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组织多普勒成像评测左心房组织速度、应力与三维超声心动图评测左心房容积的相关性分析

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·3519· ·论著· 组织多普勒成像评测左心房组织速度、应力与三维超声 心动图评测左心房容积的相关性分析 吴勤,徐新华,高雷 【摘要】 目的分析组织多普勒成像(TDI)测得的健康心、左房室辩狭窄(Ms)或左房室辨反流(MR)患 者的左心房局部组织速度、应力与三维超声心动图测定的左心房容积变化的相关性。方法进行相关性分析。结果健康心、中重度MS患者、 中重度MR患者各22例,应用TDI和三维超声心动图分别评估左心房局部组织速度、应力和左房时间一容积曲线,并 健康心组最大左房容积与后壁长轴收缩应力呈负相关(r=一0.49,P<0.05);时间一最大左 房容积与时间一后壁长轴峰应力(r=0.60,P<0.05)和时间一环状峰应力均呈正相关(r:0.64,P<0.05)。MS患 者和MR患者的最大左房容积与节段应力和应力率均无显著相关(P>0.05)。MS患者的最大左房容积与径向收缩期 组织峰速度(,=一O.61,P<0.05)和后壁长轴舒张晚期组织峰速度均呈负相关(r=一0.76,P<O.05);时间一最大 左房客积与时间一前壁(r=0.65,P<0.05)、后壁(r=0.57,P<0.05)长轴峰应力均呈正相关。MR患者时间一最 大左房容积与时间一后壁长轴峰应力(r=0.63,P<0.05)和侧壁长轴峰应力(r=0.57,P<0.05)、时间一环状峰应 力(r=0.55,P<0.05)均呈正相关。结论与径向应力相比,左房长轴和环状应力在评估左房容积和功能中作用更 显著;TDI和超声评测MS患者较MR患者的左心房病理特征更为显著。 【关键词】 多普勒;左心房;组织速度;组织应力 I中图分类号】R 445.14 【文献标识码】A 【文章编号】1007—9572(2010)11—3519—04 Correlationship of Left Atrial Tissue Velocity,Strains Evaluated by Tissue Doppler Imaging and Left Atrial Volume E- valuated by Three—Dimensional Echocardiography Qin,XU Xin—hua,GAO Lei.Department of Ultrasound。Institu- te ofAngiocardiopathyofHunan,the SecondXiangyaHospital,Changsha 410011,China 【Abstract】 Objective To analyze the correlation of left atirl(LA)raegional tissue velocities and strains in healthy heart,mitrla stenosis(MS)or mitrla regurgitation(MR)evaluated by Tissue Doppler imaging(TDI)and LA volume change e. valuated by three—dimensional eehoeardiography(TDE).Methods Twenty—two persons wih thealthy heart,22 patients with moderate—to—severe MS,and 22 patients with moderate—to—severe MR were enrolled.their tissue velocities。strainsand .time—volume curves of the LA were examined by using 11)I and TDE.The results were analyzed for correlation.Restdts In healthy heart persons,the maximal LA volume was negatively correlated with the posterior wall longitudinal systolic strain(r=一 0.49,P<0.05).The time—to—maximal LA volume was posiitvely correlated with the time—to—posteiror wall longitudinal peak strain(r=0.60,P<0.05)and the time—to—eireumferentila peak strain(r=0.64,P<0.05).The maximal LA vo】一 ume