心肌组织多普勒显像技术在心血管疾病中的应用
作者：张玉萍 刘汉英 杨浣宜 李建蓉 程克正 陈兰芳 井茹芳
单位：张玉萍 陈兰芳 井茹芳(100039 北京武警总医院超声科)；刘汉英 杨浣宜 李建蓉 程克正(中国协和医科大学阜外心血管病医院)
关键词：心肌组织多普勒显像；超声心动图
中国超声医学杂志990510 摘 要 目的：通过正常组与疾病组室壁运动速度的对比分析，以验证该技术的准确性，为定量评价局部室壁运动提供新方法。方法：分别对28例正常组与15例陈旧性前间壁心肌梗塞组、20例扩张型心肌病组(DCM)前间隔及左室后壁运动速度进行测量，并同时将二维图像作对比分析。结果：陈旧性心肌梗塞组室间隔收缩期峰值速度明显低于正常对照组P<0.001；DCM组前间隔与后壁收缩期峰值速度明显低于正常对照组P<0.001。2DE-TDI显像中，正常组收缩中期前间隔与左室后壁以明亮的蓝色及红黄色编码，疾病组彩色编码暗淡或消失。结论：TDI将M型与多普勒超声技术结合起来，不仅可以评价心脏整体功能，而且还能够对局部室壁的运动速度进行分析，是一有价值的显像技术，值得进一步研究。
, 百拇医药
Application of Myocardial Tissue Doppler Imaging in Cardiovascular Disease
Zhang Yuping,Liu Hanying,Yang Huanyi,et al
Division of Echocardiography,General Hospital of Chinese People's Armed Police Force Beijing 100039
ABSTRACT Objective:To validate accuracy of tissue Doppler image (TDI)for evaluating cardial motion.Methods：TDI was used to inspect 28 normal subjects(G-1)，15 patients with old anteroseptal myocardial infartion(G-2)and 20 patients with dilated cardiomyopathy(G-3).The mean velocity of IVS and posterior wall(PW)motion were all measured.Results:In G-1，peak velocity of the anteroseptal wall motion was lower than PW(P<0.001);in G-2，myocardial motion velocity of the infarct region was significantly lower than G-1(P<0.001);in G-3，myocardial motion velocity of anteroseptal and PW was lower than G-1(P<0.001).In case of 2-DE combining TDI (2-DE-TDI),during mid-systole.the anteroseptal wall was bright color-code blue and the PW was bright red in G-1，while the anteroseptal wall was dark or colorless in G-2 and G-3 due to the reduced myocardial motion velocity.Conclusion:2-DE-TDI has enormous potentialities for evaluating the globar and regional cardiac function.
, 百拇医药
KEY WORDS Myocardial tissue Doppler image Echocardiography
心肌组织多普勒显像(TDI)技术是新近发展起来的一种能够联机对室壁的运动速度进行直接测量的新方法，其速度显示的精确性已得到临床实验证实〔1，2〕。本文通过正常组与疾病组室壁运动速度的对比分析，进一步验证该技术的准确性，为能够定量评价局部室壁运动提供一种无创性测量方法。
资料与方法
1、研究对象 正常对照组28例，经ECG、UCG检查无任何心脏疾患，平均年龄41.3±11(21～66)岁；陈旧性前间隔心肌梗塞组15例，平均年龄43.5±12.3(33～66)岁，均经冠状动脉造影及心室造影证实其梗塞区域室壁处于严重低动力或无动力；扩张型心肌病组20例，平均年龄40.6±14.2(19～60)岁，该组患者经临床同位素及MRI检查，室壁处于普遍低动力状态，射血分数<30%。上述各组均为窦性心律。
, http://www.100md.com
