应变率成像技术评价不同分期慢性肾脏病患者左心房功能

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分类号:学校代码:10114密级:学号:20100025硕士学位论文应变率成像技术评价不同分期慢性肾脏病患者左心房功能EvaluationofLeftAtrialFunctioninpatientswithdifferentstagesofChronicKidneyDiseasebyStrainRateImaging研究生:朱小丹指导教师:芦芳教授专业名称:医学影像与核医学研究方向:心血管超声诊断方向学位类型:专业学位所在学院:第二临床医学院中国山西二〇一七年五月二十五日I 分类号:学校代码:10114密级:学号:20100025应变率成像技术评价不同分期慢性肾脏病患者左心房功能EvaluationofLeftAtrialFunctioninpatientswithdifferentstagesofChronicKidneyDiseasebyStrainRateImaging研究生:朱小丹指导教师:芦芳教授专业名称:医学影像与核医学研究方向:心血管超声诊断方向学位类型:专业学位所在学院:第二临床医学院中国山西二O一七年五月二十五日 学位论文独创性声明本人声明,所呈交的学位论文系在导师芦芳教授指导下,本人独立完成的研究成果。文中任何引用他人的成果,均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本文如违反上述声明,愿意承担以下责任和后果:1、交回学校授予的学位证书;2、学校可在相关媒体上对作者本人的行为进行通报;3、本文按照学校规定的方式,对因不当取得学位给学校造成的名誉损害,进行公开道歉;4、本人负责因论文成果不实产生的法律纠纷。论文作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本人完全了解山西医科大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山西医科大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为山西医科大学。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名:日期:年月日指导教师签名:日期:年月日(本声明的版权归山西医科大学所有,未经许可,任何单位及任何个人不得擅自使用) 目录中文摘要................................................................................................................................I英文摘要..............................................................................................................................III常用缩写词中英文对照表.................................................................................................VI前言....................................................................................................................................11材料与方法........................................................................................................................21.1研究对象..................................................................................................................21.2仪器与方法..............................................................................................................21.3统计方法..................................................................................................................32结果..............................................................................................................................42.1常规参数比较..........................................................................................................42.2应变