存活心肌的超声背向散射积分参数研究

　　【摘要】  目的  研究超声背向散射积分（IBS）定量评价存活心肌组织特征的临床价值。 方法   对39例各期不同部位心肌梗死患者（梗死组）及39例冠状动脉造影正常者（对照组）分别测定相应部位心肌及心包的背向散射积分参数，且梗死组均经冠状动脉造影证实。 结果  根据IBS曲线形态制定评分标准，39个梗死节段中4例评为1分(10.3%),13例评为2分(33.3%),22例评为3分(56.4%)。评为1分及2分的心肌节段即IBS曲线形态评分≤2分者,其IBS周期变异幅度（CVIB）、IBS周期变异率（CVIB）%界于对照组和梗死组之间，且与该二者比较差异有显著性，考虑其为缺血心肌即存活心肌（冬眠心肌），占43.6%（17/39），但其IBS%与梗死组之间比较无统计学差异。 结论  心肌的超声背向散射积分参数能定量反映存活心肌的组织特征，因而能检出存活心肌。

    【关键词】  超声检查；背向散射积分；存活心肌；梗死心肌
   
　　The study of ultrasonic integrated backscatter in viable myocardium

　　XU Xian-de，XU Di，LU Feng-xiang,et al.

　　Fenjinting Hospital,Sihong 223900,China

　　【Abstract】  Objective  To evaluate the clinical significance of quantitative analysing histological characteristics of ischemic myocardium by ultrasonic integrated backscatter. Methods  Integrated backscatter (IBS) online analysis was carried in 39 patients with recent or old myocardial infarction and 39 normal persons. Coronary arteriographies were performed in all subjects.Results   According to the score criteria of IBS curve patterns，when IBS curve score were 1 or 2,the magnitude of VIB nd CVIB% were between controlled groups and infracted groups，and comparison to the two there were significant difference，it is ischemic myocardium or viable myocardium.The segments of IBS curve score≤2 were 43.6%（17/39），there weren’s statistical difference between its IBS% and onesof infracted group.Conclusion  Analysing integrated backscatter parameters can quantitatively assess the tissue characterization of viable myocardium.

　　【Key words】  ultrasonography; integrated backscatter; viable myocardium ；infarcted myocardium

    背向散射积分（integrated backscatter,IBS）联机分析是近年来发展起来的新的无创性超声组织定征技术。它通过获取组织散射的射频信号（以分贝即dB表示）并加以分析处理，从而定量分析组织特征。当心肌有各种病理改变时，其组织结构就会出现相应改变。本研究于1999～2001年应用背向散射积分联机分析技术测定39例心肌梗死患者心肌的IBS,并以39例冠状动脉造影正常者为对照，重点研究存活心肌的声学性质变化并与梗死心肌、正常心肌比较，探讨该技术的临床应用价值。

　　1  对象与方法

　　1.1  研究对象  （1）心肌梗死组为39例经临床诊断明确的各期心肌梗死患者，男29例，女10例；年龄32～81岁，平均57.6岁。心电图表现为急性、亚急性、陈旧性心肌梗死，梗死时间10天～16年。其中广泛前壁13例，后壁9例，前间壁17例。冠状动脉造影及冠脉内超声显示梗死相关血管狭窄在60%以上直至完全闭塞，单支病变9例，双支病变22例，3支病变8例。（2）对照组39例，男26例，女13例，年龄36～74岁，平均56.9岁。其均以主诉不典型心前区疼痛或胸闷入院，而最终行冠状动脉造影检查以排除冠状动脉粥样硬化性心脏病，但体格检查、心电图、超声心动图检查无明确心脏病依据。冠状动脉造影前1周内进行超声心动图检查。

　　1.2  仪器  美国HP SONOS 5500型相控阵超声诊断仪。其配有完整的声学密度—背向散射积分（AD-IBS）联机采样分析处理系统软件，含有动态磁光盘记录系统，融合探头频率为2.0～4.0MHz。

　　1.3  方法  嘱受检者左侧卧位，平静呼吸。常规扫查及测量后启动AD-IBS程序，调节总增益、采样深度、时间增益补偿、侧向增益补偿、压缩及发射功率以获取满意图像，在检测过程中设置不再变动。调节取样容积大小，使之与被检测心肌区相一致并避开心内、外膜强回声的干扰，然后采样测量。每次测量3个心动周期。

　　1.3.1  检测部位  胸骨旁左室长轴切面、左室短轴乳头肌切面、心尖四腔切面、心尖左室二腔切面的梗死心肌区中心部位及正常心肌的相应部位、位于同一声束扫描线上的心包，心内、外膜下各1/2处心肌。
　　1.3.2  检测指标  舒张末期IBS，标化IBS=舒张末期IBS/心包IBS×100%，IBS周期变异幅度（CVIB）=舒张末期IBS-收缩末期IBS，CVIB变异率= IBS周期变异（CVIB）/舒张末期IBS×100%。

　　1.4  统计学方法  每一参数取3次测量数据的平均值，数据以均数加减标准差(x±s）表示。组间数据比较用两组资料均数t检验，数据统计用微软Excel 97统计分析软件进行，P<0.05为有统计学意义。

