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编号:10241066
健康成人彩色室壁动态RFAC时间累积曲线的特征
http://www.100md.com 《中国医学物理学杂志》 2000年第3期
     作者:李晓原 林红 陆堃 庞家传 吴妙玲

    单位:李晓原(物理教研室,广东 广州 510089);林红 陆堃 庞家传 吴妙玲(中山医科大学 附属第一医院 超声心动图室,广东 广州 510080)

    关键词:彩色室壁动态;区域位移面积百分比;节段室壁运动

    中国医学物理学杂志000320摘要:目的:了解健康成人心内膜区域位移面积百分比(regional fraction area change,RFAC)时间累积曲线的特征,为客观定量评价冠心病节段室壁运动奠定基础。材料与方法 运用超声心动图彩色室壁动态(color kinesis,CK)技术,利用自行设计的计算机软件,对45例健康成人心脏节段室壁运动进行定量分析,并以RFAC时间累积曲线来表示。结果:乳头肌水平短轴切面不同心肌节段RFAC时间累积曲线有非常相似的形态,心尖四腔切面的曲线虽较乳头肌水平短轴切面稍微离散,但总体的趋势仍相一致。在收缩早期,RFAC增量与时间大致呈线性关系,在收缩晚期则表现为下凹的曲线。结论:RFAC时间累积曲线可校正不同节段室壁运动的差异,在健康成人显示了较为一致的形态。分析该曲线的异常,可获取左室节段运动功能的时相信息,可能作为评价左室壁节段运动状态的新的
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    中图分类号:R441.5 文献标识码:A 文章编号:1005-202X(2000)03-0170-03

    The characteristics of integrated RFAC time curve of color kinesis in healthy adults

    LIN Hong, LU Kun, PANG Jia-chuan, WU Miao-ling

    (Sun Yat–sen University of Medical Sciences,1. Department of Echocardiography,First Affiliated Hospital,Guangzhou 510080,China)

    LI Xiao-yuan

, 百拇医药     (Department of Physics,Guangzhou 510089,China)

    Abstract:Purpose:To investigate the characteristics of endocardial integrated regional fraction area change(RFAC)time curve in healthy adults and establish foundation for assessing the segmental ventricular wall motion of coronary artery disease.Methods We developed a software that analyzes color kinesis(CK)images of echocardiography and provides quantitative indices of magnitude and timing of regional ventricular wall motion.45 healthy adults were studied and displayed as integrated RFAC time curves. Results:In the midpapillary parasternal short-axis view,integrated RFAC time curves showed almost identical patterns between segments,which were line in early systole and depressed in late systole. In contrast,it was found consistent in all but dispersing slightly in the apical four-chamber view.Conclusion:Integrated RFAC time curves can revise difference of segmental ventricular wall motion and showed waveforms uniform. Analysis of the waveforms allows to obtain quantitative information on the timing of regional left ventricle function. It may be a new index to quantitate the regional ventricular wall motion.
, 百拇医药
    Key words:color kinesis;regional fraction area change;segmental ventricular wall motion

    彩色室壁动态(color kinesis,CK)技术是在声学定量基础上发展起来的一种新的超声组织定征方法,它能够实时显示心动周期不同时相心内膜的位移,故对定量评价节段室壁运动功能提供了一个客观的方法。目前国内外有关CK研究多通过半定量评分、手工测量彩带内外缘之间的径线或手工勾画彩带边缘进行面积积分,故显繁琐,而且没有充分利用CK图像所提供的时相信息[1~ 4]。为此,我们自行设计了计算机软件,对CK图像作定量分析研究,以了解正常人局部室壁运动的时相特点为客观定量评价冠心病节段室壁运动奠定基础。

    1 材料与方法

    1.1 研究对象
, 百拇医药
    健康成人45例,男17例,女28例,年龄41~70岁,平均52.3岁。

    1.2 研究方法

    使用美国HP公司生产的SONOS 2500彩色多普勒超声心动图仪及深圳安科公司生产的ASG-340医学图像工作站。探头频率为2.0~2.5兆赫。受检者取左侧卧位,同步记录心电图,先行二维超声心动图检查,分别取心尖四腔及左室乳头肌水平短轴切面,获得理想图像。然后启动CK系统,选择收缩期时相显示功能,调节内膜运动彩色编码在心电图的R波后心内膜开始向内运动时进行触发,冻结收缩末期CK图像(心尖四腔与左室乳头肌水平短轴切面各一帧),存储在ASG-340医学图像工作站中。