率参数SRs、SRe、SRa比较..........................................................................52.3应变率参数SRe/SRa比较......................................................................................63讨论..............................................................................................................................74结论............................................................................................................................10参考文献..............................................................................................................................115附图............................................................................................................................13综述..................................................................................................................................17参考文献..............................................................................................................................21致谢..................................................................................................................................23个人简历..............................................................................................................................24 山西医科大学(博)硕士学位论文应变率成像技术评价不同分期慢性肾脏病患者左心房功能摘要目的:1.应用应变率成像技术(StrainRateImaging,SRI)评价慢性肾脏病(ChronicKidneyDisease,CKD)各期左房功能的受损情况。2.了解慢性肾脏病各期进展过程中,左房功能受损程度的变化情况。3.探讨应变率成像技术对不同分期CKD患者左房功能评价的应用价值。方法:选取我院2016年4月~2016年10月肾内科CKD患者58例,依据2012年全球肾脏病组织KDIGO所定义的标准纳入,根据肾小球滤过率(GFR)水平将CKD患者分为3组,A组(19例,GFR≥60ml/min/1.73m2,CKD1~2期),B组(22例,GFR:30~59ml/min/1.73m2,CKD3期),C组(17例,GFR:15~29ml/min/1.73m2,CKD4期),三组LVEF均大于55%,未进行过透析治疗;同时选取健康对照组(N组)19例,四组间性别、年龄无统计学差异。所有的受检者采用PhilipsiE33彩色超声诊断仪进行检查,分别采集连续3个心动周期常规条件下及组织多普勒条件下心尖二腔切面及心尖四腔切面图像,动态储存后进行脱机分析。用simpson双平面法测量左心房最大容积LAVmax、最小容积LAVmin、主动收缩前容积LAVp,通过这几个参数值计算左心房的被动射血容积LAPEV=LAVmax-LAVp、左心房的主动射血容积LAAEV=LAVp-LAVmin、左心房的被动射血分数LAPEF=LAPEV/LAVmax、左心房的主动射血分数LAAEF=LAAEV/LAVp,左心房的总射血分数LATEF=(LAVmax-LAVmin)/LAVmax。运用QLAB-SQ软件得出左心房前壁、下壁、侧壁及房间隔共4个节段心肌应变率曲线,分别测量各个壁收缩期、舒张早期及舒张晚期平均应变率峰值SRs、SRe及SRa。上述测值均连续测量3次,取平均值。结果:I 山西医科大学(博)硕士学位论文1.常规二维参数比较B组、C组LAVmax、LAVmin、LAVp较N组、A组增大(P<0.05),即CKD3期、4期患者左心房容积增大;B组、C组LATEF、LAPEF较N组、A组减少(P<0.05),即CKD3期、4期患者左心房储存功能及管道功能减低;2.应变率参数比较SRs、SRe:B组、C组前壁、下壁、侧壁及房间隔较N组、A组均降低(P<0.05),结果同上,CKD3期、4期时左心房储存功能及管道功能受损,其中B组与C组无明显统计学差异(P>0.05),说明CKD患者病情从3期进展到4期时,左房的储存功能及管道功能未明显进一步受损;SRa:四组间前壁、下壁、侧壁及房间隔无显著性差异(P>0.05),表明慢性肾脏病前4期患者左房的助力泵功能未受损。