2、仪器 Toshiba SSH-380全数字化超声诊断仪，探头频率2.5～5.0MHz。配备有TDI工作软件。
3、方法 患者左侧卧位，取胸骨旁左室长轴切面，将二维引导M型取样线置于腱索水平，记录M型曲线，将系统总增益减少到最低水平，以便使来自室壁的回声与正常情况下获得的血流回声相匹配；启动TDI工作程序，然后调节彩色多普勒增益到适当的信/噪比，以使心肌组织能够由彩色充分填充；调整多普勒速度范围(正常组一般设置在17cm/s左右，疾病组速度设置不宜过高，否则会使低于这一阈值的室壁不着色，影响其速度的准确测量，通常设置以不出现混叠为准。分别测量室间隔及左室后壁心内膜处收缩期峰值平均速度(取四次测量的平均值)。同时将正常组与疾病组左室乳头肌水平获得的2DE-TDI图像进行对比分析，将所有图像均存储在S-VHS录像带。
4、重复性研究 随机选择10例患者，由不同操作者同一时间内对左室后壁收缩期峰值速度进行重复测量，观察者之间测量差异为0.1±0.1cm/s，两者之间的变异性<4%。
, http://www.100md.com
5、统计学分析 所有的测值均以均数±标准差表示，不同组间比较采用非配对t检验，P值<0.05认为有统计学意义。
结果
正常组收缩期峰值平均速度：室间隔3.5±1.3cm/s，左室后壁5.3±1.0cm/s，两者存在明显的差异P<0.05。
陈旧性前间壁心肌梗塞组，其梗塞部位峰值速度1.1±0.5cm/s，明显低于正常对照组。
扩张型心肌病组中室间隔与左室后壁收缩期峰值速度分别为1.0±0.5cm/s，1.7±0.6cm/，均明显低于正常对照组。
2DE-TDI显像中，可以观察到正常组收缩中期前间隔与左室后壁以明亮的蓝色及红黄色编码，表明此时间内室壁收缩速度较高；扩张型心肌病组收缩期室壁普遍处于低动力，色彩编码黯淡，陈旧性心肌梗塞组梗塞部位无任何色彩或以暗色显示(图1、2)。
, 百拇医药
A：正常情况下，2DE-TDI显像，间隔与后壁色泽明亮。表明该部位室壁运动速度较高。
B：扩张型心肌病患者，2DE-TDI显像见上述部位彩色编码较为暗淡，说明室壁运动速度减低
图1 A：正常心脏 B：扩张型心肌病
2DE-TDI可以看到室间隔无任何色显示：M型TDI方式亦表现为间隔色彩较后壁明显减弱至消失。表明局部室壁收缩运动减弱甚至无运动。
图2 1例前间壁心肌梗塞患者
讨论
局部室壁运动正常与否是评价左室功能的一个重要方面，尤其在左室运动不协调的情况下。局部室壁的运动速度直接反映该部位心肌收缩力的强弱，至目前为止，常规超声无法实时、定量对其进行评价。
, http://www.100md.com
TDI技术于1993年由McDiken〔4〕首先提出，以后Moran〔5〕和Groudrstroem〔6〕等也进行了深入的研究，并初步在动物及临床实验中肯定了TDI显像技术的速度精确性。由于TDI技术有很好的分辨率，能够提供2DE及M型超声所不能提供的丰富信息。心动周期中任一时间任一部位的室壁速度均可定量获得(当需对侧壁及后间隔进行测量时，应注意多普勒角度对速度测量的影响)。本研究的结果表明，正常组中室间隔与左室后壁心内膜运动速度是不同的，后壁运动速度高于室间隔，可能与心肌纤维的分布特点有关。这与Miyatake等〔2〕的研究结果是一致的。M型TDI方式有较好的瞬时及轴向分辨率，可以清楚地观察室壁收缩速度随时间的变化过程。根据色彩亮度及方向的变化，发现正常情况下心肌运动并非同步，有助于改进对负荷超声心动图客观判断心肌存活性的准确性。在陈旧性心肌梗塞组，室间隔收缩速度明显低于正常组。2DE-TDI显示方式，可以观察到梗塞部位室壁始终无色彩显示或着色暗淡，说明该部位心肌组织处于无运动或低动力状态。有时发现梗塞部位也会出现较亮的色泽，妨碍对室壁运动的客观评价，可以通过分析整个心脏在胸腔里运动方式来进行鉴别。扩张型心肌病组所测室壁收缩速度也明显低于正常对照组，其2DE-TDI图像表现为整个心动周期色彩晦暗，室壁运动不协调性增加。
, 百拇医药
常规采用2DE及M型评价室壁运动，尽管较为方便实用，但难免不受人为因素影响〔6～11〕。选定一帧停帧2DE图像进行速度测量几乎是不可能的，而TDI技术可以将室壁运动速度信息叠加在2DE及M型超声上，允许我们实时检测任一部位的运动速度，也能够通过对彩色编码的方式进行半定量的分析；另外，TDI技术依据多普勒原理，其频移信号相对不受胸壁组织衰减影响，能够改善透声窗差的患者图像质量，很容易识别心内外膜轮廓，并从一些伪像中区分心肌结构。总之，该技术是一种非常有前途的实用技术，为临床无创性研究局部心功能提供了又一新的方法。
本文局限性：目前TDI显像技术，任一部位测量的速度是室壁运动与整个心脏运动速度的总和，本研究将后一种情况予以忽略不计，这与心脏运动实际的情况不符。尽管影响不大，但当存在心包、胸腔疾患或曾行过心脏外科手术时，就可能低估或高估实际的室壁运动，新近提出的跨壁速度阶差这一参数可能会更准确反映真实的室壁运动状况。另外，本文仅对室间隔及左室后壁进行了分析，相邻室壁节段进行速度测量时，由于多普勒入射角度较大，尚需进行角度纠正，这一部分的工作尚在进行中。
