有研究认为左室扭转运动不受心脏前后负荷的影响，是评价左室功能的良好指标[1]并可评价心室同步性。超声斑点追踪显像技术(Speckle-tracking imaging，STI)是一通过在高帧频条件下识别和追踪心肌内部声学斑点的新技术，该技术是应用矩形匹配和自动跟踪技术测量心肌的运动，自动计算出两点间运动的轨迹，定量显示心室的扭转角度，为临床评价心脏的功能提供了一种全新的方法[2]。本研究应用STI技术观察正常成人左室心肌旋转和扭转特点，分析其与常规左室收缩功能参数之间的关系及年龄、心率、性别、身高、体重生理因素对其影响，初步探讨其能否作为评价左室同步性运动的指标。

　　1 资料与方法

　　1.1 研究对象：健康志愿者50例，男35例，女15例，平均年龄25-73(40.4±11.1)岁，心率为60-87(70.8±8.1) 次/分，按年龄分为Ⅰ组(18-40岁)27例(男19例，女8例)和Ⅱ组(≥40岁) 23例(男16例，女7例)，二维图像质量清晰，经病史、体检、心电图和常规超声心动图等检查排除高血压、瓣膜病、冠心病等器质性心脏病史者，除外各种原因引起的超声图像质量欠清晰者。

　　1.2 仪器与方法

　　1.2.1 仪器：采用GE Vivid 7 Dimension彩色多普勒超声诊断仪， M3S探头，频率1.5-4.0MHz，配有EchoPAC超声工作站。

　　1.2.2 方法：所有受检者左侧卧位，平静呼吸，同步记录心电图。

　　① 常规二维超声心动图：取心尖四腔和心尖两腔观分别在收缩末期和舒张末期描记心内膜边界，通过双平面Simpson法获取左室射血分数，计算短轴缩短率。

　　② STI图像获取：胸骨旁左室短轴获得二尖瓣前后叶和心尖水平图像，帧频>60帧/s，使短轴图像尽可能呈圆形，每一平面上选取受检者呼气末屏气时、心率稳定的3个心动周期的图像存储。

　　③ 图像分析处理：将存储的二维图像导入EchoPAC超声工作站上进行脱机分析。在STI模式下，将清晰图像定帧于收缩末，手动勾画心内膜边缘，软件自动生成包括整个心肌层并自动跟踪心肌组织运动的感兴趣区(region of interest，ROI)，系统自动评价追踪结果：“V”代表追踪满意，“X”代表追踪不满意。随时调整ROI宽度，选择均为“V”的图像进入后续分析，系统将自动显示出左室心底位和心尖位旋转角度随心动周期变化的曲线图。本组50例全部显示为“V”，均进入数据统计。

　　④ 数据测定：从心尖位观，逆时针旋转以正值表示，顺时针旋转以负值表示。旋转：心肌某平面圆周方向的旋转运动。扭转：心尖位相对于心底位的沿左室长轴的旋转运动。左室整体扭转角度：心尖位旋转角度和心底位旋转角度之差。将主动脉瓣关闭时间定为左室收缩末期。将得到的各平面轴向旋转角度的原始数据转化为数据表格，计算心底位旋转角度峰值(peak basal rotation，PBR)、心尖位旋转角度峰值(peak apical rotation，PAR)、扭转角度峰值(peak twist，Ptw)及其相应达峰时间。

　　1.3 统计学方法：采用SPSS16.0统计软件。所有计量资料采用均数±标准差(±s)表示，均数间计量资料比较采用t检验。计数资料以例数(百分数)表示。LVtor与常规超声心动图参数间的关系采用Pearson相关和偏相关(校正年龄、心率、性别、身高、体重)分析;各项生理因素对LVtor的可能影响采用多元线性回归分析，P<0.05认为有统计学意义。

　　2 结果

　　2.1 左室旋转和扭转峰值及达峰时间：50例正常成人左室心尖位旋转角度峰值为(7.37±3.03)°，达峰时间为(326.48±25.87) ms;左室心底位旋转角度峰值为(-6.17±2.97)°，达峰时间为(333.74±25.87) ms。左室心尖位与心底位旋转角度达峰时间差异无统计学意义(P>0.05)。左室扭转峰值(13.45±4.40)°，达峰时间为(324.32±24.50) ms。

　　2.2 正常人左室旋转及扭转运动特征:正常人左室心尖位与心底位心肌旋转角度曲线随心动周期规律变化。从心尖位向心底位观察，心尖位心肌旋转运动表现为逆时针旋转为主，仅在收缩早期表现为较弱的顺时针方向旋转(图1，目录后);心底位表现为顺时针旋转为主，仅在收缩早期表现为较弱的逆时针方向旋转(图2，目录后)。左室整体扭转运动主要表现为逆时针方向为主的运动，仅在收缩早期出现较弱的顺时针方向扭转。

