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冠状动脉粥样硬化性心脏病（coronary atherosclerotic heart disease,CAD）是严重影响人类健康的心脏疾病。在我国，由于生活条件的改善，生活方式的改变，CAD发病率及病死率逐年上升。急性心肌梗死（acute myocardial infarction,AMI）作为CAD的急症之一，是人类心衰及死亡最常见的原因之一。本文就组织多普勒及应变率显像评价AMI左室功能综述如下。多普勒超声心动图（Doppler echocardiography）是利用多普勒效应的基本原理，通过多普勒超声仪器探测心血管系统内血流的方向、速度、性质、途径和时间等，为临床诊断和血流动力学研究提供极有价值的资料。
1 多普勒超声心动图
1954年瑞典Elder和Hertz首先用超声光点扫描法诊断心脏疾病，报道了正常二尖瓣曲线形状［1］；1965年Feigenbaum等报道探测二尖瓣狭窄获得特异性回声图及心包积液等，其后欧美等有多人用M型超声诊断多种心血管疾病，并称此法为超声心动图（ultrasonic cardiogram）或回声心动图（echoic cardiogram）［2］。1992年McDicken等提出多普勒组织声像图（Doppler tissue imaging，DTI）［3］。
2 多普勒组织声像图
2.1 DTI发展史及基本原理 1989年Isaaz K首先提出用多普勒超声心动图的脉冲波技术非侵入性测量左室后壁的低速运动，此种技术采用100Hz的壁滤波记录左室后壁的运动，有3个主波：分别为收缩波（Sm）,舒张早期波（Em）与舒张晚期波（Am）。研究表明此种脉冲波技术收缩波峰值速度、舒张早期波峰值速度与M型测量的收缩波峰值速度、舒张早期波峰值速度呈线性相关，认为脉冲波技术可以测量左室后壁的即时速度，异常左室后壁活动的患者左室后壁收缩波峰值速度<7.5cm/s，与M型技术比较可以提供更多的信息［4］。DTI是McDicken［3］等于1992年首先提出，它是应用多普勒效应显示心肌运动的超声显像新技术，具有价廉、无创获取实时图像的优点。DTI基本原理是把彩色多普勒血流显像技术用于心肌运动显像，它通过滤除高速度、低振幅的血流信号，保留低速度、高振幅的心肌运动信号，通过对心室壁心肌运动进行彩色编码，显示速度，并通过数模转换，将心脏室壁运动的信息实时显示出来［5］。DTI的显示方式有速度图、加速度图和能量图。将速度信息进行编码是最常用的DTI显示模式，色彩明暗代表速度的高低。该技术包括5种模式：多普勒组织速度图、多普勒组织M型、多普勒组织能量图、多普勒组织加速度图和多普勒组织频谱图。
2.2 DTI在AMI诊断中的应用
2.2.1 对收缩功能的评价 DTI可以全面掌握心脏的运动情况，评价左室局部与整体心肌的功能状态，彩色组织多普勒M型与速度图可以评价缺血心肌在静息状态与药物负荷状态下的收缩期速度，脉冲波组织多普勒技术可以测量局部心肌收缩期峰值速度与舒张期峰值速度。1996年Bach DS［5］对12例冠状动脉造影患者术中用球囊阻塞冠状动脉，相应节段的心肌收缩期与舒张期运动速度明显下降，再灌注后运动速度反弹并超过基线水平；没有冠状动脉狭窄的邻近节段再灌注后运动速度上升，有冠状动脉狭窄的邻近节段再灌注后运动速度下降，认为多普勒组织显像可以评价暂时性心肌缺血与再灌注。1998年Yamada E［6］用多普勒组织速度图评价多巴酚丁胺负荷试验，在不同药物剂量状态下，心肌运动峰值速度＜12cm/s作为标准评价基底部心肌缺血的敏感性与特异性分别是86%、96%，评价中间部心肌缺血的敏感性与特异性分别是81%、89%。1998年Fukuda K［7］对45例CAD病人、3例缺血心肌病病人、8例扩张型心肌病病人进行研究，认为二尖瓣环收缩期运动速度平均值Sw下降、Q-Sw的平均值延长，上述2个指标与EF有明显相关性，认为二尖瓣环运动速度可以评价左室收缩功能。2001年Bolognesi R［8］认为CAD病人收缩期峰值心肌运动速度明显下降。
2.2.2 对舒张功能的评价 传统多普勒超声心动图能够用于测量血流或组织速度，二尖瓣口血流广泛用于左心室舒张功能的评价。但是，当出现左心房压力增高，左心室顺应性进一步减退时，可以出现二尖瓣口血流频谱的“假性正常化”，该技术存在缺陷［9］。DTI作为一种新技术可以用于评价心脏的收缩与舒张功能及其心肌运动，对心肌运动可以进行定量测量，由于其不受左心房压力的影响，对心脏舒张功能障碍能够进行更准确地评价。传统多普勒超声心动图可以对心肌运动进行分级，进行定性评价，无法进行定量分析，但是DTI脉冲波技术可以测量心肌运动，并进行定量分析。
CAD局部心肌室壁运动研究认为在左室收缩功能正常时，左室舒张功能已经受损，研究认为脉冲波组织多普勒技术可以测量局部心肌舒张期峰值速度，局部心肌舒张一早期参数Em下降、第二心音到Em的时间延长，可以无创评价左室舒张功能。脉冲波组织多普勒技术评价的心肌运动速度是鉴别正常人与舒张功能异常患者的良好指标。顺应性下降、假性正常化与限制性生理的心肌运动速度Em明显下降，在舒张功能不全的代偿状态，心肌运动速度Em亦下降［10］。DTI脉冲波技术测量的二尖瓣环速度可以评价左室舒张功能，并与前负荷无关，是评价左室舒张功能的独立性指标，可以不依赖左前负荷估算左室充盈压。舒张早期的瓣口血流速度E和舒张早期二尖瓣环速度Ea的比值（E/Ea）与平均肺动脉压有极好的相关性，可用于评价左室充盈压，二尖瓣环运动速度可以评价房颤患者的左室舒张功能［11］。
