超声心动图新技术评价存活心肌和心室内同步性的临床和实验研究

发布时间：2020-10-14 21:57

　　 第一部分实时心肌声学造影定量评价冠状动脉微循环灌注和存活心肌的实验研究 目的应用潘生丁负荷实时心肌声学造影(MCE)评价慢性缺血猪的心肌微循环灌注和灌注储备，探讨MCE半定量和定量评价方法对病变心肌(缺血或梗死心肌)的诊断价值。以核素心肌灌注一代谢显像和病理检查为金标准，比较潘生丁负荷心肌声学造影、潘生丁负荷超声心动图和心脏磁共振多种技术联合应用对存活心肌的诊断价值。 方法以22只健康小型猪为研究对象，采用开胸在回旋支近端放置Ameroid缩窄环建立慢性心肌缺血的动物模型，分别于制作模型前及术后4～6周行潘生丁负荷实时心肌声学造影和冠脉造影检查。心肌声学造影采用Philips Sonos 7500超声显像仪，S3超声探头，第二代声学造影剂SonoVue，取胸骨旁左室短轴切面，在基础状态和潘生丁负荷状态下进行实时心肌声学造影，造影图像采用半定量计分法和QLab软件的ROI定量分析法进行节段心肌灌注和灌注储备的评价。另外有7只慢性心肌缺血猪进一步进行’’mT℃一甲氧基异丁基异腈(MIBI)心肌灌注显像和18F_脱氧葡萄糖(18F—FDG)心肌代谢显像以及心脏磁共振多技术联合应用扫描(静息MRI电影、延迟增强扫描和潘生丁负荷心肌灌注显像)。实验终点处死动物，进行Trc染色、HE染色、Poley染色和电镜检查。 结果共有15只实验猪成功建立了回旋支慢性缺血模型。 ①半定量MCE分析结果显示，静息状态下的MCE、静息+潘生丁负荷MCE、潘生丁负荷超声心动图以及联合分析静息和潘生丁负荷状态下的心肌灌注和室壁运动对病变心肌的检出率分别为63．3％，78．3％，76．7％和90％。 ②定量MCE分析结果显示静息状态下，正常节段组和缺血节段组的A值、B值和AX B值均显著高于梗死节段组(P均0．05)，缺血节段组的A×B值显著低于正常节段组(P0．05)；潘生丁负荷状态下，正常节段组和缺血节段组的A值、B值、A×B值、B值的储备值和A×B的储备值均显著高于梗死节段组(P均0．05)，而且缺血节段组的A值、B值、AX B值以及B值和A×B的储备值均显著低于正常节段组(P均＜0.01)。 ③比较各项定量指标评价缺血节段的ROC曲线下面积(AUC)，结果显示，静息状态下，A值、β值和A×B值的ROC曲线下面积均在0.7～0.8之间；负荷状态下，A值、B值、AXβ值的ROC曲线下面积均显著增高，尤其以B值、AXβ值为甚，AUC分别为0.924和0.916，与静息状态下的B值、A×β值相比，差别均具有统计学意义(P＜0.01)。 ④以潘生丁负荷超声心动图作为评价节段心肌有无收缩储备的标准。静息状态下，有收缩储备节段组和无收缩储备节段组的各项心肌灌注参数差别均无统计学意义，但在潘生丁负荷状态下，有收缩储备节段组的β值、A×β值及其储备值均显著高于无收缩储备节段组(P＜0.05)。 ⑤以~(99m)Tc—MIBI心肌灌注显像和~(18)F—FDG心肌代谢显像结合病理切片结果作为判定存活心肌的金标准。潘生丁负荷超声心动图、静息+负荷MCE、联合分析静息和负荷状态下的心肌灌注和室壁运动以及MRI多技术联合应用与金标准的诊断一致性检验显示Kappa值分别为0.681，0.770，0.855和0.906。 结论 ①应用实时心肌声学造影结合潘生丁负荷试验联合分析心肌灌注和室壁运动，能提高病变心肌的检出率。 ②应用潘生丁负荷实时心肌声学造影能够定量评价缺血节段的心肌微循环灌注和心肌灌注储备。定量分析负荷状态下的心肌灌注参数能提高诊断缺血节段的准确性。 ③应用实时心肌声学造影结合潘生丁负荷试验有助于识别存活心肌(冬眠心肌)，与核素心肌灌注—代谢显像和病理检测的一致性良好。联合分析静息和负荷状态下的心肌灌注和室壁运动，能提高诊断存活心肌的准确性，优于单独分析心肌灌注或室壁运动。。 总之，实时心肌声学造影结合潘生丁负荷试验通过半定量或定量方法评价节段心肌微循环灌注和灌注储备，能检测缺血心肌，识别存活心肌，具有重要的临床应用价值。 