應用實時三維斑點追蹤顯像(RT3D-STI)技術探討甲狀腺激素減低對左室整體收縮功能的影響。本研究納入30例甲狀腺功能減退患者與40例健康志愿者,應用RT3D-STI分析左室整體縱向應變(GLS)、環周應變(GCS)、徑向應變(GRS)、面積應變(GAS)。甲減組和健康對照組GLS[(-18.93°3.89)vs.(-21.44°1.99),P＜0.01]、GRS[(51.13°11.95)vs.(56.10°5.76),P＜0.05]和GAS[(-31.63°5.38)vs.(-34.40°2.32),P＜0.05]差異有統計學意義,GCS[(-17.75°1.92)vs.(-17.03°3.45,P＞0.05]差異無統計學意義。回歸分析發現,GLS值與TSH(b=-0.69,P＜0.01)、FT3(b=0.71,P＜0.01)水平存在直線回歸關系;GRS值(b=2.98,P＜0.05)、GAS(b=3.11,P＜0.05)與FT3水平存在直線回歸關系。結果說明:甲減患者的左室整體收縮運動減低,其中以長軸、向心運動損害為著,隨著TSH水平的升高和FT3水平的降低損害加深。
引用本文： 謝秋, 李慧, 李晨, 白文娟, 李春梅, 彭瑛, 饒莉. 實時三維超聲斑點追蹤技術評價甲狀腺功能減退患者左室整體收縮功能. 生物醫學工程學雜志, 2014, 31(1): 58-63. doi: 10.7507/1001-5515.20140012 復制
引言
甲狀腺功能減退癥(hypothyroidism，簡稱甲減)是一種甲狀腺激素合成和分泌減少或者組織利用不足而引起的全身代謝減低綜合征[1]。甲狀腺激素的分泌不足可引起心肌收縮和舒張功能減弱，重癥甲狀腺功能減退性心臟病可發展為心功能不全，但這一心功能改變通常在有效的激素替代治療后可逆轉[2]。實時三維超聲斑點追蹤顯像(real-time three-dimensional speckle tracking imaging,RT3D-STI) 技術是近年來發展起來的一項新技術，運用基于高質量的實時三維圖像進行斑點追蹤應變分析，可以準確、快捷地獲取左室各部位的運動和形變，從而敏感地反映左室收縮功能的變化[3]。本研究即采用該新技術評價甲減患者的左室功能狀態，了解甲減對左室收縮功能的影響，從而為甲減患者的臨床治療提供依據。
1 資料與方法
1.1 研究對象
本研究納入2012年3~5月于四川大學華西醫院內分泌科門診就診并經知情同意的甲減患者33例，其中男性3例，女性30例。因圖像質量不佳，三維斑點追蹤分析時超過3個節段無法追蹤3例，實際入組例數為30例，其中男2例，女28例，年齡21~71(41.76±12.13)歲。病例組診斷標準為：具有甲減臨床癥狀并經至少2次非同日靜脈采血甲狀腺功能檢查異常，包括血清促甲狀腺激素(thyroid stimulating hormone,TSH)升高和總甲狀腺素、游離甲狀腺素(free thyroid hormone,FT4)降低，血清總三碘甲腺原氨酸和游離三碘甲狀腺原氨酸(free triiodothyronine,FT3)正常或者降低[1]。TSH正常值參考范圍為0.27~4.2 mU/L，FT3正常值參考范圍為3.60~7.50 pmol/L，FT4正常值參考范圍為12.0~22.0 pmol/L。排除甲亢后甲減、近1個月無激素水平資料的甲減患者、合并妊娠、肝腎疾病、糖尿病、自身免疫性疾病(橋本甲狀腺炎除外)、呼吸系統疾病、腫瘤(包括甲狀腺腫瘤)等；排除冠心病、高血壓、先天性心臟病、心瓣膜病、心房纖顫、大量心包積液者及圖像質量差者。納入患者中初診甲減2例；既往已確診甲減28例，均接受左旋甲狀腺素片(商品名：優甲樂)激素替代治療，服藥時間1~36月。記錄患者近1個月的TSH、FT3、FT4水平。
對照組納入同期于我院體檢的健康志愿者40例，其中男性4例，女性36例，年齡21~70 (41.15±12.26)歲。對照組性別、年齡、體質指數與病例組匹配。
1.2 圖像采集