3.应变率SRe/a比较SRe/a可定位反应左心房的舒张功能,整体B组、C组SRe/a较正常组及A组减低,且有统计学差异(P<0.05);且C组前壁及下壁SRe/a较B组进一步较低(P<0.05),说明CKD3、4期患者左房舒张功能减低,受损心肌以前壁和下壁为著。结论:本次研究,SRI测量结果同常规参数测量结果提示一致,但SRI测量更为简便、准确,能评价不同分期慢性肾脏病患者左房的功能,并可以评估左房功能的受损程度,从而可以为临床早期干预提供依据。关键词:应变率成像技术;慢性肾脏病;左房的功能II 山西医科大学(博)硕士学位论文EvaluationofLeftAtrialFunctioninpatientswithdifferentstagesofChronicKidneyDiseasebyStrainRateImagingAbstractObjective:1.Whichperiodbegantoappearleftatrialmyocardialdamageinchronickidneydisease.2.thechangesofleftatrialmyocardialdamageIntheprocessoftheprogressofchronickidneydisease(CKD)periods.3.Exploreapplicationvalueofthestrainrateimagingforevaluationofleftatrialfunctioninchronickidneydisease.Methods:Select58patientswithchronickidneydiseasewhichwasdefinedstandardaccordingtothe2012globalkidneytissueKDOGO[1]fromMarch2016toOctober2016inourhospital.Allthepatientsweredividedinto3groupsaccordingtothelevelofGlomerularFiltrationRate(GFR),groupA(19cases,CKD1~2stage):GFR≥60ml/min/1.73m2,groupB(22cases,CKD3stage):GFR30~59ml/min/1.73m2,groupC(17cases,CKD4stage):GFR15~29ml/min/1.73m2and19casesofnormalcontrolgroup(Ngroup).AllpatientswereexaminedusingPhilipsIE33colorultrasonicdiagnosticinstrument,S5-1probe,thefrequencyof3.5~5MHz,withleftside,quietbreathing,afterfittingofelectrocardiogram(ecg),collectingthreeconsecutivecardiaccycledynamicimagesofapical2chamberviewandapical4chamberview,thenstorage;AndthenconvertprobetoTDIconditions,acquisitionthreeconsecutivecardiaccycledynamicimagesofapical2chamberviewandapical4chamberview,andofflineanalysis.measureconventionaltwo-dimensionalechocardiographyparametersbyusingSimpsonmethod(suchas:leftatriummaximumvolumeLAVmax,leftatriumminimumvolumeLAVmin,leftatrialpresystolicvolumeLAVp,leftatrialpassiveemptyingIII 山西医科大学(博)硕士学位论文volumeLAPEV,leftatrialactiveemptyingvolumeLAAEV,leftatrialpassiveemptyingfractionLAPEF,leftatrialactiveemptyingfractionLAAEF,leftatrialtotalemptyingfractionLATEF).UndertheconditionoftheQLAB,offlineanalysis,selectapical2chamberviewandapical4chamberviewundertheconditionofTDI,manualtraceofinterestareas,adjustitswidth,makeitaccordwiththeendocardialandepicardialsurface,runsoftwaretogetfoursegmentsstrainandstrainratecurveofleftatrialwall,interatrialseptum,anteriorwallandinferiorwallmyocardial,measuretheSRs,SRe,SRa.Themeasurementsweremeasuredthreetimesinarow,gettheaveraged.Results:1.Theconventionaltwo-dimensionalparametercomparisonLAVmax,LAVminandLAVpofgroupB,groupCincreasecomparetogroupAandgroupN(P<0.05);LAPEVandLAPEFofGroupBandgroupCdecreasecomparetogroupAandgroupN(P<0.05),leftatrialvolumeinpatientswithCKDstage3andstage4enlarge,atthesameperiod,thestoragefunctionandpipelinefunctionsofleftatriumareimpaired;therewasnosignificantdifferencebetweengroupNandgroupA,groupBandgroupCdata(P>0.05);therewasnosignificantdifferenceinfourgroupsLAAEF(P>0.05),itshowsthatthedevelopmentofchronickidneydisease(CKD)patients.4,leftatrialboosterpumpfunctionwasnotdamagedfromCKDstage1toCKDstage4.2.StrainrateparameterscomparisonSRs,SRe:Leftatrialfrontwall,lowerwall,lateralwallandinteratrialseptumofgroupBandgroupClowercomparetogroupAandgroupN(P<0.05),besidegroupNandgroupA,groupBandgroupChasnosignificantstatisticaldifference(P>0.05);SRa:therewerenosignificantdifferenceinanteriorwall,lowerwall,sidewall,andinteratrialoffourgroupsseptum.Strainrateimagingparametersresultsisthesametoconventional2dresults,italsoshowsthatleftatriumstoragefunctionandpipefunctionisdamagedinCKDstage3andstage4,leftatrialboosterpumpfunctionhasnotbeendamagedfromCKDstage1tostage4.3.StrainrateSRe/acomparisonstrainrateSRe/aofgroupNandgroupA>1,IV 山西医科大学(博)硕士学位论文SRe/ainlateralwallofgroupBandinteratrialseptumofgroupCandgroupBisalsogreaterthan1,buttherearestilldifferencescomparedtogroupAandgroupN(P<0.05);SRe/aofGroupB,groupCfrontwallandlowerwall、SRe/aofgroupClateralwall<1(P<0.05),andSRe/ainanteriorwallandlowerwallfurtherdeclinefromthegroupBtothegroupC(P<0.05);SimilartotraditionalechocardiographymeasuredmitralvalveflowspectrumpeakpeakwithA,E,E/Avalueofleftventriculardiastolicfunctionofreaction,SRe/Acanresponsethediastolicfunctionofleftatrium(correspondingtothepipelineandstoragefunctions);leftatrialdiastolicfunctionisimpairedinCKDstage3andstage4,frontwallandlowerwallofleftatrialisthemainlydamagedmyocardial.Conclusion:Inthisstudy,theSRImeasurementresultsisthesamewithconventionalparametermeasurementresults,butSRIismoreconsistentandsimpletomeasureandaccurate,itcanevaluatethedifferentstagesofleftatrialfunctionandtheextentofdamageandcanevaluateleftatrialfunctioninpatientswithchronickidneydisease,whichcanbeforearlyclinicalinterventionfromthebasisKeywords:StrainRateImaging;ChronicKidneyDisease;LeftAtrialFunctionV 