背向散射积分周期变异跨壁差诊断心肌缺血
作者：陈宇翔 钱蕴秋 周晓东 张军 李军
单位：陈宇翔(解放军第二零二医院特诊科，沈阳110003)；钱蕴秋 周晓东 张军 李军(710032 西安，第四军医大学附属西京医院超声科)
关键词：背向散射积分；心肌缺血
中华超声影像学杂志000715
【摘要】 目的 探讨背向散射积分周期变异跨壁差诊断心肌缺血的价值。方法 应用背向散射积分联机分析观测27只犬不同程度缺血心肌模型的心内膜下和心外膜下心肌背向散射积分(IBS)和背向散射积分周期变异(CVIB)。结果 基础状态下，心内膜下心肌IBS小于心外膜下心肌的IBS，而CVIB明显大于心外膜下心肌CVIB，心肌缺血时这种跨壁差消失或逆转。以CVIB跨壁差≤0做为诊断心肌缺血的标准，对不同程度缺血心肌的诊断符合率为78%～100%。结论 心肌缺血时CVIB跨壁差消失或逆转,CVIB跨壁差≤0可做为有潜在价值的诊断心肌缺血的新指标。
, 百拇医药
Transmural gradient of cyclic variation of integrated backscatter of ischemia myocardium
CHEN Yuxiang，QIAN Yunqiu，ZHOU Xiaodong et al.
(Department of Ultrasonography,Xijing Hospital,the Fouth Military Medical University,Xi'an 710032,China)
【Abstract】 Objective To identify ischemia myocaidium using the transmural gradient of cyclic variation of integrated backscatter (CVIB).Methods Integrated backscatter (IBS) online analysis was carried in the endocardial and epicardial halves of ischemic myocardial wall in 27 anesthetized open-chest dogs.Results IBS was lower and CVIB was higher in subendocardial myocardium than in subepicardial in normal myocardium.But the transmural grdient of CVIB disappeared or was reversed in ischemic myocardium. Using CVIB transmural gradient ≤0 as a diagnosis criterion of ischemic myocardium.The positive rate of diagnosis was 78%～100% depending on ischemic extent.Conclusions The transmural grdient of CVIB disappearred or became reversed in ischemic myocardium.CVIB transmural gradient ≤0 may be a potential criterion in the diagnosis of ischemic myocardium.
, 百拇医药
【Key words】 Integrated backscatter；Myocardial ischemia
本研究应用背向散射积分联机分析观测基础状态和不同程度缺血心肌的背向散射积分周期变异跨壁差，探讨背向散射积分周期变异跨壁差做为诊断心肌缺血指标的价值。
材料与方法
一、实验动物分组及心肌缺血模型制作
杂种犬27只，体重17～32 kg，随机分为3组。麻醉后开胸，分离冠状动脉左旋支起始段，将流量计探头和血管缩窄器放置动脉上，调节缩窄器制成不同程度缺血心肌模型。①梗死心肌组：阻断冠脉血流180 min。②重度缺血心肌组;冠脉流量减少70%～80%,60 min;③轻度缺血：冠脉流量减少约40%,60 min。
二、仪器和方法
, 百拇医药
HP Sonos 2500LE 型超声诊断仪，5.0 MHz相控阵探头；电磁流量计；动脉缩窄器。
机器设置调节至背向散射积分采样分析状态，总增益为70，关闭侧向增益补偿，调节时间增益补偿使后壁心肌回声适中，各项设置调节后整个实验期间保持不变。调节取样容积形状，使之与所观察心肌区域一致并避开心内膜和心外膜回声的干扰。检测部位：左室后壁中部心肌(左旋支供血区域)，同部位心内膜下心肌和心外膜下心肌。检测指标：舒张末期背向散射积分(integrated Backscatter,IBS)；背向散射积分周期变异(cyclic variation of integrated backscatter,CVIB)=舒张末期背向散射积分-收缩末期背向散射积分。
IBS跨壁差=心内膜下心肌IBS-心外膜下心肌IBS
