超声心动图斑点追踪显象技术的临床应用

　　1 STI 的基本原理

　　STI 是对心肌运动进行应变分析的一种新的超声心动图功能成像技术，二维灰阶图像中小于入射超声波长的细微结构对超声波将产生散射、反射和干扰等现象，形成心肌组织中的“回声斑点”.STI 就是在高帧频二维灰阶超声图像的基础上，采用最佳模式匹配技术追踪识别心肌内背向散射回声斑点的空间运动，跟踪其在每一帧图像中的位置，在相同坐标系内标测不同帧图像之间同一位置心肌的运动轨迹，并与前一帧图像中的位置比较，通过运算重建心肌组织的运动和形变，能定性和定量地显示心肌运动速度、应变、应变率、位移以及心脏的旋转角度和旋转角度率等力学参数。

　　2 STI 的临床应用

　　2.1 评价左心室扭转和解旋功能

　　2.1.1 在冠心病中的应用Takeuchi 等[1]应用 STI 对前壁心肌梗死患者进行了研究，结果发现 LVEF < 45% 者与正常人相比左室扭转角度峰值明显降低；且由于左室峰值负向扭转速度减低及达峰时间延迟，舒张期心肌解旋延迟、时间缩短。王君等[2]应用 STI技术评价急性心肌梗死患者左心室扭转运动研究显示，急性心肌梗死组扭转角度峰值在心尖部及心室整体水平明显减低，尤以心尖水平为着，甚至出现扭转方向改变，说明心尖部对心室扭转起重要作用，此与用 MRI 研究心尖扭转运动的结果相同。此研究还显示，前壁梗死者心尖扭转角度峰值较下壁及前间壁梗死者显着降低，提示前壁急性心肌缺血对心尖部扭转影响较大，进而可明显影响左室收缩功能。

　　2.1.2 在高血压病中的应用Takeuchi 等[3]用 STI 技术评价高血压患者左心室扭转与解旋。尽管收缩期扭转峰值无显着差异，但左心室肥厚患者舒张早期解旋明显延迟，等容舒张期解旋率明显下降，延迟及下降程度与左心室肥厚程度一致。结果表明，左心室扭转运动可以预测左心室肥厚与否及肥厚的严重程度，左心室解旋是评价左心室舒张功能的一项无创指标。

　　2.1.3 在糖尿病患者中的应用杜丽娟等[4]应用 STI 技术探讨 2 型糖尿病患者左室心肌扭转功能，结果提示：血糖控制良好的 2 型糖尿病患者和正常人的左室扭转角度、扭转速度曲线形态基本一致；糖尿病患者的左室扭转角度峰值较正常组明显升高，解旋率及解旋减半时间明显减低和延迟，程度随舒张功能的下降而加剧。

　　该研究进一步证实 STI 技术有望成为临床和科研工作中评价心脏力学运动的一个更加灵敏的方法。

　　2.2 评价心肌应变和应变率

　　2.2.1 评价节段性室壁运动Cjesdal 等[5]采用最大 LS<15% 检测节段心肌梗死的敏感性为 76%,特异性为 95%;当梗死病灶较小时，梗死节段LS 会明显减小，但 RS 仅轻微减小，而 LVEF、CS、TA 均可正常。一旦心肌梗死发展成透壁性，CS 就会明显减小。区分有无透壁性梗死对临床治疗方式选择及预后判断均有重要意义，STI 在判断是否有透壁性梗死方面有较高的敏感性和特异性。

　　2.2.2 评价右心室功能由于右心室复杂而不规则的解剖结构，对右心室功能尚无理想而准确的定量测量方法。Chow 等[6]用 STI 技术来评价整体的右室功能。结果显示，右室的 LS 及 LSR（ 纵向应变率 ） 与右室的等容加速度呈正相关，与右室心肌做功指数呈负相关。LSR 与右室射血分数呈正相关。因此，二维的右室LS 及 LSR 是一个评价整体右室功能的新指标。

　　2.2.3 评价心房功能夏纪筑等[7]应用二维 STI 技术测量各年龄正常人左心房各节段应变和达峰时间，观察随着年龄的变化正常成人左心房应变和达峰时间的变化，结果显示，随着年龄的增长，应变值减小，达峰时间延迟，可能与心肌间质胶原纤维合成增加，间质纤维化使心肌僵硬度增加，心脏弹性减低有关。同时，老年组左心房壁下段应变较青年组和中年组减低，且达峰时间延长更明显，这可能与下段更靠近二尖瓣瓣环有关，而各组间心房上段应变比较差异无统计学意义，可能与上段靠近肺静脉入口，远离二尖瓣瓣环，受左心室顺应性影响小有关。

　　2.2.4 评价急性心肌缺血Ishii 等[8]研究表明用球囊阻塞人体冠状动脉 60s 后其支配区心肌节段的收缩和舒张应变值相应减小，而再灌注30 min 后收缩应变值又回复正常，但反映舒张功能的应变舒张指数 （strain imaging diastolic index,SI-DI） 至再灌注恢复24h 后仍未回复正常，提示心肌短暂急性缺血再通后，收缩功能可迅速恢复，而舒张功能的恢复明显晚于收缩功能恢复。

　　2.2.5 评价心脏再同步化治疗STI 应变显像不仅能定量评估左室心肌非同步化运动，筛选可进行 CRT 的患者，同时也能很好地观察 CRT 疗效；Delgado 等[9]采用 STI 测量 141 例 CRT 术后左室心肌力学状态发现，CRT 后立即测量左室多向应变值与术前对比无明显改变，但治疗 3~6 个月后，伴随左室重构及 LVEF 的增高，CRT 有效者 （ 收缩末期容积减小 15% 以上者 ） 多向应变 （ 包括 LS、CS、RS） 及 TA 都会明显增高。

　　2.2.6 评价慢性肾病 （CKD） 患者左心室功能孙晖等[10]采用二维 STI 技术形变参数包括应变及应变率指标全面地评价了 CKD 患者左心室壁的纵向、周向及径向收缩功能。结果表明尽管 CKD 组患者 LVEF 仍在正常范围内且与对照组比较无显着差异，但左心室壁纵向收缩功能明显受损，而径向及周向收缩功能保持正常；结果显示 LVEF正常的早期肾病患者纵向收缩功能已经存在异常。二维 STI技术较常规超声心动图可以更加灵敏地检出早期 CKD 患者亚临床左心室功能损伤。
　　
　　3 STI 的局限性

　　二维 STI 局限性在于过度依赖二维图像及帧频，帧频过低会导致图像跟踪不稳定，而帧频过高会降低图像分辨率。

　　由于二维图像侧壁分辨率通常较低，出现“失追踪”现象造成侧壁 RS 数据的准确性降低，RS 测量重复性低于 LS.

　　4 展望

　　STI 由于耗时较久、只能半自动分析数据等原因，目前临床应用较少，多在科研中使用。随着科技的发展，超声仪器必须实现在线全自动分析数据，为真正进入临床使用创造条件。