，在臨床上對(duì)心血管疾病的早期診斷、治療以及預(yù)后有著重要意義。斑點(diǎn)追蹤（speckle tracking imaging,STI）是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種能對(duì)左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)。它是在二維超聲心動(dòng)圖和實(shí)時(shí)三維超聲模式下對(duì)特定的心肌運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤并對(duì)其進(jìn)行定量和定性分析。本文就STI 成像技術(shù)在原發(fā)性高血壓對(duì)左心室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)應(yīng)用研究進(jìn)行綜述。

1 斑點(diǎn)追蹤成像的基礎(chǔ)

1.1 二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（2D-STI）所謂的斑點(diǎn)（speckle）就是指在二維超聲圖像中的，由多個(gè)像素組成的，具有特殊聲學(xué)顯像標(biāo)記的集合，每一個(gè)斑點(diǎn)在心動(dòng)周期中都跟隨著周圍的心肌組織同時(shí)運(yùn)動(dòng)，該斑點(diǎn)的大小和形態(tài)在相鄰的兩個(gè)幀頻的圖像之間沒有差別，2D-STI 就是對(duì)該斑點(diǎn)在心動(dòng)周期中產(chǎn)生的位置的改變進(jìn)行測(cè)量，再根據(jù)所用的時(shí)間，計(jì)算出位移以及速度。觀察所有斑點(diǎn)形成的曲線圖就可以推測(cè)出整個(gè)心肌組織在心動(dòng)周期中的運(yùn)動(dòng)變化情況。

1.2 三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（3D-STI）3D-STI的發(fā)展克服了2D-STI 的缺陷［1-2］。它是基于2D-STI 的基本原理之上的，開啟三維模式后，通過(guò)Measure 進(jìn)入Full Volume，即全容積狀態(tài)下的實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖，系統(tǒng)將對(duì)心臟進(jìn)行自動(dòng)分割，形成90°×90°的類似于金字塔樣的容積圖，對(duì)該圓錐體樣的金字塔可進(jìn)行多面、多角度的旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)可對(duì)心肌組織的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)分析。

2 左心室的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

2.1 扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的解剖基礎(chǔ)及定義 從微觀上看，心內(nèi)膜下和心外膜下的肌纖維分別成右手螺旋和左手螺旋，而中間的肌纖維則以環(huán)形方式圍繞其中。從心尖部看，逆時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)起著積極作用，而順時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)則起著相反的作用，一般說(shuō)來(lái)以度為單位。在正常的心臟中，基底部在心臟收縮時(shí)是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，同時(shí)心尖部是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生一種類似于擰毛巾一樣［3-4］的運(yùn)動(dòng)；舒張期時(shí)，左室基底部和心尖部則分別朝著與收縮期相反的方向運(yùn)動(dòng)，這在左室內(nèi)形成一個(gè)巨大的負(fù)壓，從而能夠?qū)⒀簠R集于左心室。心底部和心尖部之間轉(zhuǎn)動(dòng)角度的區(qū)別被稱為“凈扭動(dòng)角度”或者“凈扭轉(zhuǎn)角度，同樣用度來(lái)表示。扭動(dòng)和扭轉(zhuǎn)的意思相近，可作為近義詞交互使用。扭動(dòng)有時(shí)僅僅簡(jiǎn)單地表達(dá)出了“扭”字，而扭轉(zhuǎn)對(duì)左心室沿著長(zhǎng)軸線的自心底向心尖部發(fā)生的旋轉(zhuǎn)的定義更為貼切，以度每厘米表示。

