脉冲多普勒组织成像评价冠心病左心室功能的应用
作者：李建辉 李泉水 郑隆权
【摘要】 目的：探讨应用脉冲多普勒组织成像（PW-DTI）技术定量评价冠心病患者左心室舒张收缩功能的临床应用价值。方法：用 PW-DTI 技术检测 60 例临床疑诊为冠心病患者二尖瓣环舒张早期运动速度（Ea）、舒张晚期运动速 度（Aa）和收缩期运动速度（S），并用脉冲多普勒法和改良 simpson's 法分别测量二尖瓣口舒张早期血流速度（E）、 舒张晚期血流速度（A）和左室射血分数（EF），比较两组参数的不同。结果：冠状动脉造影检查及心电图检查， 60 例患者中正常对照组（A 组）22 例、冠心病非心肌梗塞组（B 组）26 例，心肌梗塞组（C 组）12 例。①A 组与 B 组的 A、E/A，Ea 与 Ea/Aa 比值 4 个参数存在显著性差异（P < 0.05），余参数相差不显著；②A 组与 C 组除 A、Aa 外，其余各参数均存在显著性差异（P < 0.05）；③B 组与 C 组的 S，EF 存在显著性差异（P < 0.05）；④各组间 E/A 与 Ea/Aa， S 与 EF 之间均存在正相关关系（P < 0.005）。结论：TI 技术检测二尖瓣环舒张期及收缩期运动速度参数可用于定量无创评价冠心病患者的左心室功能损害程度，较传统超声心动图测量左心室功能更简便、准确。
【关键词】 脉冲多普勒组织成像；冠心病；左心室功能
〔Abstract〕 Objective To assess the clinical value of Doppler tissue imaging (DTI) in evaluating left ventricular diastolic and systolic function in patients with coronary artery disease (CAD). Methods Mitral annular early diastole (Ea), late diastole (Aa) and systolic (S) velocities of 60 patients suspected CAD measured by pulsed wave DTI and mitral annular inflow velocities E, A and left ventricular eject fraction (EF) measured by conventional echocardiography were analyzed. Results 22 normal controls (Group A) and 38 patients with CAD confirmed by coronary angiography were examined, including 26 patients with nonmyocardial infarction (Group B) and 12 patients with myocardial infarction (Group C). Compared among the three groups, ① the mean Ea, S, Ea/Aa and E, E/A, EF of the mitral annulus in group C were significantly lower than those of group A (P < 0.05), ② There were significant difference of A, Ea, Ea/Aa and E/A between group A and group B (P < 0.05). ③ Between group B and C, S and EF showed significant difference (P < 0.05). ④ There were significant correlations between Ea/Aa and E/A, S and EF in three groups (P < 0.005). Conclusion Mitral annular diastolic and systolic velocities parameters measured by DTI can quantitatively be used in assessment of left ventricular function in CAD. The index of Ea/Aa measured by DTI is better than the ratio of E/A measured by conventional Doppler for evaluating the left ventricular diastolic dysfunction. The mitral annular systolic velocity (S) can estimate left ventricular systolic function but can't replace the index of EF completely.