CVIB跨壁差=心内膜下心肌CVIB-心外膜下心肌CVIB
, 百拇医药
三、数据统计
每一参数的测值取3次测量的平均值。数据以均数±标准差表示。组内不同时间点数据比较用配对资料t检验，组间数据比较用两组数据资料均数t检验，数据统计用微软Excel 97统计分析软件进行。
结果
27只实验犬中4只因室颤死亡、麻醉意外等因素而剔除实验,共23只犬完成全部实验，其中轻度缺血组9只，重度缺血组8只，梗死组6只。
正常基础状态下，心内膜下心肌的IBS明显低于心外膜下心肌，而其CVIB明显高于心外膜下心肌。轻度缺血后这种差异消失，主要表现为心内膜下心肌IBS增高和CVIB减低。重度缺血心肌的IBS跨壁差消失，CVIB跨壁差存在，但成负值，表现为心内膜下心肌的CVIB明显低于心外膜下心肌。梗死心肌的IBS和CVIB跨壁差均消失，表现为心内膜下和心外膜下心肌的IBS均明显增高,CVIB均明显减低，近于零(表1，2)。以IBS跨壁差≥0,CVIB跨壁差≤0做为诊断心肌缺血的标准，轻度缺血组的诊断符合率分别为56%和78%,重度缺血组的诊断符合率分别为62%和100%,梗死组的诊断符合率分别为67%和100%。
, 百拇医药
表1 不同程度缺血心肌IBS及IBS跨壁差(dB,
±s) 指标
基础状态
(n=27)
轻度缺血
(n=9)
重度缺血
(n=8)
梗死心肌
(n=6)
心内膜下
心肌IBS
, 百拇医药
14.9 ±4.5
17.9 ±4.1
18.9 ±6.2
20.6 ±3.9
心外膜下心肌IBS
16.3 ±4.2* *
17.2 ±3.5
18.6 ±6.1
20.3 ±3.3
IBS跨壁差
-1.59±3.4
, 百拇医药
0.73±2.6
0.42±1.0
0.29±0.9
注：与心内膜下心肌相比,**P<0.01表2 不同程度缺血心肌CVIB及
CVIB跨壁差(dB,±s) 指标
基础状态
(n=27)
轻度缺血
(n=9)
重度缺血
, http://www.100md.com
(n=8)
梗死心肌
(n=6)
心内膜下
心肌CVIB
5.8±2.1
3.4±2.6
0.9±2.3
-0.6±2.1
心外膜下
心肌CVIB
5.0±2.0* *
, 百拇医药
3.9±2.7
2.2±2.4
-0.3±2.1
CVIB跨壁差
0.9±1.6
-0.5±1.5
-1.3±1.6
-0.3±2.3
注：与心内膜下心肌相比,*P<0.05,**P<0.01
讨论
研究表明心肌缺血时IBS增高，CVIB减低。但IBS检测受仪器调节、扫描深度和患者个体差异的影响，IBS测值需进行标化，其临床应用受到一定程度的限制[1-3]。
, http://www.100md.com
在生理基础状态下，心内膜下心肌和心外膜下心肌的血流灌注和收缩状态不同，心内膜下心肌血供丰富，静息状态下室壁的收缩期增厚主要由心内膜下心肌完成[4，5]。但同时心内膜下心肌对缺氧的耐受力差，心肌缺血首先影响心内膜下心肌。应用IBS联机分析能够检测到这种跨壁变化。心肌缺血时，缺血心肌的IBS增高，CVIB减低，将使正常的跨壁变化发生改变。
Natio等报告，IBS跨壁差可用于鉴别高血压所致的心肌肥厚和肥厚型心肌病，识别非透壁心肌梗死，但他们认为正常情况下心肌IBS没有跨壁差[6，7]。本研究结果显示，正常基础状态下，活体心肌的IBS和CVIB存在跨壁差，心内膜下心肌的IBS小于心外膜下心肌，而CVIB明显大于心外膜下心肌,心肌缺血时这种跨壁差消失或逆转,其原因考虑与心肌的生理特性有关。轻度缺血时，心内膜下心肌首先受累，IBS增高，CVIB轻度减低,而心外膜下心肌基本未受影响，因此跨壁差消失。重度缺血时，心内外膜下心肌均受累，但心内膜下心肌受累较重，使得其CVIB明显低于心外膜下心肌。心肌梗死时，心内外膜下心肌均坏死，IBS均增高，CVIB均消失。以IBS跨壁差≥0,CVIB跨壁差≤0做为诊断心肌缺血的标准，CVIB跨壁差≤0对各种程度的心肌缺血均有比较高的诊断符合率，而IBS跨壁差的诊断符合率较低。
, 百拇医药
本研究的心肌缺血程度判定是根据电磁流量计测量的冠脉血流量的减低比例，没有同步造影测量冠脉直径狭窄率。一般认为当直径狭窄50%以上时才出现血流量减少，狭窄75%以上时才出现显著的血流量减低，推测本研究的轻度和重度缺血相当于Ⅲ级和Ⅳ级冠脉狭窄。
正常状态下心内膜下心肌的IBS小于心外膜下心肌，而CVIB明显大于心外膜下心肌。心肌缺血时这种跨壁差发生特征性改变。以CVIB跨壁差≤0做为诊断心肌缺血的标准对各种程度的心肌缺血有较高的符合率，对冠心病诊断有重要意义。本研究为动物实验，各缺血组例数较少，所提出的诊断标准有待大样本和临床病例的检验,其临床价值有待临床进一步研究。
参 考 文 献
1，Vered Z,Mohr GA, Gessler CJ,et al.Ultrasound integrated backscatter tissue characterization of remote myocardial infarction in human subjects.J Am Coll Cardiol,1989,13:84-91.