采用VividE9彩色多普勒超聲診斷儀(GE公司，美國)，4D矩陣探頭，頻率1.6~4.0 MHz，灰階三維扇角90×90°，取樣深度為12~16 cm，容積幀頻＞心率×40%。儀器配置四維自動切面顯示(4D view)、四維自動左室心功能分析(4D Auto LVQ)與三維斑點室壁運動追蹤(3D-Speckle Tracking Imaging，3D-STI)軟件。所有檢查由同一位超聲心動圖醫師操作。受檢者取左側臥位，平靜呼吸，連接同步心電圖。探頭置于胸骨旁標準左室長軸切面測量舒張末期左室內徑、右室內徑、室間隔厚度及左室后壁厚度，心室收縮末期測量左房內徑；探頭置于標準心尖四腔心切面測量心室收縮末期右房上下徑。然后在心尖四腔心切面，調整增益、幀頻等條件至滿意成像，觸動儀器面板的“4D view”鍵，囑受檢者屏住呼吸，啟動采集鍵獲得并存儲4個連續心動周期的三維圖像；觸動儀器面板的“Multi-slice”鍵，檢查各切面顯示情況，排除內外膜顯示不佳和拼接錯位圖像。
1.3 三維應變分析
所有數據分析由另一位超聲心動圖醫師應用在機 4D Auto LVQ與3D-STI分析軟件完成，分析醫師不參與受檢者分組過程。打開三維圖像，啟動4D Auto LVQ軟件，在四腔心切面的舒張末期和收縮末期于二尖瓣環中點和心尖內膜面各取一點，分析軟件自動生成跟蹤心內膜和心外膜，必要時可對心內膜和心外膜手動進行調整。根據心內膜運動，軟件自動完成左室三維全容積和左室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF)的計算；啟動3D-STI軟件，根據描畫的心內膜和心外膜邊界，軟件對左室心肌的自然斑點進行追蹤，并自動將左室劃分為17個節段，計算左室整體縱向應變(global longitudinal strain,GLS)、環周應變(global circumferential strain,GCS)、徑向應變(global radial strain,GRS)、面積應變(global area strain,GAS)平均值以評價左室收縮功能。四種應變指標的正負號代表心肌運動方向，絕對值大小反應心肌運動幅度。超過3個節段無法追蹤，將無法給出整體平均應變率，此類圖像數據將排除出該研究。
1.4 統計分析
VividE9采用簡化公式自動計算體表面積: 體表面積(body surface area,BSA:m2)=身高(cm)×體重(kg)/3 600。各房室大小均經體表面積校正。統計分析軟件采用SPSS16.0。定量資料以均數±標準差(
2 結果
2.1 甲減組與對照組基礎情況比較
兩組間年齡、性別構成、體質指數、體表面積校正后的各房室大小與左室壁厚度差異均無統計學意義(P＞0.05)，甲減組心率較對照組慢(P＜0.05)。采用三維全容積法獲得的左室舒張末容積、左室收縮末容積、LVEF在兩組間差異均無統計學意義(P＞0.05)。兩組甲狀腺激素水平比較，甲減組TSH水平較對照組高，FT3、FT4水平較對照組低，差異均有統計學意義(P＜0.05，見表 1)。
表1
甲減組與對照組基礎情況比較(2.2 RT3D-STI評價甲減組與對照組左室整體收縮功能
兩組比較發現，甲減組GLS、GRS、GAS值均小于對照組，差異具有統計學意義(P＜0.05)；GCS值在兩組間差異無統計學意義(P＞0.05,見表 2)。
表2
3D-STI評價甲減組與對照組左室收縮功能比較(2.3 甲減患者左室收縮功能與甲狀腺激素水平的關系
通過線性回歸分析發現，應變量LVEF與自變量TSH、FT3及FT4無直線回歸關系，回歸系數b分別為-0.031、 0.517、 0.039，P值均大于0.1。應變量GLS、GRS、GAS值與T3的直線回歸方程有統計學意義(P＜0.05,見表 3)，回歸系數＞0，表示隨著FT3水平降低，GLS、GAS及GRS值變小。GLS與TSH水平的直線回歸方程存在統計學意義(P＜0.05，見表 3)，回歸系數＜0，表示隨著TSH水平升高，GLS值變小。
表3
左室收縮功能與甲狀腺激素水平一般線性回歸分析
Table3.
