应变与应变率显像

第四节　应变与应变率显像

一、概念与原理

应变（strain）与应变率（strain rate）是物理学概念，用以代表物体在外力作用下的相对长度变化。应变的定义为：相对变形，物体的相对伸长和缩短距离，它可以从三个空间径向上测量。但应变是一个非向量数值，常用百分数表示。一个正数代表相对伸长，而负数代表相对缩短。如果应变为20%，则说明该物体在长度上相对其始长度增加了20%。心肌应变，即心肌长度的变化值占心肌原长度的百分数。因心肌收缩期在长轴方向上缩短，在短轴方向上伸长，所以这个时期的心肌应变数值长轴方向上为负值，短轴方向上为正值。临床上常计算心脏长轴上的应变数值。应变率代表的是时间平均变形率，单位为s^－1。心肌应变率反映了心肌变形速度，用局部两点间速度差除以两点间距离表示。

心肌应变显像（strain imaging，SI）和应变率显像（stran rate imaging，SRI）的特点和优势为：能直接反映心肌的局部功能，不受周围心肌运动牵拉的影响，不受心脏整体旋转的影响，相对不受呼吸和心脏前后负荷的影响等。此外，SI和SR有很高的时间和空间分辨力，数值相对客观准确，观察者之间和观察者本身的测值差异较小，可以识别不同室壁节段之间心肌变形在空间和时相分布上的细微差异。

二、心肌应变与应变率显像技术

（一）组织多普勒方法

此方法要求先从心脏组织速度图上提取心肌组织应变率，再把应变率与时间进行积分，从而得出应变数值。左室长轴的应变和应变率图像，可以在标准的心尖四腔、三腔和两腔观上获得。

（二）二维图像方法

一种新的超声图像分析软件，可以很方便地直接从二维灰阶图中获得应变和应变率图像。它基于超声运动位点自动跟踪技术，可以随时计算出每一个位点的空间位移，可在任何径向上测量，不受超声束发射方向与心肌运动方向夹角的影响。

（三）常用参数与正常值

1．缩期最大应变：与心脏射血量和射血分数有明显的相关性，与心肌收缩力相关性较差。左室长轴方向上的正常参考值为：－（19±6）%。

2．缩期最大应变率：与心肌收缩力相关，与dp／dt呈正线性相关。左室长轴方向上的正常参考值为：－（1．27±0．39）%s^－1。

3．舒张期应变率：心肌舒张分主动和被动两个时相，所以舒张期应变率也呈双期表现，但其时间性和数值尚没有固定的正常范围。

4．等容收缩和舒张期应变图像：没有太固定的图像，但在心肌缺血时，对比缺血前后图像，其方向是相反的。

与心肌收缩速度表现不同，应变与应变率没有明显的自心尖部到心基底部逐渐增加的速度阶差，而表现为从心尖到心基底部数值和图像的相对一致性。在同一心肌节段上，长轴方向数值小于短轴和环轴方向数值；左室室壁数值大于右室室壁的数值；左室前壁和室间隔数值大于前侧壁和后侧壁数值。另有报道，最大收缩期应变、应变率数值，舒张早期应变，应变率数值有随年龄增加而逐渐减小的趋势；舒张晚期应变、应变率数值，则有增加趋势。

三、应变与应变率显像在临床上的应用

1．检测心肌缺血

急性缺血的心肌阶段，收缩期最大应变率和应变率数值均减小，自心尖到基底部的应变及应变率数值的一致性消失，缺血节段还出现明显的收缩后收缩。而在缺血得到改善后，会有明显恢复。

2．检测梗死节段心肌

在由于心肌梗死造成的运动降低和不运动的室壁节段，最大收缩期应变与应变率均减小，而这种变化比组织速度图检测更敏感，

3．有活性与无活性心肌的鉴别

最大收缩期应变与应变率数值在透壁性心肌梗死节段明显减小，使用多巴酚酊胺负荷后，有活性的心肌节段最大收缩期应变与应变率数值有所增加，无活性心肌节段增加不明显，以此可以确定该心肌节段为无活性的瘢痕组织。

4．心肌病的诊断

收缩期和舒张早期的应变与应变率数值在病理性肥厚心肌节段降低，包括肥厚性心肌病和高血压性心肌肥厚；而在生理性肥厚心肌节段（运动员和长期从事体力劳动者）则没有明显变化。同时，收缩期和舒张早期应变与应变率，在扩张性心肌病、心肌黏液样变性和一些家族性心肌病的病人都有所降低。利用应变与应变率显像根据收缩期应变与应变率数值的减小，还可以发现早期糖尿病性心肌病。