was not signiifcantly correlated with the segmental late diastolic tissue strain and strain rate in both MS and MR patients f P> 0.05).In patients with MS,the maximal LA volume was negatively correlated with he tposterior wall radila peak systolic velocity (r=一0.61,P<0.05)and the longitudinal late diastolic velocity(r=一0.76,P<0.05).The time—to—maximal LA vo1. ume were positively correlated with山e time—to—anterior and time—to—posterior wall longitudinal peak strains(r=0.65 and r =0.57,P<0.05,respectively). In patients with MR,the time—to—maximal LA vo1ume was posiitvely eorrelated with the time—to—posterior and laterla wall longitudinal peak srtains(r=0.63 and r=0.57,P<0.05,resectpively),and with the time—to—cireumferential peak srtain(r=0.55,P<0.05).Conclusion Compared with radial deformations.the LA longitu. dinal and circumferential deformations are of more value to evaluate LA volume and function.And the LA of patients with MS shows more sinigifcant a pathologic feature than that of patients with MR under TDI and TDE. 【Key words】Doppler;Left atrium;Tissue velocity;Tissue strains 的重要危险因素,也是心源性死亡和扩张型心肌病患者临床转 左心房在心血管系统中有重要作用。左心室舒张期时约 42%的搏出量储存于左心房…。左心房大小是心房纤维性颤动 归的重要预测指标 ,其在左房室瓣功能发挥中起关键作用。 心房壁由混杂的环状和长轴向的肌肉束排布组成,各具收缩 作者单位:41001 1湖南沙市,中南大学湘雅二医院心研所心 脏超声科 性。心肌组织多普勒技术(TDI)用于左房组织速度和应力的 研究较少。实时三维超声心动图能提供更立体的心腔信息和更 ·3520· 精确的左房容积测定 。本研究应用TDI测定左房局部组织 速度、应力和应力率以评估左房壁的长轴、径向及环状心肌收 缩性,通过左房时间一容积曲线,评估收缩期组织峰速度与最 大左房容积之间的关系及时间一峰应力与时间一最大左房容积 之间的关系。通过健康心与压力超负荷状态(MS)或容积超 负荷状态(MR)患者之间的比较,研究在测定左房容积变化 了中隔和环状组织速度外,其余局部峰收缩和舒张晚期组织速 度均小于健康心组(P<O.05,见表1)。 表1 3组研究对象左心房组织速度情况(cm/s) Table 1 Left atrial regional tissue velocities in three groups 中是否长轴和环状收缩性较径向因素更重要,是否容积和压力 超负荷对左房收缩性有不同影响。 1资料与方法 1.1一般资料2008年9月—2oo9年9月人我院接受超声心 动图检查患者66例,其中健康对照组为接受非心脏手术术前 经超声心动图证实为正常心脏患者22例;中度至重度MS和 MR患者各22例。所有研究对象均为正常窦性心律、左室射 血分数超过50%且成像质量较好。 1.2方法所有患者均接受二维传统多普勒、TDI、三维超声 心动图检查。本研究经本院医学伦理委员会通过。GE公司 Vivid 7 dimension星版本超声心动图仪连续进行经胸超声 心动图描记以实现组织多普勒成像,并采用单独的三维探头实 时进行三维超声心动图成像。以92—120帧速每秒的速度和 9O。成像角进行胸骨旁长短轴和心尖2、4腔面的组织多普勒成 像。呼气末广角采集心尖4腔面以获得全容积的左房三维图 像。图像存储于硬盘以便应用软件进行数据分析。选取每个左 房壁中段1 mm 区域测量组织速度、应力、应力率和组织追 踪。于心尖4腔和2腔面获得长轴参数。胸骨旁长轴面的左房 基底部测量环状参数,胸骨旁短轴面的左房后壁处测量径向参 数。