多普勒组织成像对冠心病患者室壁运动速度的研究

中华超声影像学杂志 2000年第7期第16卷 临床研究

作者：田新桥　钱蕴秋　周晓东　张军　贾国良　郭文怡　李军　朱永胜　朱霆

单位：田新桥　钱蕴秋　周晓东　张军（710032　西安,第四军医大学西京医院超声科）；贾国良　郭文怡　李军　朱永胜　朱霆（第四军医大学西京医院心内科）

关键词：超声心动描记术;多普勒组织成像;冠状动脉疾病;心室功能,左

　　【摘要】　目的　探讨脉冲波多普勒组织成像(PW-DTI)定量诊断冠心病局部室壁运动异常的临床应用价值。方法　应用PW-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测定,并与常规二维超声心动图(2DE)和冠状动脉造影结果对照分析。结果　冠心病患者2DE显示运动异常的室壁节段,PW-DTI所测峰值运动速度除后壁三个水平短轴方向A波与正常组相应节段无明显差异外,余各速度均明显减低。左室壁节段短轴与长轴方向S波及E波峰值速度的分布比例在冠脉轻度狭窄组与正常组间无明显差异,在中度狭窄组及重度狭窄组与正常组相比均有显著性差异。冠心病运动异常节段短轴方向峰值运动速度,92.4％的室壁节段S ≤6.0 cm/s,94.2％的节段E ≤7.0 cm/s;长轴方向峰值速度,96.7％的节段S ≤7.0 cm/s,96.1％的节段E ≤8.5 cm/s。而正常组相应的百分比分别为 4.6％、6.3％和 3.0％、1.9％。结论　PW-DTI可定量评价冠心病局部室壁长轴与短轴方向运动异常。短轴方向峰值速度S ≤6.0 cm/s、E ≤7.0 cm/s,长轴方向峰值速度S ≤7.0 cm/s、E ≤8.5 cm/s,可作为判断局部室壁运动异常的标准。

A study of regional wall movement velocity of left ventricular with Doppler tissue imaging in coronary artery disease patients

TIAN Xinqiao, QIAN Yunqiu, ZHOU Xiaodong, et al.

　　（Ultrasound Division,Xijing Hospital, the Fourth Military Medical University,Xi'an 710032,China）

　　【Abstract】　Objective　To explore the clinical value of Doppler tissue imaging (DTI) in detecting of regional wall movement abnormality (RWMA) in patients with coronary artery disease (CAD).Methods　The moving velocities of left ventricular 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 two-dimensional echocardiography in CAD patients became dark or disappeared or showed a opposite color in two-dimensional or M-mode DTI.In PW-DTI mode profile these segments showed significantly lowered velocity amplitude except for a wave of post wall in 3 levels. For velocity distribution of S and E wave in long and short axis, there was no difference between mild stenosis group and normal control group, but there was significant difference between moderate or severe stenosis group and normal control group. For peak velocity in short axis direction of RWMA segments, 92.4% segments S ≤6.0 cm/s and 94.2% segments E ≤7.0 cm/s; in long axis direction, 96.7% segments S ≤7.0 cm/s and 96.1% segments E ≤8.5 cm/s. The corresponding percentages of normal group were 4.6%, 6.3% and 3.0%, 1.9%,respectively. Conclusions　PW-DTI can assess RWMA quantitatively both in short and long axis direction. It is demonstrated that S ≤6.0 cm/s and E ≤7.0 cm/s in short axis direction, S ≤7.0 cm/s and E ≤8.5 cm/s in long axis direction can be used as the criterion of RWMA.