山西医科大学(博)硕士学位论文常用缩写词中英文对照表英文缩写英文名称中文名称SRIstrainrateimaging应变率成像技术CKDchronickidneydisease慢性肾脏病GFRGlomerularFiltrationRate肾小球滤过率SRsSystolicpeakstrainrate收缩期应变率峰值SRelatediastolicpeakstrainrate舒张早期应变率峰值SRaearlydiastolicpeakstrainrate舒张晚期应变率峰值TDItissuedopplerimaging组织多普勒成像技术LAVmaxleftatrialmaximalvolume左心房最大容积LAVminleftatrialminimalvolume左心房最小容积LAVpleftatrialpresystolicvolume左心房主动收缩前容积LAPEVleftatrialpassiveemptyingvolume左心房被动射血容积LAAEVleftatrialactiveemptyingvolume左心房主动射血容积LAPEFleftatrialpassiveemptyingfraction左心房被动射血分数LAAEFleftatrialactiveemptyingfraction左心房主动射血分数LATEFleftatrialpassivetotalfraction左心房总射血分数VI 山西医科大学(博)硕士学位论文前言当前慢性肾脏病(ChronicKidneyDiseaseCKD)在国内外发病率都在上升,且发病年龄逐渐变小,呈现一个年轻化的趋势,其早期预防和积极治疗已成为全球面临的重要公共卫生事件。据报到目前我国成人慢性肾脏病的患病率为10.8%[1],且有明显上升的趋势;据统计慢性肾脏病患者每年以11-15%的速度进入终末期肾病阶段,而往往在其进入终末期阶段之前,就常死于相关的严重并发症,其中心血管疾病是慢性肾脏病患者最常见的并发症和最主要的死因。心血管疾病主要包括冠状动脉粥样硬化性心脏病、心律失常、心脏骤停、心力衰竭、周围动脉疾病等。慢性肾脏病会通过多种机制导致心血管疾病的发生[2],常见的机制有RAAS系统的激活,代谢毒素的蓄积、神经体液因子的作用、营养物质的缺乏等,这些因素均可引起心肌细胞水肿、缺血、坏死,间质增生、纤维化,最终导致心肌受损,从而出现心脏结构和功能异常。多种研究表明,左心房的容积与心血管事件的危险性密切相关,同时也有对CKD患者左心房容积的长期随访研究[3]也证实左心房的容积是影响CKD患者心血管疾病病死率的独立高危因素。因此本次研究通过对慢性肾脏病患者不同分期左心房功能的评价,早期发现左心房功能的改变,对临床评估心血管事件的危险性、早期干预提供依据。1 山西医科大学(博)硕士学位论文1.材料与方法1.1研究对象选取2016年4月-2016年10月来我院肾内科门诊和病房治疗的慢性肾脏病患者58例,慢性肾脏病的诊断依据为2012年全球肾脏病组织KDIGO所定义的标准,即慢性肾脏病是指对健康有影响的肾脏损害(肾脏结构和或功能异常)≥3个月,包括GFR正常或不正常的病理损伤,血液或尿液成分异常及影像学检查的异常;2或不明原因的GER<60ml/min/1.73m≥3个月。根据肾小球的滤过率(GFR)水平2将慢性肾脏病患者分三组:A组19例为GFR≥60ml/min/1.73m(CKD1~2期),其中男9例,女10例;其中慢性肾小球肾炎13例,肾病综合征6例;年龄28-562岁,平均41.58±10.24岁;B组22例为GFR:30-59ml/min/1.73m(CKD3期),其中男12例,女10例;其中慢性肾小球肾炎16例,肾病综合征6例;年龄26-612岁,平均42.23±9.77岁;C组17例为GFR:15-29ml/min/1.73m(CKD4期),其中男9例,女8例;其中慢性肾小球肾炎10例,肾病综合征7例;年龄28-53岁,平均41.12±8.54岁;所有受检者左室射血分数LVEF≥55,未进行过透析治疗、无心包积液。排除标准:糖尿病肾病、狼疮性肾炎、心律失常、心梗等影响心脏结构和功能改变的疾病。健康对照组(N组)19例,其中男10例,女9例;年龄26-57岁,平均43.79±11.32岁,健康对照组为来我院体检正常的志愿者。所有受检者性别、年龄无统计学差异。1.2仪器与方法1.2.1仪器采用PhilipsiE33彩色超声诊断仪,S5-1探头,频率为3.5~5MHz,患者左侧卧位,平静呼吸,连接好心电图后,分别采集常规条件下3个完整心动周期内心尖二腔切面及心尖四腔切面的动态图像及组织多普勒条件下3个完整心动周期内心尖二腔切面及心尖四腔切面的动态图像,存储后进行脱机分析。1.2.2常规二维超声心动图参数2 山西医科大学(博)硕士学位论文采用simpson法,选取常规条件下心尖四腔及心尖二腔动态图,分别于心电图T波、R波及P波起始处测量左心房最大容积(LAVmax)、左心房最小容积(LAVmin)以及左心房主动收缩前容积(LAVp),通过这三项参数来计算左心房的被动射血容积(LAPEV)、左心房的被动射血分数(LAPEF)、左心房的主动射血容积(LAAEV)、左心房的主动射血分数(LAAEF)及左心房总排空分数(LATEF),所有数值测量结果均为连续三个心动周期的平均值。