2.2 扭轉(zhuǎn)及解旋運(yùn)動(dòng)的測(cè)量參數(shù) 基于左室心尖短軸以及心底短軸的二維圖像的心肌扭轉(zhuǎn)和解旋參數(shù)有：左心室峰值扭轉(zhuǎn)角度（Ptw）、收縮末期扭轉(zhuǎn)角度（AVCtw）、等容舒張末期扭轉(zhuǎn)角度（MVOtw）、解扭轉(zhuǎn)率（Untw R）、扭轉(zhuǎn)速度峰值（PTV）、扭轉(zhuǎn)速度達(dá)峰時(shí)間（TPTV）、解旋速度峰值（PUV）和解旋速度達(dá)峰時(shí)間（TPUV）。

3 STI在高血壓（EH）疾病中的應(yīng)用

3.1 EH 的不同構(gòu)型 EH 使得心臟血流動(dòng)力發(fā)生變化，前后負(fù)荷增加，心臟生理結(jié)構(gòu)發(fā)生適應(yīng)性的調(diào)整改變。在EH 初期，心室的形態(tài)和大小通常不會(huì)發(fā)生太大的改變，隨著EH的進(jìn)展，壓力負(fù)荷的持續(xù)作用，心肌細(xì)胞由于代償性收縮逐漸肥大，進(jìn)而導(dǎo)致心室壁肥厚，若壓力負(fù)荷得不到解除而繼續(xù)作用于肥大的心肌細(xì)胞時(shí)，間質(zhì)的結(jié)締組織將伴隨著心肌細(xì)胞的增大而發(fā)生增生，對(duì)走行于其間的冠狀血管產(chǎn)生擠壓，冠脈血流量相對(duì)減少，室壁供血障礙，血管重排，心肌的舒張功能受損，順應(yīng)性減低，心肌逐漸變得僵硬，心室腔逐漸擴(kuò)大。目前國(guó)際上根據(jù)Ganau 分型［5］，利用LVMI（左室質(zhì)量指數(shù)）和RWT（相對(duì)室壁厚度）將EH分成四種構(gòu)型：（1）正常構(gòu)型：LVMI 正常，RWT＜0.45；（2）向心性重構(gòu)：LVMI 正常,RWT≥0.45；（3）向心性肥厚：LVMI 增加,RWT≥0.45；（4）離心性肥厚：LVMI 增加,RWT＜0.45。左心室因?yàn)闃?gòu)型的不同，可以對(duì)心室的收縮和舒張功能產(chǎn)生不同的影響，Devereux 等［6］以及Bella 等［7］研究后認(rèn)為,在長(zhǎng)期的病程中，隨著壓力負(fù)荷以及容量負(fù)荷的增加，由于增加的不同程度，造成了左心室?guī)缀螛?gòu)型的不同，而性別和年齡對(duì)左心室構(gòu)型的形成無(wú)明顯影響。

3.2 STI的應(yīng)用

3.2.1 2D-STI 對(duì)左心室正常構(gòu)型（LVN）的研究 在EH 早期，心室的大小、形態(tài)以及功能等尚未出現(xiàn)改變，一般的彩色多普勒超聲心動(dòng)圖檢查不出左心室功能的異常。李玲等［8］采集了35例LVN的EH患者，對(duì)左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的參數(shù)進(jìn)行分析后，得出由于心室肌的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主要倚賴于心尖的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在尚未出現(xiàn)左心室構(gòu)型的改變時(shí)，心室肌的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則以心尖部的逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)為主。Notomi Y［9］以及張麗等［10］也曾經(jīng)研究過(guò)，結(jié)果提示，EH 初期，心室肌心尖部的逆時(shí)針扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是增強(qiáng)的。秦川等［11］將LVN 的65例EH 患者，以左心房的內(nèi)徑指數(shù)（LAI）為分組指標(biāo)：即無(wú)左房的擴(kuò)大（NLAE）以及有左房的擴(kuò)大（LAE）組，通過(guò)軟件對(duì)左室旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)分析后比較，目的是為了研究EH 患者在心臟損害初期的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，并對(duì)其診斷價(jià)值的存在與否進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)研究后認(rèn)為,NLAE以及LAE組的Ptw 值在心尖水平段和心底水平段基本上是保持一致的，但與正常組相比，雖然處于EH的早期，但實(shí)質(zhì)上已經(jīng)對(duì)心室肌造成了損害，從而致使LAE 組的心尖段的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)減弱，而其相對(duì)于心底段的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的差值減低。在臨床上，EH 患者由于心臟負(fù)荷的增加，一般首先表現(xiàn)為L(zhǎng)AE，而LAE的患者通過(guò)脈沖多普勒（PW）測(cè)量二尖瓣口的血流頻譜的檢測(cè)方法，得出了E 值、A 值，然后通過(guò)計(jì)算E/A 值是否＜1以及EF 的斜率等，都可以提示左心室舒張期的功能出現(xiàn)了障礙。然而在該研究中應(yīng)用該傳統(tǒng)方法對(duì)LAE組的患者進(jìn)行檢測(cè)，卻發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的患者都沒有出現(xiàn)舒張功能的減低，因此對(duì)于心室不同節(jié)段旋轉(zhuǎn)角度的分析評(píng)價(jià)比利用傳統(tǒng)的一般測(cè)量方法在心室舒張功能產(chǎn)生改變之前更早發(fā)現(xiàn)，可以為臨床上早期發(fā)現(xiàn)和診斷出EH患者左心室舒張功能的減低參考提供依據(jù)。

