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编号:10205643
超声组织特征识别急性心肌梗塞后存活心肌与心脏核素显像的比较
http://www.100md.com 《中国超声医学杂志》 2000年第2期
     唐怡 沈学东 潘翠珍 潘文明 陈灏珠

    摘 要 目的:本研究旨在探讨急性心肌梗塞后存活心肌的组织后散射积分曲线特征,以及背向散射各参数与核素心肌显像对照鉴别存活心肌的价值。方法:研究对象为15例经临床确诊为急性心肌梗塞的患者。男13例,女2例。年龄55.6±11.10岁。采用美国HP Sonos 5500超声诊断仪和S4探头。所有患者均在入院2周后分析梗塞节段的心肌组织整合后散射积分(IB)及其周期性变化曲线的形态和幅度(CVIB)。结果:根据组织整合后散射积分周期性变化曲线创建IB曲线形态评分标准:有明确的波峰及波谷的正弦曲线,记作1分;尚能分出波峰波谷且平滑的正弦曲线,但其增高减低时相有延迟,或呈反向变化记作2分;平直或呈不规则波动的曲线记作3分。结果显示,硝酸甘油介入核素心肌显像示有存活心肌的梗塞节段IB曲线评分较无存活心肌的节段低(分别为1.7±0.9和2.8±0.4,P<0.005);有存活心肌的节段CVIB较无存活心肌的节段高(分别为5.2±1.9dB和3.1±0.6dB,P<0.05)。而有存活心肌节段IB平均值与无存活心肌节段的差别无显著性(P>0.05)。以硝酸甘油介入核素心肌显像识别存活心肌为金标准,IB曲线评分≤2分检出存活心肌的敏感性为77.8%,特异性为83.3%。CVIB≥3.5dB检出存活心肌的敏感性也为77.8%,特异性也为83.3%。有无早期再灌注与梗塞区有无存活心肌无明显关系。结论:存活心肌的IB曲线评分及CVIB有鲜明特征,能可靠识别梗塞后心肌存活性,与核素识别存活心肌的方法有很好的一致性。
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    关键词:整合后散射积分 心肌梗塞 核素心肌显像

    早期和准确发现可逆性存活心肌有助于识别急性心肌梗塞后行早期血管重建术有益的患者;有利于减少冠心病伴慢性左心功能紊乱的患者心脏事件的发生。超声组织定征(Ultrasonic tissue characterization,简称UTC)尤其是整合后散射(Intergrated backscatter,简称IB)技术是一种崭新的定量心肌病理状态的方法〔1,2〕。本研究旨在探讨急性心肌梗塞后存活心肌的组织后散射积分曲线特征,以及该技术检出存活心肌的价值。

    资料与方法

    为1999年1月至1999年6月入住本院心脏监护病房首次发病的15例Q波型急性心肌梗塞连续病例。年龄55.6±11.10岁(40~84岁)。男13例,女2例。前壁心梗10例,下壁心梗5例。其中有早期再灌注10例(包括1例行急症PTCA患者,9例药物溶栓后冠脉再通),无早期再灌注5例(包括3例药物溶栓后未通,2例未溶栓)。
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    仪器采用美国Hewlett Packard 5500超声诊断仪(配有组织后散射积分和声学定量分析系统)和S4相控阵超声探头。所有患者均在入院两周时记录系列标准切面,将胸骨旁左室长轴切面的后散射图像存入光盘。事后脱机分析缺血区和非缺血区心肌的IB曲线。计算机会自动显示AII值,即整个IB曲线的时间平均IB值。该值减去心腔的平均IB即为校正的时间平均IB值。PPI值即曲线最大值与最小值之差,指IB在心动周期中的变化幅度(CVIB)。所有测值均取三个心动周期的平均值统计分析。

    患者均在心梗后两周时行99m Tc-MIBI静息状态心肌显像,两天后行舌下含硝酸甘油99m Tc-MIBI心肌显像。判断存活心肌的标准:静息状态下充盈缺损的心肌在硝酸甘油介入后有放射性填充。相反,若无放射性填充则认为无存活心肌。

    计量资料以均数±标准差表示。数据统计采用Windows95支持下的SPSS 8.0软件。两组之间比较用t检验。
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    结 果

