多普勒组织成像对冠心病局部室壁运动异常的研究
中国超声医学杂志 2000年第5期第16卷 临床研究
作者：田新桥 钱蕴秋 周晓东 贾国良 张军 李军 朱霆 朱永胜 刘丽文
单位：710032 西安市第四军医大学西京医院心内科
关键词： 多普勒组织成像；冠心病
摘要 目的：探讨多普勒组织成像(DTI)检测冠心病局部室壁运动异常的临床应用价值。方法：应用DTI技术对54例临床确诊(其中30例经冠脉造影证实)的冠心病患者和30例正常对照者左室壁节段长轴及短轴方向运动速度进行检测, 并与常规二维超声心动图(2DE)检查结果对照分析。结果：冠心病患者2DE显示运动异常的室壁节段, 二维彩色及M型DTI表现为色彩变暗、消失或呈相反方向的色彩。脉冲波多普勒组织成像(PW-DTI)所测运动异常节段的峰值速度, 除后壁三个水平短轴方向A波与正常组相应节段比较无显著差异外, 余各速度均明显减低。冠心病运动异常节段的运动频谱常表现波幅减低、时相延迟、方向改变或频谱率紊乱等特点。结论：DTI可直观、定量显示局部室壁长轴及短轴方向的运动异常, 对冠心病的无创诊断具有重要应用价值。
A Study of Regional Wall Movement Abnormalities in Coronary Artery Disease with Doppler Tissue Imaging
Tian Xinqiao Qian Yunqiu Zhou Xiaodong et al
（Ultrasound Division, Xijng Hospital, Xi′an, 710032）
ABSTRACT Objective:To explore the clinical value of Doppler tissue imaging (DTI) in detection of regional wall movement abnormalities (RWMA) in patients with coronary artery disease (CAD).Methods：The moving velocities of LV wall and IVS in short axis direction and in long axis direction were measured and analyzed by DTI technology in 54 consecutive patients with CAD clinically proved (30 of them were confirmed by coronary angiography) and 30 normal control subjects. The results of DTI were also compared with conventional echocardiographic findings.Results:Color of hypokinetic, akinetic and dyskinetic segments detected by 2DE in CAD patients became dark or disappeared or showed a opposite color in 2D or M-mode DTI, in PW-DTI mode profile these segments showed significantly lowered amplitude except for A wave of post wall in 3 levels.Conclusion:DTI can directly and quantitatively show abnormalities of LV wall movement both in long and short axis. And DTI has great value in noninvasive diagnosis of CAD, and can be used as a kind addition and development to conventional echocardiography.
KEY WORDS Doppler tissue imaging Coronary artery disease
本文应用多普勒组织成像(DTI)技术, 对一组正常人和冠心病患者左室壁节段长轴及短轴方向的运动速度进行测定, 并与二维超声心动图(2DE)检查对照分析, 旨在探讨DTI检测冠心病局部室壁运动异常的临床应用价值。
资料与方法
