于慧1何香芹2（通讯作者）（1山东金乡县人民医院超声科山东金乡272200)(2山东济宁市第一人民医院超声科山东济宁272100）
超声心动图是目前最常用于测量心室功能的工具，其具有无创、廉价、重复性好等优点，检测方法也越来越多,传统的超声心脏功能评价指标因前负荷和后负荷依赖性、心脏旋转运动、心肌运动传导以及相邻心肌运动牵拉等因素的影响,都具有一定的局限性。心肌应变率显像(strainrateimaging，简称SRI)是近年来在组织多普勒显像基础上发展起来的一项定量评价心肌功能的超声新技术，其主要特点是不易受周围心肌的牵拉和心脏整体运动的干扰，能够直接反映局部心肌的舒张和收缩功能[1]。大量研究已证实该技术具有重要的临床研究和应用价值。本文主要对其近年来评价左心室功能临床应用进展作一综述。
1应变率成像的概念及基本原理
应变(strain,ε)：亦称应变力，反映了心肌在张力的作用下发生变形的能力，常用心肌长度的变化值占心肌原长度(即不受外力作用时)的百分数表示。ε=ΔL/L0=(L-L0)/L0这里ε表示纵向应变，ΔL表示长度变化值，L表示瞬间长度，L0是初始长度。通常用舒张末期局部心肌长度来代替[2]，负值代表心肌纤维缩短或变薄，正值代表心肌组织延长或增厚。对于正常的心脏，收缩期纵向(如心尖四腔心切面)应变为负，反映了心肌向心尖方向缩短，而收缩期径向(如胸骨旁短轴切面)应变为正；同样在舒张期，纵向应变为正，反映了心肌延长，径向应变为负。
应变率(Strainrate,SR)：是指单位时间内的应变，相当于局部空间速度变化率,可由以下等式表达(S-1):SR=ε/Δt=ΔL/L0/Δt=ΔL/Δt/L0=(Δv)/L0式中SR是纵向应变率，Δt是时间改变，Δv是速度改变。通过组织的速度梯度来计算SR，将SR计算结果进行彩色编码显示即为应变率显像(SRI)。应变率曲线的纵轴是形变速率，单位是s-1，横轴是时间信息。应变率曲线包括3个主峰：收缩峰(SRs)，舒张早期峰(SRe)，舒张晚期峰(SRa)也称房缩峰。心肌纵向运动时收缩期缩短，舒张期伸长，故SRs峰向下为负，SRe峰及SRa峰向上为正。舒张期伸长，故SRs峰向下为负，SRe峰及SRa峰向上为正。
2SRI的优点、常规检测方法和常用指标
优点：①应变率成像的影响因素小。②应变率成像是建立在量化的基础上的，可定量分析缺血心肌功能异常程度。③应变率成像可以提供心肌局部功能信息。
常规检测方法：在心尖四腔观和胸骨旁短轴观，接心电图，根据心电图R-R间期采集连续3～5个心动周期图像。声束尽可能与心肌运动的传播方向一致。初始长度即取样框大小一般固定在5mm左右，尽可能与舒张末期心肌室壁厚度接近。纵向测量时，取样框大小选择在10mm左右，其准确性高[3]。
常用指标：①峰值应变率和应变：在一个心动周期内，测收缩期、舒张早期和舒张晚期3个阶段最大应变率和应变峰值，代表了最大的形变程度。收缩期峰值应变率被用作评价收缩功能的参数，而舒张早期和晚期峰值应变率被用于评价舒张功能。②收缩后缩短(PSS)：是指收缩末期后的收缩，发生在主动脉瓣关闭后，是心肌缺血的敏感指标。③收缩-舒张转换时间(T-CEC)：在彩色M型应变率显像下，可测量从心电图R波到收缩-舒张转换点的时间，即T-CEC。当PSS存在时，T-CEC延长，可用于评价心肌缺血。
3SRI评价左心室功能的临床应用
3.1正常心肌各节段的SRI特征在健康个体中，应变率/应变在整个心室的分布和传播都是协调有序的。心肌径向应变率/应变的值高于纵向，右室纵向的应变率/应变值高于左室。室间隔及左室的各个室壁纵向的应变率/应变在基底段、中间段和心尖部的各个节段上大小均衡。右室的应变率/应变的分布呈现不均衡性，心尖部或右室游离壁中间段的应变率/应变的值较高。