    采用与Lang[5]等人相同的分析模型,根据收缩末期CK图像上彩带的内边缘,利用自行设计的软件,计算并标出收缩末期左心室腔面积的重心,作为划分心室节段的中心。在乳头肌水平短轴切面,取右室后壁内膜与室间隔的连接处为标志点,将它与前述中心的连线作为0线,顺时针旋转将左室划分为6个60°角的楔形节段。在心尖四腔切面,把二尖瓣前叶根部与室间隔的连接处作为标志点,它与中心的连线作为0线,中心与心尖最远端的连线作为3线,将0线与3线之间的心室区域进一步划分为3个等角的楔形区域,再以二尖瓣后瓣根部与左室侧壁的连接处为标志点,它与中心的连线作为6线,将3线与6线之间的楔形区域也划分为3个等角的部分,从而排除二尖瓣运动对分析结果的影响(见图1)。
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    上述方法划分的每一节段,计算各种彩色象素点的数量,并计算该区域内所有象素点的总数,以一区域内某种彩色象素点的数量除以同一区域象素点的总数,获得各时相内该区域心内膜位移面积百分比(regional fraction area change,RFAC)。计算结果自动存入Access数据库中。

    1.3 统计分析

    个体间差异通过所有入选者各相应节段收缩期各时相RFAC的均值与标准差来反映,将所有入选者各节段心内膜在收缩期不同时点上的平均累积位移占同一节段心内膜收缩期总位移均值的百分比以曲线图表示出来,观察不同时间内曲线的斜率及不同时点曲线对应的RFAC累积值。

    2 结 果

    健康人左室乳头肌水平短轴切面和心尖四腔切面的CK图像表达的各节段各时相室壁运动的总RFAC均数及标准差见表1与表2。其相应的RFAC时间累积曲线如图2所示。
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    图1 左室节段划分方法示意图

    表1 左室乳头肌水平短轴切面各节段各时相总RFAC的均数和标准差

    心肌节段数

    最小值

    最大值

    均数

    标准差

    一区

    32

    0.43

    0.79

    0.6139
, 百拇医药
    0.1104

    二区

    32

    0.51

    0.84

    0.6517

    8.356E-02

    三区

    32

    0.43

    0.89

    0.6663

    9.930E-02
, http://www.100md.com
    四区

    32

    0.41

    0.91

    0.6359

    0.1132

    五区

    32

    0.48

    0.96

    0.6961

    0.1013

    六区
, 百拇医药
    32

    0.48

    0.82

    0.6481

    9.145E-02

    表2 心尖四腔切面各节段各时相总RFAC的均数和标准差

    心肌节段数

    最小值

    最大值

    均数

    标准差

    一区

, http://www.100md.com     26

    0.22

    0.52

    0.3897

    7.601E-02

    二区

    26

    0.32

    0.81

    0.5648

    0.1163

    三区

    26
, 百拇医药
    0.15

    0.58

    0.3399

    0.1029

    四区

    26

    0.10

    0.46

    0.2817

    9.749E-02

    五区

    26

    0.27
, 百拇医药
    0.72

    0.4128

    0.1055

    六区

    26

    0.33

    0.72

    0.4943

    9.880E-02

    图2 RFAC时间累积曲线图
, 百拇医药
    (横坐标代表收缩期的不同时点,纵坐标代表该时点内膜经历的面积位移占整个收缩期内膜面积位移的百分比,不同线状的曲线代表不同的心肌节段)

    3 讨 论

    常规的超声心动图评价左室节段室壁功能是通过肉眼观察心肌的增厚和心内膜的运动,而准确的定量分析则是困难的,因为其需耗时、脱机及逐帧手工描画心内膜的边界。CK技术基于背向散射的机理,能够跟踪及识别血液与组织的边界,并在单帧图像上显示整个收缩期内各节段心内膜位移的空间—时间变化状态,适宜进一步定量分析。至今仅有美国芝加哥大学医学中心非侵入性心脏影像实验室的Lang及Mor-Avi等(5-6)人以他们自行设计的软件,对CK图像进行过初步的定量分析研究。本研究采用与其相同的分析模型,对左室节段室壁运动功能进行定量诊断。