2.2.3 多普勒组织显像对右室心梗心功能的评价 右室心肌梗死等疾病可以影响右心室的收缩及舒张功能，然而传统的心脏超声心动图检查却无法评价这种改变，多普勒组织显像可以评价右室收缩及舒张功能。有学者对右室心肌梗死的三尖瓣环下降速度研究认为脉冲波多普勒组织显像可以评价右室收缩功能［12］。
3 应变率显像（strain rate image，SRI）
3.1 心脏的运动方式及DTI的局限性
3.1.1 心脏的运动方式 研究表明，心脏收缩时，除了具有短轴方向的向心性运动外，还具有长轴方向的缩短运动，而长轴方向的缩短运动亦与心脏的射血分数成正比。心室在长轴方向运动时，心尖几乎在原位保持不动，只下移几毫米，心底部向心尖方向下移，正常成人下移约1.0～1.5cm，这意味着心肌中任一点的运动速度代表从这一点到心尖的所有心室壁向心尖运动总和的平均值。另外，心脏在收缩和舒张的同时，还在沿自身长轴做一定的旋转和摆动。
3.1.2 DTI的局限性 近年来,DTI作为一种新的定量评价局部心肌功能的方法逐渐应用于临床。但是，由DTI所测的局部心肌组织速度，代表的是从这一点到心尖的所有心室壁向心尖运动的总和，不能有效区分该处心肌的主动收缩和被动的邻近心肌对它的牵拉。另外，心脏的旋转和摆动也影响速度的测量。因此,测量心肌变形或者说应变（率），因其较少受到心脏位移和邻近组织牵拉效应的影响，可以更好地反映局部心肌功能。
3.2 应变及应变率的基本原理
3.2.1 应变 应变（strain）或称为应变力，在日常用语中的意思是牵拉。物理学上指相对变形，线性应变可以用Lagrangian公式表达为：ε=ΔL/L0=（L-L0）/L0，ε指长轴方向上的应变，ΔL为长度的改变量，L0为初始长度值。ε为正值表示长轴方向上的伸长或短轴方向上的增厚，为负值时表示长轴方向上的缩短或短轴方向上的变薄。
3.2.2 应变率和应变率显像 应变率（strain rate，SR）是指单位时间的应变，它描述的是变形速率，由于SR=ε/Δt=ΔL/（Δt·L0）=ΔL/（Δt·L0）=ΔV/L0=（V1-V2）/L0，所以也等于每单位长度的速度差。因此，可以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）［13］。
3.3 SRI的常规检测方法 在心尖四腔切面和胸骨旁短轴切面，采集彩色多普勒心肌图像（CDMI），接心电图，根据心电图RR间期采集连续3～5个心动周期图像。存储图像用于脱机分析。扇区一般在45°以下，以获得较大的帧频。选择合适的速度量程，以避免CDMI数据出现混迭。声束尽可能与心肌运动的传播方向一致。所能测出应变率的最小距离又称初始长度，受到速度测量准确性的限制，应变率估计的随机误差与初始长度成反比。横向测量时，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。Nyquist应变率范围为±4.4/s。
3.4 SRI在AMI的应用
3.4.1 峰值应变率和应变 在一个心动周期内，可根据心电图将RR间期划分为收缩期、舒张早期和舒张晚期3个阶段，测其每一阶段的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。
3.4.2 舒张期的时间指标 舒张早期和晚期心肌延长时，基底至心尖部的时间延迟分别用舒张早期心肌形变速率的延迟时间和舒张晚期心肌形变速率的延迟时间表示。由于在舒张期心肌形变存在瞬时不均一性，因此，可通过测量TE和TA来评价负荷条件改变时对左室舒张功能的影响。在彩色编码的M型描记下，显示从基底至心尖的局部应变率图像，舒张早期为E波,舒张晚期为A波，在E波和A波的峰值应变率处作一直线，分别可测出TE和TA［14］。
3.4.3 收缩后缩短 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。在主动脉瓣关闭和二尖瓣开放前的一段时间，即等容舒张期出现的负向纵向应变率和应变。等容舒张期应变率与收缩期应变率的比值和收缩后应变能极好区分缺血心肌和非缺血心肌［15］。
3.4.4 收缩—舒张转换时间 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，即收缩—舒张转换时间（T-CEC）［16］。当PSS存在时，T-CEC延长，可用于评价心肌缺血。
4 结语
超声心动图及其新技术组织多普勒、应变率显像是评价左室形态、结构，功能、血流及心肌运动的良好的技术，使更准确的无创的评价心肌梗死后左室结构与功能提供了可能，为心肌梗死方面的研究铺平了道路。
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作者单位： 362342 福建南安，南安市海都医院内科
（编辑：唐 城）