应变应变率超声测量技术

应变应变率超声测量技术

应变( strain) , 是指心肌发生形变的能力, 即心肌长度的变化值占心肌原长度的百分数, 公式为: s=（l - lo）/lo=Δl/lo 式中l 为心肌纤维长度变化后( 收缩或者舒张) 两点之间的瞬时距离, l o 为心肌纤维长度变化( 收缩或者舒张) 前两点之间的原始距离, �l 为两点之间距离的变化值, s 为该心肌纤维的应变。s 为负值代表心肌纤维缩短或者变薄, 为正值代表心肌纤维延长或者增厚。

应变率( strain rate) 是指心肌发生形变的速度, 是心肌运动在超声束方向上的速度梯度, 即局部两点之间的速度差除以两点之间的距离, 公式表示为: SR =（va - v b）/d 其中, SR 即距离为d 的两点间心肌的应变率, v a 和vb 指距离为d 的两点的心肌缩短速度,。

一．多普勒组织成像技术（Doppler Tissue Imaging,DTI）是在传统的探查心腔内血流的彩色多普勒仪器的基础上改变多普勒滤波系统，出去血流产生的高速低振幅的频移信号，保留心肌运动产生的低速高振幅的频移信号，并经相关系统处理以彩色编码显示出来，能定量测量室壁运动速度。

超声的组织多普勒成像（TDI）能够在高帧频的情况下提供实时的局部速度信息，同时在二维模式下具有高的轴向和足够的侧向分辨率，可以实时测量心肌各点的运动速度，根据两点间的运动速度变化和距离变化得到心肌的应变率，但目前此种方法还仅限于显示纵行心肌的运动。众所周知，心肌的机械运动是一种螺旋扭转运动，这与心肌纤维独特的螺旋状排列结构有关，而这种心肌纤维结构在心室扭转

运动中起到关键作用，它使心脏在心动周期中发生纵向、环向和径向三个方向的运动，每种运动对心脏功能都有很大的影响。因此TDI技术测定应变及应变率具有其局限性。

局限性：多普勒组织成像技术运用多普勒原理，存在于多普勒血流显像相似的局限性，多普勒声束与心肌运动方向间夹角，心脏在心动周期中的整体运动，呼吸运动，仪器增益调节等均可影响其测量结果。

二．速度向量成像(velocity vector imaging,VVI)应变率可以通过心肌运动速度计算得出：

SR = (Va - Vb)/d，

单位：1/s，其（V a−V b）表示a、b两点的即时组织速度差，d 表示两点之间的即时距离。

心肌运动示意图

因此，测得了心肌即时的组织速度，就可以求得心肌应变力和应变率，以二维动态图像为基础（而不是使用组织多普勒的方法），利用室壁追踪技术来测定组织动速度，从而创建了全新的心肌矢量应变力和应变率成像方法。在二维动态图像上，操作者手动描记心内膜后，设备以图像亮度为基础逐个象素自动分析和补偿心脏的局部运动平移，拉长和增厚）并获得瞬时速度，速度在二维图像上以矢量方式叠加显示，箭头长度表示速度的大小，箭头方向表示运动方向（图一）。

图一心肌运动向量图

根据从二维图像所获得的组织速度，可以通过室壁追踪技术求得心肌全切面、扇区、节段和各点的应变力、应变率等，并将其以彩色

编码图、主体拓朴及曲线等形式显示（图二），也可以将心肌局部节段应变力采用三维立体拓朴图形式显示。

图二心肌速度应变力应变率

三。应变率成像技术( strain rate imaging, SRI) 是在组织多普勒基础上发展起来的判断心肌上两点间运动速度阶差的新技术。用于评价心动周期中心及长度随时间的变化情况，反映局部心肌组织受力后的形变能力。

SRI有彩色二维显像剂彩色M型显像两种现象方式，前者应变率的显示可用彩色图表示，即对心肌形变的大小和方向进行编码。用黄-红色彩编码浮想应变率，用蓝绿-蓝色编码正向应变率，低应变率或无应变用绿色编码。颜色的深浅与应变能力的大小一致，即颜色越深，应变能力越大。后者能显示心肌空间与时间分布的关系，可同时得到心及不同阶段的应变率，按照M型的应变率进行彩色编码。在收缩期，形变指向心尖为负值，以黄到红色便是。在舒张期，形变背向心尖为政治，用蓝色表示。

应变率曲线和应变曲线显示的是心肌某一部分在心动周期内的形变情况，应变率曲线的纵轴是形变速率，单位是S-1, 横轴是时间信息。SR的时间积分就是应变曲线。SRI技术可从时间和空间两个方面反映心及本身的组织特性，可用心肌速度的空间梯度来评估。其测量结果不受心脏整体运动，心脏旋转及相邻心肌节段运动或限制效应的影响。通过SRI的应用，可以准确反映心肌纤维应变的程度，科学地定量评价室壁运动和心肌缺血。SRI技术可定量心肌的变形程度，能提供关于心及收缩起点和峰值时间的信息。相对于组织多普勒来说，