1.2.3TDI应变率参数在QLAB条件下,选择TDI条件下心尖四腔及二腔切面动态图像进行脱机分析,运行SQ软件选择一帧内膜清楚的切面进行分析,得出左心房侧壁、房间隔、前壁及下壁的应变率曲线,分别测量左心房侧壁、房间隔、前壁及下壁共4个节段心肌的收缩期峰值SRs、舒张早期峰值SRe、舒张晚期峰值SRa。上述测值均连续测量3次,取平均值。1.3统计学处理统计学分析采用SPSS17.0统计学软件,计量资料用X±S表示,组间比较采用单因素方差分析,组间两两比较,方差齐时采用LSD比较,方差不齐时采用Dunnett’ST3检验。以P<0.05为差异有统计学意义。3 山西医科大学(博)硕士学位论文2结果2.1常规二维超声心动图参数比较表2-1各组常规二维参数比较结果(X±S)项目正常组A组B组C组LAVmax(ml)45.16±4.8446.31±4.3849.63±4.38*#50.71±4.28*#LAVmin(ml)13.39±2.3615.10±2.4218.80±3.10*#18.7±4.74*#LAVp(ml)21.68±2.0622.95±2.6830.91±4.89*#32.64±3.53*#LAPEV(ml)23.47±4.3523.37±4.4318.72±5.01*#18.05±4.49*#LAPEF(%)51.66±0.5350.17±0.6637.62±0.93*#35.38±0.72*#LAAEV(ml)8.31±1.737.84±2.5212.91±4.5113.94±4.98LAAEF(%)38.50±0.7933.91±0.9640.68±0.1242.63±0.13LATEF(%)70.49±0.3367.44±0.3863.78±0.49*#63.35±0.78*#注:与正常组比较,*P<0.05,与A组比较,#P<0.05由表2-1可知B组、C组LAVmax、LAVmin、LAVp较N组、A组增大(P<0.05),B组、C组LATEF、LAPEF较N组、A组减少(P<0.05),其中N组与A组、B组与C组数据无统计学差异;四组LAAEV、LAAEF无统计学差异。提示慢性肾脏病患者病情处于1-2期时,左心房的容积及功能较正常对照组无明显差异,即处于正常范围;随着病情发展到3期时,左房的容积增大,同时左房的储存功能及管道功能减低受损,且3期与4期左房的管道功能受损程度无明显改变,病情一直发展到4期时,左心房的整体收缩功能正常,助力泵功能无明显受损改变。4 山西医科大学(博)硕士学位论文2.2应变率成像参数SRs、SRe、SRa比较表2-2各组应变率参数比较结果(X±S)项目组别前壁下壁侧壁房间隔SRs(S-1)N1.25±0.451.46±0.291.74±0.521.41±0.37A1.34±0.291.45±0.391.59±0.191.27±0.36B0.77±0.14*#0.68±0.21*#0.84±0.20*#0.88±0.17*#C0.63±0.19*#0.81±0.22*#0.95±0.78*#0.79±0.16*#SRe(S-1)N2.34±0.352.78±0.492.56±0.382.97±0.31A2.29±0.552.52±0.452.27±0.602.16±0.47B1.41±0.41*#1.16±0.51*#1.22±0.41*#1.25±0.35*#C1.14±0.32*#0.94±0.34*#1.13±0.69*#1.31±0.37*#SRa(S-1)N1.40±0.291.39±0.391.50±0.411.40±0.24A1.42±0.291.46±0.431.30±0.311.31±0.45B1.60±0.281.51±0.341.28±0.291.19±0.32C1.57±0.291.62±0.291.29±0.361.25±0.39注:与正常组比较,*P<0.05,与A组比较,#P<0.05由表2-2可知SRs、SRe:B组、C组前壁、下壁、侧壁及房间隔较N组、A组均降低(P<0.05),其中N组与A组、B组与C组无显著性差异;SRa:四组前壁、下壁、侧壁及房间隔无显著性差异。结果同二维参数提示一致,慢性肾脏病患者病情发展到3期时开始出现左房储存功能、管道功能受损,且病情进一步发展到4期时,左房储存功能及管道功能受损程度无明显改变。CKD前4期左心房的整体收缩功能正常,助力泵功能无明显受损。5 山西医科大学(博)硕士学位论文2.3应变率成像参数SRe/a比较表2-3各组应变率成像参数SRe/a比较结果(X±S)项目前壁SRe/a下壁SRe/a侧壁SRe/a房间隔SRe/aN组1.75±0.272.04±0.251.81±0.451.72±0.26A组1.60±0.221.78±0.331.76±0.381.81±0.54B组0.87±0.21*#0.75±0.17*#1.03±0.60*#1.12±0.49*#C组0.72±0.10*#△0.57±0.15*#△0.84±0.32*#1.10±0.38*#注:与正常组比较,*P<0.05,与A组比较,#P<0.05,与B组比较,△P<0.05由表2-3可知,应变率SRe/a比较类似于传统超声心动图测量二尖瓣血流频谱峰值E峰与A峰,运用E/A值大体来反应左室的舒张功能,SRe/a可反应左心房的舒张功能;N组及A组应变率SRe/a>1,而B组侧壁、B组与C组房间隔SRe/a虽然大于1,但整体B组与C组SRe/a较N组及A组较低,且差异有统计学(P<0.05);说明CKD3期与CKD4期时左房的舒张功能较CKD1-2期及正常对照组减低,且C组前壁、下壁SRe/a较B组的进一步下降(P<0.05);说明CKD3、4期左房舒张功能受损,受损心肌以前壁和下壁为著。