3.2.2 2D-STI 對(duì)左心室肥厚（LVH）的研究 LVH 是導(dǎo)致充血性心力衰竭產(chǎn)生的主要原因之一，也是使其他相關(guān)性心血管事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加的原因［12］。Lorell BH 等［12］以及Edvardsen T 等［13］認(rèn)為，LVH 的產(chǎn)生通常是由于左心室舒張功能的變化發(fā)展演變成最后左室的整體收縮功能發(fā)生改變而引起的。Ito K［14］、Ohtsuka T 等［15］從生理生化的角度研究分析，心肌細(xì)胞發(fā)生肥厚，是由于肌細(xì)胞內(nèi)構(gòu)成肌球蛋白的輕鏈以及重鏈的組成比失衡，因而引起肌凝蛋白的同功酶的生物活性減弱，胞漿內(nèi)細(xì)胞器上的肌漿網(wǎng)上的Ca2+-ATP 酶失活，細(xì)胞對(duì)Ca2+的攝取能力降低，肌細(xì)胞收縮無(wú)力，排列次序發(fā)生改變，從而致使心室肌的收縮功能發(fā)生障礙。馬春梅等［16］采集了50例EH 伴有LVH 的患者,通過(guò)對(duì)肥厚程度的對(duì)比研究結(jié)果顯示,EH組的左心室旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)速度曲線與健康對(duì)照組的走形基本上是一樣的,但EH 組相較于對(duì)照組心尖段的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是增加的,且EH 伴有LVH 者的左心室峰值扭轉(zhuǎn)角度、收縮末期扭轉(zhuǎn)角度和等容舒張末期扭轉(zhuǎn)角度值增高，這些異常的出現(xiàn)或許早在心室的幾何構(gòu)型發(fā)生改變之前時(shí)就已經(jīng)存在。

3.2.3 2D-STI對(duì)LVH不同類型的研究 LVH有向心性肥厚和離心性肥厚兩種類型。Simone等［17］針對(duì)向心性肥厚和離心性肥厚之間的差別比較后指出，心室離心性肥厚的產(chǎn)生是由于心臟大血管和外周小血管前后負(fù)荷的阻力增加以及因?yàn)樽枇Φ脑黾訉?dǎo)致的血管瘀滯，血流量的相對(duì)增多引起的；而心室向心性肥厚的產(chǎn)生是由于血壓收縮壓增大，使心室對(duì)外射血時(shí)所做的功增加。Strauera等［18］指出，EH患者初期的心臟主要表現(xiàn)為向心性肥厚,隨著EH 的持續(xù)進(jìn)展，前、后負(fù)荷的增加使得心室腔逐漸地?cái)U(kuò)大，心肌的收縮功能受損，則主要表現(xiàn)為心室腔擴(kuò)大而室壁厚度正常的離心性肥厚。Maier S 等［19］認(rèn)為，肥厚的心肌在舒張期的解旋運(yùn)動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)。向心性肥厚和離心性肥厚對(duì)心功能的損害方式不同，向心性肥厚主要損害收縮功能，而離心性肥厚則主要損害舒張功能［20］。