    1、梗塞节段组织整合后散射特征

    定性分析:二维超声显像示非梗塞节段的心肌组织整合后散射积分曲线为随心动周期呈周期性变化的正弦波,形态较规则。梗塞节段的该曲线呈峰值延迟,反向、平直或不规则变化。以此创建IB曲线形态评分标准:有明确的波峰及波谷,随心动周期而呈现较平滑的正弦曲线,记作1分(图1);尚能分出波峰波谷的正弦曲线,但幅度较小,时相延迟或呈反向变化,记作2分(图2);不能分出波峰波谷,曲线平直或呈不规则波动,记作3分(图3)。本组15个梗塞节段中7个评分3分(占46.7%),3个评为2分(占20.0%),5个评为1分(占46.7%)。而15个正常节段12个为1分(占80.0%),3个为2分(占20.0%),无一评为3分。

    定量分析:本组梗塞区曲线形态评分较非梗塞区明显增高(分别为2.1±0.9和1.2±0.4,P<0.005)。梗塞节段心肌的CVIB较正常节段明显减低(分别为有明确的波峰及波谷,随心动周期而呈现舒张期增高而收缩期减低的较平滑的正弦波曲线。曲线左侧起始部为舒张末期,曲线右侧的结束部为下一个心动周期的舒张末期4.3±1.8dB和6.2±3.0dB,P<0.05)。t9201.gif (27215 bytes)
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    图1 1B曲线评分为1分的图形

    尚能分出波峰波谷尚平滑的正弦线,但其增高幅度较小,时相延迟或呈反向变化t9202.gif (26926 bytes)

    图2 IB曲线评分为2分的图形t9301.gif (26615 bytes)

    不能分出波峰波谷,曲线平直或呈不规则波动。

    图3 IB曲线评分为3分的图形

    2、硝酸甘油介入99mTc-MIBI同位素心肌显像与超声组织特征
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    15例患者中9例有存活心肌,6例无存活心肌。存活心肌与早期再灌注无明显相关性,有再灌注的10例患者中5例有存活心肌,无再灌注的5例患者均有存活心肌。

    本组硝酸甘油介入同位素心肌显像示有存活心肌的节段IB曲线评分较无存活心肌的节段低(分别为1.7±0.9和2.8±0.4,P值<0.005);有存活心肌的节段CVIB较无存活心肌节段高(分别为5.2±1.9dB和3.1±0.6dB,P值<0.05)。而存活心肌节段时间IB平均值与无存活心肌节段的差别无显著性(P>0.05)。

    3、IB曲线形态评分和CVIB鉴别存活心肌的价值

    以硝酸甘油介入同位素心肌显像识别存活心肌为金标准,评价IB曲线评分升高和CVIB降低检出存活心肌的价值。IB曲线评分≤2分检出存活心肌的敏感性为77.8%,特异性为83.3%。CVIB≥3.5dB检出存活心肌的敏感性也为77.8%,特异性也为83.3%。
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    讨 论

    1、识别存活心肌的意义

    目前认为存活心肌有两种病理状态:顿抑心肌〔3〕和冬眠心肌〔4〕。急性心肌梗塞后因残存血流和侧枝循环形成冬眠心肌,也可因溶栓治疗或血栓自溶恢复血流而导致顿抑心肌。Bolognese等〔5〕观察了93例24小时内行冠脉成形术的急性心梗患者,无存活心肌组45例患者6月后左室舒张末和收缩末容积较有存活心肌组显著增大;梗塞区内存活心肌的多少与6个月时左室舒张末容积呈反比(r=-0.66,P<0.000001)。因此,早期识别存活心肌可以估计预后,也为血管重建术选择适合对象提供指导。

    2、超声组织定征检测存活心肌的优势

    目前检测存活心肌的方法主要有同位素方法,核磁共振及负荷超声心动图法等。负荷超声心动图检测存活心肌较同位素,核磁共振等方法更经济,无放射性,但与同位素,核磁共振一样,需要观察运动或用药前后室壁运动的变化,应用并不方便,而且费时。
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    超声心动图是根据组织的超声反射原理进行心脏解剖成像的一种技术。不同的组织结构因其对超声的反射、衰减和吸收不同,有特殊的超声表现,但凭人类的肉眼无法辨认,需要通过计算机分析,这就是心肌组织定征(UTC)的基础。目前心肌组织定征的分析方法主要有视频法和射频法两种。前者先对图像进行数字化处理,计算机能自动分析某个区域的灰阶值及其分布,从而来反映心肌组织密度。后者直接测定心肌后散射积分。超声波在组织内传播过程中遇到小于波长的界面,如细胞、微血管、胶原纤维等发生散射,超声探头与入射方向呈180度的散射称为后散射,相关散射区域射频信号的功率谱(回波信号强度的平方)的积分,称为该区域后散射积分(IB)。其随心动周期变化的幅度可反映心肌组织密度在心动周期中的变化。