, http://www.100md.com
2，Lange A, Moran CM,Palka P ,et al. The variation of integrated bsckscatter in human hearts in differing ultrasonic transthoracic views.J Am Soc Echocardiogr,1995,8:830-838.
3，陈宇翔,钱蕴秋,周晓东,等.轻度缺血心肌的超声背向散射特征.中国超声医学杂志,1998,14:1-3.
4，李广生,王凡,主编.心肌病理学.上海：上海科技出版社,1985.35-50.
5，Myers JH,Stirling MC, Choy M, et al .Direct measurement of inner and outer wall thickening dynamics with epicardial echocardiography. Circulation,1986,74:164-172.
, 百拇医药
6，Natio J,Masuyama T,Tanouchi J, et al. Analysis of transmural trend of myocardial integrated ultrasound backscatter for differentiation of hypertrophic cardiomyopathy and ventricular hypertrophy due to hypertension .J Am Coll Cardiol,1994,24:517-524.
7，Natio J,Masuyama T, Mano T,et al. Analysis of transmural trend of myocardial integrated ultrasonic backscatter in patients with old myocardial infarction.Ultrasound Med Bio,1996,22:807-817.
(收稿日期:1999-09-27), 百拇医药
单位：陈宇翔(解放军第二零二医院特诊科，沈阳110003)；钱蕴秋 周晓东 张军 李军(710032 西安，第四军医大学附属西京医院超声科)
关键词：背向散射积分；心肌缺血
中华超声影像学杂志000715
【摘要】 目的 探讨背向散射积分周期变异跨壁差诊断心肌缺血的价值。方法 应用背向散射积分联机分析观测27只犬不同程度缺血心肌模型的心内膜下和心外膜下心肌背向散射积分(IBS)和背向散射积分周期变异(CVIB)。结果 基础状态下，心内膜下心肌IBS小于心外膜下心肌的IBS，而CVIB明显大于心外膜下心肌CVIB，心肌缺血时这种跨壁差消失或逆转。以CVIB跨壁差≤0做为诊断心肌缺血的标准，对不同程度缺血心肌的诊断符合率为78%～100%。结论 心肌缺血时CVIB跨壁差消失或逆转,CVIB跨壁差≤0可做为有潜在价值的诊断心肌缺血的新指标。
, 百拇医药
Transmural gradient of cyclic variation of integrated backscatter of ischemia myocardium
CHEN Yuxiang，QIAN Yunqiu，ZHOU Xiaodong et al.
(Department of Ultrasonography,Xijing Hospital,the Fouth Military Medical University,Xi'an 710032,China)
【Abstract】 Objective To identify ischemia myocaidium using the transmural gradient of cyclic variation of integrated backscatter (CVIB).Methods Integrated backscatter (IBS) online analysis was carried in the endocardial and epicardial halves of ischemic myocardial wall in 27 anesthetized open-chest dogs.Results IBS was lower and CVIB was higher in subendocardial myocardium than in subepicardial in normal myocardium.But the transmural grdient of CVIB disappeared or was reversed in ischemic myocardium. Using CVIB transmural gradient ≤0 as a diagnosis criterion of ischemic myocardium.The positive rate of diagnosis was 78%～100% depending on ischemic extent.Conclusions The transmural grdient of CVIB disappearred or became reversed in ischemic myocardium.CVIB transmural gradient ≤0 may be a potential criterion in the diagnosis of ischemic myocardium.
