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编号:10272526
多普勒组织成像对正常人室壁运动速度的研究
http://www.100md.com 《中国超声医学杂志》 1999年第9期
     作者:田新桥 钱蕴秋 周晓东 张 军 李 军 朱永胜 朱 霆

    单位:710032 西安市第四军医大学西京医院超声科

    关键词:多普勒组织成像;室壁运动速度

    中国超声医学杂志/990906

    摘 要 目的:观察正常人左室壁的运动特征,探讨多普勒组织成像(PW-DTI)定量评价心肌运动的应用价值。方法:应用PW-DTI技术对30例正常人前间隔与左室后壁短轴方向的运动速度和各室壁节段(心尖部除外)长轴方向的运动速度进行测定分析。结果:正常人每个心动周期中,短轴方向和长轴方向室壁运动频谱均包括收缩波(S)、舒张早期波(E)和舒张晚期波(A)三个主要运动波。短轴方向运动速度后壁大于前间隔,但低位乳头肌水平和心尖部收缩速度无明显差异。一般说来,长轴方向运动速度左室游离壁大于室间隔,同一室壁由基底向心尖部,运动速度逐渐降低。结论:正常人室壁运动速度存在特有的不均一性,PW-DTI是定量研究局部心肌运动功能的可靠手段。
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    Study of the Normal Ventricle Velocities with Doppler Tissue Imaging

    Tian Xinqiao,Qian Yunqiu,Zhou Xiaodong,et al

    Division of Ultrasound,Xijing Hospital,Xian 710032

    ABSTRACT Objective:This study was sought to find the properties of left ventricular movement and to explore the value of pulsed wave Doppler tissue imaging(PW-DTI)in quantitative assessment of myocardial movement.Methods :The velocities of IVS and LVPW in various levels short axis sections and longitudinal velocities of each segments in apical sections in 30 normal subjects were measured with PW-DTI.Results:The PW-DTI sampling of each segment in either short axis sections or apical sections resulted in a velocity curve during each cardiac cycle mainly including 3 wave:a systolic velocity wave(S),a early diastolic wave(E),and a late diastolic velocity wave(A).Short axis velocities of LVPW were greater than those of IVS,except for at the levels of low papillary muscle and apex,their systolic velocities didnt have significant difference.The longitudinal velocities of free wall of left ventricle were greater than those of IVS.From the basal to apical level,the longitudinal velocities of the same part of section decreased gradually.Conclusion:A heterogeneous pattern exists in the velocities of individual segments in normal subjects.PW-DTI is a reliable technique in quantitative study of regional left ventricle movement.
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    KEY WORDS Doppler tissue imaging Myocardial wall velocity

    本文采用脉冲多普勒组织成像(Pulsed-wave Doppler tissue imaging,PW-DTI)对正常人各室壁不同节段的运动速度进行测定,旨在评价正常人室壁运动的特征,并探讨PW-DTI的临床应用价值。

    资料与方法

    正常人30例,男19例,女11例,年龄18~60岁,平均36.2±13.6岁,均经病史、体检、心电图、超声心动图及胸片等检查排除心肺疾病。

    采用HP SONOS 5500型超声诊断仪,探头频率2.0~4.0MHz,频率融合方式为F3,DTI选用速度模式。本研究选择PW-DTI取样容积大小为10.4mm,多普勒速度范围为-30~30cm/s。
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    患者取左侧卧位,先用常规二维超声心动图多切面观察左室壁各节段的运动情况,继而于不同标准切面在二维DTI速度模式引导下,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,并记录于大1/2录像带上,进行脱机分析。取三个心动周期之均值,进行统计学处理。

    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、高位乳头肌水平、低位乳头肌水平及心尖水平)测定前间隔与后壁内膜下心肌的运动频谱。

    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质量及多普勒频谱较差,故不予测定分析。

    本试验计量资料用均数±标准差表示,两组数据比较用t检验,多组数据比较用方差分析。P<0.05差异有显著意义,P<0.01差异有极显著意义。数据统计采用Microsoft Excel统计分析软件进行。
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    结果

    正常人室壁运动有明显的特征,每个心动周期中,短轴方向和长轴方向的运动频谱均包括三个主要的运动速度,即收缩波(S)、舒张早期波(E)和舒张晚期波(A),其中E峰最大。于胸骨旁左室短轴切面录得的前间隔与后壁短轴方向运动频谱,前间隔的S波为负向,E波和A波为正向,而后壁则相反,S波为正向,E波和A波均为负向(图1)。于心尖长轴、二腔及四腔切面录得的六个壁长轴方向运动频谱,S波均为正向,E波和A波均为负向(图2)。另外在等容收缩期和等容舒张期,还常常录到单向或双向(正向和负向)的等容收缩波及等容舒张波,其速度较低,持续时间很短,非常易变,故本研究未进行分析。

    胸骨旁左室短轴切面高位乳头肌水平左室后壁的运动频谱

    图1 左室壁短轴方向运动频谱
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    心尖四腔切面高位乳头肌水平室间隔的运动频谱