　　【Key words】　Echocardiography;Doppler tissue imaging;Coronary disease;Ventricular function,left

　　应用脉冲波多普勒组织成像(PW-DTI)技术,对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, 并与冠脉造影及二维超声心动图检查对照分析, 旨在探讨PW-DTI定量诊断冠心病局部室壁运动异常的临床应用价值。

　　资料与方法

　　一、研究对象

　　1.冠心病组:1998年10月至1999年3月在我院连续就诊的患者中,选择54例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, 其中包括心肌梗死25例, 心绞痛21例, 缺血性心肌病8例。男46例, 女8例,年龄(56.4±9.8)岁, 收缩压为(17.07±2.84)kPa(1 kPa＝7.5mm Hg),舒张压为(10.82±1.41)kPa, 所有患者均为窦性心律, 平均心率(72.60±12.12)次/min,无房颤、完全性左束支传导阻滞的患者。

　　2.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、X线胸片及超声心动图检查排除心肺疾病。

　　二、使用仪器

　　采用HP Sonos 5500型彩色超声诊断仪, 探头频率 2.0～4.0 MHz,图像融合方式为F3,DTI选用速度模式。本研究选择PW-DTI取样容积大小为10.4 mm, 多普勒速度范围为20～30 cm/s。

　　三、方法

　　患者左侧卧位,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, 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, 并记录于录像带或磁光盘上,进行脱机分析。取三个心动周期之均值, 进行统计学处理。

　　1.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。

　　2.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及多普勒频谱质量较差,故不予测定分析。

　　四、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第二次测量, 两组数据相比为检查者内测量变异。

　　五、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，计量资料用均数t检验,计数资料用χ²检验。

　　结果

　　54例冠心病患者用常规二维超声心动图共检测1 188个室壁节段, 检出385个运动异常节段。

　　冠心病组前间隔与左室后壁运动异常节段短轴方向峰值运动速度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波无显著性差异外,余各指标均显著减低。冠心病组运动异常节段长轴方向峰值收缩速度(S)及舒张速度(E和A)均显著低于正常组相应节段的速度。正常室壁运动频谱主要包括三个运动波：一个收缩波(S), 两个舒张波(E和A, E＞A, 图1)。冠心病组运动异常节段的频谱常表现以下特征: ①类似正常形态但波幅明显减低(图2); ②收缩波与舒张波延迟出现(图3); ③波群方向与正常时相反或呈正负双向;④频谱完全紊乱(图4)。

图1　正常室壁运动频谱,主要包括三个运动波：一个收缩波(S), 两个舒张波(E和A)

图2　冠心病患者心间四腔切面后间隔运动频谱,可见波形与正常类似, 但波辐减低

图3　冠心病患者胸骨旁左室短轴切面后壁运动频谱,见S波、E波均呈反向

图4　冠心病患者胸骨旁左室短轴切面前间隔运动频谱,见波形紊乱

　　对行冠脉造影的30例患者, 按冠脉狭窄程度不同(有二支以上冠脉狭窄者以程度最重的一支划分)分为3组:轻度狭窄组4例(冠脉狭窄程度＜50％,为直径法,下同),中度狭窄组5例(50％≤冠脉狭窄程度＜75％),重度狭窄组21例(冠脉狭窄程度≥75％)。二维超声心动图检查显示, 中度狭窄患者室壁节段中运动异常节段的检出率明显高于轻度狭窄患者(19.1％ vs 4.5％,P＜0.01), 而重度狭窄患者室壁节段中运动异常节段的检出率又明显高于中度狭窄患者(39.3％ vs 19.1％,P＜0.01)。正常组室壁节段与冠脉不同程度狭窄患者室壁节段DTI速度测值的分布情况见表1、2。其中可见, 短轴方向的运动速度,正常组 95.4％的室壁节段S＞6.0 cm/s, 81.7％的室壁节段E＞8.0 cm/s;而中度狭窄组与重度狭窄组分别只有 80.0％和 65.5％的室壁节段S＞6.0 cm/s, 以及65.0％与 44.6％的室壁节段E＞8.0 cm/s, 与正常组相比均有显著性差异。长轴方向的运动速度,正常组 97.0％的节段S＞7.0 cm/s,98.1％的节段E＞8.5 cm/s; 而中度狭窄组及重度狭窄组相应的百分率均显著低于正常组,重度狭窄组的百分率又显著低于中度组相应的百分率。

