彩色室壁运动分析技术定量评价心肌梗塞患者局部收缩功能
作者：刘丽文 钱蕴秋 张军 周晓东 李军 朱永胜 田新桥
单位：710032 西安市第四军医大学西京医院超声科
关键词：彩色室壁运动分析技术；心肌梗塞；局部收缩功能
中国超声医学杂志991004 摘 要 目的：探讨彩色室壁运动分析技术对心肌梗塞患者节段性室壁运动异常的诊断价值。方法：用彩色室壁运动分析技术对28例心肌梗塞患者和30例正常人进行定量对比分析。结果：心肌梗塞组与正常对照组室壁运动幅度存在显著性差异(P<0.001)，心肌梗塞组病变节段彩色位移消失或明显减弱，易与正常节段鉴别。并可实时显示室壁位移及位移的时相。图像显示直观，判断结果迅速。结论：彩色室壁运动分析技术可作为定量评价室壁运动状态的指标之一，为临床医生提供更详尽的信息。
Quantitative Evaluation of Regional Left Ventricular Systolic Function with Color Kinesis in Myocardial Infarction
, 百拇医药
Liu Liwen,Qian Yunqiu,Zhang Jun,et al
Xijing Hospital,Fourth Military Medical University,Xi'an 710032
ABSTRACT Objective:To investigate the clinical value of color kinesis in detecting segmental wall motion abnormalities of infarcted region.Methods and materials：Ventricular wall motions of 28 patients with myocardial infarction and 30 normal subjects ventricular wall motion were examined using color kinesis.Results:Significant detfference of systolic wall motion amplititude between the two groups was found(P<0.001).Color kinesis showed the amplititude of wall motion of infarcted segments decreased signifant compared with that of normal ones.Color kinesis could demonstrate the progress of the systolic wall motion and the phase changes of the regional motion with real time imaging.Imaging can be easily understood and quick results can be got by using color kinesis.Conclusion:Color kinesis can be regarded as one of the sensitively and accurately quantitative method to assess the regional wall motion abnorrmalities.
, 百拇医药
KEY WORDS Color kinesis Myocardial infarction Regional systolic function
彩色室壁运动(Color Kinesis,CK)分析技术是基于声学定量原理，由计算机自动分析和对比来自组织和血液的不同回声强度的界面，以彩色编码实时连续显示心动周期中室壁运动幅度的一种新型超声技术〔1，2〕。本文应用CK技术定量评价正常人和心肌梗塞患者室壁运动状况，以探讨其对心肌梗塞患者局部收缩功能的诊断价值。
资料与方法