The correlation of LV systolic function to thyroid hormone analyzed by linear regression
2.4 重復性檢驗
在同一醫師和不同醫師間的兩次重復測量結果ICC值均＞0.75 (P＜0.001,見表 4)，提示重復性好，數據可靠。
表4
組內相關系數重復性檢驗(95%可信區間)
Table4.
Repeatability test by ICC (95% confidence interval)
3 討論
中華醫學會第九次全國內分泌學學術會議發布的我國十城市甲狀腺疾病流行病學調查結果顯示，15 181例≥20歲社區常駐居民的甲減患病率為6.5%，較2006年調查的甲減患病率3.8%明顯提高。甲減女性患病率明顯高于男性，并且隨著年齡的增長，患病率升高[4]。垂體分泌TSH刺激甲狀腺合成和分泌甲狀腺激素，即T3和T4。T3活性為T4的3~4倍，甲狀腺素的作用主要是由T3實現的。T3降低后T4脫碘生成T3增加，因此甲減首先表現為T4的降低[5-6]。甲狀腺激素減低可以影響心臟的收縮功能[7-8]。大量研究表明甲減時心收縮力、心肌氧耗、心輸出量、血壓和體循環阻力發生相應改變[2, 9]。根據目前研究，甲減對心臟的影響可能通過以下幾種機制[10]： ① 甲狀腺激素缺乏時，T3對血管平滑肌的舒張作用減弱，從而使全身血管阻力增加，循環負荷過重，心臟收縮力和心輸出量降低。② 甲狀腺激素缺乏時，T3上調心肌細胞膜的β受體，促進心肌細胞內cAMP生成和鈣離子釋放的作用減弱，心肌激動-收縮偶聯降低。③ T3可以調節特定心臟基因的轉錄，從分子水平上影響心臟的功能。
超聲心動圖技術是無創評價心臟功能的主要方法，包括二維、三維和M型超聲檢查方法。實時三維超聲是近年來發展的超聲新技術，它利用矩陣探頭可同時獲取一個錐形體容積內的圖像而無需進行圖像重建，可真實反映心臟的解剖結構和運動，從而能更好地評價心臟功能。根據左室實際三維圖像測量LVEF克服了傳統方法基于左室幾何假設測量LVEF的弊端，從而能更真實地反映左室射血功能，既往研究已經證實了實時三維超聲心動圖測量LVEF的優越性[11-12]。因此本研究采用三維全容積方法測量LVEF。超聲波在心肌組織間發生散射、反射等作用可形成“斑點”回聲，斑點位置隨心肌的運動發生改變。斑點追蹤技術即通過追蹤心肌斑點的位移來定量評價左室在各方向上的收縮運動，其獲得的定量指標--應變值，能較LVEF更準確、敏感地發現左室收縮運動異常[13-14]。
心肌纖維獨特的三層排列結構在心室收縮時同時發生扭轉運動。傳統的二維斑點追蹤技術基于二維平面對心臟各節段的運動進行評價，雖然較組織多普勒技術有較大的優越性，但在追蹤中仍然不可避免存在被追蹤的斑點“飛出(out of plane)”的現象。并且不同節段的追蹤只能在不同的切面和不同的心動周期獲得，不能實時反映整個左室的運動。而RT3D-STI是在一個心動周期內對左室三維圖像進行斑點追蹤，實現了對真實心臟形態的實時追蹤，也有效避免了“飛出”現象。與二維斑點追蹤相同，RT3D-STI分析數據仍包括GLS、GCS、GRS應變。GLS指心肌從心室底部至心尖部的長軸方向上的應變，正常心肌的收縮期縱向應變為負值，表示心肌在長軸方向上縮短；GCS指心室短軸切面上心肌在環形方向上的應變，正常心肌的收縮期圓周應變為負值，表示短軸切面上心室的周長減小；GRS指心室短軸觀上心肌向心性運動的應變，正常心肌的收縮期徑向應變為正值，表示室壁的增厚。