四维左室心面软件显示和定量三维成像。每个心脏循环 中,应用经修饰的自动轮廓检测方法在每个框架的6个切面评 估三维容积数据和左房时间一容积曲线。左房主动排空分数定 义为三维超声心动图测得时间一容积曲线来源的左心室舒张期 的左房容积与左房收缩后最小左房容积之间变化百分比。左房 主动排空速度定义为(收缩前左房容积一最小左房容积)/ (收缩前左房容积达到最小左房容积所用时间),左房充盈速 度定义为(最大左房容积一最小左房容积)/(最小左房容积 达到最大左房容积所用时间)。 1.3统计学方法采用SPSS 13,0统计学软件进行处理,正 态分布的计量资料以( ±S)表示。Pearson s相关检验分析 每一个收缩参数、最大左房容积、左房主动排空分数。多重比 较应用ANOVA和post—hoc分析进行比较。应用回归分析来 验证MS或MR患者的每一个收缩参数与最大左房容积之间的 关系。以P<0.05为差异有统计学意义。 2结果 2.1 一般情况最大左房容积指数在MS和MR患者均显著 大于健康心组,差异均有统计学意义[(55.7±16.9)和 (56.3-I-l7.5)VS.(26.6±9.1)ml/m ,P<0.05)]。左房主 动排空分数在MS和MR组患者显著低于健康心组[(19.2± 11.1)%和(23.7±10.8)%VS.(39.3±11.2)%,P<0.05]。 MR和MS组患者之问最大左房容积指数和主动排空分数差异 无统计学意义(P>0.05)。MS患者中隔之外的局部峰收缩和 舒张晚期组织速度显著小于健康心组(P<0.05)。MR患者除 注: 与健康心组比较P<0.05 2.2容积与排空速度、充盈速度或排空分数之间的相关性分 析健康心组最大和最小左房容积与左房主动排空速度之间呈 正相关(P<0.05),与充盈速度之间也呈正相关(P< 0.05),与左房主动排空分数之间无显著相关性(P>0.05)。 MS患者最大和最小左房容积与左房主动排空分数呈负相关 (P<0.05),与左房充盈速度呈正相关(P<0.05),最大左 房容积与主动排空速度呈正相关(P<0.05)。MR患者最大左 房容积与左房充盈速度呈正相关(P<0.05),最小左房容积 与左房主动排空分数呈负相关(P<0.05,见表2)。 表2左心房容积与排空速度、充盈速度或排空分数之间的相关性 Table 2 The correlation of Left atrial volume change with evacuation veloci— ty,filling velocity and evacuation fraction 注: P<0.05 ·352l· 2.3最大左房容积与局部组织速度的相关性分析健康心组 最大左房容积与长轴、环状或径向收缩期组织峰速度均无相关 性(P>0.05),与舒张晚期组织峰速度亦无相关性(P> 0.05)。MS患者最大左房容积与径向收缩期组织峰速度呈负 相关(P<0.05),但与长轴和环状收缩期组织峰速度无显著 相关性(P>0.05);最大左房容积与后壁长轴舒张晚期组织 峰速度呈负相关(P<0.05)。MR患者最大左房容积与径向收 缩期组织峰速度呈正相关(P<0.05),但与节段舒张晚期组 织峰速度无显著相关性(P>0.05,见表3)。 表3最大左房容积与局部组织速度的相关性分析 Table 3 Correlation analysis of maximum left atrila volume and regional tis— sue velocities ^ 嗣船 彗梓 鲥口J ∞ ∞ 蚰 ∞ 注: P<0.05 2.4容积变化与局部组织应力、应力率之间的相关性分析 健康心组最大左房容积与后壁长轴峰收缩应力之间呈负相关 (r=一0.49,P<0.05,见图1),与长轴峰收缩应力率之间呈 负相关(r=一0.61,P<0.05);时间一最大左房容积与时间 一后壁长轴峰应力之间呈正相关(r=0.60,P<0.05),与时 间一环状峰应力之间呈正相关(r=0.64,P<0.05)。MS患 者最大左房容积与节段应力和应力率无显著相关(P>0.05); 时间一最大左房容积与时间一前壁(r=0.65,P<0.05)和 后壁(r=0.57,P<0.05)长轴峰应力之间呈正相关。MR患 者最大左房容积与应力、应力率无显著相关性(P>0.05); 时问一最大左房容积与时间一后壁长轴峰应力(r=0.63,P< 0.05)和侧壁长轴峰应力(r=0.57,P<0.05)、时间一环状 峰应力(r:0.55,P<0.05)均呈正相关。 3讨论 本研究结果表明,长轴和环状收缩参数较径向因素在测定 左房容积变化中更为重要,压力和容积超负荷对左房收缩性有 不同的影响。