研究背景及目的:对心脏功能的定量估测一直是国内外临床心脏病学领域的研究热点之一,多项技术均可评价心脏功能,无创、简捷、准确的评价心功能是一种趋势,超声心动图(echocardiography)技术现被临床公认为是评价心功能的主要无创方法。心脏是个厚壁的肌性有腔器官,由于它的多腔室、多管道不整形的立体几何形体以及节律性的收缩和舒张,使得现有的超声技术在准确评价心功能方面仍处于不断改进状态。长期以来人们对心室收缩功能的研究大多局限于短轴功能,而对于纵行心肌纤维活动构成的心室纵轴功能尚无足够认识。应变率显像(strain rate imaging,SRI)技术是组织多普勒显像(tissue dopplerimaging,TDI)技术演变而来的一种评价心脏局部心肌运动功能的新方法,以往较多用于左心室功能的研究。本研究采用应变(S)和应变率(SR)技术,同时分析右心容量负荷过重和右心压力负荷过重患者左、右室心肌的长轴形变。旨在:1.探讨右心前、后负荷过大患者左、右室长轴心肌形变能力变化特征;2.探讨右室压力及容量负荷改变对室壁局部功能的影响及程度;3.寻找可能对判定右室负荷变化有效的应变、应变率参数。资料与方法:仪器采用Philips iE33型彩色多普勒超声诊断仪,S5-I心脏探头,频率1～5MHz,对2008年5月至2009年9月间浙江大学医学院附属第一医院的三组共60例患者进行检查,其中风湿性心脏病(右室压力负荷过重)组20例,先天性心脏病房间隔缺损(右室容量负荷过重)组20例,对照组20例。取心尖四腔切面二维及组织多普勒图像,调整扇角和深度使帧频大于100帧/秒,采集3-5个完整心动周期的动态图像。采用实时超声描记系统模式,传入工作站存储,光盘刻录保存,利用QLAB SQ软件进行分析。使用QLAB软件的SQ定量分析功能,于心尖四腔观,通过手动调节设置将左室游离壁、右室游离壁和室间隔平均分为三个节段,即基底段、中段、心尖段,将取样点分别置于室壁的上1/3,中1/3,下1/3水平(即基底段,中段,心尖段)的心肌层,声束与室壁运动夹角小于15°,取样容积约1cm,在应变、应变率模式下同步记录这些取样点的应变曲线,应变率曲线,并且分别测量每一曲线上的收缩期峰值应变(ST)、收缩期峰值应变率(SRs),舒张早期充盈应变率(SRe),舒张晚期充盈应变率(SRa),每一指标在不同心动周期测量3次,取其平均值;并计算舒张早期充盈应变率/舒张晚期充盈应变率(SRe/SRa)。对照组、风湿性心脏病组、房间隔缺损组三组分别进行(1)同一组内不同室壁不同节段间比较:各组同一室壁不同节段的应变和应变率比较,不同室壁同一节段的应变和应变率比较。(2)不同组间相应节段的比较:风湿性心脏病组、房间隔缺损组分别与对照组进行各相应节段的应变、应变率以及舒张早期充盈应变率/舒张晚期充盈应变率(SRe/SRa)比值的比较。采用SPSS 15.O统计学软件,检测结果以均数±标准差表示,两组间差异采用计量资料t检验,以P＜0.05为差别有统计学意义。并用柱形图直观显示比较结果。对于与正常组相比差别有显著性的参数通过受试工作特征曲线(ROC曲线)确定其诊断界值。结果:1.一般情况和心功能参数比较:右心压力负荷过重组患者与对照组患者的年龄无明显差异,右室容量负荷过重组年龄小于对照组(p＜0.05);三组心率无明显差异;右室压力负荷过重组LA大于对照组(p＜0.05),LVEF小于对照组(p＜0.05);右室容量负荷过重组LVDd小于对照组(p＜0.05),RVIDd大于对照组(p＜0.05);IVS、LVDs、LVPWd、SV、CO、mPA、PV均无明显差异。2.左、右室壁节段纵向心肌应变(S)特征:对照组左室壁节段应变以基底段最大,且自基底段至心尖段递减,右室壁以中间段应变最大;右室压力负荷增大后,多数节段应变均小于对照组,并以右室中间段应变的降低最明显,其次为左室基底段;右室容量负荷增大后,多数节段应变大于对照组,并以右室基底段应变增大最明显。3.左、右室壁节段纵向心肌应变率(SR)特征:正常人室壁节段的纵向应变率以左室壁基底段最大,即变形速度以左室壁基底段最快。右室压力负荷增大后,左室壁基底段和中间段,右室壁中间段以及室间隔基底段的纵向应变率显著性减低,并以左室基底段的变形速度减慢最为明显,其次为右室中间段;右心容量负荷增大后,右室壁的基底段和中间段的应变率显著性增加。4.相关性分析:右室压力负荷过重组,右室中间段收缩期峰值应变(S)、左室基底段收缩期峰值应变(S)、右室中间段收缩期峰值应变率(SR)的绝对值分别与左房内径呈直线负相关,相关系数分别为:-0.886,-0.879,-0.638(P＜0.01)。右室容量负荷过重组,右室基底段收缩期峰值应变(S)、应变率(SR)的绝对值分别与右室舒张期内径呈直线正相关,相关系数分别为0.697,0.822,(p＜0.05)。5.应变、应变率参数的阈值分析:用右室中间段收缩期峰值应变(S)和应变率(SR)参数阈值来判定右室压力负荷过重:以-11%为应变阈值判定右室压力负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为75%,85%,80%;以-12%为应变阈值判定右室压力负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为85%,78%,81.5%。