1.研究对象：心肌梗塞组28例其中陈旧性心肌梗塞25例，急性心肌梗塞3例，均经心电图、二维超声心动图及临床确诊的住院患者。其中5例经冠脉造影确诊，LAD 3例，RCA1例，LCX伴LAD1例。梗塞部位累及前间壁9例，后下壁12例，后下壁伴前间壁3例，侧壁和侧壁伴前壁4例。男21例，女7例，年龄39～73岁，平均58岁，心率71.80±13.16次，收缩压16.12±2.18KPa，舒张压10.21±1.46KPa。
, 百拇医药
正常对照组30例，男21例，女9例，无心脏病史，心电图、胸片和超声心动图检查均正常，年龄(36～71岁，平均54岁)、血压、心率与心肌梗塞组无差异。
2.仪器与方法：采用HP SONOS 5500型超声仪，该机附有彩色室壁运动技术联机分析软件，选用S4探头频率2～4MHz，频率融合方式选择F3。2DE检查，调节总增益、时间增益补偿及侧方增益补偿，使心内膜最佳显示，按胸骨旁左室短轴、心尖四腔、两腔及心尖左室长轴切面的顺序扫查，各切面先获取2DE图像，调至图像心内膜清晰，再启动CK功能，显示收缩期CK图像，以同步记录的心电图定义收缩期，R波顶点为舒张末期，T波终点为收缩末期，全过程录像记录供分析。
将左室室壁共分22个节段，于左室短轴二尖瓣水平、高位乳头肌水平及低位乳头肌水平，每个切面各分前壁、侧壁、后壁、下壁、后间隔及前间隔的室壁运动幅度；心尖部短轴切面检测前壁、侧壁、后壁及间隔的室壁运动幅度〔3〕。
, 百拇医药
测值以
±s来表示，组间比较用两样本t检验，以P<0.05为差异有明显意义。
结 果
1.正常对照组CK显示出整个收缩期室壁运动的不同色彩变化，收缩起始自橙→黄→绿→青→蓝的顺序进行色阶变换，至收缩末期所有彩阶均叠加于最后一帧图像中，30例正常对照组，共分析660个室壁节段，彩阶带宽度均匀，色彩显示完整、连续(图1)。
图1 正常人乳头肌水平短轴切面CK图像
2.28例心肌梗塞患者共分析616个室壁节段，共检出运动异常节段204个。其中室壁运动消失或明显减弱节段113个，CK显示收缩期该节段仅呈现红色或在红色起点线内缘仅显示单一彩阶颜色，多为土黄色(图2)，结合二维超声心动图等检查这些节段为心肌梗塞节段；梗塞区周边运动减弱节段92个，CK显示收缩期该节段各彩阶均匀变薄或部分彩阶颜色缺失(图3)，这些节段诊断为心肌缺血节段。心肌梗塞组与正常对照组室壁运动幅度对比及病变节段室壁分布情况见表1。正常组室壁运动平均位移为8.91±1.32mm，心肌梗塞节段平均位移为1.05±0.75mm,两者之间存在显著性差异(P<0.001)；梗塞区周边心肌缺血节段平均位移为3.61±1.27mm，与正常组之间存在显著性差异(P<0.01)。
, 百拇医药
图2 乳头肌水平短轴切面：室壁运动消失(箭头所示)
图3 乳头肌水平短轴切面：室壁运动减弱(箭头所示)
表1 心肌梗塞病变节段室壁运动幅度与正常组比较(mm) 室壁运动
ANT
LAT
PW
INF
POST-SEP
ANT-SEP
, 百拇医药
Mean
不运动节段
1.09±0.68**
1.27±0.75**
0.94±0.81**
1.14±0.63**
0.87±0.76**
1.01±0.87**
1.05±0.75**
(n＝113)
, 百拇医药
n＝25
n＝7
n＝21
n＝26
n＝19
n＝15
运动减弱节段
3.51±1.47*
3.76±1.33*
3.55±1.46*
3.61±1.29*
, 百拇医药
3.20±1.09*
4.01±0.96*
3.61±1.27*
(n＝91)
n＝22
n＝5
n＝24
n＝11
n＝9
n＝20
正常组
8.84±1.22
, 百拇医药
9.28±1.16
9.92±1.49
9.84±1.3
8.14±1.39
7.71±1.34
8.91±1.32
(n＝660)
n＝120
n＝120
n＝120
n＝90
n＝90
, http://www.100md.com
n＝120
注(1)：ANT为前壁，LAT为侧壁，PW为后壁，INT为下壁；POST-SEP为后间隔，ANT-SEP为前间隔。
(2)：*为与正常组对比P<0.01，**为与正常组对比P<0.001。
3.心肌梗塞组的节段异常可发生在收缩期的任何时相，以收缩晚期或中晚期运动消失为多见，合计16例，占心肌梗塞患者59%，表现为蓝色或绿色伴蓝色色带变薄或消失；6例收缩早期运动减弱或消失，表现为黄色色带变薄或消失；3例收缩全过程中不同时相室壁运动均有降低，表现为各色带均变薄；2例室壁运动消失，收缩期仅呈现红色；1例收缩期色带呈红色且向外膨出，则室壁呈矛盾运动，定量测值为负值。