第二部分实时心肌声学造影预测冠心病血管重建术后左室功能恢复及左室重构 目的利用实时心肌声学造影结合多巴酚丁胺负荷试验(简称心肌造影负荷试验)评价冠心病患者的心肌灌注、心肌灌注储备和心肌收缩储备，与血管重建术后6～9个月的左室节段和整体功能情况相对照，旨在探讨：1、该技术对冠心病患者存活心肌(冬眠心肌)的检出率、准确性和安全性。2、实时心肌声学造影的不同分析方法对存活心肌的识别能力。3、实时心肌声学造影对血管重建术后左室重构的预测价值。 方法选取31例冠心病患者，其中男性30例，女性1例，年龄(54.4±10.2)岁。静息超声心动图检查至少有2个相邻节段出现运动异常。采用Philips Sonos7500超声显像仪，S3超声探头。造影剂采用意大利产SonoVue第二代超声造影剂。于血管重建术前进行常规超声心动图和多巴酚丁胺负荷实时心肌声学造影检查。首先在基础状态下采集心尖两腔观、四腔观和左室长轴观的灰阶图像，以供室壁运动评分。随后进行基础状态下的实时心肌声学造影，采集图像供脱机分析。然后以5μg·k~(-1)·min~(-1)为起始速度进行多巴酚丁胺负荷试验，逐步加量至20μg·kg~(-1)·min~(-1)，对负荷状态下的室壁运动进行评分。最后在负荷状态下重复心肌造影。造影图像采用以下三种分析方法：①半定量记分法：1分=造影剂均匀充盈，灌注正常：0.5分=造影剂片状不均匀充盈，灌注轻度减弱；0分=造影剂充盈缺失，灌注明显减弱或无灌注。②参数显像分析法：绿色代表灌注正常；黄色代表灌注轻度减弱，红色代表灌注明显减弱或无灌注。③定量分析法：造影图像采用QLab软件对微泡再充盈曲线进行定量分析，求出收缩活动异常节段在两种状态下的A、β值及其乘积A×β值，并以负荷状态下和基础状态下各测值的比值作为其相应的储备值。血管重建术后6～9月随访常规超声心动图的室壁运动和腔室大小，判断节段功能恢复和左室重构情况。 结果 ①半定量记分法结果显示，术后随访运动改善的节段占总节段的比例在灌注正常组、灌注减弱组和无灌注组中分别占94.6％，45.5％和16.1％(x~2=70.9，P＜0.01、。以灌注评分．0.5分预测术后功能恢复的敏感性和特异性分别为90.7％和51.0％，准确性为71.4％。 ②参数显像结果显示，术后随访运动改善的节段在灌注正常组、灌注轻度减弱组和灌注严重减弱组中分别占98.0％，50.0％和20.3％(．~2=73.1，P＜0.01)。以参数显像A×β示意图呈现绿色或黄色作为标准，预测术后功能恢复的敏感性和特异性分别为84.5％和64.9％，准确性为74.6％。 ③多巴酚丁胺10～201μg·kg~(-1)·min~(-1)负荷试验显示，术后随访运动改善的节段在有收缩储备的节段组和无收缩储备的节段组分别占77.5％和29.2％(．~2=39.360，P＜0.01)。多巴酚丁胺负荷试验预测术后功能恢复的敏感性和特异性分别为70.5％和77.7％，准确性为73.9％。 ④心肌造影负荷试验结果显示，静息状态下，功能恢复节段组的B值和A×β值均显著高于无功能恢复节段组(P均＜0.01)；负荷状态下，功能恢复节段组的各项心肌灌注参数(A，β，A×β及其各储备值)均显著高于无功能恢复节段组(P均＜0.01)。静息状态下，有收缩储备节段组的β值和A×β值均显著高于无收缩储备节段组(P均＜0.01)；负荷状态下，有收缩储备节段组的A，β，A×β及A、A×β的储备值均显著高于无收缩储备节段组(P均＜0.01)。 ⑤比较各项定量指标预测冬眠心肌的ROC曲线下面积，结果显示静息状态下，心肌声学造影定量指标A值、β值和A×β值的ROC曲线下面积在0.57～0.63之间。负荷状态下，A值、β值、A×β值以及各项储备值的ROC曲线下面积均显著增高，与静息状态下的相对应的值相比，差别均具有显著的统计学意义(P均＜0.01)。负荷状态下，β值、A×β值以及β值、A×β值的储备值的ROC曲线下面积分别为0.838，0.829，0.812和0.871，表明定量指标中，A×β的储备值预测冬眠心肌的准确性最高。