    图2 左室壁长轴方向运动频谱

    前间隔与左室后壁短轴方向的运动速度测值见表1。其中可见二尖瓣口水平和高位乳头肌水平后壁内膜下心肌收缩速度(S)明显大于前间隔对应节段的内膜下心肌收缩速度(P<0.05),而低位乳头肌水平及心尖水平两者无显著差异。后壁各节段内膜下心肌舒张速度(E和A)均显著大于相应水平前间隔内膜下心肌的舒张速度(P<0.05)。

    表1 前间隔与左室后壁短轴方向运动速度测值(cm/s) 部 位

    S

    E

    A

    MV
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    HP

    LP

    AP

    AS

    PW

    AS

    PW

    AS

    PW

    AS

    PW

    7.86±1.11

    10.10±2.09**
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    8.91±1.48

    9.97±2.10*

    9.30±1.21

    8.73±1.77

    8.92±1.47

    8.15±1.83

    8.48±1.30

    16.20±3.66**

    9.58±1.76

    16.91±4.29**

    10.30±1.39
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    13.36±3.51**

    9.27±1.89

    11.57±2.85**

    6.23±1.34

    9.76±2.00**

    6.74±1.26

    9.26±1.83**

    7.28±1.14

    8.18±1.68*

    6.73±1.35
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    7.53±1.64*

    注:MV:二尖瓣口水平,HP:高位乳头肌水平,LP:低位乳头肌水平,AP:心尖水平,AS:前间隔,PW:后壁,*:与相应水平前间隔相比,P<0.05,**:与相应水平前间隔相比,P<0.01

    各室壁节段长轴方向的运动速度测值见表2。基底部、高位乳头肌水平及低位乳头肌水平6个室壁长轴方向的平均速度测值见表3。

    长轴方向的收缩速度:由表2和表3可见不同室壁之间,同一室壁的不同节段之间,收缩速度是不均一的。同一水平(基底部、高位乳头肌水平及低位乳头肌水平)的6个室壁之间收缩速度(S)有显著差异(方差分析P<0.01)。基底部和低位乳头肌水平后间隔的收缩速度最小,高位乳头肌水平前间隔的收缩速度最低,三个部位侧壁收缩速度均最快。每个室壁基底部的收缩速度均高于高位乳头肌水平,而后者又高于低位乳头肌水平。但侧壁和前壁的高位乳头肌水平与低位乳头肌水平之间,收缩速度均无显著性差异。
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    长轴方向的舒张速度:由表2和表3可见不同室壁节段间的舒张速度(包括E和A)也不均一。在基底部和高位乳头肌水平,6个室壁节段间舒张速度(E和A)均有显著差异(P<0.05),而低位乳头肌水平6个室壁节段间的舒张速度(E和A)差异无统计意义(P>0.05)。基底部、高位及低位乳头肌水平侧壁的E峰均为最大,而三个部位前间隔的E峰最小。三个部位下壁的A峰均最大,基底部及高位乳头肌水平前间隔的A峰最低,低位乳头肌水平后间隔的A峰最小。作者单位:710032 西安市第四军医大学西京医院超声科

    表2 各室壁节段长轴方向运动速度测值(cm/s) 部 位

    S

    E

    A

    PS-BA

    PS-HP
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    PS-LP

    11.09±1.40

    9.82±1.30**

    8.42±1.21ΔΔ

    16.00±3.68

    14.80±2.48

    12.64±2.62ΔΔ

    12.00±2.07

    11.35±1.92

    9.15±1.68ΔΔ

, http://www.100md.com     LW-BA

    LW-HP

    LW-LP

    14.57±2.77

    12.39±3.15**

    11.24±3.53

    20.60±3.84

    17.81±4.48*

    14.86±3.66Δ

    12.64±2.46

    11.04±2.20*
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    10.20±2.15

    AS-BA

    AS-HP

    AS-LP

    11.11±1.79

    9.50±1.67**

    8.53±1.42Δ

    14.86±3.16

    14.02±2.62

    12.56±2.16Δ

    11.01±1.65
, 百拇医药
    10.45±1.41

    9.40±1.52Δ

    PW-BA

    PW-HP

    PW-LP

    12.59±1.86

    10.82±1.95**

    9.36±2.28Δ

    18.57±4.30

    15.79±3.29**

    13.11±3.07ΔΔ
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    12.80±2.40

    11.50±2.02*

    9.82±1.96ΔΔ

    AW-BA

    AW-HP

    AW-LP

    12.69±2.59

    10.90±2.29**

    9.80±1.87

    18.21±4.06

    15.43±3.26**
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    13.54±3.34Δ

    12.17±2.83

    10.46±1.84*

    9.35±1.95Δ

    IW-BA

    IW-HP

    IW-LP

    12.65±1.31

    10.67±1.15**

    9.14±1.32ΔΔ
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    18.23±3.80

    15.04±3.27**

    12.76±2.44ΔΔ

    13.55±2.41

    11.99±2.25*

    10.26±2.19ΔΔ

    注:BA代表基底部,HP代表高位乳头肌水平,LP代表低位乳头肌水平,PS代表后间隔,LW代表侧壁,AS代表前间隔,PW代表后壁,AW代表前壁,IW代表下壁。

    **与同一室壁基底部相比P<0.01,*与同一室壁基底部相比P<0.05。ΔΔ与同一室壁高位乳头肌水平相比P<0.01,Δ与同一室壁高位乳头肌水平相比P<0.05。
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    表3 不同水平6室壁长轴方向平均速度测值(cm/s) 波