左室收縮時，心肌縱向、環周、徑向上的運動導致左室心肌面積縮小。RT3D-STI中新的應變指標GAS反映的是分析節段或整體心肌中層面積的縮小，正常時為負值，由于其綜合反映了心肌在徑向、環周、徑向上的運動，從而能更好地反映左室的整體運動[14]。本研究采用RT3D-STI技術，于左室實時三維圖像上運用軟件自動完成斑點追蹤，大大減少了操作的依賴性，且此方法不依賴左室幾何假設進行左室收縮功能的估測，因此重復性高，可信度強。
臨床上甲減程度分級主要根據患者癥狀的嚴重程度將其分為輕型與重型[15]，與甲狀腺激素降低程度無直接關系。本研究入組甲減患者僅1例具有較明顯的癥狀，因此甲減組以輕型為主。本研究病例組和對照組比較，心臟結構和LVEF無明顯差異；但病例組GLS、GRS、GAS絕對值均小于健康對照組(P＜0.05)。提示在心室發生重構和射血分數降低前，甲狀腺激素的減低對左室長軸方向、短軸方向上的運動已有損害；而既往運用二維斑點追蹤技術評價甲減患者左室收縮功能的研究僅發現了GLS的損害[8, 10]，說明RT3D-STI較二維斑點追蹤技術對左室運動損害的評價更敏感。通過直線回歸分析發現，GLS、GRS均與FT3水平間存在直線回歸關系，隨著FT3水平的降低，兩種應變的絕對值均降低，提示隨著FT3的降低，左室長軸方向與向心收縮運動的損害加深。GLS的減低還與TSH水平有回歸關系，隨著TSH的升高，左室長軸方向的運動損害加深；并且提示GLS對甲狀腺激素水平變化較GRS更加敏感，這種損害可能早在單純TSH升高時即發生，國外關于亞臨床甲減左室收縮功能損害的研究已有報道[16]。而本研究另一個創新點是發現甲減對GAS的損害。GAS是RT3D-STI中引入的新指標，由于該指標綜合反映了左室長軸、短軸、圓周運動，因此是相對更不依賴于操作的定量評價指標。本研究中甲減患者GAS較正常人明顯降低，并且隨著FT3的降低，GAS降低，提示隨著FT3的降低，左室收縮時整體中層面積縮小減少，左室收縮運動減低。甲減患者與健康對照比較，GCS差異不顯著，我們猜測可能左室環周運動受甲狀腺激素的影響較小或GCS對甲狀腺激素減低不敏感。此發現有待進一步的研究證實。研究還發現FT4降低與四種應變的降低無明顯相關關系，分析原因可能為： ① FT3是甲狀腺激素的主要活性成分，FT4主要作為FT3的儲備庫，因此FT4的降低對左室收縮運動的直接影響較小。② 本研究入組28例既往確診甲減的患者均接受左旋甲狀腺素片進行替代治療。左旋甲狀腺素片具有擬T4效應，而通常甲狀腺功能檢測無法鑒別內源性T4和外源性T4。因此，口服左旋甲狀腺素片的患者檢測到的T4水平并不能真實反映患者甲狀腺功能和內源性基礎甲狀腺激素分泌水平。
本研究存在的不足之處： ① 入組甲減患者非初診未接受替代治療的患者，難以避免激素替代治療對結果可能的影響。② 入組甲減患者多數為輕型患者，未能納入足夠的重型患者。③ 病例數較少，結果有待大樣本的研究證實。
綜上，RT3D-STI技術用于監測左室收縮運動的減弱，敏感性高，數據可靠，有較好的數據重復性，操作快捷、簡單，有望應用于臨床快速、準確地評價左室收縮運動，特別是對LVEF和血流動力學無明顯改變的心臟早期損害有較高的評價價值。另外，甲狀腺激素活性的降低可引起左室長軸運動的明顯降低和短軸向心性運動的損害，積極有效地調整甲狀腺激素在正常水平有可能阻止這種損害，避免左室收縮功能損害的惡化。臨床醫生應當關注輕度甲減對心臟的影響，特別是對甲減高發的老年人群。