讨 论
早在1935年Tennat等实验研究证明冠状动脉血流阻断数秒钟后立即出现供血区室壁运动异常，室壁运动异常成为心肌缺血或心肌梗塞的特征性改变。目前，临床应用超声心动图二维、M型评价室壁运动异常，并利用目测法和幅度测量法相结合对室壁运动异常进行分析〔4〕。这两种方法对超声专业人员技术要求较高，初学者很难短期内掌握，在测量运动幅度时需将图像停帧后分别勾画收缩末期和舒张末期心内膜边缘，相对时间消耗较多。
, 百拇医药
CK技术是在“自动边缘检出”技术基础上的延伸，能够客观地分析心内膜移动的轨迹，为室壁运动的定量分析开辟了新途径。目前，尚无其它技术对局部收缩功能及其相互关系以及各时间段对收缩功能的贡献做出如此完整的检测。CK技术基于从整体的散射数据中将样品分类为血液或组织的原理，在收缩期中，组织-血液界面由外向内运动，对于每一帧，只用一种彩色来标识出与前面一帧不同的样品，在图像上一帧帧将彩色积累起来，最终形成贯穿整个收缩期的多层彩带〔5〕。在这种图像显示中，同一色彩表现收缩期同一时间心内膜位移，其宽度则代表该时间中心内膜的运动幅度。因此，CK技术不仅反映了室壁运动的空间幅度，而且反映了其时相变化，这种从空间和时间两个方面定量分析室壁运动的能力是CK技术的重要优点。CK图像显示较传统二维、M型直观，测量简单易行，并可全方位对左室各室壁进行定量分析。而且在收缩过程中，如果室壁运动出现矛盾运动，此节段将以独特的红色加以表示，很容易与正常的室壁节段区别开来。
本研究表明，心肌梗塞患者病变节段室壁运动有其特征，定量测量心肌梗塞患者梗塞节段和周边心肌缺血节段的室壁运动幅度，均比正常节段明显减低，使心肌梗塞病变节段易于从正常节段分辨出来。而且CK技术弥补了常规二维分析方法中无法发现各时相室壁运动障碍的缺陷，本文显示，节段性室壁运动异常可发生在收缩期的任何时相，以收缩晚期或中晚期运动消失最多见，表现为蓝色或绿色伴蓝色消失，提示室壁平均收缩时间比正常节段缩短〔1,6〕。
, 百拇医药
CK技术在评价室壁运动方面，与二维超声及M型相比较具有以下优点：1.图像显示直观，可实时连续显示室壁运动，易于目测，立即作出定性判断，便于非心脏超声专业人员的理解与观察；2.可全方位定量评价，测量较简便、准确；3.具有同时从空间和时间两方面定量分析室壁运动的能力。这些优点为临床冠心病的诊断、负荷超声心动图的评价以及PTCA术前、术后心肌存活性的判断提供了可视性依据。
在研究中我们发现CK图像质量仍受二维图像质量、仪器增益以及患者透声条件等影响，这些限制性尚有待于今后的研究加以克服。
综上所述，本研究结果揭示了心肌梗塞患者的室壁运动特征，相信，CK将以其自身优点为临床定量客观评价左室收缩功能提供新的信息。
参考文献
1 Lang RM,Vigon P,Weinert L,et al.Echocadiographic quantitication of regional left ventricular wall motion with color kinesis.Circulation.1996;93:1877
, 百拇医药
2 Steven L Schwartz,Qi-Ling Cao,Mani A Vannan,et al.Automatic backscatter analysis of regional left ventricular systolic function using color kinesis.Am J Cardiol,1996;77(15):1345～1350
3 刘伊丽，刘秀杰。现代冠心病影像诊断学.第1版，人民军医出版社，1998；72～73
4 钱蕴秋.冠心病超声心动图诊断现状及评价.中国超声医学杂志，1995，11：599～600
5 彩色Kinesis工作原理.惠普医疗.1995，2：33
6 Vitarelli,Detection of left ventricalar systolic and diastolic abnormlities in patients with coronary artery disease by color kinesis.Clin-Cardiol.1997,20(11):927～933