    BA

    HP

    LP

    S

    E

    A

    12.45±2.32

    17.73±4.20

    12.36±2.43

    10.68±2.21

    15.49±3.46
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    11.13±2.01

    9.38±2.23

    13.22±2.98

    9.70±1.94

    注:BA代表基底部,HP代表高位乳头肌水平,LP代表低位乳头肌水平。

    讨论

    本文应用PW-DTI技术对正常人室壁短轴方向和长轴方向的运动速度频谱进行测量分析,初步观察到生理条件下心肌运动有一定的特征和规律,证实了不同室壁之间以及同一室壁的不同节段之间心肌运动速度是不均一的〔1〕

    本文观察到,在每一心动周期中,短轴方向和长轴方向的运动频谱均包括三个主要运动速度,即收缩波(S)、舒张早期波(E)和舒张晚期波(A),其中舒张早期速度(E)最快,与文献报道一致〔2〕
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    心肌纤维的解剖排列走向对室壁的收缩和舒张运动有很大影响。心肌纤维主要有纵向和环状排列两种,分别引起室壁长轴与短轴方向的运动。由心尖到房室环的纵向心肌纤维主要分布在左室游离壁的内膜下层和外膜下层及乳头肌内,室间隔缺乏此种纤维〔3〕。关于长轴方向的运动,本研究观察到,左室游离壁的收缩和舒张速度较大,而室间隔的运动速度较小,同一室壁由基底向心尖部,运动速度逐渐减低。该结果与上述纵向心肌纤维的空间分布相符〔3〕,也与Galiuto等〔1〕的研究结果相似。本文也观察到,舒张晚期速度(A)相对比较均一,可能与它们是由心房收缩引起的被动舒张有关。

    环状纤维分布在左室游离壁中央和大部分室间隔内,它们构成一个括约肌系统,在左室基底部尤其突出〔3〕。关于短轴方向的运动,以往的研究结果并不一致。Donovan等〔4〕的研究表明,左室后下壁速度大于前间隔,平均差值7.0±5.7mm/s(P<0.001)。郑哲岚等〔5〕观察到,正常人左室后壁、下壁、侧壁的S波、E波和A波分别大于相对应的前间隔、前壁和后间隔的波群速度。而Nixdorff等〔6〕则未观察到前间隔与后壁内膜下心肌速度有显著差别。Haendchen等〔7〕研究证实,在收缩期侧壁和后壁的环状纤维缩短及室壁增厚程度明显大于室间隔,且由基底到心尖相对地比较均一;而室间隔环状纤维的收缩从基底到心尖则明显增强。本文观察到,在基底部和高位乳头肌水平左室后壁内膜下收缩速度明显大于前间隔(P<0.05),而低位乳头肌水平以下两者无显著差异。不同学者的研究结果间所以存在差异,可能与受试者年龄不同、取样部位不一致以及样本数较少等有关。有待于进一步研究。
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    本研究存在一些局限性,DTI的基础仍是多普勒原理,故多普勒声束夹角、心动周期中心脏的整体移动及呼吸等均影响测量结果,另外由于受多普勒角度限制,本研究只对前间隔和后壁短轴方向的运动速度进行了测定。

    本研究表明,PW-DTI技术可准确测量局部室壁长轴方向和短轴方向的运动速度,是一种简便、可靠的定量研究局部心肌运动功能的新方法。本研究证实,正常人左室壁的运动速度存在着特有的不均一性,对节段性室壁运动异常的检测具有重要意义。

    参考文献

    [1] 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(5):609~614
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    [2] Rychik J,Tian ZY.Quantitative assessment of myocardial tissue velocities in normal children with Doppler tissue imaging.Am J Cardiol,1996,77(14):1254~1257

    [3] Greenbaum RA,Ho SY,Gibson DG,et al.Left ventricle fibre architecture in man.Br Heart J,1981,45:248~263

    [4] Donovan CL,Armstrong WF,Bach DS.Quantitative Doppler tissue imaging of the left ventricular myocardium:Validation in normal subjects.Am Heart J.1995,130(1):100~104
, http://www.100md.com
    [5] 郑哲岚,徐启彬,赵君康,等.多普勒组织声像图评价正常人的室壁运动频谱特征.中华超声影像学杂志,1998,7(5):275~279

    [6] Nixdorff U,Mohrkahaly S,Kremer M,et al.Quantitative tissue Doppler echocardiography:Physiological nonuniformity of left ventricular transmural myocardial wall-motion velocities and gradients.Echocardiography,1997,14(6):545~552

    [7] Haendchen RV,Wyatt HL,Maurer G,et al.Quantitation of regional cardiac function by two-dimensional echocardiography I.Patterns of contraction in the normal left ventricle.Circulation,1983,67:1234~1245

    (1999-02-22收稿,1999-03-30修回), 百拇医药