    本实验采用RFAC作为观察指标,这是因为该指标较某心肌节段径线方向上的位移距离这一传统指标更能全面反映相应心肌节段的运动情况,并且该指标通过除以各节段心内膜所在楔形区域的舒张末期面积进行标准化,将心脏的大小、所划分区域的拓扑结构等因素考虑在内,使同一受检者不同室壁节段或不同受检者相同室壁节段之间更具有可比性。从表1和表2可见,正常人乳头肌水平的左室短轴切面各节段各时相总RFAC的均值大致相同,在61.39%和69.61%之间,平均65.53%,与Mor-Avi等[6]的结果相近,较Lang等[5]的结果稍大,这可能与软件设计过程中对噪音彩色点的处理不同有关。心尖四腔切面各节段各时相总RFAC均值显示较乳头肌水平短轴切面偏小,且变异度较大,为28.17%至56.48%之间,平均41.39%,较Mor-Avi等[6]的结果偏大,较Lang等[5]的结果稍低,其中左室侧壁和室间隔心尖段室壁运动明显弱于其它节段,室间隔中段的运动在所有节段中最强,这一现象与实际心脏的运动情况相一致,关于各节段心内膜不同时相内的运动占该节段心内膜收缩期总运动的比例分配情况以往研究不多,并且这些有限研究主要观察各时相内膜位移距离之间的比例关系,而各时相内膜位移距离所占的彩色点数量太少,受随机误差的影响大,在CK技术目前的时间和空间分辨能力下,难以代表整个节段室壁运动的时间特点,故本实验探讨各时相内膜位移面积之间的比例关系,并以RFAC时间累积曲线来表示。从图2可见,乳头肌水平短轴切面不同心肌节段RFAC时间累积曲线有非常相似的形态,心尖四腔切面的曲线虽较乳头肌水平短轴切面稍微离散,但总体的趋势仍相一致。在收缩早期,RFAC增量与时间大致呈线性关系,在收缩晚期则表现为下凹的曲线,这说明收缩早期位移面积较大,收缩晚期位移面积较小,这有利于理解各节段心脏运动幅度和时相的生理特点。对于每个受检者CK图像有一定变异,尤其是其时相特点,不同人的RFAC时间积累曲线形态不尽相同。描绘每个人的RFAC时间积累个性曲线,观察在不同负荷条件下曲线形态的改变,可能成为CK诊断局部室壁运动异常的更为敏感和特异的手段。Mor-Avi等(6)在他们的CK定量负荷实验研究中观察了局部室壁运动异常病人各节段室壁RFAC值的时相分配特点,发现在负荷条件下,正常心肌节段表现为收缩早期RFAC值增高,而收缩晚期RFAC值未见增高现象,RFAC时间累积曲线则显示为相应时间累积曲线的起始部分斜率增加,在运动异常的心肌节段,这一现象消失,证明了这种时相分析方法的可行性。
, 百拇医药
    从以上可见,一定心肌节段各时相RFAC值占收缩期该节段总RFAC百分比的时间累积曲线可以矫正各心肌节段之间的收缩运动差异,在健康成人显示了较为一致的形态。分析该曲线的异常,可获取左室节段运动功能的时相信息,较习用的直方图更能明确表示出细微的差异可能成为评价左室壁节段运动状态的新的敏感指标,值得进一步研究。

    作者简介∶林红(1964-),女,福建福州人,中山医科大学附属第一医院超声心动图室,讲师,硕士。

    参考文献:

    1,Schwartz,SL,Cao QL,Vannan MA et al. Automatic backscatter analysis of regional left ventricular systolic function using color kinesis[J]. Am J Cardiol,1996,77(15):1345-1350.
, 百拇医药
    2,张丽艳,孙长福,杨军,等. 彩色室壁运动技术对左室局部室壁运动的超声定量评价[J]. 中国医学影像技术1999,15(1):38-39.

    3,邢艳秋,张运,季晓平,等. 彩色室壁动态技术检测心内膜位移幅度准确性的研究[J]. 中国超声医学杂志,1997,13(4):38-40.

    4,张玉萍,樊朝美,刘醒,等. 声学定量彩色室壁运动技术评价正常人左室壁收缩功能[J].中华超声影像学杂志,1997,6(5):245-247.

    5,Lang RM,Vignon P,Weinert L,et al. Echocardiographic quantification of regional left ventricular wall motion with color kinesis[J]. Circulation,1996,93(10):1877-1885.

    6,Mor-Avi V,Vignon P,Koch R,et al. Segmental analysis of color kinesis images new method for quantification of the magnitude and timing of endocardial motion during left ventricular systole and diastole[J]. Circulation,1997,95(8):2082-2097.

    收稿日期∶2000-03-13, 百拇医药