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编号:10272398
能量多普勒组织成像和心肌超声造影定量心肌缺血的比较
http://www.100md.com 《中国超声医学杂志》 1999年第5期
     作者:周京敏 沈学东 蔡乃绳 张国辉 朱 伟 陈灏珠

    单位:200032 上海医科大学中山医院,上海市心血管病研究所

    关键词:能量多普勒组织成像;心肌灌注超声造影;心肌缺血

    中国超声医学杂志990501 摘 要 目的:比较能量多普勒组织成像(DPTI)定量室壁异常运动区面积和超声造影(MCE)显示的心肌灌注缺损区面积的关系。方法:对8条急性缺血和心肌梗塞犬模型行DPTI和MCE研究。仪器使用ATL HDI300超声诊断仪和3.5MHz超声探头。测量冠脉结扎后6小时左室壁异常运动区面积和心肌灌注缺损区面积。结果:冠脉结扎后6小时,8条犬均获满意的DPTI显示,24个区域心肌活动消失,呈现紫黑色,和正常心肌间(金黄色)有明显的分界。DPTI显示的平均左室缺血区面积为1.81±0.17cm2,MCE显示的平均左室缺血区面积为1.91±0.18cm2,二者无显著性差异(P>0.05),并高度相关(r=0.99,P<0.001)。但该结果均大于病理切片上NBT染色所显示的心肌梗塞面积(1.53±0.16cm2)(P均<0.01)。DPTI和MCE测得的平均左室缺血区面积与病理实测值均高度相关(DPTI为r=0.96,MCE为r=0.94,P<0.01)。结论:动物实验研究表明DPTI反映的室壁异常运动区面积和MCE反映的心肌灌注缺损区面积没有差异
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    The Comparative Study of Doppler Power Tissue Imaging and

    Myocardial Contrast Echocardiography in Quantifying Myocardial Ischemia

    Zhou Jingmin,Shen Xuedong,Cai Naisheng,et al

    Shanghai Institute of Cardiovascular Diseases,Zhongshan Hospital,Shanghai Medical University,Shanghai 200032

    ABSTRACT Objective:To compare the potential of Doppler power tissue imaging(DPTI)in quantifying the area of abnormal myocardial motion with that of myocardial contrast echocardiography(MCE)in quantifying the area of filling defect.Methods:Eight open-chest canine models of myocardial infarction were established by ligating their coronary arteries.The area of abnormal left ventricular(LV)wall motion on DPTI (ATL HDI 3000 with a 3.5 MHz probe) and area of LV filling defect on MCE were measured 6 hours after the coronary ligation.Results:Excellent DPTI images were obtained in all dogs,24 ischemic segments were found to be akinetic,purple-black in color,with a clear distinction from normal golden color myocardium.The mean abnormal LV motion area measured by DPTI(1.81±0.17cm2)had no significant difference from the area of filling defect measured by MCE (1.91±0.18cm2)(P>0.05)and excellently correlated but area measurements were higher than that of pathological actual findings(P<0.001).Conclusion:This study revealed that the area of abnormal myocardial motion measured by DPTI agreed well with that of filling defect area measured by MCE.
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    KEY WORDS Doppler power tissue imaging Myocardial contrast echocardiography Myocardial ischemia

    超声心肌造影(Myocardial Contrast Echocardiography,MCE)评价心肌灌注是目前的研究热点〔1〕,但受到造影剂的限制,未能在临床推广应用。能量多普勒组织成像(Doppler Power Tisue Imaging,DPTI)是评价室壁运动异常的新技术〔2〕,而室壁运动异常与心肌灌注有直接关系,本研究旨在分析DPTI和MCE定量分析心肌缺血面积的关系,探讨DPTI替代MCE的可能性。

    资料与方法

    急性缺血和心肌梗塞动物模型的建立 犬8条(体重8~12Kg,由上海医科大学中山医院动物房提供),巴比妥钠(30mg/Kg)麻醉,右侧卧,气管插管,心电监护。分离颈动脉并插入导管至主动脉根部,供超声造影心肌显像用。切开左第五肋间隙,暴露胸腔,切开心包,分离左回旋支近中1/3处和左前降支第二至第四对角支。结扎造成左室侧壁急性心肌缺血和梗塞模型。
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    DPTI检查 使用ATL HDI 3000多普勒超声诊断仪和3.5MHz超声探头(带有DPTI功能)。分别记录冠脉结扎前和结扎后6小时二尖瓣、腱索、乳头肌和心尖水平四个左室短轴切面,心尖四腔、心尖二腔两个左室长轴切面上正常心肌和缺血梗塞后的DPTI图像。

    MCE检查 与DPTI同步进行。于主动脉根部2分钟内均匀注入20ml超声造影剂(5%维生素C和5%碳酸氢钠混合溶液),分别记录冠脉结扎前和结扎后6小时上述四个左室短轴切面和二个左室长轴切面上正常心肌和缺血梗塞心肌的超声造影心肌显像。