(1999-03-30收稿), http://www.100md.com
单位：710032 西安市第四军医大学西京医院超声科
关键词：彩色室壁运动分析技术；心肌梗塞；局部收缩功能
中国超声医学杂志991004 摘 要 目的：探讨彩色室壁运动分析技术对心肌梗塞患者节段性室壁运动异常的诊断价值。方法：用彩色室壁运动分析技术对28例心肌梗塞患者和30例正常人进行定量对比分析。结果：心肌梗塞组与正常对照组室壁运动幅度存在显著性差异(P<0.001)，心肌梗塞组病变节段彩色位移消失或明显减弱，易与正常节段鉴别。并可实时显示室壁位移及位移的时相。图像显示直观，判断结果迅速。结论：彩色室壁运动分析技术可作为定量评价室壁运动状态的指标之一，为临床医生提供更详尽的信息。
Quantitative Evaluation of Regional Left Ventricular Systolic Function with Color Kinesis in Myocardial Infarction
, 百拇医药
Liu Liwen,Qian Yunqiu,Zhang Jun,et al
Xijing Hospital,Fourth Military Medical University,Xi'an 710032
ABSTRACT Objective:To investigate the clinical value of color kinesis in detecting segmental wall motion abnormalities of infarcted region.Methods and materials：Ventricular wall motions of 28 patients with myocardial infarction and 30 normal subjects ventricular wall motion were examined using color kinesis.Results:Significant detfference of systolic wall motion amplititude between the two groups was found(P<0.001).Color kinesis showed the amplititude of wall motion of infarcted segments decreased signifant compared with that of normal ones.Color kinesis could demonstrate the progress of the systolic wall motion and the phase changes of the regional motion with real time imaging.Imaging can be easily understood and quick results can be got by using color kinesis.Conclusion:Color kinesis can be regarded as one of the sensitively and accurately quantitative method to assess the regional wall motion abnorrmalities.
, 百拇医药
KEY WORDS Color kinesis Myocardial infarction Regional systolic function
彩色室壁运动(Color Kinesis,CK)分析技术是基于声学定量原理，由计算机自动分析和对比来自组织和血液的不同回声强度的界面，以彩色编码实时连续显示心动周期中室壁运动幅度的一种新型超声技术〔1，2〕。本文应用CK技术定量评价正常人和心肌梗塞患者室壁运动状况，以探讨其对心肌梗塞患者局部收缩功能的诊断价值。
资料与方法
1.研究对象：心肌梗塞组28例其中陈旧性心肌梗塞25例，急性心肌梗塞3例，均经心电图、二维超声心动图及临床确诊的住院患者。其中5例经冠脉造影确诊，LAD 3例，RCA1例，LCX伴LAD1例。梗塞部位累及前间壁9例，后下壁12例，后下壁伴前间壁3例，侧壁和侧壁伴前壁4例。男21例，女7例，年龄39～73岁，平均58岁，心率71.80±13.16次，收缩压16.12±2.18KPa，舒张压10.21±1.46KPa。