以负荷β值＞0.39截值预测术后功能恢复的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为73.9％、79.01％、79.3％和73.6％。以A×β的储备值＞1.31为截值预测术后功能恢复的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为85.2％、74.1％、78.1％和82.2％。 ⑥心肌声学造影半定量记分法、参数显像和多巴酚丁胺负荷试验预测存活心肌的ROC曲线下面积差别无统计学意义，而心肌造影负荷试验的β值、A×β值及其储备值的ROC曲线下面积明显高于三种半定量方法，差别具有统计学意义。 ⑦根据声学造影记分指数(CSI)把患者分为A组(CSI≥0.5)和B组(CSI＜0.5)，术后6～9月随访时发现，B组的左室容积较A组明显增大，左室整体收缩功能显著低于A组(P均＜0.05)。术后，A组的LVEDV和LVESV较术前显著缩小，WMSI值显著降低，LVEF值显著增高(P均＜0.01)；而B组的LVEDV却较前明显增大(P＜0.05)，LVESD，WMSI和LVEF均无明显改善。CSI与LVEDV变化值、LVEDV变化率呈明显的负相关(r分别为—0.672和—0.696，P均＜0.001)，而CSI与LVEF的变化值及变化率相关性欠佳。 结论 ①应用心肌造影负荷试验评价心肌灌注、心肌灌注储备和心肌收缩储备有助于预测血管重建术后节段功能的恢复，识别冠心病患者的存活心肌。 ②心肌声学造影的半定量分析法如半定量记分法和参数显像法均有较高的敏感性，但特异性欠佳。参数显像法是一种全新的、快速评价节段心肌灌注的方法，诊断特异性稍高于半定量记分法。定量评价心肌造影负荷试验能提高存活心肌诊断的准确性，该方法预测节段功能恢复的准确性明显高于静息状态下的MCE定量分析法以及半定量分析法。 ③应用声学造影记分指数有助于预测血管重建术后缺血性心肌病患者的左室重构。 总之，应用实时心肌声学造影评价冠心病患者心肌微循环灌注有助于判定心肌存活性及预测左室重构，为临床治疗决策及预后判断提供依据。 第三部分实时三维超声心动图定量评价扩张型心肌病患者心室内同步性的研究 目的探讨实时三维超声心动图(Real-Time Three-Dimensional Echocardiography，RT3DE)定量评价扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy，DCM)患者左室内收缩同步性的临床应用价值；探讨实时三维超声心动图与组织多普勒显像(Tissue Doppler Imaging，TDI)两种不同方法评价左室内收缩同步性的相关性。 方法选取32例扩张型心肌病伴左室功能不全患者和31例正常志愿者为研究对象。采用Philips IE33“心悦”超声诊断仪，使用X3-1矩阵探头，于心尖窗切面通过全容积显像方式采集三维数据库。应用Qlab 4.2(3DQ advanced)软件分析的左室整体时间—容积曲线和17节段时间—容积曲线。该软件自动测量各节段达到收缩期最小容积点的时间(T_(msv))，并计算出左室16节段、12节段(6个中间段加6个基底段)及6个基底段的T_(msv)的标准差和最大时间差，即T_(msv)16-SD，T_(msv)16-Dif，T_(msv)12-SD，T_(msv)12-Dif，T_(msv)6-SD和T_(msv)6-Dif。为了在不同心率的研究对象之间进行比较，软件还自动计算上述不同步指标在一个心动周期中所占的百分比。采用S5-1探头采集心尖四腔观、两腔观和心尖左室长轴观的彩色组织多普勒数据图像，应用Qlab 4.2(SQ)软件测量左室12节段(6个中间段加6个基底段)的等容收缩期达峰时间、收缩期达峰时间及达收缩期最小应变时间(T_i，T_s和T_．)，计算12节段上述指标的标准差(T_i-SD，T_s-SD和T_．-SD)。 结果 ①左室整体时间—容积曲线显示DCM伴左室收缩功能轻度减退组和DCM伴左室收缩功能中重度减退组的LVEDV和LVESV均显著高于正常组，而LVEF值均显著低于正常组(P均＜0.001)。 ②左室17节段时间—容积曲线显示，两DCM组T_(msv)16-SD、T_(msv)12-SD、T_(msv)6-SD、T_(msv)16-dif、T_(msv)12-dif、T_(msv)6-dif及上述指标各占心动周期的百分数均显著大于正常组，差别均具有统计学意义(P≤0.001)。 ③与DCM伴左室收缩功能轻度减退组相比，DCM伴左室收缩功能中重度减退组的T_(msv)16-SD、T_(msv)12-SD、T_(msv)16-Dif和T_(msv)12-Dif均显著增高(T_(msv)16-SD：72.3±30.2ms vs．38.9±22.8ms；T_(msv)12-SD：51.9±41.2ms vs．22.1±16.7ms；T_(msv)16-Dif：301.3±130.0ms vs．154.8±99.3ms；T_(msv)12-Dif：178.6±146.1ms vs．154.8±99.3ms，P均＜0.05)。 ④全容积三维法测量LVEF值与左室17节段时间—容积曲线所计算出的各项收缩不同步指数均呈显著负相关，其中T_(msv)16-SD和T_(msv)16-Dif％与LVEF值的相关性最为密切，相关系数最高，分别为0.773和-0.771。 ⑤所有受检者的全容积三维法测量的LVEF值与二维Simpson法的测值呈高度正相关(r=0.912，Y=0.908X+7.121，P＜0.001)。 ⑥组织多普勒显像测量结果显示，DCM组的下壁及后壁中间段的T_i较正常组显著延长(P均＜0.05)；DCM组的12节段的T_s均较正常组显著延长(P均＜0.05)；同时，DCM组的前壁及前间隔和侧壁基底段的T_．亦较正常组显著延长(P均＜0.05)。 ⑦DCM组各项TDI不同步指标均显著高于正常组(T_i-SD：16.3±9.1 ms vs．6.2±2.3ms：T_s-SD：36.9±27.5 ms vs．17.6±10.2ms；T_．-SD：66.8±37.7 ms Vs．30.5±14.8ms，P均＜0.01)。 ⑧T_(msv)16-SD与TDI测量的T_i-SD、T_s-SD和T_．-SD呈中度相关，相关系数分别为0.709，0.567及0.598(P均＜0.01)；T_(msv)12-SD与TDI测量的T_i-SD、T_s-SD和T_．-SD亦呈中度相关，相关系数分别为0.681，0.414及0.559(P均＜0.01)。 结论 ①实时三维超声心动图显示，扩张型心肌病患者较普遍存在心室内不同步的现象。 ②机械不同步的程度随着左室收缩功能的恶化而加剧。 ③实时三维超声心动图测量的不同步指数和目前评价收缩不同步的常用方法组织多普勒显像的测值呈中度相关。 ④实时三维超声心动图能在同—心动周期同时比较左室任意两个节段及乃至所有节段的同步性，并且提供准确的整体心功能的信息，为评价心室内的不同步提供了简便、直观、无创性的新方法。
【学位单位】：复旦大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2007
【中图分类】：R540.45
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一部分 实时心肌声学造影定量评价冠状动脉微循环灌注和存活心肌的实验研究
    前言
    材料与方法
    结果
    讨论
    结论
    参考文献
第二部分 实时心肌声学造影预测冠心病血管重建术后左室功能恢复及左室重构
    前言
    材料与方法
    结果
    讨论
    结论
    参考文献
第三部分 实时三维超声心动图定量评价扩张型心肌病患者心室内同步性的研究
    前言
    材料与方法
    结果
    讨论
    结论
    参考文献
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本文编号：2841247