随着我国人口老龄化加剧，心血管疾病的发病率逐年升高，患病人数居高不下，心血管疾病明确诊治的重要性突显。超声心动图作为心脏病学临床上一种便捷、无创、可重复性高的诊断手段，也迎来了许多新的诊断方法和技术。心肌应变反映了心肌在张力的作用下发生形变的能力，是一种评价心肌功能的超声指标。过去的研究多以心室壁的整体平均应变作为研究对象，而忽视了心室壁由三层心肌纤维通过不同结构和走向组成，不同心肌层次对于心脏功能的差异性影响，从而不能准确地对心脏出现的病理状态进行评价。心肌分层应变分析在这样的背景下出现，旨在通过对心室壁三层（心内膜层、中层、心外膜层）心肌的应变分析，为临床相关疾病提供诊断依据。笔者现就近年来心肌分层应变在不同疾病诊断中的临床应用情况作一综述。

一、左心室后负荷增加的疾病

1．原发性高血压病：

在体循环动脉高压中，因为左心室后负荷增加，其结构重塑表现在左心室壁的厚度和左心室容积的变化。在左心室重塑的过程中，心肌肥厚和纤维化是影响左心室功能和造成高血压性心脏病最主要的原因。这种因为高血压造成的结构性改变会影响心室的收缩和舒张功能，进一步可能造成心脏器质性损害。

Kim等的研究通过心肌分层应变评价高血压患者左心室功能性改变与结构性重塑的关系，研究样本包括145例左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）≥50%的原发性高血压患者组和31例血压正常的对照组。分析指标包括左心室壁的心内膜层、中层、心外膜层心肌的各18个节段的纵向平均收缩应变峰值。研究显示在患者和对照组中，心肌应变值都表现出从心内膜层至心外膜层的递减趋势（P<0.001），并且患者组和对照组的三层心肌应变的差异均具有统计学意义（心内膜层－19.2%±2.2%对－20.4%±2.4%，P＝0.007；中层－14.8%±1.9%对－15.8%±2.0%，P＝0.005；心外膜层－11.8%±2.0%对11.0%±1.8%，P＝0.04）。虽然心肌整体纵向应变没有明显变化，但在没有左心室肥大的高血压患者中，心内膜层和中层的心肌应变值都低于对照组（P<0.05）。新近患病的高血压病患者，即使年龄更轻，其心内膜层和中层的心肌应变值也低于对照组。三层心肌的纵向应变都与左心室质量指数及二尖瓣环速度参数相关，说明分层应变能够为预见高血压患者左心室心肌损伤的变化提供依据，在传统评估左心室功能的LVEF出现异常之前分层应变已有改变。研究结果对于帮助管理临床高血压患者，防止进一步心脏功能损害有意义。

2．主动脉瓣狭窄：

主动脉瓣狭窄患者由于后负荷增加，随着病程加重会出现左心室向心性肥厚。Hyodo等的研究包括73例主动脉瓣狭窄患者，根据超声心动图测定瓣口面积将患者分为轻度10例，中度15例，重度48例。各组整体和心外膜层径向应变差异不大，心内膜层径向应变和纵向应变可以将轻、中度主动脉瓣狭窄与重度主动脉瓣狭窄区分开来。其中只有心内膜层与心外膜层径向应变比值随着疾病严重程度的上升明显下降，两个心肌层的径向应变比值与主动脉瓣狭窄程度显著独立相关（P＝0.001）。在21例进行主动脉瓣置换手术的患者中，术后7 d心内膜层径向应变和两个心肌层的径向应变比值上升，其他常规超声心动图指标包括左心室容积、室壁厚度、左心室质量指数、左心室收缩功能（LVEF、左室短轴缩短率）等术后近期无显著改善。表明测量分析心内膜层和心外膜层径向应变可能是一项评价主动脉瓣狭窄患者左心室功能的新方法。

Cramariuc等进行了一项关于心肌应变与主动脉瓣狭窄程度关系的研究。研究对84例主动脉瓣狭窄患者（平均年龄73±10岁，56%患有高血压）采用多普勒心肌组织成像分析其心肌分层应变。通过跨瓣收缩期峰值压差对主动脉瓣狭窄患者进行分组，其中38例患者为轻度，46例为重度。在左心室基底段测量心内膜层、中层、心外膜层心肌的径向应变，径向应变在心外膜层（33.4%±38.6%）比中层和心内膜层（50.3%±37.3%和53.0%±40.0%，P<0.001）更低。心内膜层和中层径向应变在重度主动脉瓣狭窄患者组比轻度主动脉瓣狭窄患者组更低（P<0.001和P<0.05）。在包括年龄、心率、前壁厚度、高血压、主动脉瓣狭窄严重程度的多元回归分析中，中层心肌的径向应变在合并高血压患者中减低（β＝－0.23，P<0.05），在重度主动脉瓣狭窄组减低（β＝－0.26，P<0.05），而心内膜层径向应变受主动脉瓣狭窄程度的影响更显著（β＝－0.35，P<0.01）。这表明主动脉瓣狭窄患者中，狭窄严重程度和伴随的高血压都会减低左心室的径向应变。心内膜层径向应变随主动脉瓣狭窄程度减低，中层心肌径向应变随着主动脉瓣狭窄的严重程度和血压升高而减低。通过心肌分层应变检查可能对主动脉瓣狭窄严重程度和心肌功能的分析提供更多的信息。