, 百拇医药
正常对照组30例，男21例，女9例，无心脏病史，心电图、胸片和超声心动图检查均正常，年龄(36～71岁，平均54岁)、血压、心率与心肌梗塞组无差异。
2.仪器与方法：采用HP SONOS 5500型超声仪，该机附有彩色室壁运动技术联机分析软件，选用S4探头频率2～4MHz，频率融合方式选择F3。2DE检查，调节总增益、时间增益补偿及侧方增益补偿，使心内膜最佳显示，按胸骨旁左室短轴、心尖四腔、两腔及心尖左室长轴切面的顺序扫查，各切面先获取2DE图像，调至图像心内膜清晰，再启动CK功能，显示收缩期CK图像，以同步记录的心电图定义收缩期，R波顶点为舒张末期，T波终点为收缩末期，全过程录像记录供分析。
将左室室壁共分22个节段，于左室短轴二尖瓣水平、高位乳头肌水平及低位乳头肌水平，每个切面各分前壁、侧壁、后壁、下壁、后间隔及前间隔的室壁运动幅度；心尖部短轴切面检测前壁、侧壁、后壁及间隔的室壁运动幅度〔3〕。
, 百拇医药
测值以
±s来表示，组间比较用两样本t检验，以P<0.05为差异有明显意义。结 果
1.正常对照组CK显示出整个收缩期室壁运动的不同色彩变化，收缩起始自橙→黄→绿→青→蓝的顺序进行色阶变换，至收缩末期所有彩阶均叠加于最后一帧图像中，30例正常对照组，共分析660个室壁节段，彩阶带宽度均匀，色彩显示完整、连续(图1)。
图1 正常人乳头肌水平短轴切面CK图像
2.28例心肌梗塞患者共分析616个室壁节段，共检出运动异常节段204个。其中室壁运动消失或明显减弱节段113个，CK显示收缩期该节段仅呈现红色或在红色起点线内缘仅显示单一彩阶颜色，多为土黄色(图2)，结合二维超声心动图等检查这些节段为心肌梗塞节段；梗塞区周边运动减弱节段92个，CK显示收缩期该节段各彩阶均匀变薄或部分彩阶颜色缺失(图3)，这些节段诊断为心肌缺血节段。心肌梗塞组与正常对照组室壁运动幅度对比及病变节段室壁分布情况见表1。正常组室壁运动平均位移为8.91±1.32mm，心肌梗塞节段平均位移为1.05±0.75mm,两者之间存在显著性差异(P<0.001)；梗塞区周边心肌缺血节段平均位移为3.61±1.27mm，与正常组之间存在显著性差异(P<0.01)。
, 百拇医药
图2 乳头肌水平短轴切面：室壁运动消失(箭头所示)
图3 乳头肌水平短轴切面：室壁运动减弱(箭头所示)
表1 心肌梗塞病变节段室壁运动幅度与正常组比较(mm) 室壁运动
ANT
LAT
PW
INF
POST-SEP
ANT-SEP
, 百拇医药
Mean
不运动节段
1.09±0.68**
1.27±0.75**
0.94±0.81**
1.14±0.63**
0.87±0.76**
1.01±0.87**
1.05±0.75**
(n＝113)
, 百拇医药
n＝25
n＝7
n＝21
n＝26
n＝19
n＝15
运动减弱节段
3.51±1.47*
3.76±1.33*
3.55±1.46*
3.61±1.29*
, 百拇医药
3.20±1.09*
4.01±0.96*
3.61±1.27*
(n＝91)
n＝22
n＝5
n＝24
n＝11
n＝9
n＝20
正常组
8.84±1.22
, 百拇医药
9.28±1.16
9.92±1.49
9.84±1.3
8.14±1.39
7.71±1.34
8.91±1.32
(n＝660)
n＝120
n＝120
n＝120
n＝90
n＝90
, http://www.100md.com
n＝120
注(1)：ANT为前壁，LAT为侧壁，PW为后壁，INT为下壁；POST-SEP为后间隔，ANT-SEP为前间隔。
(2)：*为与正常组对比P<0.01，**为与正常组对比P<0.001。
3.心肌梗塞组的节段异常可发生在收缩期的任何时相，以收缩晚期或中晚期运动消失为多见，合计16例，占心肌梗塞患者59%，表现为蓝色或绿色伴蓝色色带变薄或消失；6例收缩早期运动减弱或消失，表现为黄色色带变薄或消失；3例收缩全过程中不同时相室壁运动均有降低，表现为各色带均变薄；2例室壁运动消失，收缩期仅呈现红色；1例收缩期色带呈红色且向外膨出，则室壁呈矛盾运动，定量测值为负值。