引言
甲狀腺功能減退癥(hypothyroidism，簡稱甲減)是一種甲狀腺激素合成和分泌減少或者組織利用不足而引起的全身代謝減低綜合征[1]。甲狀腺激素的分泌不足可引起心肌收縮和舒張功能減弱，重癥甲狀腺功能減退性心臟病可發展為心功能不全，但這一心功能改變通常在有效的激素替代治療后可逆轉[2]。實時三維超聲斑點追蹤顯像(real-time three-dimensional speckle tracking imaging,RT3D-STI) 技術是近年來發展起來的一項新技術，運用基于高質量的實時三維圖像進行斑點追蹤應變分析，可以準確、快捷地獲取左室各部位的運動和形變，從而敏感地反映左室收縮功能的變化[3]。本研究即采用該新技術評價甲減患者的左室功能狀態，了解甲減對左室收縮功能的影響，從而為甲減患者的臨床治療提供依據。
1 資料與方法
1.1 研究對象
本研究納入2012年3~5月于四川大學華西醫院內分泌科門診就診并經知情同意的甲減患者33例，其中男性3例，女性30例。因圖像質量不佳，三維斑點追蹤分析時超過3個節段無法追蹤3例，實際入組例數為30例，其中男2例，女28例，年齡21~71(41.76±12.13)歲。病例組診斷標準為：具有甲減臨床癥狀并經至少2次非同日靜脈采血甲狀腺功能檢查異常，包括血清促甲狀腺激素(thyroid stimulating hormone,TSH)升高和總甲狀腺素、游離甲狀腺素(free thyroid hormone,FT4)降低，血清總三碘甲腺原氨酸和游離三碘甲狀腺原氨酸(free triiodothyronine,FT3)正常或者降低[1]。TSH正常值參考范圍為0.27~4.2 mU/L，FT3正常值參考范圍為3.60~7.50 pmol/L，FT4正常值參考范圍為12.0~22.0 pmol/L。排除甲亢后甲減、近1個月無激素水平資料的甲減患者、合并妊娠、肝腎疾病、糖尿病、自身免疫性疾病(橋本甲狀腺炎除外)、呼吸系統疾病、腫瘤(包括甲狀腺腫瘤)等；排除冠心病、高血壓、先天性心臟病、心瓣膜病、心房纖顫、大量心包積液者及圖像質量差者。納入患者中初診甲減2例；既往已確診甲減28例，均接受左旋甲狀腺素片(商品名：優甲樂)激素替代治療，服藥時間1~36月。記錄患者近1個月的TSH、FT3、FT4水平。
對照組納入同期于我院體檢的健康志愿者40例，其中男性4例，女性36例，年齡21~70 (41.15±12.26)歲。對照組性別、年齡、體質指數與病例組匹配。
1.2 圖像采集
采用VividE9彩色多普勒超聲診斷儀(GE公司，美國)，4D矩陣探頭，頻率1.6~4.0 MHz，灰階三維扇角90×90°，取樣深度為12~16 cm，容積幀頻＞心率×40%。儀器配置四維自動切面顯示(4D view)、四維自動左室心功能分析(4D Auto LVQ)與三維斑點室壁運動追蹤(3D-Speckle Tracking Imaging，3D-STI)軟件。所有檢查由同一位超聲心動圖醫師操作。受檢者取左側臥位，平靜呼吸，連接同步心電圖。探頭置于胸骨旁標準左室長軸切面測量舒張末期左室內徑、右室內徑、室間隔厚度及左室后壁厚度，心室收縮末期測量左房內徑；探頭置于標準心尖四腔心切面測量心室收縮末期右房上下徑。然后在心尖四腔心切面，調整增益、幀頻等條件至滿意成像，觸動儀器面板的“4D view”鍵，囑受檢者屏住呼吸，啟動采集鍵獲得并存儲4個連續心動周期的三維圖像；觸動儀器面板的“Multi-slice”鍵，檢查各切面顯示情況，排除內外膜顯示不佳和拼接錯位圖像。