, http://www.100md.com
参考文献
[1]Yamazaki N,Mine Y,Sano A,et al.Analysis of ventricular wall motion using color-coded tissue Doppler imaging system.Jpn J Appl phys,1994,33:3141～3146
[2]Miyatake K,Yamagishi M,Tanaka N,et al.New method for evaluating left ventricular wall motion by color-coded tissue Doppler imaging:In vivo and vitro studies.J Am Coll Cardiol,1995,25:717～724
[3]Sutherland G R,FRCP,FESC,Stewart M J,et al.Color Doppler myocardial imaing:A new technique for the assessment of myocardial function.J Am Soc Echocardiogr,1994,7:441～458
, 百拇医药
[4]McDiken WN,Sutherland GR,Moran CM,et al.Color Doppler velocity imaging of the myocardium.Ultrasound Med Biol,1992,18:651～654
[5]Moran CM,McDicken N,Groundstroem KWE,et al.Potential applications of color Doppler imaging of the myocardium in assessing contractility and perfusion.In:Nanda N,Schlief R,editors advances in Echo Imaging Using Contrast Enhancement.1993,359～374
[6]Groundstroem KWE,Sutherland GR,Moran CM,et al.Myocardial imaing by color Doppler coded velocity mapping-from regional contraction to tissue characterization?:In Ref 13:375～399
, 百拇医药
[7]Visser CA,Kan G,Becker AE,et al.Apex two dimensional echocardiography.Alternative approach to quantification of acute myocardial infarction.Br heart J,1982,47:461～467
[8]Weiss JL,Bulkley BH,Hutchins GM,et al.Two-dimensional echocardiographic recognition of myocardial injury in man:Comparision with postmortem studies.Circulation,1981,63:401～408
[9]Parisi AF,Moynihan PF,Folland ED,et al.Quantitative detection of regional left ventricular contraction abnormalities by two-dimensional echocardiograhy. Ⅱ.Accuracy in coronary artery disease.Circulation,1981,63:761～767
, 百拇医药
[10]Fujji J,Sawada H,Aizawa T,et al.Computer analysis of cross sectional echocardiogram for quantitative evaluation of left ventricular asynergy in myocardial infarction.Br Heart J,1984,51:139～148
[11]Iimacher MC,Qunones MA,Poliner LR,et al.Detection of coronary artery disease with exercise two-dimensional echocardiography.Circulation,1983,67:1211～1218