左房长轴和环状变形较径向变形在测定健康心组 左房容积和功能中更具相关性,MS患者左房容积变化较MR 左房鼍大窖积(m1) 图1 健康心组最大左房容积与左房后壁长轴峰应力呈负相关关系 Figure 1 The maximal LA volume WaS negatively correlated with the poste- iror wall longitudinal systolic strain in healhty heart persons 患者的左房容积变化与更多的节段收缩参数有关。 许多研究应用多种参数测定左房收缩功能,例如左房排空 容积和左房排空容积分数、左房分级缩短或分级面积变化、多 普勒传导流动参数(A波峰速度及其时间一流速积分、E/A 比、左房工作负荷、左房附加流速、房射血分数和左房动力学 能量)、心房收缩期间左房室瓣环组织多普勒成像 。然而这 些方法中部分需侵入性操作 ,部分对于心脏负荷情况、左 房收缩功能、自主状态下的变化具有高敏感性。组织多普勒成 像和三维超声心动图与非侵入性评估节段组织收缩性和容积数 据有关,并且组织多普勒成像相对于前后负荷变化 , 使定量评估左房收缩功能成为可能 。 健康心组中,左房后壁组织速度显著低于前壁组织速度, 这可能由于后壁存在四支肺血管插入肌肉结构导致收缩性和运 动受限。环状和径向组织速度显著低于长轴组织速度,这表明 左房容积变化中长轴肌肉运动具有重要作用。然而,心肌变形 不跟随运动变化的相同模式,由于肌肉组分不同,左房中隔长 轴应力低于前壁应力。在健康心组,最大和最小左房容积与左 房主动排空和充盈速度呈正相关。左房收缩性在正常值范围内 不随容积变化而变化。由于后壁扩张的变形产生的最大左房容 积与后壁长轴峰收缩应力及应力率呈负相关。时间一最大左房 容积与时间一后壁长轴峰应力、时间一环状峰应力之间呈正相 关。这些发现表明后壁长轴变形和环状变形,而不是径向变 形,在左房容积形成中的作用更显著,后壁组织速度是影响左 房收缩性的重要因素。左房容积在MS和MR患者均较健康对 照组增大,但两组之间无显著差异。左房主动排空分数值在 MS和MR组患者较健康对照组显著降低,这是由于MS患者 左房扩大后房壁衰竭或左房后负荷匹配不佳相应的左房升压泵 衰竭导致的,这与已往报道一致 。尽管局部有差异,但几 乎所有节段组织速度在MS和MR患者均较健康心组低。中隔 长轴峰收缩和舒张晚期组织速度各组之间无显著差异,这可能 是由于中隔壁较其他左房壁膜薄,并且对左右房容积和压力变 化较敏感。MS患者左房容积和左房主动排空分数之问有负相 关,而健康心组无此关系。另外,MR患者最小左房容积和左 房主动排空分数之间负相关。因此,前后负荷增加产生的代偿 适应性容积增加导致左房收缩性下降。MS患者中,最大左房 ·3522· 容积与径向峰收缩组织速度及长轴舒张晚期后壁组织速度呈负 相关。然而,MR患者最大左房容积与径向峰收缩组织速度呈 3 Kawai J,Tanabe K,Wang CL,et a1.Comparison of left atrial size by freehand scanning three—dimensional echocardiography and two—di— 正相关。尽管有可能是压力和容积负荷对径向左房节段Frank —mensional echocardiography[J].Eur J Echocardiogr,2004,5(1): 18—24. 4 Hesse B,Schuele SU,Thamilasaran M,ct a1.A rapid method to quan· tify left atirl contaractile function:Doppler tissue ima ng of the mitral Starling机制的不同的效应,但这个差异的原因在本文未能 详细解释,这是本研究一个局限之处。MS患者中,时间一最 大左房容积与时间一前后壁长轴峰应力呈正相关,而MR患者 时间一最大左房容积与时间一侧壁后壁长轴峰应力以及时间一 环状峰应力之间呈正相关。尽管节段差异,长轴变形在测定时 annulus during atrila systole[J].Eur J Echocardiogr,2004,5(1): 86—92. 5 StefanadisC,Demellis J,Stmtos C,cta1.Effects ofballoonmitrl aval— vuloplasty on left atirl afunction in mitral stenosis as assessed by pressure —间一最大左房容积中在两组患者中均较重要,但是环状变形在 测定时间一最大左房容积中的重要性仅在MR患者中得以体 现。 area relation[J].J Am Coil Cardiol,1998,32(1):159—168. 6 Marwick TH.Measurement of strain and strain rate by echocardiography 总之,本研究显示了左房容积变化和局部组织速度及应力 之间的相关性。左房长轴和环状变形较径向变形与左房容积和 功能测定更相关。左房后壁在测定左房容积变化中具有更重要 作用。