表1　正常组与冠脉不同程度狭窄患者室壁节段S波峰值速度分布情况

　　注:与正常组比较,**P＜0.01;与中度组比较,△△P＜0.01

表2　正常组与冠脉不同程度狭窄患者室壁节段E波峰值速度分布情况

　　注:与正常组比较,*P＜0.05,**P＜0.01;与中度组比较,△P＜0.05,△△P＜0.01;与轻度组比较,##P＜0.01

　　冠心病患者运动异常室壁节段与正常组室壁节段DTI峰值速度测值的分布情况见表3。

表3　冠心病患者运动异常节段与正常节段

　　DTI速度参数比较

　　注:与正常组比较,**P＜0.01

　　同一组资料两名检查者的测值无显著性差异(P＞0.05), 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＞0.05),检查者内测量变异为(3.6±2.0)％。

　　讨论

　　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。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。

　　心肌缺血或梗死时,局部室壁运动异常(RWMA)是最早的特征性表现。Derameaux等^［1］的动物实验研究证实, 在冠脉闭塞5 s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^［2］用DTI对心肌梗死患者的研究表明,收缩期和舒张期,梗死区无色彩显示或色彩变暗,而梗死区对侧室壁显示为较高速度的色彩。本研究观察到,冠心病患者二维超声心动图显示运动异常的室壁节段,PW-DTI录得的运动频谱,长轴及短轴方向S波与E波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性差异外,其余的峰值速度也均明显减低。局部频谱DTI常表现波幅减低、时相延迟、方向改变或频谱紊乱等特点。与郑哲岚等^［3］的研究结果相似。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。本研究观察到,正常组室壁节段与轻度狭窄患者室壁节段间DTI速度测值分布比例无显著性差异,中度狭窄患者室壁节段与重度狭窄患者室壁节段DTI速度测值的分布比例与正常组相比均有显著性差异;有的重度狭窄室壁节段却无局部运动异常,可能是由于存在冠脉侧支循环起到了代偿作用。

　　目前DTI的临床应用研究尚处于起步阶段, 有关应用DTI检测正常心肌运动及冠心病局部室壁运动异常的研究报道较少,尤其是关于沿心肌长轴方向运动速度的研究更少。至今尚未建立正常人心肌运动速度的正常值范围以及判断心肌运动异常的标准等。有研究表明, 正常人室壁运动速度存在特有的不均一性, 长轴方向的运动速度大于短轴方向的速度,游离壁的速度大于室间隔^［4］。因此在检测节段性室壁运动异常时必须注意区别对待。本研究观察到, 短轴方向的峰值运动速度正常人分别有 95.4％的节段S＞6.0 cm/s及 93.7％的节段E＞7.0 cm/s, 而冠心病运动异常节段则有 92.4％的节段S ≤6.0 cm/s和 94.2％的节段E ≤7.0 cm/s; 长轴方向的峰值运动速度,正常人分别有 97.0％的节段S＞7.0 cm/s和 98.1％的节段E＞8.5 cm/s, 而运动异常节段则有 96.7％的节段S ≤7.0 cm/s及 96.1％的节段E ≤8.5 cm/s。提示左室壁短轴方向峰值速度S ≤6.0 cm/s、E ≤7.0 cm/s和长轴方向峰值速度S ≤7.0 cm/s、E ≤8.5 cm/s可作为判断室壁节段性运动异常的标准。

　　综上所述,PW-DTI可定量评价冠心病局部室壁长轴与短轴方向的运动异常,对冠心病的无创诊断具有潜在的重要应用价值。但由于观察的病例和收集的临床资料较少,故还需进一步研究,选择出更准确的诊断参数及其阈值。

　　参　考　文　献

　　1，Derumeaux G, Ovize M, Loufoua J, et al. Doppler tissue imaging quantifes regional wall motion during myocardial ischemia and repercussion. Circulation,1998,97:1970-1977.

　　2，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,1995,25:717-724.

　　3，郑哲岚, 徐启彬, 姚磊,等.多普勒组织声像图与二维超声心动图对冠心病诊断的对比研究.中国超声医学杂志, 1998,14(6):17-20.

　　4，Galiuto L, Ignone G, DeMaria AN. Contraction and relaxation velocities of normal left ventricle using pulsed-wave tissue Doppler echocardiography. Am J Cardiol,1998,81:609-614.

(收稿日期:1999-10-20)