1、研究对象:冠心病组:1998年10月至1999年3月在本院患者连续病例中, 选择54例经临床表现与心电图等检查(其中30例经选择性冠状动脉造影检查证实, 一支冠脉病变者12例, 两支冠脉病变者11例, 三支冠脉病变者7例)确诊为冠心病的患者, 其中包括心肌梗塞25例, 心绞痛21例, 缺血性心肌病8例, 男46例, 女8例, 平均年龄56.4岁, 收缩压为17.07±2.84Kpa, 舒张压为10.82±1.41Kpa, 所有患者均为窦性心律, 平均心率72.60±12.12次/分。有房颤、完全性左束支传导阻滞的患者已剔除。
正常对照组:共30例, 男23例, 女7例, 平均年龄51.8岁, 均经病史、体检、心电图、胸片及超声心动图检查排除心肺疾病。
2、使用仪器:采用HP SONOS 5500型彩色超声诊断仪, 探头频率2.0～4.0MHz, 频率融合方式为F3, DTI选用速度模式。本研究选择PW-DTI取样容积大小为10.4mm, 多普勒速度范围为±20～30cm/s。
3、方法:患者取左侧卧位, 平静呼吸, 先用常规二维超声心动图多切面观察左室壁各节段的结构、回声及运动情况等, 并按常规方法于左室系列短轴切面(包括二尖瓣口水平、高位乳头肌水平、低位乳头肌水平及心尖水平)测量各室壁节段的运动幅度等指标。然后转换成DTI速度模式, 先观察其二维图像, 必要时可取M型DTI观测, 继而于不同标准切面将PW-DTI取样容积置于各个室壁节段, 测定不同部位心肌的运动频谱。与心电图同步显示, 并记录于大1/2录像带或磁光盘上, 运行脱机分析。取三个心动周期之均值, 进行统计学处理。
短轴方向运动速度的测定:于胸骨旁左室系列短轴切面(包括二尖瓣口水平、高位及低位乳头肌水平、心尖水平)测定前间隔与后壁内膜下心肌的运动频谱。
长轴方向运动速度的测定:于心尖四腔切面测定后间隔与侧壁的运动频谱, 于心尖左室长轴切面测定前间隔与后壁的运动频谱, 于心尖两腔切面测定前壁与下壁的运动频谱。每个室壁测定基底部、高位乳头肌水平及低位乳头肌水平三个部位的运动速度。由于心尖部二维图像质量及多普勒频谱较差, 故不予测定分析。
4、重复性检验:随机选择5例正常对照者和5例冠心病患者的录像资料, 由两名同资历的检查者按同样方法检测正常对照者左室后壁和冠心病患者运动异常室壁节段的运动速度, 两组数据相比为检查者间测量变异。同一检查者在三周后对同一资料进行二次测量, 两组数据相比为检查者内测量变异。
5、数据的统计与分析:本试验计量资料用均数±标准差表示, 组间数据比较用两组资料均数t检验。两组计数资料结果用X2检验比较。P＜0.05差异有显著意义, P＜0.01差异有极显著意义。数据统计采用Microsoft Excel 97统计分析软件进行。
结 果
1、54例冠心病患者用常规2DE共检测1188个室壁节段, 检出385个运动异常节段。二维彩色及M型DTI显示运动异常节段的色彩变暗或消失, 矛盾运动节段呈相反方向的色彩(图1)。
2、冠心病组前间隔与左室后壁运动异常节段短轴方向运动速度测值见表1。与正常组相应节段波群比较, 除后壁二尖瓣口水平、低位乳头肌水平及心尖水平A波无显著差异外, 余各指标均显著减低。冠心病组运动异常节段与正常组各室壁节段(心尖部除外)长轴方向运动速度测值见表2。冠心病运动异常节段的收缩速度(S)及舒张速度(E和A)均显著低于正常组相应节段的速度。冠心病组运动异常节段的运动频谱特征, 通常表现为以下几类:①类似正常形态但速度明显减低(图2); ②收缩波与舒张波延迟出现; ③波群方向与正常时相反或呈正负双向(图3); ④频谱完全紊乱。
图1 CAD患者胸骨旁左室短轴切面示
M型和DTI示后壁与前间隔呈同向运动
表1 冠心病组前间隔与后壁运动异常节段短轴方向峰值速度与正常对比(cm/s)
| 节段 |
S |
E |
A |
| NOR |
CAD |
NOR |
CAD |
NOR |
CAD |
| MV-AS |
7.85±1.12 |
4.72±0.85** |
8.35±1.31 |
4.69±3.63** |
6.03±1.51 |
4.53±1.91** |
| MV-PW |
9.71±1.78 |
5.49±0.72** |
15.68±3.62 |
9.28±3.84** |
9.54±2.03 |
8.09±2.03 |
| HP-AS |
8.66±1.54 |
4.86±1.13** |
9.09±1.69 |
5.09±4.03** |
6.45±1.39 |
4.96±2.13** |
| HP-PW |
9.63±2.21 |