TDI和三维超声评测下,MS患者较MR患者的左房病 [J].J Am Coil Cardiol,2006,47(7):1313—1327. 7 Cho KI,Lee HG,Kim耵,et a1.Quantitative assessment of left atrial function changes in patients with atiarl fibrillation by tissue Doppler strain and 2一dimensional strain imaging[J].Korean Circulation J,2006, 36:786—793. 理特征更显著。本研究结果对了解MS和MR患者区域部位对 左房容积变化和左房功能以及对心房纤维化的发展不同时间次 序有重要临床指导意义。 参考文献 1 Grant C,Bunnell IL,Greene DG.The reservoir function ofthe left atir— am during ventireular systole:an angiocardiographic study of atialr 8 Murata M,1wanaga S,Tamura Y,et a1.A real—time three—dimen- sional echocardiographic quantitative analysis of left atialr function in left ventricular diastolic dysfunction[J].Am J Cardiol,2008,102(8): 1097—1o2. 9 Pagel PS,Kehl F,Gare M,et a1.Mechanical function ofthe left ati—r am:new insights based on analysis of pressure—volume relations and stroke volume and work[J].Am JMed,1964,37(1):36-43. 2 Modena MG,Muia N,Sgura FA,et a1.Left atrial size is the major pre— dictor of cardiac death and overall clinical outcome in patients with dilat— Doppler echocardiography[J].Anesthesiology,2003,98(4):975 —994. ed cardiomyopathy:a long term follow—up study[J].Clin Cardiol, 1997,20(6):553—560. (收稿日期:2010—03—23;修回日期:2010—10—09) (本文编辑:康丽涛) (上接3518页) 析[J].山东医药,2009,49(15):90—91. 12李唐瑛,李伟,张旭日,等.2型糖尿病下肢血管病变发生率及 的原因,可能不同程度降低了该Meta分析结论的可靠性,要 进一步验证PVD的危险因素,应多收集相关因素;尚需进行 设计合理、执行严格、多中心大样本的病例对照试验。 参考文献 1梁赞,苏恒,薛元明,等.2型糖尿病下肢血管病变和感觉神经损 伤相关性分析[J].中国误诊学杂志,2008,8(31):7604. 2安增梅,冯继明,周丽艳.2型糖尿病患者伴下肢血管病变的危险 因素分析[j].中国医师进修杂志,2007,30(5):20—22. 相关危险因素分析[J].中国热带医学,2008,8(2):254— 256. 13王青,梁湖.2型糖尿病下肢血管病变相关因素分析[J].中国 误诊学杂志,2007,7(11):2476—2477. 14梁燕华,吕安林,宋延彬.2型糖尿病下肢血管病变易患因素分 析[J].实用心脑肺血管病杂志,2007,15(12):924—925. 15张红,李锦华,陈越,等.踝肱指数评价糖尿病下肢动脉病变危 险因素的I临床价值[j].广西医学,20O9,31(1):45-46. 16胡蕖,吕波,鲁宏.糖尿病患者下肢动脉病变危险因素分析 [j].重庆医学,2009,38(13):1639—1640. 17 Hitch AY,Crique MH,Treat—Jacobson D,et a1.Peripheral arterial 3余本富,殷应传,梅周,等.2型糖尿病合并大血管病变危险因素 分析[J].安徽中医学院学报,2009,28(4):26—27. 4杜微云,冉虹,杜妍妍,等.2型糖尿病患者下肢动脉病变的超声 表现与危险因素分析[J].广东医学,2006,27(1O):1513一 l5l4. disease detection,awareness,and treatment in primary care[J]. 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