1.3 三維應變分析
所有數據分析由另一位超聲心動圖醫師應用在機 4D Auto LVQ與3D-STI分析軟件完成，分析醫師不參與受檢者分組過程。打開三維圖像，啟動4D Auto LVQ軟件，在四腔心切面的舒張末期和收縮末期于二尖瓣環中點和心尖內膜面各取一點，分析軟件自動生成跟蹤心內膜和心外膜，必要時可對心內膜和心外膜手動進行調整。根據心內膜運動，軟件自動完成左室三維全容積和左室射血分數(left ventricular ejection fraction,LVEF)的計算；啟動3D-STI軟件，根據描畫的心內膜和心外膜邊界，軟件對左室心肌的自然斑點進行追蹤，并自動將左室劃分為17個節段，計算左室整體縱向應變(global longitudinal strain,GLS)、環周應變(global circumferential strain,GCS)、徑向應變(global radial strain,GRS)、面積應變(global area strain,GAS)平均值以評價左室收縮功能。四種應變指標的正負號代表心肌運動方向，絕對值大小反應心肌運動幅度。超過3個節段無法追蹤，將無法給出整體平均應變率，此類圖像數據將排除出該研究。
1.4 統計分析
VividE9采用簡化公式自動計算體表面積: 體表面積(body surface area,BSA:m2)=身高(cm)×體重(kg)/3 600。各房室大小均經體表面積校正。統計分析軟件采用SPSS16.0。定量資料以均數±標準差(
2 結果
2.1 甲減組與對照組基礎情況比較
兩組間年齡、性別構成、體質指數、體表面積校正后的各房室大小與左室壁厚度差異均無統計學意義(P＞0.05)，甲減組心率較對照組慢(P＜0.05)。采用三維全容積法獲得的左室舒張末容積、左室收縮末容積、LVEF在兩組間差異均無統計學意義(P＞0.05)。兩組甲狀腺激素水平比較，甲減組TSH水平較對照組高，FT3、FT4水平較對照組低，差異均有統計學意義(P＜0.05，見表 1)。
表1
甲減組與對照組基礎情況比較(2.2 RT3D-STI評價甲減組與對照組左室整體收縮功能
兩組比較發現，甲減組GLS、GRS、GAS值均小于對照組，差異具有統計學意義(P＜0.05)；GCS值在兩組間差異無統計學意義(P＞0.05,見表 2)。
表2
3D-STI評價甲減組與對照組左室收縮功能比較(2.3 甲減患者左室收縮功能與甲狀腺激素水平的關系
通過線性回歸分析發現，應變量LVEF與自變量TSH、FT3及FT4無直線回歸關系，回歸系數b分別為-0.031、 0.517、 0.039，P值均大于0.1。應變量GLS、GRS、GAS值與T3的直線回歸方程有統計學意義(P＜0.05,見表 3)，回歸系數＞0，表示隨著FT3水平降低，GLS、GAS及GRS值變小。GLS與TSH水平的直線回歸方程存在統計學意義(P＜0.05，見表 3)，回歸系數＜0，表示隨著TSH水平升高，GLS值變小。
表3
左室收縮功能與甲狀腺激素水平一般線性回歸分析
Table3.