(1998-11-18收稿，1998-12-22修回), http://www.100md.com
单位：张玉萍 陈兰芳 井茹芳(100039 北京武警总医院超声科)；刘汉英 杨浣宜 李建蓉 程克正(中国协和医科大学阜外心血管病医院)
关键词：心肌组织多普勒显像；超声心动图
中国超声医学杂志990510 摘 要 目的：通过正常组与疾病组室壁运动速度的对比分析，以验证该技术的准确性，为定量评价局部室壁运动提供新方法。方法：分别对28例正常组与15例陈旧性前间壁心肌梗塞组、20例扩张型心肌病组(DCM)前间隔及左室后壁运动速度进行测量，并同时将二维图像作对比分析。结果：陈旧性心肌梗塞组室间隔收缩期峰值速度明显低于正常对照组P<0.001；DCM组前间隔与后壁收缩期峰值速度明显低于正常对照组P<0.001。2DE-TDI显像中，正常组收缩中期前间隔与左室后壁以明亮的蓝色及红黄色编码，疾病组彩色编码暗淡或消失。结论：TDI将M型与多普勒超声技术结合起来，不仅可以评价心脏整体功能，而且还能够对局部室壁的运动速度进行分析，是一有价值的显像技术，值得进一步研究。
, 百拇医药
Application of Myocardial Tissue Doppler Imaging in Cardiovascular Disease
Zhang Yuping,Liu Hanying,Yang Huanyi,et al
Division of Echocardiography,General Hospital of Chinese People's Armed Police Force Beijing 100039
ABSTRACT Objective:To validate accuracy of tissue Doppler image (TDI)for evaluating cardial motion.Methods：TDI was used to inspect 28 normal subjects(G-1)，15 patients with old anteroseptal myocardial infartion(G-2)and 20 patients with dilated cardiomyopathy(G-3).The mean velocity of IVS and posterior wall(PW)motion were all measured.Results:In G-1，peak velocity of the anteroseptal wall motion was lower than PW(P<0.001);in G-2，myocardial motion velocity of the infarct region was significantly lower than G-1(P<0.001);in G-3，myocardial motion velocity of anteroseptal and PW was lower than G-1(P<0.001).In case of 2-DE combining TDI (2-DE-TDI),during mid-systole.the anteroseptal wall was bright color-code blue and the PW was bright red in G-1，while the anteroseptal wall was dark or colorless in G-2 and G-3 due to the reduced myocardial motion velocity.Conclusion:2-DE-TDI has enormous potentialities for evaluating the globar and regional cardiac function.
, 百拇医药
KEY WORDS Myocardial tissue Doppler image Echocardiography
心肌组织多普勒显像(TDI)技术是新近发展起来的一种能够联机对室壁的运动速度进行直接测量的新方法，其速度显示的精确性已得到临床实验证实〔1，2〕。本文通过正常组与疾病组室壁运动速度的对比分析，进一步验证该技术的准确性，为能够定量评价局部室壁运动提供一种无创性测量方法。
资料与方法
1、研究对象 正常对照组28例，经ECG、UCG检查无任何心脏疾患，平均年龄41.3±11(21～66)岁；陈旧性前间隔心肌梗塞组15例，平均年龄43.5±12.3(33～66)岁，均经冠状动脉造影及心室造影证实其梗塞区域室壁处于严重低动力或无动力；扩张型心肌病组20例，平均年龄40.6±14.2(19～60)岁，该组患者经临床同位素及MRI检查，室壁处于普遍低动力状态，射血分数<30%。上述各组均为窦性心律。
, http://www.100md.com
2、仪器 Toshiba SSH-380全数字化超声诊断仪，探头频率2.5～5.0MHz。配备有TDI工作软件。
