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扭转运动是心肌整体运动的主要方式,对左室的射血和充盈起重要的作用。研究表明,正常心脏是由一条完整的心肌带构成,其发自肺动脉止于主动脉,空间折叠环绕构成心底环和心尖环。心底环中降部和升部肌纤维斜形交叉约90 度,心肌带内心肌纤维呈螺旋状排列,是产生左室扭转变形的结构基础。收缩期左心室通过扭转,使室壁产生弹性变形以储存能量,至等容舒张期,该能量迅速释放形成左室壁内压力梯度形成,从而帮助完成充盈。
诸多学者利用标记的核磁共振成像及组织多普勒成像对正常及病理状态下的心肌扭转运动进行研究,结果表明心肌扭转运动特征与心脏的几何构型、心肌纤维结构和收缩力有关。扭转的大小和方向取决于心室肌带降段与升段的交叉角度、心肌跨壁应力梯度以及心外膜下心肌纤维与心内膜下心肌纤维的相对运动优势。
新近开发的超声斑点追踪显像技术(speckle tracking imaging,STI),通过在二维平面上对斑点的运动轨迹进行追踪,可计算心肌运动的旋转角度、旋转速度等参数,对心动周期中心脏扭转运动进行定性和定量描述。为评价心脏的整体和局部扭转运动提供了一种新的方法。
一些学者应用斑点追踪显像技术对正常成年人的左室扭转运动进行了评价,但目前尚缺少对健康婴幼儿、儿童及青少年左室扭转运动系统分析的报告。在本研究偿试应用斑点追踪技术,对健康婴幼儿、儿童及青少年左室扭转、解旋及各节段室壁的旋转运动进行研究,并分析左室扭转与成长过程中部分参数的相关性,以期评价正常成长过程中左室扭转运动的变化特点。本研究包括两部分:
第一部分:超声二维斑点追踪技术评价正常婴幼儿、儿童及青少年左室扭转及解旋运动的研究
选取205例年龄3 天~15岁正常健康人,按年龄分为5组:婴幼儿组(3 天~3 岁),学龄前期组(3~6 岁),学龄期组(6~10 岁),青春前期组(10~13 岁),青春期组(13~15岁)。
取胸骨旁左室心尖和心底短轴切面,对左室扭转进行测量,计算出收缩期扭转角度峰值(Ptw)、标化收缩期扭转角度(PtwN)、收缩期扭转速度峰值(PTV)、收缩末期扭转角度(AVCtw)、等容收缩末期扭转角度(MVOtw)、解旋速度峰值(PUV)以及解旋率(UntwR)。比较不同年龄组间各指标的差别;观察左室扭转与性别、身高、体重、心率、射血分数等之间的相关关系。
结果显示:
①本组研究对象左室收缩期扭转运动主要表现为心底部顺时针旋转和心尖部逆时针旋转,心脏整体表现为心动周期内逆时针方向为主的扭转运动,收缩期主要表现为逆时针方向扭转,舒张期则表现为顺时针方向扭转。
②随着年龄的增加,Ptw、PTV、AVCtw、PUV 测值在各组间逐渐增加,各组间指标均有统计学意义(P<0.01);PtwN 随着年龄的增加逐渐降低(P<0.01);UntwR、MVOtw 随年龄的增长而变化,差异无统计学意义(P>0.05)。
③全部观察者左室扭转角度与左室舒张末期内径及左室后壁舒张期厚度相关(P<0.01),与性别、身高、体重、心率、射血分数等均不相关。
第二部分:斑点追踪显像技术评价正常婴幼儿、儿童及青少年收缩期左室各节段室壁旋转运动的研究
研究对象、图像采集均同第一部分。记录心底部和心尖部各节段的旋转角度,分析心底水平与心尖水平的旋转角度。计算左室整体的扭转角度(Peak twist,Ptw),分析心动周期中左室各节段室壁扭转运动规律。
结果显示:
①在同一年龄组,心底水平各节段室壁旋转角度表现为前壁<前间隔<侧壁<后间隔<后壁<下壁(P<0.05),其中后壁及下壁的旋转角度明显大于前壁及侧壁;不同年龄组心底水平各相同室壁节段间旋转角度差异无统计学意义。
②心尖水平各节段室壁旋转角度随年龄增加而变化,青春期组达到最高(P<0.05);而相同年龄组心尖水平各室壁节段旋转角度无统计学差异。
③婴幼儿组同一室壁节段心尖水平与心底水平间。旋转角度差异无统计学意义。
随年龄增加,各组间相同室壁节段心尖水平旋转角度逐渐增加;青春期组内各室壁节段,心尖水平与相应节段的心底水平旋转角度绝对值相比有统计学差异(P<0.01)。
结论:
1、从心尖水平观察,正常婴幼儿、儿童及青少年左室扭转方向表现为心底水平的顺时针方向旋转、心尖水平的逆时针旋转,整体为逆时针方向扭转。
2、随着年龄的增加,左室心肌的整体扭转及解旋运动发生相应的改变,呈不同的变化趋势。
3、出生后至青春期,随着心脏的发育,左室心肌各节段室壁旋转角度随年龄的增长呈不同的变化趋势。
4、成长过程中,左室的扭转角度改变与左室内径、室壁厚度、身高、体重、心率相关,而与性别及射血分数不相关。