二、冠心病

冠心病在临床上分为慢性心肌缺血综合征和急性冠状动脉综合征（acute coronary syndrome，ACS），根据发病早期心电图ST段变化，ACS又分为ST段抬高型和非ST段抬高型，取决于急性期是否能检测到心肌损伤标志物的升高。非ST段抬高型ACS是一组异质性很高的疾病，不同病例冠状动脉狭窄梗阻情况不一，临床上需要有新的诊断方法区别病情，为临床决策提供帮助。

Sarvari等进行了一项包括77例疑似非ST段抬高型ACS患者的临床研究。冠脉造影显示其中28例患者冠状动脉阻塞，21例冠脉显著狭窄，28例无冠脉狭窄。超声心动图检查在冠脉造影之前1～2 h进行。通过二维斑点追踪显像评价心内膜层、中层和心外膜层心肌分层的纵向和周向应变。区域纵向应变（territorial longitudinal strain，TLS）根据左心室16节段模型中3条主要冠脉的灌注区域分别进行平均计算，整体圆周应变（global circumferential strain，GCS）根据左心室3个短轴切面18个节段的周向应变进行平均计算。冠脉阻塞患者组三层心肌的TLS和GCS都低于无冠脉阻塞的患者。其中，心内膜层受到的影响最显著，TLS（分别为－14.0%±3.3%和－19.2%±2.2%，P<0.001），GCS（分别为－19.3%±4.0%和－24.3%±3.4%，P<0.001）。冠脉阻塞患者组TLS和GCS在心内膜层和心外膜层之间的绝对差值（Δ2.4%±3.6%和Δ6.7%±3.8%）显著低于无冠脉阻塞患者组（Δ5.3%±2.1%和Δ10.4%±3.0%，P<0.001），这明显反映了冠脉阻塞患者的心肌功能，特别是心内膜层功能的显著下降。ROC曲线分析显示心内膜层和中层心肌TLS较心外膜层TLS（P<0.05）、室壁运动积分指数（P<0.01）、LVEF（P<0.001）都能更好地判断冠状动脉阻塞，体现了分层应变在评估非ST段抬高型ACS患者冠脉阻塞情况中的诊断意义。

因为三层心肌对于缺血敏感性不同，心肌分层应变分析心肌梗死的透壁程度可能更加精确。Becker等对56例[平均年龄（55±9）岁，其中38例男性]慢性缺血性左心室功能不全患者进行二维超声心动图分层应变分析和增强MRI检查。非透壁性心肌梗死患者组与无心肌梗死对照组相比，周向应变的降低在心内膜层比心外膜层更明显，其下降幅度分别为45%和28%（P<0.001）。透壁性心肌梗死患者组与无心肌梗死对照组相比，3层周向应变的下降幅度无明显差异，分别为49%、46%和49%（P>0.05）。心内膜层周向应变在非透壁性心肌梗死患者组和无心肌梗死对照组体现出的差别比整体应变更精确（曲线下面积分别为0.842和0.774，P＝0.001）。心外膜层周向应变在透壁性心肌梗死组和非透壁心肌梗死组体现出的差别比整体应变更精确（曲线下面积分别为0.819和0.762，P＝0.005）。表明与无心肌梗死对照组相比，非透壁性心肌梗死的心内膜层的损伤大于心外膜层，透壁性心肌梗死对各层的影响结果相似。此项研究也意味着分层分析能更精确地区分心肌梗死类型和心肌损伤程度。