    以往的研究表明,正常心肌IB曲线均有周期性变化,舒张末期最大,收缩末期最小,与室壁厚度的周期性变化平行〔6、7〕,能很好地反应心肌的收缩功能〔8、9〕。当心肌缺血或梗死时,CVIB幅度减低,IB值升高〔10~12〕。而存活心肌CVIB短时间内即有明显恢复,而室壁运动在再灌注后较长时间仍受抑〔13~17〕,因此CVIB能更早反映存活心肌功能的恢复。Sagar等〔18〕发现冠脉阻塞15分钟后再灌注,IB各参数可以恢复,但冠脉阻塞90分钟后,IB各参数则不能恢复,因此超声组织定征可以区别功能可逆与不可逆的心肌。Lin等〔19〕用IB参数鉴别无残余狭窄的存活心肌的敏感性为75%,特异性为100%。Naito等〔11〕发现陈旧性心梗患者的校正IB值与铊-201摄取百分比呈负相关(r=-0.72,P<0.01),CVIB与之呈正相关(r=0.55,P<0.05)。
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    3、创建IB曲线评分的必要性

    我们观察到,正常心肌不但有较高的CVIB值,而且有随心动周期起伏的正弦波IB曲线。而心包虽有较高的PPI值,其即时IB值却不随心动周期变化,而呈不规则波动的较平直曲线(图4)。所以,仅凭CVIB来判断心肌的收缩性可能会发生失误。为此本研究创建了IB曲线评分检出存活心肌的新方法,发现同位素示有存活心肌与无存活心肌节段的IB曲线评分有显著差异。并发现IB曲线评分≤2分检出存活心肌的敏感性为77.8%,特异性为83.3%。这意味着IB曲线评分与CVIB一样,是无创性检测存活心肌有用的办法。而时间IB平均值不能用于检出存活心肌。在研究中,我们发现由胶原纤维组成的无收缩性的心包却有较大的PPI幅值8.2±2.4dB,高于正常心肌的CVIB值6.2±3.0dB。原因是心包的时间平均IB值为37.0±15.4dB,虽然其PPI仅占时间平均IB值的22.2%,较正常心肌CVIB占其时间平均IB值的43.1%小,但其绝对值却较大。CVIB仅反映了一个心动周期后散射曲线最大值与最小值之差,不能连续地反映整个心动周期时点上即时IB值的变化趋势。需结合能描述整个心动周期时点上IB值变化趋势的IB曲线评分来综合判断心肌的功能。t9401.gif (10193 bytes)
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    图4 心包虽有较高的PPI值,但占其时间平均IB值

    (AII)的百分比却较小,其即时IB值也不随心

    动周期变化,而呈不规则波动的较平直曲线。

    我们的研究还发现,有无早期再灌注和梗塞心肌节段内有无存活心肌无统计学上的关系。这说明急性心肌梗塞后有无存活心肌与多种因素有关,如患者已有的侧枝循环是否丰富,缺血时间的长短,梗塞面积的大小,犯罪冠状动脉阻塞的严重程度,而不仅仅只与有无早期再灌注有关。

    3、局限性

    采用超声组织特征技术检出存活心肌不需要行负荷试验,较其他方法更简便,但也存在局限性。首先,我们尚未进一步获取患者在介入治疗后左心功能恢复的资料来验证后散射技术识别存活心肌的准确性。其次,病例数相对较少,因此我们的结果仍需更大规模的临床实验来验证。本研究尽可能避免了超声组织定征临床应用时可能发生的影响因素,包括我们仅取胸骨旁左室长轴切面作为主要研究切面。因为该切面的前间隔和后壁与超声束垂直,减少了由于心肌纤维束不垂直于超声束而导致的IB参数测量不准确,但这样做又影响了该技术的应用范围。
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    本研究获得上海市医学领先专业重点学科资助(94-111-001)。