DiSalvo等对45例健康儿童进行研究，分析的心室长轴切面观察各节段的ε和SR显示：在左室长轴基底段、中间段、心尖段3个节段测得的室壁变形规律大致相同，在右室长轴切面观察ε和SR值明显高于左室壁，右室侧壁中部ε和SR值最大。国内舒先红等对50例健康者左右心室心肌各节段进行应变和应变率定量分析，结果显示左室壁基底段、中间段和心尖段的平均应变和应变率值依次递减,基底段最大，心尖段最小；与Weidemann等[3]的研究结果相似，而室间隔、左室前壁、后壁、下壁和侧壁基底段的应变和应变率差异无显著意义；右室中间段应变和应变率值最大，右室基底段的应变大于左室，右室中间段和心尖段的应变和应变率测量值均明显大于左室。田新桥等对正常人左室心肌的初步研究发现,径向SR基本表现为左室后壁显著大于前间隔,后壁的SRs、SRe从基底向心尖依次递减;正常左室壁纵向SR分布也并非完全均衡。
不同学者的研究结果间之所以存在差异，可能与受试者年龄、所用仪器不同、取样容积大小和部位不一致等有关，至今对正常心肌SR的分布特点尚未建立正常值范围，有待于更加深入研究。
3.2评价心肌缺血心肌缺血时左心室功能异常在应变率/应变上表现为：运动异常的心肌收缩期和舒张早期的应变率/应变明显降低、消失或出现倒置，提示矛盾运动；Tanaka等对10例进行冠状动脉介入术的冠心病患者研究显示：术前局部心肌缺血节段的舒张早期应变率峰值明显低于非缺血心肌节段,而缺血节段术后的舒张早期应变率峰值显著高于术前(P<0.001)，非缺血心肌节段没有明显变化；国内洪玮等应用SRI技术定量评价冠心病患者冠状动脉支架置入术前后左室舒张功能研究得到一致的结果。
SRI还可以清楚地区分慢性透壁性心梗和非透壁性心梗，在非透壁心梗中，静息状态应变率/应变均较正常明显降低，心梗后瘢痕组织范围决定了局部心肌的变形能力。收缩后增厚现象被认为是心肌存活的指征，Hoffmann等对心肌梗死后左室功能减低的患者进行负荷试验时发现，小剂量多巴酚丁胺时的心肌峰值应变率增加可以准确评价心肌的存活性。
收缩后缩短(Postsystolicshorting,PSS)：是局部心肌缺血舒张功能减低的敏感征象，它是指收缩末期后发生的心肌收缩，发生在主动脉瓣关闭后。即在等容舒张期出现异常高的SR波，常常延迟到充盈早期，干扰左室舒张充盈，使舒张期延迟。
3.3评价原发性高血压SRI技术为研究原发性高血压患者心脏舒张功能及病理生理机制提供了新的手段。Yudas等应用SRI和超声组织定征技术对原发性高血压性左心室肥厚(LeftVentriculerHypertrophy，LVH)患者进行研究显示，无论有无左心室充盈异常，均可发生心肌结构和功能异常。吉日等通过应变率取样容积分层的方法检测不同层次心肌应变率的差别，发现正常人心肌舒张早期存在应变率差，心内膜下心肌应变率显著高于心外膜心肌(P<0.001)，与正常组相比，高血压组心内膜下心肌应变率峰值及平均应变率峰值显著降低(P<0.001)，从而为心肌早期病变和定位不同层次心肌病变提供广泛而有价值的帮助。
左心室重构阶段不同,舒张功能受损机制也不尽相同。白江涛等分组比较高血压病左室肥厚(LVH组)与无左室肥厚(NLVH组)患者不同心肌节段的收缩期、舒张早期、舒张晚期最大应变率值(SRs、SRe、SRa)及收缩期最大应变值，结果显示高血压组SRs、SRe及应变值均显著小于健康成人(对照组)；LVH组患者应变率及应变值测值小于NLVH组(P<0.05)。应变和应变率显像能敏感地反映高血压不同病期的病理改变，可以作为高血压病程的一个重要参考指标。