The correlation of LV systolic function to thyroid hormone analyzed by linear regression
2.4 重復性檢驗
在同一醫師和不同醫師間的兩次重復測量結果ICC值均＞0.75 (P＜0.001,見表 4)，提示重復性好，數據可靠。
表4
組內相關系數重復性檢驗(95%可信區間)
Table4.
Repeatability test by ICC (95% confidence interval)
3 討論
中華醫學會第九次全國內分泌學學術會議發布的我國十城市甲狀腺疾病流行病學調查結果顯示，15 181例≥20歲社區常駐居民的甲減患病率為6.5%，較2006年調查的甲減患病率3.8%明顯提高。甲減女性患病率明顯高于男性，并且隨著年齡的增長，患病率升高[4]。垂體分泌TSH刺激甲狀腺合成和分泌甲狀腺激素，即T3和T4。T3活性為T4的3~4倍，甲狀腺素的作用主要是由T3實現的。T3降低后T4脫碘生成T3增加，因此甲減首先表現為T4的降低[5-6]。甲狀腺激素減低可以影響心臟的收縮功能[7-8]。大量研究表明甲減時心收縮力、心肌氧耗、心輸出量、血壓和體循環阻力發生相應改變[2, 9]。根據目前研究，甲減對心臟的影響可能通過以下幾種機制[10]： ① 甲狀腺激素缺乏時，T3對血管平滑肌的舒張作用減弱，從而使全身血管阻力增加，循環負荷過重，心臟收縮力和心輸出量降低。② 甲狀腺激素缺乏時，T3上調心肌細胞膜的β受體，促進心肌細胞內cAMP生成和鈣離子釋放的作用減弱，心肌激動-收縮偶聯降低。③ T3可以調節特定心臟基因的轉錄，從分子水平上影響心臟的功能。
超聲心動圖技術是無創評價心臟功能的主要方法，包括二維、三維和M型超聲檢查方法。實時三維超聲是近年來發展的超聲新技術，它利用矩陣探頭可同時獲取一個錐形體容積內的圖像而無需進行圖像重建，可真實反映心臟的解剖結構和運動，從而能更好地評價心臟功能。根據左室實際三維圖像測量LVEF克服了傳統方法基于左室幾何假設測量LVEF的弊端，從而能更真實地反映左室射血功能，既往研究已經證實了實時三維超聲心動圖測量LVEF的優越性[11-12]。因此本研究采用三維全容積方法測量LVEF。超聲波在心肌組織間發生散射、反射等作用可形成“斑點”回聲，斑點位置隨心肌的運動發生改變。斑點追蹤技術即通過追蹤心肌斑點的位移來定量評價左室在各方向上的收縮運動，其獲得的定量指標--應變值，能較LVEF更準確、敏感地發現左室收縮運動異常[13-14]。
心肌纖維獨特的三層排列結構在心室收縮時同時發生扭轉運動。傳統的二維斑點追蹤技術基于二維平面對心臟各節段的運動進行評價，雖然較組織多普勒技術有較大的優越性，但在追蹤中仍然不可避免存在被追蹤的斑點“飛出(out of plane)”的現象。并且不同節段的追蹤只能在不同的切面和不同的心動周期獲得，不能實時反映整個左室的運動。而RT3D-STI是在一個心動周期內對左室三維圖像進行斑點追蹤，實現了對真實心臟形態的實時追蹤，也有效避免了“飛出”現象。與二維斑點追蹤相同，RT3D-STI分析數據仍包括GLS、GCS、GRS應變。GLS指心肌從心室底部至心尖部的長軸方向上的應變，正常心肌的收縮期縱向應變為負值，表示心肌在長軸方向上縮短；GCS指心室短軸切面上心肌在環形方向上的應變，正常心肌的收縮期圓周應變為負值，表示短軸切面上心室的周長減小；GRS指心室短軸觀上心肌向心性運動的應變，正常心肌的收縮期徑向應變為正值，表示室壁的增厚。左室收縮時，心肌縱向、環周、徑向上的運動導致左室心肌面積縮小。RT3D-STI中新的應變指標GAS反映的是分析節段或整體心肌中層面積的縮小，正常時為負值，由于其綜合反映了心肌在徑向、環周、徑向上的運動，從而能更好地反映左室的整體運動[14]。本研究采用RT3D-STI技術，于左室實時三維圖像上運用軟件自動完成斑點追蹤，大大減少了操作的依賴性，且此方法不依賴左室幾何假設進行左室收縮功能的估測，因此重復性高，可信度強。