, 百拇医药
【Key words】 Integrated backscatter；Myocardial ischemia
本研究应用背向散射积分联机分析观测基础状态和不同程度缺血心肌的背向散射积分周期变异跨壁差，探讨背向散射积分周期变异跨壁差做为诊断心肌缺血指标的价值。
材料与方法
一、实验动物分组及心肌缺血模型制作
杂种犬27只，体重17～32 kg，随机分为3组。麻醉后开胸，分离冠状动脉左旋支起始段，将流量计探头和血管缩窄器放置动脉上，调节缩窄器制成不同程度缺血心肌模型。①梗死心肌组：阻断冠脉血流180 min。②重度缺血心肌组;冠脉流量减少70%～80%,60 min;③轻度缺血：冠脉流量减少约40%,60 min。
二、仪器和方法
, 百拇医药
HP Sonos 2500LE 型超声诊断仪，5.0 MHz相控阵探头；电磁流量计；动脉缩窄器。
机器设置调节至背向散射积分采样分析状态，总增益为70，关闭侧向增益补偿，调节时间增益补偿使后壁心肌回声适中，各项设置调节后整个实验期间保持不变。调节取样容积形状，使之与所观察心肌区域一致并避开心内膜和心外膜回声的干扰。检测部位：左室后壁中部心肌(左旋支供血区域)，同部位心内膜下心肌和心外膜下心肌。检测指标：舒张末期背向散射积分(integrated Backscatter,IBS)；背向散射积分周期变异(cyclic variation of integrated backscatter,CVIB)=舒张末期背向散射积分-收缩末期背向散射积分。
IBS跨壁差=心内膜下心肌IBS-心外膜下心肌IBS
CVIB跨壁差=心内膜下心肌CVIB-心外膜下心肌CVIB
, 百拇医药
三、数据统计
每一参数的测值取3次测量的平均值。数据以均数±标准差表示。组内不同时间点数据比较用配对资料t检验，组间数据比较用两组数据资料均数t检验，数据统计用微软Excel 97统计分析软件进行。
结果
27只实验犬中4只因室颤死亡、麻醉意外等因素而剔除实验,共23只犬完成全部实验，其中轻度缺血组9只，重度缺血组8只，梗死组6只。
正常基础状态下，心内膜下心肌的IBS明显低于心外膜下心肌，而其CVIB明显高于心外膜下心肌。轻度缺血后这种差异消失，主要表现为心内膜下心肌IBS增高和CVIB减低。重度缺血心肌的IBS跨壁差消失，CVIB跨壁差存在，但成负值，表现为心内膜下心肌的CVIB明显低于心外膜下心肌。梗死心肌的IBS和CVIB跨壁差均消失，表现为心内膜下和心外膜下心肌的IBS均明显增高,CVIB均明显减低，近于零(表1，2)。以IBS跨壁差≥0,CVIB跨壁差≤0做为诊断心肌缺血的标准，轻度缺血组的诊断符合率分别为56%和78%,重度缺血组的诊断符合率分别为62%和100%,梗死组的诊断符合率分别为67%和100%。
, 百拇医药
表1 不同程度缺血心肌IBS及IBS跨壁差(dB,
±s) 指标基础状态
(n=27)
轻度缺血
(n=9)
重度缺血
(n=8)
梗死心肌
(n=6)
心内膜下
心肌IBS
, 百拇医药
14.9 ±4.5
17.9 ±4.1
18.9 ±6.2
20.6 ±3.9
心外膜下心肌IBS
16.3 ±4.2* *
17.2 ±3.5
18.6 ±6.1
20.3 ±3.3
IBS跨壁差
-1.59±3.4
, 百拇医药
0.73±2.6
0.42±1.0
0.29±0.9
注：与心内膜下心肌相比,**P<0.01表2 不同程度缺血心肌CVIB及
CVIB跨壁差(dB,
±s) 指标基础状态
(n=27)
轻度缺血
(n=9)
重度缺血
, http://www.100md.com
(n=8)
梗死心肌
(n=6)
心内膜下
心肌CVIB
5.8±2.1
3.4±2.6
0.9±2.3
-0.6±2.1
心外膜下
心肌CVIB
5.0±2.0* *
, 百拇医药
3.9±2.7
2.2±2.4
-0.3±2.1
CVIB跨壁差
0.9±1.6
-0.5±1.5
-1.3±1.6
-0.3±2.3
注：与心内膜下心肌相比,*P<0.05,**P<0.01
讨论
研究表明心肌缺血时IBS增高，CVIB减低。但IBS检测受仪器调节、扫描深度和患者个体差异的影响，IBS测值需进行标化，其临床应用受到一定程度的限制[1-3]。
, http://www.100md.com
在生理基础状态下，心内膜下心肌和心外膜下心肌的血流灌注和收缩状态不同，心内膜下心肌血供丰富，静息状态下室壁的收缩期增厚主要由心内膜下心肌完成[4，5]。但同时心内膜下心肌对缺氧的耐受力差，心肌缺血首先影响心内膜下心肌。应用IBS联机分析能够检测到这种跨壁变化。心肌缺血时，缺血心肌的IBS增高，CVIB减低，将使正常的跨壁变化发生改变。