3.2.4 3D-STI 的研究 在左心室的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于心尖部的肌纖維多以斜形走向?yàn)橹?，因此扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為心尖段的逆時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在EH 的進(jìn)程中，心室肌發(fā)生代償運(yùn)動(dòng)則主要表現(xiàn)為心尖部的扭力的增加。于微等［21］利用3D-STI研究原發(fā)性EH的結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。

總之，以上的研究結(jié)果顯示，STI能對(duì)EH患者早期甚至在還未出現(xiàn)明顯的臨床表現(xiàn)時(shí)對(duì)左室收縮及舒張功能的變化進(jìn)行診斷評(píng)價(jià)，這對(duì)臨床上原發(fā)性EH的治療和預(yù)后都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4 STI技術(shù)的局限性

由于STI 技術(shù)的研究分析都是建立在二維超聲心動(dòng)圖上的，因此就必須選擇清晰的，能夠完整地顯示心內(nèi)膜的二維圖像，可是在實(shí)際的采集病例的過(guò)程中時(shí)，由于患者的肥胖、肺部感染、肺氣腫、氣胸等原因容易造成客觀上的采集到的二維圖像顯示欠佳，或者由于操作者對(duì)于心尖部位置的判斷的選擇偏差容易造成主觀上的測(cè)量的誤差。這主要是因?yàn)樾牡锥螆D像的采集可以以清晰顯示二尖瓣的前后葉作為參照物，而心尖段的采集卻沒有，這樣就很容易產(chǎn)生誤差。Goffinet等［22］就曾經(jīng)報(bào)道，與MRI相比，STI技術(shù)往往容易對(duì)心尖的旋轉(zhuǎn)和左室的扭轉(zhuǎn)角度峰值低估，原因就是超聲在心尖平面的選擇上不可避免的要產(chǎn)生誤差。但是由于受到對(duì)大型設(shè)備的需要以及昂貴費(fèi)用的產(chǎn)生等問(wèn)題的限制，使得MRI 在對(duì)心血管疾病的研究中的發(fā)展受限。但是，STI技術(shù)有著它不可比擬的優(yōu)勢(shì)，例如在圖像的采集上沒有角度的依賴性，可以對(duì)患者進(jìn)行無(wú)創(chuàng)的和定量的分析，且所需費(fèi)用相對(duì)不高，因此受到越來(lái)越多的研究者重視，取得了更多的發(fā)展成果。而隨著近年逐漸發(fā)展的三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)可以對(duì)二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)中的不足進(jìn)行彌補(bǔ)，因此也具有了更加廣闊的應(yīng)用前景。

［1］Maffessanti F,Nesser HJ，Weinert L,et al.Quantitative evaluation of regional left ventricular function using three-dimensional speckle tracking echocardiogtaphy in patients with and without heart disease［J］.Am J CardioI，2009，104（12）：1755-1762.

［2］Nesser HJ，Mor-Avi V,Gorissen W,et al.Quantification of left ventricular volumes using three-dimensional echocardiographic speckle tracking：comparison with MRI［J］.Eur Heart J,2009,30（13）：1565-1573.

［3］Sengupta PP,Khandheeria BK,Narula J.Twist and untwist mechanics of the left ventricle［J］.Heart Fail Clin,2008,4（3）：315-324.