讨 论
早在1935年Tennat等实验研究证明冠状动脉血流阻断数秒钟后立即出现供血区室壁运动异常，室壁运动异常成为心肌缺血或心肌梗塞的特征性改变。目前，临床应用超声心动图二维、M型评价室壁运动异常，并利用目测法和幅度测量法相结合对室壁运动异常进行分析〔4〕。这两种方法对超声专业人员技术要求较高，初学者很难短期内掌握，在测量运动幅度时需将图像停帧后分别勾画收缩末期和舒张末期心内膜边缘，相对时间消耗较多。
, 百拇医药
CK技术是在“自动边缘检出”技术基础上的延伸，能够客观地分析心内膜移动的轨迹，为室壁运动的定量分析开辟了新途径。目前，尚无其它技术对局部收缩功能及其相互关系以及各时间段对收缩功能的贡献做出如此完整的检测。CK技术基于从整体的散射数据中将样品分类为血液或组织的原理，在收缩期中，组织-血液界面由外向内运动，对于每一帧，只用一种彩色来标识出与前面一帧不同的样品，在图像上一帧帧将彩色积累起来，最终形成贯穿整个收缩期的多层彩带〔5〕。在这种图像显示中，同一色彩表现收缩期同一时间心内膜位移，其宽度则代表该时间中心内膜的运动幅度。因此，CK技术不仅反映了室壁运动的空间幅度，而且反映了其时相变化，这种从空间和时间两个方面定量分析室壁运动的能力是CK技术的重要优点。CK图像显示较传统二维、M型直观，测量简单易行，并可全方位对左室各室壁进行定量分析。而且在收缩过程中，如果室壁运动出现矛盾运动，此节段将以独特的红色加以表示，很容易与正常的室壁节段区别开来。
本研究表明，心肌梗塞患者病变节段室壁运动有其特征，定量测量心肌梗塞患者梗塞节段和周边心肌缺血节段的室壁运动幅度，均比正常节段明显减低，使心肌梗塞病变节段易于从正常节段分辨出来。而且CK技术弥补了常规二维分析方法中无法发现各时相室壁运动障碍的缺陷，本文显示，节段性室壁运动异常可发生在收缩期的任何时相，以收缩晚期或中晚期运动消失最多见，表现为蓝色或绿色伴蓝色消失，提示室壁平均收缩时间比正常节段缩短〔1,6〕。
, 百拇医药
CK技术在评价室壁运动方面，与二维超声及M型相比较具有以下优点：1.图像显示直观，可实时连续显示室壁运动，易于目测，立即作出定性判断，便于非心脏超声专业人员的理解与观察；2.可全方位定量评价，测量较简便、准确；3.具有同时从空间和时间两方面定量分析室壁运动的能力。这些优点为临床冠心病的诊断、负荷超声心动图的评价以及PTCA术前、术后心肌存活性的判断提供了可视性依据。
在研究中我们发现CK图像质量仍受二维图像质量、仪器增益以及患者透声条件等影响，这些限制性尚有待于今后的研究加以克服。
综上所述，本研究结果揭示了心肌梗塞患者的室壁运动特征，相信，CK将以其自身优点为临床定量客观评价左室收缩功能提供新的信息。
参考文献
1 Lang RM,Vigon P,Weinert L,et al.Echocadiographic quantitication of regional left ventricular wall motion with color kinesis.Circulation.1996;93:1877
, 百拇医药
2 Steven L Schwartz,Qi-Ling Cao,Mani A Vannan,et al.Automatic backscatter analysis of regional left ventricular systolic function using color kinesis.Am J Cardiol,1996;77(15):1345～1350
3 刘伊丽，刘秀杰。现代冠心病影像诊断学.第1版，人民军医出版社，1998；72～73
4 钱蕴秋.冠心病超声心动图诊断现状及评价.中国超声医学杂志，1995，11：599～600
5 彩色Kinesis工作原理.惠普医疗.1995，2：33
6 Vitarelli,Detection of left ventricalar systolic and diastolic abnormlities in patients with coronary artery disease by color kinesis.Clin-Cardiol.1997,20(11):927～933
(1999-03-30收稿), http://www.100md.com