4.95±0.73** |
16.39±4.34 |
8.53±3.70** |
9.18±2.01 |
7.06±1.96** |
| LP-AS |
9.06±1.55 |
4.58±2.33** |
9.84±1.63 |
6.46±1.92** |
7.03±1.47 |
4.75±1.49** |
| LP-PW |
8.45±1.81 |
4.46±2.04** |
12.62±3.45 |
7.26±2.70** |
8.12±1.55 |
7.26±1.79 |
| AP-AS |
8.71±1.66 |
4.85±2.55** |
9.18±2.12 |
5.46±3.76** |
6.53±1.51 |
4.69±1.53** |
| AP-PW |
7.94±1.90 |
2.59±4.09** |
11.18±2.76 |
6.12±3.33** |
7.42±1.60 |
6.58±3.43 |
注 MV:二尖瓣口水平, HP:高位乳头肌水平, LP:低位乳头肌水平, AP:心尖水平, AS:前间隔,
pW:后壁。NOR正常组室壁节段, CAD:冠心病运动异常节段。
**与正常组相应节段比较P＜0.001。
表2 冠心病组运动异常节段长轴方向峰值速度与正常对比(cm/s)
| 节段 |
S |
E |
A |
| NOR |
CAD |
NOR |
CAD |
NOR |
CAD |
| PS-BA |
10.74±1.51 |
5.62±0.67** |
14.98±3.64 |
7.30±2.31** |
12.12±2.06 |
8.42±1.72** |
| PS-HP |
9.58±1.36 |
4.98±2.21** |
14.17±2.66 |
8.14±2.30** |
11.33±1.88 |
8.40±2.17** |
| PS-LP |
8.19±1.20 |
4.45±2.16** |
12.23±2.89 |
7.66±2.59** |
9.08±1.69 |
7.26±1.96** |
| LW-BA |
14.47±2.84 |
5.58±0.75** |
19.96±3.95 |
9.01±3.81** |
13.04±2.35 |
7.46±1.78** |
| LW-HP |
12.33±3.22 |
3.92±4.71** |
16.85±4.65 |
7.75±4.96** |
11.28±2.31 |
8.21±4.05** |
| LW-LP |
11.20±3.56 |
2.15±5.63** |
14.02±3.74 |
5.36±5.33** |
10.23±2.15 |
6.88±5.26** |
| AS-BA |
11.10±1.98 |
5.66±1.03** |
14.33±3.18 |
7.37±4.38** |
11.05±1.81 |
8.68±2.22** |
| AS-HP |
9.60±1.74 |
4.72±2.15** |
13.49±2.67 |
7.79±3.62** |
10.56±1.43 |
7.75±1.80** |
| AS-LP |
6.67±1.51 |
3.56±3.42** |
12.37±2.34 |
6.94±4.16** |
9.73±1.47 |
7.04±2.79** |
| PW-BA |
12.61±1.96 |
5.94±0.83** |
17.52±3.95 |
7.62±2.43** |
13.06±2.34 |
9.00±1.91** |
| PW-HP |
10.77±1.94 |
5.00±2.30** |
14.89±3.00 |
7.98±2.58** |
11.71±2.11 |
9.44±2.63** |
| PW-LP |
9.26±2.28 |
3.39±4.16** |
12.50±3.14 |
6.60±3.61** |
9.92±2.02 |
8.27±3.46* |
| AW-BA |
12.65±2.69 |
5.61±0.76** |
17.50±4.08 |
8.20±2.44** |
12.37±2.95 |
9.54±2.95** |
| AW-HP |
10.80±2.36 |
4.97±1.10** |
14.66±3.19 |
7.87±2.62** |
10.61±1.98 |
7.63±1.93** |
| AW-LP |
9.89±1.90 |
2.29±4.25** |
12.79±3.39 |
6.37±4.22** |
9.54±1.88 |
6.90±3.52** |