［4］Satoshi Nakatani,MD,PhD.Left Ventricular Rotation and Twist：Why Should We Learn［J］.J Cardiovasc Ultrasound,2011,19（1）：1-6.

［5］Ganau A,Devereux RB,Roman MJ,et al.Patterns of left ventricular hypertr ophy and geometric remodeling in essential hypertension［J］.J Am Coll Cardiol,1992,19（7）：1550-1558.

［6］Devereux RB,de Simone G,Ganau A,et al.Left ventricular hypertrophy and geometric remodeling in hypertension：stimuli,functional consequences and prognostic implications［J］.J Hypertens,1994,12（10）：S117-S127.

［7］Bella JN,Wachtell K,Palmieri V,et al.Relation of left ventricul ar geometry and function to systemic hemodynamics in hypertension：The LI FE Study［J］.J Hypertens,2001,19（1）：127-134.

［8］李玲，唐元萍，張斌年，等.斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)評(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓病患者早期左心室旋轉(zhuǎn)及扭轉(zhuǎn)功能［J］.全科醫(yī)生技能發(fā)展,2011,14（120）：4231-4233.

［9］Notomi Y,Srinath G,Shiota T,et al.Maturational and adaptive modulation of left ventricular torsional biomechanics：Doppler tissue imaging observation from infancy to adulthood［J］.Circulation,2006,113（21）：2534-2541.

［10］張麗，謝明星，韓偉，等 超聲二維應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)正常人左心室扭轉(zhuǎn)和徑向位移的初步研究［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2008,24（4）：531-534.

［11］秦川，吐爾遜娜依·阿迪，穆玉明，等.斑點(diǎn)追蹤顯像評(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓患者左心室旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2009,25（5）：807-809.

［12］Lorell BH,Carabello BA.Left ventricular hypertrophy：pathogenesis,detection,and prognosis［J］.Circulation,2000,102（4）：470-479.

［13］Edvardsen T,Rosen BD,Pan L,et al.Regional diastolic dysfunction in individuals with left ventricular hypertrophy measured by tagged magnetic resonance imaging-the Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis（MESA）［J］.Am Heart J,2006,151（1）：109-114.

［14］Ito K,Yan X,Feng X,et al.Transgenic expression of sarcopl asmic reticulum Ca2+ATPase modifies the transition from hypertrophy t o early heart failure［J］.Circ Res,2001,89（5）：422-429.

［15］Ohtsuka T,SuZuki M,Hamada M,et al.Cardiomyocyte functions couple with left ventricular geometric patterns in hypertension［J］.Hypertens Res,2000,23（4）：345-351.

［16］馬春梅，智光，劉惠亮，等.斑點(diǎn)追蹤技術(shù)對(duì)高血壓并左室肥厚患者左室扭轉(zhuǎn)及解旋運(yùn)動(dòng)的研究［J］.中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志,2009,25（12）：1128-1131.

［17］Simone GD.Hemodynami hypertrophied left ventricular patterns in systemic hypertension［J］.Am J Gardiol,1987,60：1317-1322.

［18］Straucr BE.Structural and functional adaptation of the chronically ovcrload heart in arterial hypertension［J］.Am Heart J,1987,114：948-956.

［19］Maier S,Fischer S,McKinnon G,et al.Evaluation of left ventricular segmental wall motion in hypertrophic cardiomyopathy with myocardial tagging［J］.Circulation,1992,86：1919-1928.

［20］王惠芬.高血壓向心性肥厚與離心性肥厚的比較［J］.蘇州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),1997,17（1）：173-174.

［21］于微,王小叢,趙麗蓉,等.超聲三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓患者左心室旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)［J］.中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志,2012,28（6）：519-522.

［22］Goffinet C,Chenot F,Robert A,et al.Assessment of subendocardial vs.subepicardial left ventricular rotation and twist using two-dimensional speckle tracking echocardiography：comparison with tagged cardiac magnetic resonance［J］.Eur Heart J,2009,30（5）：608-617.