    作者单位:唐怡(200032 上海医科大学中山医院,上海市心血管病研究所。)

    沈学东(200032 上海医科大学中山医院,上海市心血管病研究所。)

    潘翠珍(200032 上海医科大学中山医院,上海市心血管病研究所。)

    潘文明(200032 上海医科大学中山医院,上海市心血管病研究所。)

    陈灏珠(200032 上海医科大学中山医院,上海市心血管病研究所。)

    参考文献

    1,Mimbs JW,ODonnel M,Bauwens D,et al.The dependence of ultrasonic attenuation and backscatter on collagen content in dog and rabbit hearts.Circ Res,1980,47:48~58
, 百拇医药
    2,Miller JG,Perez JE,Sobel BE.Ultrasonic characterization of myocardium.Prog Cardiovasc Dis.1985,28:85~110

    3,Braunwald E,Kloner RA.The stunned myocardium:Prolonged,postischemic ventricular dysfunction.Circulation,1982,66:1146~1144

    4,Rahimtoola SH.The hibernating myocardium.Am Heart J,1989;117:211~221

    5,Bolognese L,Cerisano G,Buonamici P,et al.Influence of infarct-zone viability on left ventricular remodeling after acute myocardial infarction.Circ,1997,96(10:3353~3359
, http://www.100md.com
    6,Rijsterborgh H,Mastik F,Lancee CT,et al.Ultrasonic myocardial integrated backscatter and myocardial wall thickness in animal experiments.Ultrasound Med Biol,1990,16(1):29~36

    7,Madras EI,Barzilai B,Perez JE,et al.Changes in myocardial backscatter throughout the cardiac cycle.Ultrason Imaging,1983,5:229~239

    8,Wickline SA,Thomas LJ Ⅲ,Miller JG,et al.The dependence of myocardial ultrasonic integrated backscatter on contractile performance.Circulation,1985,72:183~192
, 百拇医药
    9,Naito J,Masuyama T,Mano T,et al.Influence of preload,afterload,and contractility on myocardial ultrasonic tissue characterization with integrated backscatter.Ultrasound Med Biol,1996,22(3):305~312

    10,Vered Z,Mohr GA,Barzilai B,et al.Ultrasound integrated backscatter tissue characterization of remote myocardial infarction in human subjects.J Am Coll Cardiol,1989,13(1):84~91

    11,Naito J,Masuyama T,Yamamoto K,et al.Myocardial integrated ultrasonic backscatter in patients with old infarction:Comparision with radionuclide evaluation.Am Heart J,1996,132(1):54~60
, 百拇医药
    12,Lin LC,Wu CC,Ho YL,et al.Ultrasonic tissue characterization for coronary care unit patients with acute myocardial infarction.Ultrasound Med Biol,1998,24(2):187~196

    13,Milunski MR,Mohr GA,Wear KA,et al.Early identification with ultrasonic integrated backscatter of viable but stunned myocardiun in dogs.J Am Coll Cardiol,1989,14(2):462~471

    14,Glueck RM,Mottley JG,Miller JG,et al.Effects of coronary artery occlusion and reperfusion on cardiac cycle-dependent variation of myocardial ultrasonic backscatter.Circ Res,1985,56:683~689
, http://www.100md.com
    15,Wickline SA,Thomas LJ Ⅲ,Miller JG,et al.Sensitive detection of the effects of reperfusion on myocardium by ultrasonic tissue characterization with integrated backscatter.Circulation,1986,74:389~400

    16,Takiuchi S,Ito H,Iwakura K,et al.Ultrasonic tissue characterization predicts myocardial viability in early stage of reperfused acute myocardial infarction.Circulation,1998,97(4):356~362

    17,Milunski MR,Mohr GA,Perez JE,et al.Ultrasonic tissue characterization with integrated backscatter:Acute myocardial ischemia,reperfusion,and stunned myocardium in patients.Circulation,1989,80:491~503
, 百拇医药
    18,Sagar KB,Pelc LR,Rhyne TL,et al.Role of ultrasonic tissue characterization to distinguish reversible from irreversible myocardial injury.J Am Soc Echocardiogr,1990,3(6):471~477

    19,Lin LC,Wu CC,Ho YL,et al.Ultrasonic tissue characterization in predicting residual ischemia and myocardial viability for patients with acute myocardial infarction.Ultrasound Med Biol,1998,24(8):1107~1120, 百拇医药