以-0.8(1/s)为应变率阈值判定右室压力负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为70%,85%,77.5%;以-1.0(1/s)为应变率阈值判定右室压力负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为85%,50%,67.5%。用右室基底段收缩期峰值应变(S)和应变率(SR)参数阈值判定右室容量负荷过重:以-13%为应变阈值判定右室容量负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为75%,80%,77.5%;以-14%为应变阈值判定右室右室容量负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为70%,85%,77.5%。以-1.4(1/s)为应变率阈值判定右室容量负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为85%,50%,67.5%;以-1.6(1/s)为阈值判定右室容量负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为65%,65%,65%。结论:1.正常人左、右室纵向心肌应变(S)和应变率(SR)分布特点是:左室壁纵向心肌应变(S)以基底段最大,且自基底段至心尖段递减;应变率(SR)以基底段最大。右室壁纵向心肌应变(S)以中间段最大,应变率(SR)各节段无明显差异。换言之,正常入左室壁心肌纵向变形能力及变形速度均以基底段最大,右室壁心肌纵向变形能力以中间段最大,而变形速度各节段无明显差异。2.右室压力负荷过重患者,左、右室纵向心肌应变(S)和应变率(SR)各阶段见无显著性差异。与对照组比较,各节段的应变均小于对照组,且多数节段的减小有统计学意义,并以右室中间段的纵向心肌应变降小最明显,其次为左室基底段。右室压力负荷增大后,各节段心肌应变率也较对照组减低,其中左室基底段和中间段,右室壁中间段以及室间隔基底段的应变率减低有统计学意义,并以左室基底段的应变率减低最明显,其次为右室中间段。因此可认为,当右室压力负荷增大时,以右室中间段和左室基底段的应变(S)和应变率(SR)值最有意义。3.右室容量负荷过重患者,左室纵向心肌应变自基底段至心尖段递减。与对照比较,各节段的应变大于对照组,其中左室各节段、右室和室间隔基底段的增高有统计学意义,并以右室基底段心肌应变增大最明显。右心容量负荷增大后,右室壁的基底段和中间段纵向心肌应变率(SR)显著增加。可以认为,当右室容量负荷增大时,右室基底段的应变(S)和应变率(SR)值最有意义。4.相关性分析:右室压力负荷过重时,右室中间段收缩期峰值应变(S)、左室基底段收缩期峰值应变(S)、右室中间段收缩期峰值应变率(SR)的绝对值分别与左房内径呈直线负相关,相关系数分别为:-0.886,-0.879,-0.638(P＜0.01)。右室容量负荷过重时,右室基底段收缩期峰值应变(S)、应变率(SR)的绝对值分别与右室舒张期内径呈直线正相关,相关系数分别为0.697,0.822,(p＜0.05)。5.本研究首次用右室中间段收缩期峰值应变(S)和应变率(SR)参数阈值来判定右室压力负荷过重:以-11%为应变阈值判定右室压力负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为75%,85%,80%;以-12%为应变阈值判定右室压力负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为85%,78%,81.5%。以-0.8(1/s)为应变率阈值判定右室压力负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为70%,85%,77.5%;以-1.0(1/s)为应变率阈值判定右室压力负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为85%,50%,67.5%。6.本研究首次用右室基底段收缩期峰值应变(S)和应变率(SR)参数阈值判定右室容量负荷过重:以-13%为应变阈值判定右室容量负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为75%,80%,77.5%;以-14%为应变阈值判定右室右室容量负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为70%,85%,77.5%。以-1.4(1/s)为应变率阈值判定右室容量负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为85%,50%,67.5%;以-1.6(1/s)为阈值判定右室容量负荷过重时,其敏感性、特异性和准确性分别为65%,65%,65%。