3、方法 患者左侧卧位，取胸骨旁左室长轴切面，将二维引导M型取样线置于腱索水平，记录M型曲线，将系统总增益减少到最低水平，以便使来自室壁的回声与正常情况下获得的血流回声相匹配；启动TDI工作程序，然后调节彩色多普勒增益到适当的信/噪比，以使心肌组织能够由彩色充分填充；调整多普勒速度范围(正常组一般设置在17cm/s左右，疾病组速度设置不宜过高，否则会使低于这一阈值的室壁不着色，影响其速度的准确测量，通常设置以不出现混叠为准。分别测量室间隔及左室后壁心内膜处收缩期峰值平均速度(取四次测量的平均值)。同时将正常组与疾病组左室乳头肌水平获得的2DE-TDI图像进行对比分析，将所有图像均存储在S-VHS录像带。
4、重复性研究 随机选择10例患者，由不同操作者同一时间内对左室后壁收缩期峰值速度进行重复测量，观察者之间测量差异为0.1±0.1cm/s，两者之间的变异性<4%。
, http://www.100md.com
5、统计学分析 所有的测值均以均数±标准差表示，不同组间比较采用非配对t检验，P值<0.05认为有统计学意义。
结果
正常组收缩期峰值平均速度：室间隔3.5±1.3cm/s，左室后壁5.3±1.0cm/s，两者存在明显的差异P<0.05。
陈旧性前间壁心肌梗塞组，其梗塞部位峰值速度1.1±0.5cm/s，明显低于正常对照组。
扩张型心肌病组中室间隔与左室后壁收缩期峰值速度分别为1.0±0.5cm/s，1.7±0.6cm/，均明显低于正常对照组。
2DE-TDI显像中，可以观察到正常组收缩中期前间隔与左室后壁以明亮的蓝色及红黄色编码，表明此时间内室壁收缩速度较高；扩张型心肌病组收缩期室壁普遍处于低动力，色彩编码黯淡，陈旧性心肌梗塞组梗塞部位无任何色彩或以暗色显示(图1、2)。
, 百拇医药
A：正常情况下，2DE-TDI显像，间隔与后壁色泽明亮。表明该部位室壁运动速度较高。
B：扩张型心肌病患者，2DE-TDI显像见上述部位彩色编码较为暗淡，说明室壁运动速度减低
图1 A：正常心脏 B：扩张型心肌病
2DE-TDI可以看到室间隔无任何色显示：M型TDI方式亦表现为间隔色彩较后壁明显减弱至消失。表明局部室壁收缩运动减弱甚至无运动。
图2 1例前间壁心肌梗塞患者
讨论
局部室壁运动正常与否是评价左室功能的一个重要方面，尤其在左室运动不协调的情况下。局部室壁的运动速度直接反映该部位心肌收缩力的强弱，至目前为止，常规超声无法实时、定量对其进行评价。
, http://www.100md.com
TDI技术于1993年由McDiken〔4〕首先提出，以后Moran〔5〕和Groudrstroem〔6〕等也进行了深入的研究，并初步在动物及临床实验中肯定了TDI显像技术的速度精确性。由于TDI技术有很好的分辨率，能够提供2DE及M型超声所不能提供的丰富信息。心动周期中任一时间任一部位的室壁速度均可定量获得(当需对侧壁及后间隔进行测量时，应注意多普勒角度对速度测量的影响)。本研究的结果表明，正常组中室间隔与左室后壁心内膜运动速度是不同的，后壁运动速度高于室间隔，可能与心肌纤维的分布特点有关。这与Miyatake等〔2〕的研究结果是一致的。M型TDI方式有较好的瞬时及轴向分辨率，可以清楚地观察室壁收缩速度随时间的变化过程。根据色彩亮度及方向的变化，发现正常情况下心肌运动并非同步，有助于改进对负荷超声心动图客观判断心肌存活性的准确性。在陈旧性心肌梗塞组，室间隔收缩速度明显低于正常组。2DE-TDI显示方式，可以观察到梗塞部位室壁始终无色彩显示或着色暗淡，说明该部位心肌组织处于无运动或低动力状态。有时发现梗塞部位也会出现较亮的色泽，妨碍对室壁运动的客观评价，可以通过分析整个心脏在胸腔里运动方式来进行鉴别。扩张型心肌病组所测室壁收缩速度也明显低于正常对照组，其2DE-TDI图像表现为整个心动周期色彩晦暗，室壁运动不协调性增加。
, 百拇医药
常规采用2DE及M型评价室壁运动，尽管较为方便实用，但难免不受人为因素影响〔6～11〕。选定一帧停帧2DE图像进行速度测量几乎是不可能的，而TDI技术可以将室壁运动速度信息叠加在2DE及M型超声上，允许我们实时检测任一部位的运动速度，也能够通过对彩色编码的方式进行半定量的分析；另外，TDI技术依据多普勒原理，其频移信号相对不受胸壁组织衰减影响，能够改善透声窗差的患者图像质量，很容易识别心内外膜轮廓，并从一些伪像中区分心肌结构。总之，该技术是一种非常有前途的实用技术，为临床无创性研究局部心功能提供了又一新的方法。
本文局限性：目前TDI显像技术，任一部位测量的速度是室壁运动与整个心脏运动速度的总和，本研究将后一种情况予以忽略不计，这与心脏运动实际的情况不符。尽管影响不大，但当存在心包、胸腔疾患或曾行过心脏外科手术时，就可能低估或高估实际的室壁运动，新近提出的跨壁速度阶差这一参数可能会更准确反映真实的室壁运动状况。另外，本文仅对室间隔及左室后壁进行了分析，相邻室壁节段进行速度测量时，由于多普勒入射角度较大，尚需进行角度纠正，这一部分的工作尚在进行中。