    测量分析 采用美国HP Sonos 2500超声诊断仪上的计算机系统,通过磁带回放,逐帧分析冠状动脉结扎前、后DPTI和MCE的图像,测量①左室缺血区面积:为左室各短轴切面上室壁运动异常区面积;②左室总面积:为左室各短轴切面上左室总面积;③左室缺血区面积占左室总面积的百分比。每一个数据的测量均在收缩期,取三个心动周期的平均值。
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    病理 静脉快速注入10%氯化钾使心脏骤停,取出心脏,从心尖开始沿短轴多个剖面切开心脏,每个切面厚4~5mm。将标本置入梗塞心肌染色孵育液中(硝基四氮唑蓝,蒸馏水和0.2M磷酸盐缓冲液,1∶1∶1的混合液)染色。正常心肌呈蓝色,梗塞心肌着色浅,甚至不着色。

    统计 采用上海医科大学POMS医学统计软件,作配对t检验和直线回归分析。

    结 果

    正常心肌 正常心肌收缩期DPTI上呈现色彩均匀的金黄色,未见因声束方向与室壁运动方向垂直所致的色彩失落区。MCE示正常心肌回声增强,造影剂分布均匀,无血流灌注充盈缺损区。

    急性缺血心肌 8条犬冠脉结扎后6小时均获满意的DPTI、MCE显示,左室短轴切面上24个区域心肌运动消失,DPTI呈现紫黑色,MCE显示的充盈缺损区,和正常心肌间有明显的分界,能明确地测量缺血区的面积等各项指标(图1~2)。
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    图1 DPTI显示冠脉结扎后6小时无心肌运动呈现紫黑色

    图2 MCE显示冠脉结扎后6小时造影充盈缺损区

    DPTI、MCE测定的左室缺血区面积,左室总面积和左室缺血区面积占左室总面积的百分比与病理的对照结果见表1。DPTI和MCE显示的左室缺血区面积分别为1.81±0.17cm2和1.91±0.18cm2,差别无显著意义(P>0.05),且高度相关(r=0.99,P<0.01)。DPTI和MCE显示的平均左室缺血区面积与病理切片上所显示的心肌梗塞面积均高度相关(DPTI,r=0.96,P<0.01;MCE,r=0.94,P<0.01。但这两种方法显示的平均左室缺血区面积均大于病理切片上NBT染色所显示的心肌梗塞面积(病理为1.53±0.16cm2,P均<0.01)。
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    表1 DPTI、MCE测定的左室缺血区面积,左室总面积和左室缺血区

    DPTI

    MCE

    病 理

    序号

    IA

    TA

    IA/TA

    IA

    TA

    IA/TA

    IA

    TA
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    IA/TA

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    0.94

    1.67

    3.82
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    0.66

    1.21

    1.25

    1.18

    1.70

    2.12

    0.63

    2.53

    2.69

    0.93

    1.68

    1.45

    1.45
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    2.53

    3.15

    1.90

    2.20

    1.81

    1.20

    2.90

    1.60

    4.9

    7.1

    11.8

    3.5

    6.2
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    8.1

    3.2

    5.0

    7.8

    5.8

    7.6

    10.4

    4.1

    7.0

    10.0

    5.4

    7.4

    8.8
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    5.8

    9.4

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    4.0

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    10.4

    0.22

    0.23

    0.32

    0.18

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    0.15

    0.37
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    0.24

    0.37

    0.15

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    0.26

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    0.14

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    0.34

    0.36

    0.33

    0.23
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    0.18

    0.30

    0.35

    0.25

    1.06

    1.67

    4.15

    0.54

    1.32

    1.50

    1.08

    1.81

    2.40
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    0.83

    2.97

    2.85

    0.81

    1.60

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    2.60

    3.24

    1.80

    2.15

    1.80

    1.25
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    2.94

    2.71

    4.9

    7.2

    11.5

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    6.8

    9.8

    3.0

    5.2

    9.4

    4.4

    10.1
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    10.0

    3.8

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    8.2

    10.4
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    0.22

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    0.36

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    0.29

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    0.26

    0.86

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    3.13

    0.54

    1.10

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    0.90

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    2.43

    0.81

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    1.10
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    1.21

    2.04

    3.02

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    2.17

    2.47

    4.7

    8.5

    11.4

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    6.4

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    3.8

    4.2

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    4.2

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    3.6

    7.2

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    5.5

    6.9
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    9.9

    6.0

    10.9

    13.7

    4.3

    7.0

    11.4

    0.18

    0.17

    0.27

    0.13

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    0.11
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    0.24