〔Key Words〕 Pulse doppler tissue imaging; Coronary artery disease; Left ventricular function
多普勒组织成像（Doppler tissue imaging；简称DTI）技术在 1992 年由 Mcdicken 等[1]人首先提出至今，在心室功能评价、心肌灌注、心脏传导系统、心肌病，心肌应变率的研究等方面取得了一定的成效，并逐渐应用于临床。本文作者应用脉冲多普勒组织成像（PW-DTI）技术检测冠心病患者左心室功能，旨在探讨 DTI 技术检测冠心病患者左心室功能的可行性，以便进一步推广应用。
1 材料与方法
1.1 研究对象 60 例临床疑诊为冠心病的住院患者，男 38 例，女 22 例，年龄 40~77 岁，平均年龄（58.96±7.46）岁。所有患者均有不同程度，不同性质的胸痛、胸闷、心悸等症状，并行心电图、胸片、平板运动试验、超声心动图、冠状动脉造影等检查，除外心瓣膜疾病、心肌病、室壁瘤、糖尿病、高血压等心脏疾病，对有心房纤颤的患者亦予以剔除。
1.2 分组 依据冠状动脉造影结果（以冠状动脉狭窄等于 50% 为界限）分为正常对照组和冠心病组两大组。冠状动脉狭窄程度的判断依据国际上均采用的直径法表示，即狭窄近端与远端的正常内径（直径）为 100%，狭窄段直径减小超过 1/2 时称为大于 50% 狭窄，认为病变有意义。冠心病组再根据心肌酶谱及心电图的改变分为非心肌梗塞组和心肌梗塞组。
1.3 仪器 采用美国 Agilent 公司生产的SONOS 5500 彩色多普勒超声诊断仪，内置 DTI 软件，探头频率 2~4 MHz，频率融合方式为 F3，配备有磁光盘存贮功能和回放功能。
1.4 方法 （1）连接好心电图，患者取左侧卧位，行常规超声心动图检查，测量各项常规参数。（2）常规超声心动图左心室功能测定：①左心室收缩功能测定：用改良 Simpson 法测量左室射血分数 EF（%），②左心室舒张功能测定：于心尖四腔切面置多普勒取样于二尖瓣环远端和二尖瓣口之间，测定舒张早期峰值血流速度 E（m/s），舒张晚期血流速度 A（m/s），舒张早期与晚期峰值流速之比（E/A）。（3）转换成 DTI 速度模式，观察心室壁心肌的运动速度、方向和分布，有无局部心肌的色彩暗淡或消失或色彩充盈缺损区；将脉冲多普勒组织取样于心尖四腔切面二尖瓣环部侧壁缘测量舒张早期运动速度 Ea（cm/s）、舒张晚期运动速度 Aa（cm/s）和收缩期运动速度 S（cm/s），计算舒张早期与舒张晚期运动峰值速度之比（Ea/ Aa）。
以上测量仪器设置均在相同或相类似的条件下完成，并以磁光盘记录图像，供检查完毕后测量分析用，各项指标均连续测量 3 个心动周期，取其平均值。
1.5 统计学处理 各参数均以均数±标准差（x±s）表示。各组间参数比较用 t 检验，两变量间关系用直线相关分析，以 P < 0.05 为差异有显著意义。
2 结 果
2.1 一般情况 以冠状动脉造影显示单支以上血管狭窄≥50% 为诊断冠心病的标准，结果正常对照组 22 例，冠心病非心肌梗塞组 26 例，心肌梗塞组 12 例。各组间一般情况见表 1，各组间年龄，性别均无显著性差异。其中单支冠脉病变者 15 例，双支冠脉病变者 14 例，3 支以上冠脉病变者 9 例；累及左冠状动脉主干 8 例、前降支 24 例、回旋支 17例、中间支 3 例、第一对角支 7 例、右冠状动脉主干 7 例、第一锐缘支 4 例，后降支 5 例。
2.2 左心室舒张功能测值比较 DTI 技术与常规超声心动图对正常对照组与冠心病患者左心室舒张功能测值比较，见表 2。结果表明：正常对照组与非心肌梗塞组的 A、E/A、 Ea 与 Ea/Aa 比值 4 个参数存在显著性差异（P < 0.05）；正常对照组与心肌梗塞组 E、E/A、 Ea 与 Ea/Aa 4 个参数存在显著性差异（P < 0.05）；冠心病非心肌梗塞组与心肌梗塞组的各舒张功能参数测值均无明显显著性差异（P > 0.05）。
2.3 左心室收缩功能测值比较 DTI 技术与常规超声心动图对正常对照组与冠心病患者左心室收缩功能测值比较，见表 3。结果表明：正常对照组与非心肌梗塞组的 S，EF 参数无明显显著性差异（P > 0.05）；正常对照组、非心肌梗塞组与心肌梗塞组的S，EF 参数均存在显著性差异（P < 0.05）。