　　2.3 左室扭转与各参数分析:50例正常人各参数为年龄(40.4±11.1)岁、心率(70.8±8.1)次/分、男、女性别(35∶15)、身高(169.7±5.8)cm、体重(66.0±7.41)kg、LVEF(69.3±5.27) %、FS(39.22±4.26) %。(1)心率、性别、身高、体重与Ptw无相关性(P>0.05)，年龄与Ptw呈正相关(β=0.320，P<0.05) ，见表1。其中Ⅱ组Ptw(14.55±3.94)°高于Ⅰ组Ptw(12.52±4.63) °(P<0.05)。(2) 校正年龄、心率、性别、身高、体重后，正常人LVEF(69.3±5.27) %、FS(39.22±4.26) %和Ptw(13.45±4.40)°呈正相关(r=0.486和0.456，P均<0.05)，见表2。表1 LVtor与各生理因素的多元线性回归分析

　　3 讨论

　　3.1 本研究显示正常人扭转运动主要表现为心底位顺时针旋转和心尖位逆时针旋转，心脏整体表现为心动周期内逆时针方向为主的扭转运动，与以往研究结果一致[3-4]。人类左心室心肌是由斜行的右手螺旋形心内膜下心肌，左手螺旋形心外膜下心肌及位于上述两者之间的环形三层心肌组成，心肌纤维的这种三维排列方式使心肌收缩时左心室产生类似“拧毛巾”的复杂运动[5]，即在长轴方向缩短、短轴方向向心收缩的同时，整体心室发生心底与心尖方向相反的扭转。扭转的方向和大小取决于跨壁应变梯度和心外膜下心肌纤维相对于心内膜下心肌纤维的运动优势[6]。收缩期心肌跨壁应变从心内膜侧到心外膜侧逐级递减，从心尖到心底逐级递减，使心内膜朝向心腔移动，心室腔缩小。越近左室心尖部，心外膜与心内膜之间的应力差越大，心外膜下心肌逆转力越占优势，收缩期逆时针旋转值更大，故心尖位心肌运动整体表现为逆时针旋转，心底位整体表现为顺时针旋转，左室扭转整体表现为逆时针方向运动[2]。

　　3.2 本研究显示正常人LVEF、FS和Ptw呈正相关，提示左室收缩期扭转与左心收缩功能相关。扭转运动在左室有效射血中所起的作用日渐受到关注，其是实现心脏泵功能的基础。STI技术就是在高帧频二维灰阶超声图像的基础上，应用矩形匹配和自动跟踪技术测量心肌的运动，自动计算出两点间运动的轨迹，以此测算出心脏旋转的角度。由于斑点追踪技术与组织多普勒频移无关，不受声束方向与室壁运动方向间夹角的影响，且帧频较高，故能准确地定量检测心室扭转变形。Notomi[7]等分别用组织多普勒、STI和MRI技术评价15例患者的左室扭转，结果表明STI对左室扭转和扭转速度测值分别和MRI、组织多普勒的测值高度相关(r=0.93,r=0.76,P<0.0001)。因此，超声斑点追踪技术测定的左室扭转角度可估测左心室收缩功能，而且能够克服核磁共振显像技术花费较高、费时较长、数据分析复杂的局限性，从而为临床评价左心功能提供了一种敏感而可靠的新方法。

　　3.3 本研究显示Ⅱ组(≥40岁)Ptw(14.55±3.94)°高于Ⅰ组(18-40岁)Ptw(12.52±4.63) °。Takeuchi等[4]用STI测量了不同年龄组正常人的左室扭转显示:老年组的收缩期左室扭转峰值(10.8±4.9)°大于青年组(6.7±2.9)°。目前对于解释这一现象的机制不十分明确，可能因为随年龄增长，心内膜下心肌纤维化变性而使其低灌注导致功能受损，从而使心外膜下肌纤维收缩时逆时针旋转相对于心内膜下心肌纤维收缩时顺时针旋转更占优势，最终导致左室心肌整体运动表现为逆时针扭转增强;另有解释为老化过程中LVtw的增加可能是维持心室正常射血分数的代偿机制，这种扭转运动的异常可能成为早期识别异常心脏形态结构的敏感指标之一。

　　3.4 心脏维持其正常泵血功能必须具备正常的组织结构和正常的起搏、兴奋及传导功能，而心脏电活动同步化和机械活动同步化是保证其正常实现的重要环节，二者独立并相互影响，是研究各种心脏疾病病理生理及诊断治疗的重要内容。评价心脏同步化运动的方法包括心电图、超声心动图、核素心血池扫描、MRI等。目前，超声心动图是评价心脏同步化运动的较好方法。本研究中正常人心尖水平、心底水平旋转角度达峰时间同步，表现为左室扭转呈同步运动，提示通过测量左室心肌旋转角度达峰时间可评价心肌运动的协调性，从而为评价左室心肌运动同步性提供了一个新的指标。

作者：王艳超1， 刘 霞2