Natio等报告，IBS跨壁差可用于鉴别高血压所致的心肌肥厚和肥厚型心肌病，识别非透壁心肌梗死，但他们认为正常情况下心肌IBS没有跨壁差[6，7]。本研究结果显示，正常基础状态下，活体心肌的IBS和CVIB存在跨壁差，心内膜下心肌的IBS小于心外膜下心肌，而CVIB明显大于心外膜下心肌,心肌缺血时这种跨壁差消失或逆转,其原因考虑与心肌的生理特性有关。轻度缺血时，心内膜下心肌首先受累，IBS增高，CVIB轻度减低,而心外膜下心肌基本未受影响，因此跨壁差消失。重度缺血时，心内外膜下心肌均受累，但心内膜下心肌受累较重，使得其CVIB明显低于心外膜下心肌。心肌梗死时，心内外膜下心肌均坏死，IBS均增高，CVIB均消失。以IBS跨壁差≥0,CVIB跨壁差≤0做为诊断心肌缺血的标准，CVIB跨壁差≤0对各种程度的心肌缺血均有比较高的诊断符合率，而IBS跨壁差的诊断符合率较低。
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本研究的心肌缺血程度判定是根据电磁流量计测量的冠脉血流量的减低比例，没有同步造影测量冠脉直径狭窄率。一般认为当直径狭窄50%以上时才出现血流量减少，狭窄75%以上时才出现显著的血流量减低，推测本研究的轻度和重度缺血相当于Ⅲ级和Ⅳ级冠脉狭窄。
正常状态下心内膜下心肌的IBS小于心外膜下心肌，而CVIB明显大于心外膜下心肌。心肌缺血时这种跨壁差发生特征性改变。以CVIB跨壁差≤0做为诊断心肌缺血的标准对各种程度的心肌缺血有较高的符合率，对冠心病诊断有重要意义。本研究为动物实验，各缺血组例数较少，所提出的诊断标准有待大样本和临床病例的检验,其临床价值有待临床进一步研究。
参 考 文 献
1，Vered Z,Mohr GA, Gessler CJ,et al.Ultrasound integrated backscatter tissue characterization of remote myocardial infarction in human subjects.J Am Coll Cardiol,1989,13:84-91.
, http://www.100md.com
2，Lange A, Moran CM,Palka P ,et al. The variation of integrated bsckscatter in human hearts in differing ultrasonic transthoracic views.J Am Soc Echocardiogr,1995,8:830-838.
3，陈宇翔,钱蕴秋,周晓东,等.轻度缺血心肌的超声背向散射特征.中国超声医学杂志,1998,14:1-3.
4，李广生,王凡,主编.心肌病理学.上海：上海科技出版社,1985.35-50.
5，Myers JH,Stirling MC, Choy M, et al .Direct measurement of inner and outer wall thickening dynamics with epicardial echocardiography. Circulation,1986,74:164-172.
, 百拇医药
6，Natio J,Masuyama T,Tanouchi J, et al. Analysis of transmural trend of myocardial integrated ultrasound backscatter for differentiation of hypertrophic cardiomyopathy and ventricular hypertrophy due to hypertension .J Am Coll Cardiol,1994,24:517-524.
7，Natio J,Masuyama T, Mano T,et al. Analysis of transmural trend of myocardial integrated ultrasonic backscatter in patients with old myocardial infarction.Ultrasound Med Bio,1996,22:807-817.
(收稿日期:1999-09-27), 百拇医药