三、糖尿病性心脏病

糖尿病的发病率和死亡率会因为患者同时患有充血性心力衰竭而增高。对于无高血压或缺血性心脏病的糖尿病患者，目前尚不清楚糖尿病本身是否会对心肌的形态或功能造成特殊的超声心动图特征。Enomoto等进行了一项以心肌分层应变来确定单纯糖尿病心肌病相关超声心动图特征的研究。研究包括104例2型糖尿病患者（糖化血红蛋白HbA1c 10%），其中74例患有高血压，40例无高血压，另有24例根据年龄、性别匹配的健康志愿者作为对照组，样本中患有冠状动脉狭窄、结构性心脏病的病例被剔除。心肌分层应变根据二维斑点追踪显像进行分析。与健康对照组比较，血压正常的糖尿病组的LVEF、左心室质量指数、舒张功能、左房容积指数、B型钠尿肽水平等指标差异无统计学意义，但其整体纵向应变和心内膜层径向应变都显著减低（P<0.01和P＝0.02）。其他心肌层和方向的应变在各组中无显著变化。研究表明不伴有心肌肥厚、舒张功能障碍或B型钠尿肽升高的糖尿病患者典型的心脏功能障碍表现为左心室纵向收缩损害和心内膜层径向收缩损害。

四、肥厚型心肌病

肥厚型心肌病是一种由编码心肌的肌节蛋白基因突变所致的以心室肥厚、心室腔变小、左心室充盈受阻和舒张期顺应性下降为特征的心肌病。肥厚型心肌病患者LVEF通常正常或稍高，但二尖瓣环收缩期速度降低，这个指标反映纵向心肌缩短。Serri等对于26例LVEF正常肥厚型心肌病患者和45例健康对照进行的二维应变研究显示，肥厚型心肌病患者左心室心肌平均纵向、周向、径向应变都比对照组下降（纵向应变－15.1%±6.2%对－20.3%±5.6%，P<0.001；周向应变－16.8%±7.1%对－19.6%±5.2%，P<0.001；径向应变－25.2%±13.9%对－36.8%±17.2%，P<0.001）。说明心肌应变对于早期评估LVEF正常的肥厚型心肌病患者的心功能损伤有意义。

Okada等的一项研究对41例肥厚型心肌病患者和27例健康对照分别进行二维斑点追踪显像。对整体纵向应变、周向应变在心内膜层、中层、心外膜层心肌分别进行测量。患者组整体纵向应变比对照组显著下降，心内膜层心肌的应变分别为－10.3%±3.1%和－14.8%±2.0%（P<0.001），中层心肌的应变分别为－8.7%±2.6%和－13.8%±1.9%（P<0.001），心外膜层心肌的应变分别为－7.2%±2.6%和－11.9%±1.9%（P<0.001）。患者组的整体周向应变较对照组，在心内膜层保持不变（－23.8%±4.7%对－24.3%±3.3%，P＝0.69），在中层显著下降（－10.3%±3.1%对－13.3%±2.5%，P<0.001），在心外膜层也明显下降（－6.7%±2.3%对－8.6%±2.3%，P＝0.002）。其中只有心内膜层整体周向应变与LVEF正相关（r＝0.32，P<0.01）。说明肥厚型心肌病患者不仅各层纵向应变减低，中层和心外膜层心肌的周向应变也减低，显著影响心肌功能。相反，心内膜层心肌的周向应变保持不变，可能与维持心肌功能有关。

五、药物性心肌损伤

一些化疗药物具有显著的心肌毒性，其中在儿科恶性肿瘤广泛应用的蒽环类药物有增加后期心血管疾病发病率和死亡率的风险。

Yu等进行了一项儿童期恶性肿瘤幸存者心肌跨壁应变和旋转梯度的研究。研究样本包括32例经历儿童期恶性肿瘤蒽环类疗法的无临床心力衰竭表现的幸存者[平均年龄（19.3±5.4）岁，21例男性]和28例健康对照组。常规超声心动图检查显示病例组与对照组的左心室大小、短轴缩短率、二尖瓣多普勒指数、左心室功能的组织多普勒指数无明显差异，虽然病例组LVEF尚在正常值范围内（55.1%±4.3%），但相比对照组有所降低（P＝0.02）。通过二维斑点追踪显像分别从心尖四腔观，胸骨旁左心室短轴二尖瓣水平、乳头肌水平、心尖水平进行心肌分层应变分析。跨壁应变梯度指心内、外膜层心肌应变峰值之差。病例组的跨壁周向应变梯度与对照组相比在左心室短轴三个测量水平的差异均有统计学意义（P<0.05），主要由于病例组心内膜层周向应变显著下降，而心外膜层周向应变无明显变化。LVEF与心尖跨壁周向应变梯度呈负相关（r＝－0.39，P＝0.002）。说明分层应变可以早期诊断蒽环类药物所致的心肌功能损伤。

分层应变的局限性主要在于目前缺乏大样本研究，无统一的正常值标准，亟待进一步的探索和研究。心肌分层应变技术在目前的临床应用尚不普遍，但已经开展的研究提示该技术对于早期诊断心功能不全和病变程度判断具有重要的价值。

来源：中华超声影像学杂志2016年第25卷第7期