臨床上甲減程度分級主要根據患者癥狀的嚴重程度將其分為輕型與重型[15]，與甲狀腺激素降低程度無直接關系。本研究入組甲減患者僅1例具有較明顯的癥狀，因此甲減組以輕型為主。本研究病例組和對照組比較，心臟結構和LVEF無明顯差異；但病例組GLS、GRS、GAS絕對值均小于健康對照組(P＜0.05)。提示在心室發生重構和射血分數降低前，甲狀腺激素的減低對左室長軸方向、短軸方向上的運動已有損害；而既往運用二維斑點追蹤技術評價甲減患者左室收縮功能的研究僅發現了GLS的損害[8, 10]，說明RT3D-STI較二維斑點追蹤技術對左室運動損害的評價更敏感。通過直線回歸分析發現，GLS、GRS均與FT3水平間存在直線回歸關系，隨著FT3水平的降低，兩種應變的絕對值均降低，提示隨著FT3的降低，左室長軸方向與向心收縮運動的損害加深。GLS的減低還與TSH水平有回歸關系，隨著TSH的升高，左室長軸方向的運動損害加深；并且提示GLS對甲狀腺激素水平變化較GRS更加敏感，這種損害可能早在單純TSH升高時即發生，國外關于亞臨床甲減左室收縮功能損害的研究已有報道[16]。而本研究另一個創新點是發現甲減對GAS的損害。GAS是RT3D-STI中引入的新指標，由于該指標綜合反映了左室長軸、短軸、圓周運動，因此是相對更不依賴于操作的定量評價指標。本研究中甲減患者GAS較正常人明顯降低，并且隨著FT3的降低，GAS降低，提示隨著FT3的降低，左室收縮時整體中層面積縮小減少，左室收縮運動減低。甲減患者與健康對照比較，GCS差異不顯著，我們猜測可能左室環周運動受甲狀腺激素的影響較小或GCS對甲狀腺激素減低不敏感。此發現有待進一步的研究證實。研究還發現FT4降低與四種應變的降低無明顯相關關系，分析原因可能為： ① FT3是甲狀腺激素的主要活性成分，FT4主要作為FT3的儲備庫，因此FT4的降低對左室收縮運動的直接影響較小。② 本研究入組28例既往確診甲減的患者均接受左旋甲狀腺素片進行替代治療。左旋甲狀腺素片具有擬T4效應，而通常甲狀腺功能檢測無法鑒別內源性T4和外源性T4。因此，口服左旋甲狀腺素片的患者檢測到的T4水平并不能真實反映患者甲狀腺功能和內源性基礎甲狀腺激素分泌水平。
本研究存在的不足之處： ① 入組甲減患者非初診未接受替代治療的患者，難以避免激素替代治療對結果可能的影響。② 入組甲減患者多數為輕型患者，未能納入足夠的重型患者。③ 病例數較少，結果有待大樣本的研究證實。
綜上，RT3D-STI技術用于監測左室收縮運動的減弱，敏感性高，數據可靠，有較好的數據重復性，操作快捷、簡單，有望應用于臨床快速、準確地評價左室收縮運動，特別是對LVEF和血流動力學無明顯改變的心臟早期損害有較高的評價價值。另外，甲狀腺激素活性的降低可引起左室長軸運動的明顯降低和短軸向心性運動的損害，積極有效地調整甲狀腺激素在正常水平有可能阻止這種損害，避免左室收縮功能損害的惡化。臨床醫生應當關注輕度甲減對心臟的影響，特別是對甲減高發的老年人群。
