检测心室重构的医学影像学新技术

【中图分类号】R-0【文献标识码】B【文章编号】1008-1879(2012)03-0060-03

心力衰竭(heartfailure,HF)是多种心血管疾病的终末期表现,左室重构(Ventricularremodeling,VR)是从多种心脏疾病发展为心衰的重要病理生理过程,贯穿其始末.因此,对于左室重构发生过程的研究已成为近年来心血管疾病病理生理研究的一个热点.近年来,医学影像技术在心肌重构的检测方面有了很大的进展,本文就近年来关于左室重构的检测在医学新技术做以综述.

1斑点追踪技术

斑点追踪显像技术是基于医学超声成像模式,通过对组织内部的大量散射粒子形成的斑点进行跟踪,从而实现对人体组织运动的跟踪.在获取高帧频二维灰阶超声图像的基础上,通过寻找序列图像中最优近似的散斑模式,跟踪每一帧图像的心肌回声斑点位置、运动轨迹及空间运动,以此显示心肌运动速度、位移、应变和应变率、旋转角度等参数［1,2］.斑点追踪显像技术具有组织多普勒时间分辨率较高的优点,由于它本身是非多普勒原理衍生而来的技术,所以它不同于多普勒技术,不受角度和心脏摆动的影响,既可以实现横向(垂直于超声束方向)的跟踪,也可以实现纵向（即沿超声束方向）跟踪,反映心脏纵向方向的变形运动［3］,反映环形方向及径向的变形运动.它排除了周围组织牵拉和心脏整体移动对心肌运动速度的影响,反映局部心肌的变形速率,准确评价心肌局部组织的舒张和收缩功能,而无角度依赖性,从机械做功角度来看,它真实的反映了心肌局部功能.国内外学者对经组织多普勒与斑点追踪显像技术的应变与应变率成像两者间进行了相关性研究,用两种方法测得同一受试者的应变值不同,但两者相关性良好.Modestokm等研究结果显示,斑点追踪显像的测值与组织多普勒测值之间高度一致(应变ｒ等于0.94,应变率ｒ等于0.96)［4］,另有研究显示斑点追踪显像研究结果与相关报道的核磁共振技术结果一致［5,6］.而核磁共振方法是是评价收缩期心肌形变的金标准.在临床上,斑点追踪显像技术对心肌形变能力的分析也是可行的,可作为心脏的常规检查［7］.

所以,从理论讲二维斑点追踪显像技术可以评价心室重构.Park等［8］研究了左室的纵向应变能否能预测左室的重构.他研究了50例急性前壁心肌梗死患者,用组织多普勒显像技术及斑点追踪显像技术测得冠脉再灌注治疗后前降支供应的左室各节段的峰值收缩速度及纵向应变.左室的重构被定义为随访超声左室舒张末期容量的增加≥15%.结果显示,组织多普勒显像技术（P等于0.005）与斑点追踪显像技术（P等于0.001）测得的纵向应变能预测左室的重构.结论是急性前壁心及梗死再灌注治疗后,即刻的左室纵向应变能很好地预测左室的重构.Edvardsen等［9］研究结果也证实了这一点.

随着应用斑点追踪显像技术的动物及临床研究日益增多,其可提供心脏空间运动的多维信息,无创、迅速、定量地评价局部及整体心功能,能够准确测量心室肌在心动周期中的扭转特征,帮助识别早期心功能变化,有望为临床冠心病的诊断与治疗提供更加客观准确的信息.

2电影磁共振成像(Cine-MRI)技术

核磁共振技术是软组织对比分辨率最高的影像学方法,特别是心脏核磁共振技术心肌灌注延迟显像的应用使得体外检测坏死心肌能够达到近乎“组织学”般准确［10］.核磁共振技术已被认为是测量心功能的最佳方法,它可全面显示左左室测量各处心室心肌收缩、舒张期内径,定量评价其病变程度,它直接测量体素数目,并可显示早期缺血心肌网格运动减弱的程度以及与正常心肌运动不同步的情况［11］.无需行左室形状的几何学检测设,无放大率等问题.这些功能指标对判断左室功能、估计预后有着重要的意义,是目前诊断左室重构的主要诊断指标之一.

电影磁共振成像技术与自旋回波门控技术相比较,90°脉冲后无180°脉冲,代之为磁场回波,因其产生快,勿须等待R波触发,而为连续扫描,故提高了时间分辨率.电影磁共振成像技术的时间分辨率一般为29～36ms,最多可采集心动周期的32个时相.电影磁共振成像技术与一般门控图像不同,由于其使用很短的TR(一般为30～100ms)、磁场回波和血流补偿,故大血管腔及心腔内流动的血流为高信号,相对静止的动脉壁、心壁为低信号.加之与心脏周围的肺野组织对比,心脏各腔室的内外边界清晰.因此电影磁共振成像技术具有良好的空间分辨力和时间分辨力,为观察室壁心肌运动及测量室壁心肌厚度、长度和左室腔容积提供了可靠的依据,为检测左室重构提供了较为准确的数据.Pflugfelder等［12］利用室壁增厚率将心肌节段的运动分为运动正常、运动减弱、运动消失和矛盾运动四种形式,运动减弱、运动消失和矛盾运动为异常运动,该项检查与血管造影和心电图结果有良好的相关性.另有学者Sechtem等［13］注意到仅以室壁增厚率小于18%为判定运动异常的标准是不够全面的,应加注室壁增厚幅度小于2mm,其研究结果证实当有舒张期室壁心肌变薄时,尽管收缩期增厚率大于18%,仍考虑存在异常运动.有研究表明［14］电影磁共振成像技术测定的左室缩末容积、舒末容积及左室射血分数与左室造影和超声心动图检查所得结果相关性良好,能真实反映左心室收缩功能受损情况.

3超声背向散射积分技术

超声背向散射积分(IBS)技术是通过分析心肌背向散射信号的变化对心肌物理特性和结构进行量化分析,该技术可无创地评价心肌细微结构和功能变化［15］,通过探测组织的声学参数来定量描述正常和病理组织特性的方法.他是通过特制的时间门控电路,在射频信号处理前,提取相关区域的射频信号,将理想平面与功率谱的反射器的回声信号功上比,取其有效频率范围时行积分,并将积分值显示出来.

许多实验显示,左室重构时左室心肌细胞及其细胞外基质增生,肥大与重新排列、功能改变,细胞外基质最主要的成分是胶原.左室重构心肌间质胶原沉积是决定病变心肌组织超声背向散射积分的主要因素,超声背向散射积分与胶原沉积间存在着良好相关性关系,心肌胶原网络存在重构时,超声背向散射积分参数值较正常心肌有明显升高［16］.另有研究结果表明,心肌组织及胶原网络发生重构时,室间隔超声背向散射积分参数也有所改变［17］.所以,超声背向散射积分技术可成为检测心室重构的一项有意义的方法［18］.