　　2  结果

　　正常心肌IBS随心动周期呈周期性变化，舒张末期最高，收缩末期最低，见图1。而梗死心肌呈不规则、低平或反向IBS曲线，见图2，其标化IBS均显著高于对照组（P＜0.001），而CVIB及CVIB变异率均显著低于对照组（P＜0.001）。根据IBS曲线形态制定评分标准\[1\]，39个梗死节段中4例评为1分(10.3%),13例评为2分(33.3%),22例评为3分(56.4%)。评为1分及2分的心肌节段即IBS曲线形态评分≤2分者,其CVIB、CVIB%界于对照组和梗死组之间，且与该二者比较差异有显著性，考虑其为缺血心肌即存活心肌（冬眠心肌），见图3（略），占43.6%（17/39），但其IBS%与梗死组之间比较差异无显著性。详见表1。表1  三组受检心肌IBS参数比较（略）　　注：#相比较P＞0.05，与对照组比较，#P＜0.001；与对照组比较，*P＜0.001；与梗死组比较，*P＜0.01

　　3  讨论

　　关于正常心肌的背向散射积分变化，目前国内外尚无定论\[2，3\]。心肌IBS技术处理和分析心肌组织射频散射信号能定量反映组织成分和结构的微小变化\[4\],本研究显示在胸骨旁左室长轴切面及左室短轴乳头肌切面测量前壁、前间壁和后壁，其IBS值较稳定可靠且有典型的周期性变异；心内膜下心肌CVIB大于心外膜下心肌CVIB，室间隔的周期性变异幅度小于后壁，但其IBS略高于后壁心肌；结果与大多数报道一致\[3,5\]。这是由于正常静息状态下室壁的收缩期增厚主要是心内膜下心肌完成，故心内膜下心肌的IBS小于心外膜下心肌的IBS，心内膜下心肌的CVIB大于心外膜下心肌CVIB，即IBS和CVIB存在跨壁差；而室间隔由于同时受左、 右心室负荷的影响， 其收缩力相对较低；但室间隔除了膜部以外，其心肌结构和成分与其他部位心肌差异无显著性；对于室间隔的IBS略高于后壁心肌，考虑为室间隔距离探头相对较近\[6\]，其背向散射能量相对较强所致，但室间隔与后壁IBS无统计学差异。本研究表明梗死心肌的IBS曲线不规则低平或反向，其标化IBS显著高于对照组（P＜0.001），而CVIB及标化CVIB均显著低于对照组 （P＜0.001），与文献报道相似\[7～9\]；考虑为心内、外膜下心肌均已坏死且已有不同程度的纤维组织堆积直至坏死区被灰白色坚硬的瘢痕组织代替而超微结构发生变化、室壁变薄、收缩能力显著异常所致；梗死心肌组织密度变化的可能机制为：室壁张力较梗死前增加，当坏死心肌超过心肌总量的20%时，就产生代偿反应心肌肥厚，即心肌细胞中的肌小节数量增加，细胞肥大而形态改变，此种形态改变的触发因子可能为胚胎基因的再表达［10］。另外心梗后机体肾素—血管紧张素—醛固酮系统（RAAS）激活，心肌组织中RAAS活性增强，并通过自分泌或旁分泌系统促进去甲肾上腺素（NE）、醛固酮（ALD）释放，加速血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）形成。AngⅡ促进成纤维细胞增生，增加Ⅰ型胶原蛋白合成，同时它具有细胞毒作用，致心肌坏死和纤维化。AngⅡ和ALD激活致心肌细胞坏死，继以修补性纤维化和瘢痕形成。梗死心肌兴奋收缩脱耦联，致心动周期依赖的IBS与心肌去极化间隔显著延长，产生非同步收缩运动，与正常心肌比较差异有非常显著性（P<0.001）。正常心肌存在心内、外膜下IBS及CVIB跨壁差，而梗死心肌的心内、外膜下跨壁差趋于消失，表现为心内、外膜下心肌IBS均显著增高，心内、外膜下心肌收缩能力均显著减低并趋于接近\[11\]。梗死相关动脉供血区域的心肌可为梗死心肌、冬眠心肌、顿抑心肌，但顿抑心肌、冬眠心肌的功能障碍可逆。Dewood等\[12\]报道在急性Q波心肌梗死后最初的几小时内，有86%患者的梗死相关动脉是完全闭塞的，其危险区心肌的存活依赖于闭塞血管的再通或侧支循环的建立。人类心脏冠状动脉间存在广泛的吻合，形成潜在的通道，当有心肌缺血和压力差时便开放\[13～15\]，此外神经体液及药物等诸多因素共同参与侧支循环的形成，而良好的侧支循环其供血量仅相当于近端狭窄90%冠状动脉的供血量［16］。急性心肌梗死后可有残存血流,或溶栓治疗及血栓自溶恢复部分或全部血流。因此，梗死相关动脉供血区域内仍可有存活心肌。心肌超声背向散射积分正常情况下表现出一种随心动周期变化的特性，这种特性与心肌舒缩功能变化密切相关，心肌缺血时由于舒缩功能减低，这种特性减弱以至消失。这是由于细胞内交叉性弹性元素和细胞间平行性弹性元素声阻抗差异的周期变化减小，CVIB随之减低。本研究显示17例梗死相关动脉供血区域内有存活心肌，冠状动脉造影显示梗死相关动脉有60%以上的狭窄直至完全闭塞，其中11例可见明显的侧支循环。

　　本研究显示超声背向散射积分参数可以定量分析梗死心肌的组织特征，检出存活心肌；在心肌梗死的诊断及识别存活心肌、进而考虑是否需要进一步实施相关血管再通治疗中有重要的临床应用价值。

　　【参考文献】

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　　*基金项目：江苏省科委社会发展项目(编号：BS99036)

　　作者单位: 1 223900 江苏泗洪,泗洪县分金亭医院

　　　　　　　2 210029 江苏南京,南京医科大学第一附属医院心内科

　　　　　　　3 210096 江苏南京,东南大学医学院附属中大医院心内科

　  (编辑:云  兆)