| IW-BA |
12.61±1.52 |
6.10±0.78** |
17.78±3.73 |
8.01±2.79** |
13.71±2.48 |
9.11±1.99** |
| IW-HP |
10.73±1.25 |
5.47±0.93** |
14.80±3.36 |
7.85±2.62** |
12.39±2.26 |
9.50±2.59** |
| IW-LP |
9.30±1.42 |
4.57±1.27** |
12.53±2.64 |
8.06±2.34** |
10.60±2.24 |
9.02±2.64** |
注 PS:后间隔, LW:侧壁, AW:前壁, IW:下壁。余字母所指同表1。
*与正常组相应节段比较P＜0.05。**与正常组相关节段比较P＜0.01。
图2 CAD患者心尖四腔切面后间隔运动频谱,
可见波形与正常类似, 但波幅减低
图3 CAD患者胸骨旁左室短轴切面后壁运动频谱,
见S波、E波均成反向
3、同一组资料两名检查者的测值无显著差异(P=NS), 检查者间测量变异为4.9±2.7%。同一检查者两次测值无显著性差异(P=NS), 检查者内测量变异为3.6±2.0%。
讨 论
动物实验和临床研究证实, 心肌缺血或梗塞时, 局部室壁运动异常(RWMA)是最早的特征性表现, 也是超声心动图诊断冠心病的基础〔1～3〕。二维及M型超声心动图是无创诊断冠心病的有效方法, 敏感性和特异性均高于心电图〔3〕。传统二维及M型超声心动图主要是定量测定室壁运动幅度或局部心功能如增厚率等来评价心肌收缩功能, 可联机测量或脱机计算机自动分析, 但因需勾画心内膜, 耗时相对较长。左室心肌纤维主要有纵向纤维和环状纤维两种, 分别引起心室沿长轴方向和短轴方向的运动,两者对心脏的舒缩功能起着同样重要的作用〔4～6〕。但长期以来长轴方向运动却没有象短轴方向运动那样得到重视和很好的研究〔7,8〕。传统超声心动图在评价局部室壁长轴方向运动功能方面存在局限性。
多普勒组织成像(DTI)是一种新的无创性室壁运动分析技术, 可实时显示心肌运动的方向和速度, 为定量分析心肌运动和功能、检测室壁运动异常, 提供了新的方法。Derameaux等〔9〕对麻醉开胸猪的研究证实, 在冠脉闭塞5秒钟内, DTI即可探测到缺血导致的心肌收缩速度显著减低和较早出现的舒张早期与舒张晚期速度比值的下降。Miyatake等〔10〕用DTI对心肌梗塞患者的研究表明, 收缩期和舒张期, 梗塞区无色彩显示或色彩变暗, 而梗塞区对侧室壁显示为较高速度的色彩。本研究应用DTI技术对冠心病患者左室壁节段长轴及短轴方向的运动速度进行检测, 观察到冠心病患者2DE显示运动异常的室壁节段, 二维彩色及M型DTI表现为色彩变暗或消失, 矛盾运动节段呈运动方向相反的色彩, 与上述结果及其他同类报道〔11〕基本一致。PW-DTI录得的局部室壁运动频谱, 长轴及短轴方向S波与E波的峰值速度均较正常组明显减低, A波除左室后壁三个水平的节段短轴方向峰值速度与正常组无显著差异外, 其余的峰值速度也均明显减低。局部频谱常表现波幅减低、时相延迟、方向改变或频谱紊乱等特点。与国内郑哲岚等〔12〕的研究结果相似。表明冠心病患者由于心肌缺血或坏死, 甚至纤维化, 导致局部心肌收缩及舒张功能异常。个别室壁节段舒张晚期波(A)与正常组差异不明显, 可能与A波是由于心房收缩被动产生的, 而舒张功能轻度减低(松弛受损)的冠心病患者, 舒张早期充盈受限后, 在房缩期有一定的代偿有关。
综上所述, DTI技术能直观、定量地显示冠心病局部室壁长轴与短轴方向的运动异常, 使之易与正常室壁节段鉴别。表明DTI在无创诊断冠心病方面具有重要的临床应用价值, 是常规超声心动图技术的补充和发展。
参考文献
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10，Miyatake K, Yamagishi M, Tanaka N, et al. New method for evaluating left ventricular wall motion by color-coded tissue Doppler imaging: In vitro and in vivo studies. JACC, 1995; 25(3):717～724
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1999-10-14收稿
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