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    0.33

    0.27
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    0.21

    0.11

    0.21

    0.36

    0.21

    Mean

    ±SD

    1.81

    0.17

    7.25

    2.48

    0.26

    0.02
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    1.91

    0.18

    7.42

    2.69

    0.27

    0.02

    1.53

    0.16

    7.58

    2.65

    0.21

    0.01

    注:IA为缺血区面积;TA为心肌总面积;IA/TA为缺血区面积和心肌总面积的比值。Mean为均数;SD为标准差(单位:cm2)。
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    DPTI和MCE显示的平均左室心肌总面积分别为7.25±2.48cm2和7.42±2.69cm2,差别无显著意义(P>0.05),二者高度相关(r=0.96,P<0.01)。同时这两种方法显示的平均左室心肌总面积也与病理切片上直测的心肌总面积相近(病理为7.58±2.65cm2,P均>0.05),并且高度相关(DPTI为r=0.91,P<0.01)(MCE为r0.95,P<0.01)。

    DPTI和MCE显示的平均左室缺血区面积与左室心肌总面积的比值分别为26.2±1.52%和26.5±1.67%,差别无统计学意义(P>0.05)且高度相关(r=0.97,P<0.01)。但这两种方法显示的比值均大于病理切片上NBT染色所显示的心肌梗塞面积与心肌总面积比值(病理为20.9±1.38%,P均<0.01),但DPTI和MCE显示的比值与病理切片上直测的比值均高度相关(DPTI为r=0.93,P<0.01)(MCE为面积占左室总面积的百分比与病理的对照结果r=0.97,P<0.01)。
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    讨 论

    目前,认为MCE是反映心肌血流灌注的可靠方法,有研究表明其结果和99m锝同位素心肌灌注显像所示的危险区域有良好的相关性〔3,4〕。但目前的超声造影方法难以满足临床的需要。多数研究需主动脉插管注入造影剂。尽管目前有经周围静脉注射造影剂的出现,且配合谐波成像能满意反映实验动物的心肌灌注〔5〕,但它也有一些显见的缺点:如造影剂剂量较小时心肌不能显影,而剂量较大时易有副作用;易受仪器增益的影响;以及安全性和临床效果尚需进一步的研究证实等等。经周围静脉注射造影剂目前尚不能解决临床实际需要。

    早在1935年Tennant和Wiggers在行狗冠状动脉急性结扎的实验中〔6〕,发现结扎数秒钟就可以观察到由结扎的冠状动脉供血的室壁节段出现运动的不协调,在收缩期室壁向外膨出。七十年代Inoue、Stefan和Kerber等用M型超声心动图观察到狗冠脉结扎后室壁的收缩速度、幅度和收缩期增厚率均减小。目前室壁运动的超声分析方法有目测法、心腔轮廓法和时空综合定量法等多种。后两种方法均需要借助于计算机作繁琐的分析,虽然已发展了十多年,然而其结果受到心脏的抬举性搏动、使整个心脏的空间向量收缩期前移的影响。因而目前临床上应用较广泛的仍然是目测法。这需要研究者凭眼睛直觉判断,带有一定的主观性。Peart〔7〕和Visser等〔8〕报道,两位观察者分别判断其间的一致率为80-94%,对某些节段仅63%。同一观察者分两次观察的一致率为80~92%。同时在图像停帧之后,难以明确地分别正常和异常心肌的界线。
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    DPTI是评价室壁运动异常的新技术,它在多普勒组织成像的基础改进而成,以多普勒强度为信息来源,以强度的平方值表示能量,以能量-频率曲线方式显示室壁运动,并对能量-频率曲线下面积进行彩色编码,形成彩色心肌组织运动图像,因此图像较传统二维超声心动图更为清晰,并且它不易受超声束和室壁运动方向之间夹角的影响〔2〕,评价室壁运动更为客观,可以刻画心肌缺血的特征。

    通常认为,评价室壁异常运动并不能代替MCE,因为室壁运动异常区常大于梗塞区,且它不能识别存活心肌,以及它可受心律失常影响等。但本研究提示,DPTI显示的平均左室异常运动区面积、平均左室心肌总面积和MCE显示的左室心肌灌注缺损区面积、平均左室心肌总面积差别无显著意义,且高度相关。说明DPTI显示的心肌异常运动区面积可以反映MCE显示的左室心肌灌注缺损区面积。研究还发现,虽然DPTI和MCE测定的心肌缺血面积均分别与病理直接测定高度相关,但均较病理切片上NBT染色所直测的心肌梗塞的面积大(P均<0.01)。说明这个问题DPTI未解决,MCE亦未解决,而前者无论在方法上,还是在经济上均较后者为优。我们认为,DPTI显示心肌缺血图像清晰、特征性较强,评价心肌缺血面积准确,实验条件下可反映MCE心肌灌注缺损区和心肌梗塞危险区的范围。如果该技术能在临床推广应用,将对今后评价各种干预性治疗的效果和评价患者的预后有重要意义。
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    本研究获得上海市医学领先专业心内科重点学科资助(94-Ⅲ-001)

    参考文献

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    [6]王宗岳,陈灏珠,姜 楞。室壁运动异常与冠心病。国外医学心血管病分册,1989,16:69~71

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    (1998-11-02收稿,1998-12-25修回), 百拇医药