3.4评价肥厚性心肌病(HCM)在HCM中左室肥厚的分布和程度不同，尽管HCM患者整体收缩功能通常没有变化，但局部收缩功能已经受到影响。在Yang等的研究中，HCM患者IVS的平均应变值降低(P<0.001)，室间隔中部应变明显小于间隔基底和心尖部(P<0.01)，也小于侧壁中段(P<0.05)。室间隔中段应变和IVS厚度及IVS与后壁的比值之间有极好的相关性(分别为r=0.54，P<0.01；r=0.66，P<0.001)。
3.5评价先天性心脏病的心肌功能SRI技术还可用于对先天性心脏病的心肌功能进行评价：Weidemann等对30例无症状的法乐氏四联症术后患者的右室及左室局部功能进行了定量评价，结果表明术后患者右室游离壁、室间隔以及左室径向和纵向的应变率/应变明显低于健康个体。
Kiraly等对先天性主动脉瓣狭窄的患者的研究结果显示，所有患者心肌收缩期和舒张早期的运动速度以及应变率均明显降低，以应变率的改变最为显著。
Abd等对24例房间隔缺损患者传统手术与经导管封堵术在术前和术后1周通过SR变化对照研究发现,传统手术患者右房舒张末期、右室收缩期、右室舒张初期及左房舒张末期SR峰值均有降低,而后者并没有出现类似改变,认为经导管封堵术对心脏整体功能影响较小。屈莉红等应用超声应变显像技术(SI)评价房间隔缺损(ASD)封堵术前、术后心脏功能的变化，研究结果显示应变率显像技术可准确、定量评价房间隔缺损封堵术前、术后心脏功能的变化，为临床评价介入封堵术治疗效果提供了更有力的证据。
3.6在其他心脏疾病中的应用SRI技术还被用于定量评价原发性心肌淀粉样变性、风湿性心脏病、系统性红斑狼疮、重症子痫等疾病状态下的心肌局部舒张功能，以及评价放疗、化疗药物的心脏毒性。
4局限性
由于SRI是在DTI技术的基础上发展起来的，同样具有角度依赖性，如果测量时声束与心肌形变的方向不一致同样会影响结果；还受到帧率的影响；而且心肌变形是发生在复杂的三维空间上的，而基于组织多普勒技术的SRI仅能检查单一方向上的形变，所以具有一定的局限性。
5展望
SRI最主要的优点是无创伤性定量评价局部心肌功能新方法，可以于整体功能改变前先发现节段功能异常，逐渐地被人们所认识和临床应用。相信随着超声成像技术不断发展和完善，SRI将与一些超声技术相结合，为心血管疾病的基础研究、临床诊断及治疗效果评价等提供一种全新的方法。
参考文献
[1]杨娅.超声新技术在心脏功能评估中的应用[J].中华医学超声杂志(电子版)，2008,5(6):869-870.
[2]URHEIMS,EDVARDSENT,TORPH,etal.MyocardialstrainbyDopplerechocardiography:validationofanewmethodtoquantifyregionalmyocardialfunction[J].Circulation,2000,102:1158-1164.
[3]WEIDEMANNF,EYSKENSB,JAMALF,etal.Quantificationofregionalleftandrightventricularradialandlongitudinalfunctioninhealthychildrenusingultrasoundbasedstrainrateandstrainimaging[J].JAmSocEchocardiogr,2002,15(1):20-28.