, http://www.100md.com
参考文献
[1]Yamazaki N,Mine Y,Sano A,et al.Analysis of ventricular wall motion using color-coded tissue Doppler imaging system.Jpn J Appl phys,1994,33:3141～3146
[2]Miyatake K,Yamagishi M,Tanaka N,et al.New method for evaluating left ventricular wall motion by color-coded tissue Doppler imaging:In vivo and vitro studies.J Am Coll Cardiol,1995,25:717～724
[3]Sutherland G R,FRCP,FESC,Stewart M J,et al.Color Doppler myocardial imaing:A new technique for the assessment of myocardial function.J Am Soc Echocardiogr,1994,7:441～458
, 百拇医药
[4]McDiken WN,Sutherland GR,Moran CM,et al.Color Doppler velocity imaging of the myocardium.Ultrasound Med Biol,1992,18:651～654
[5]Moran CM,McDicken N,Groundstroem KWE,et al.Potential applications of color Doppler imaging of the myocardium in assessing contractility and perfusion.In:Nanda N,Schlief R,editors advances in Echo Imaging Using Contrast Enhancement.1993,359～374
[6]Groundstroem KWE,Sutherland GR,Moran CM,et al.Myocardial imaing by color Doppler coded velocity mapping-from regional contraction to tissue characterization?:In Ref 13:375～399
, 百拇医药
[7]Visser CA,Kan G,Becker AE,et al.Apex two dimensional echocardiography.Alternative approach to quantification of acute myocardial infarction.Br heart J,1982,47:461～467
[8]Weiss JL,Bulkley BH,Hutchins GM,et al.Two-dimensional echocardiographic recognition of myocardial injury in man:Comparision with postmortem studies.Circulation,1981,63:401～408
[9]Parisi AF,Moynihan PF,Folland ED,et al.Quantitative detection of regional left ventricular contraction abnormalities by two-dimensional echocardiograhy. Ⅱ.Accuracy in coronary artery disease.Circulation,1981,63:761～767
, 百拇医药
[10]Fujji J,Sawada H,Aizawa T,et al.Computer analysis of cross sectional echocardiogram for quantitative evaluation of left ventricular asynergy in myocardial infarction.Br Heart J,1984,51:139～148
[11]Iimacher MC,Qunones MA,Poliner LR,et al.Detection of coronary artery disease with exercise two-dimensional echocardiography.Circulation,1983,67:1211～1218
(1998-11-18收稿，1998-12-22修回), http://www.100md.com