2.4 相关性分析 正常对照组与冠心病患者 E/A 与 Ea/Aa，S 与 EF 之间的相关性分析，见表 4。结果示正常对照组，非心肌梗塞组与心肌梗塞组的 E/A 与 Ea/Aa，S 与 EF 之间均存在正相关关系，P 值均 < 0.005。E 与 Ea，A 与 Aa 之间无明显相关。
3 讨 论
冠心病是一种常见病与多发病，因冠状循环改变引起冠脉供血与需求之间不平衡导致心肌损害，出现室壁的运动异常，继而出现心室功能的改变。左心室功能是患者预后最主要的因素，也是指导临床的重要指标。因此准确评估左心室舒张与收缩功能成为超声心动图工作者首要任务之一。
DTI 技术为近年开发的超声心动图新技术，以分析心肌的运动为主要内容，通过改变多普勒滤波系统，除去心腔内血流产生的高频低振幅频移信号，保留心肌运动产生的低频高振幅频移信号，定量测定局部心肌运动速度来反映室壁的功能状态[2]，不易受到年龄、心率、左室前后负荷，心肌收缩力及取样容积的大小、位置等多种因素影响，在左房压显著升高或出现限制充盈的情况下也不会出现伪正常现象[3]。国内外学者[4]证实多普勒组织成像技术测量二尖瓣环的平均运动速度可评价左心室整体收缩和舒张功能，心尖四腔切面二尖瓣环侧壁缘是评价左心室整体功能的最佳节段。
研究表明[5]，冠心病患者早期即可出现心脏结构和左心室舒张功能的损害，随着冠状动脉病变的加重和累及血管的增多而加重，然后才出现收缩功能的改变。本文作者采用 DTI 技术检测冠心病患者与正常人的二尖瓣环侧壁缘组织多普勒频谱特征，结果提示冠心病患者有不同程度的左心室舒张功能损害。说明冠心病患者心功能的损害是一个渐进的过程，在早期就有心室舒张功能的减退，在发生心肌梗死或心肌纤维化变性时才有左心室收缩功能的损害。故多普勒组织成像技术能够判断冠心病的严重程度，评价左心室的收缩、舒张功能损害情况
本组病例中在没有发生急性心肌梗死或陈旧性心肌梗塞的患者，冠状动脉造影示二支或二支以上病变，但其左心室的收缩功能指标如左室射血分数（EF），收缩期 S 波没有明显减低，且与正常人没有特异性差别。当发生急性心肌梗死时，左心室的收缩功能明显减低，可能是因为冠心病患者的心功能和室壁运动异常的程度除受到病变血管支数和病变血管的狭窄程度的影响外，还与是否建立侧支循环密切相关[6]。正常情况下，冠状动脉在心室壁分支之间存在细小的支，当冠状动脉病变影响到心肌供血时，这些交通支显著扩张，并建立起有功能意义的侧支循环，保护心肌的存活。但侧支循环一般只能维持心肌的基础供血，若冠状动脉有多支病变且心肌需血量增加时，则会引起心肌功能受损，如心肌完全或大部分由侧支循环供血，或急性心肌梗死时来不及建立侧支循环，则会引起局部心肌供血不足，室壁节段性运动异常，从而影响左心室的收缩功能。本文作者应用 DTI 技术测量正常对照组与冠心病患者二尖瓣环侧壁缘收缩期（S）波来估测左心室的功能，亦得到与左室射血分数相类似的结果。但通过 S 波的大小来估测 EF 值，还有待进一步研究。
总之，DTI 技术检测二尖瓣环舒张期及收缩期运动速度参数可用于定量无创评价冠心病患者的左心室功能损害程度，较传统超声心动图测量左心室功能更简便、准确，值得进一步推广。
【参考】
〔1〕McDiken Within, Sutherland GR, Moran CM, et al. Color Doppler velocity imaging of the myocardium〔J〕. Ulrasound Med Biol, 1992, 18:651-654
〔2〕Miyatake K, Yamingishi 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〔J〕. J Am Coll Cardiol, 1995, 25:714-724
〔3〕王磌, 张运, 张梅, 等. 组织多普勒显像技术测定左室舒张功能的研究〔J〕. 超声医学杂志, 1999, 15(5):340-342
〔4〕Oki T, Tabata T, Yamada H, et al. Clinical application of pulsed Doppler tissue imaging for assessing abnormal left ventricular relaxation〔J〕. Am J Cardiol, 1997, 79(4):921-928
〔5〕谢峰. 迈向21世纪的超声心动图学〔J〕. 国际医疗器械, 1996, 2(1):32
〔6〕郑昭伦, 张运, 张薇, 等. 冠状动脉病变支数对二维和三维超声心动图左室功能测量准确性的影响〔J〕. 中国医学影像技术, 1998, 14(2):84-86