6 山西医科大学(博)硕士学位论文3讨论当前慢性肾脏病是一个全球范围内的公共健康问题,发病率在国内外呈上升的趋势,其早期预防和积极治疗是国内外共同面临的重要事件。在西方国家,慢性肾脏病患者主要的病因是糖尿病与高血压导致的肾脏损害,在我国,肾小球肾炎仍是慢性肾脏病患者的主要病因,但是糖尿病和高血压的发病率随着我国经济水平的发展,人们生活水平的改善也在不断的上升,因此由糖尿病与高血压导致肾脏损害比例也在不断的上升。据统计慢性肾脏病患者常常在其进入终末期肾病阶段之前,就常死于严重的并发症,其中慢性肾脏病最常见的并发症和最主要的死因是心血管疾病。有很多研究[4-5]都表明,左房的容积与心血管事件的危险性密切相关;同样也有对慢性肾脏病患者左房容积的长期随访研究证实了,左房的容积是慢性肾脏病患者心血管事件病死率的独立高危因素,即慢性肾脏病患者心血管事件的危险性会随着左房容积的增大而上升。因此本次研究运用应变率成像技术评价慢性肾脏病不同分期左房的功能,评估不同分期慢性肾脏病患者左房大小与功能的变化情况,为临床评估该类患者心血管事件的危险性、早期干预提供参考依据。选择常规条件心尖四腔和心尖二腔切面动态图像,应用simpson法分别于心电图T波、R波及P波起始处测量左心房最大容积(LAVmax)、左心房最小容积(LAVmin)以及左心房主动收缩前容积(LAVp),通过这三项参数来计算左心房的被动射血容积(LAPEV)、左心房的被动射血分数(LAPEF)、左房的主动射血容积(LAAEV)、左心房的主动射血分数(LAAEF)及左心房总射血分数(LATEF);本次研究中,LATEF、LAPEF、LAAEF分别对应评价左房的三个功能,即储存功能、管道功能和助力泵功能。左心房的储存功能是指左心房储存血液的作用,即左心室收缩期,左心房收纳肺静脉回流的血液;左心房的管道功能是指在心室舒张早期,二尖瓣开放,左心房作为肺静脉与左室血液流通的管道,将血液经过左心房输送入左心室;左心房的助力泵功能是一个起到辅助心室充盈的功能,是指在心室舒张末,左心房主动收缩进一步把左心房内的血液泵入左心室,正常时该助力泵功能泵入左室15%-20%的血液[6];当病变导致左心房的储存功能和或管道功能受损时,为满足左心室正常的充盈量,左房的助力泵功能做功增加,此时该功能泵入左室的血液明显增加。但长时间左房做功增加,将会发生失代偿,导致左房主动收缩功能减低。左心房的三个功能在正7 山西医科大学(博)硕士学位论文常或者病变时会互相调节,以此来满足心室的充盈量,从而维持正常的心腧量。本次研究以上参数四组间对比分析,结果得出,在慢性肾脏病3期及4期时,左心房容积增大,左房的管道功能受损;病情一直进展到4期,左房的助力泵功能尚正常,其中慢性肾脏病3期与4期左房的管道功能未进一步受损。同时应用应变率成像技术评价不同分期慢性肾脏病患者左房的功能,评价左房各节段(前壁、下壁、侧壁及房间隔)功能变化,通过比较各组间左房各壁SRs、SRe及SRa的差别,来评价不同分期慢性肾脏病患者左心房的三个功能[7],储存功能、管道功能及助力泵功能的受损情况。结果示慢性肾脏病3期及4期时各壁SRs、SRe较正常组及慢性肾脏病1-2期减低,说明慢性肾脏病3期及4期左房的储存功能及管道功能受损;虽然慢性肾脏病3期及4期时各壁SRa较正常组及慢性肾脏病1-2期增加,但数据无统计学差异,说明左房的助力泵功能一直到慢性肾脏病4期时未出现异常。慢性肾脏病在疾病进展过程中,随着肾单位的破坏,肾小球滤过率下降,肾素血管紧张素醛固酮系统激活,交感神经兴奋,儿茶酚胺分泌增多,全身血管收缩,血压增加导致心脏压力负荷增加,同时醛固酮分泌增多,体内钠水潴留、血容量增多导致心脏的容量负荷增加,心肌收缩加强,长期RAAS系统激活,最终导致心肌细胞坏死,间质增生纤维化,从而导致心脏功能减退;同时慢性肾脏病患者由于肾小球滤过率下降,一些代谢毒物在体内蓄积会加重心肌毒性损害,再加上其他神经体液因子作用等多种因素最终导致心肌细胞水肿,缺血、坏死,间质增生,心肌纤维化,最终导致心脏结构和功能异常。早期常表现为左室舒张功能减退,左房的功能与左室的收缩及舒张功能密切相关且相互影响[8],左室舒张功能减退时会影响舒张早期心室的充盈,即舒张早期左房的后负荷增加,左房将血液充盈入左室压力增大,充盈量减少,血流速度减慢,此时左房的管道功能减退,即左室的舒张功能状态直接影响左房的管道功能,表现为左心房LAPEF异常,应变率参数左房的各壁SRe减低;同时由于心脏本身的结构特点,相比左室心肌,左房心肌薄、弱,心肌受损时左房更易早期表现出结构的异常,由于本身心肌受损,纤维化,左室舒张期左房内血液回流入左室受限,左房的容积增大,左心房在储存肺静脉回流的血液能力降低,即左房的储存功能减低,常规二维参数显示慢性肾脏病3、4期患者LAVmax、LAVmin、LAVp及LATEF较慢性肾脏病1-2期及正常对照组增大,应变率参数左心房8 山西医科大学(博)硕士学位论文的前壁、下壁、侧壁及房间隔SRs减低,均表明慢性肾脏病3期及4期左房的储存功能减退;为了满足心室的正常充盈及维持正常的心输出量,左心房主动收缩做功增加,即助力泵功能增强,本次研究中左心房的各壁舒张晚期应变率峰值(SRa),虽然慢性肾脏病3、4期患者较慢性肾脏病1-2期及正常对照组增高,但结果无统计学差异,说明在慢性肾脏病3、4期左房整体收缩功能增加,但助力泵功能还处于正常。应变率参数SRe/a比较,类似于应用二尖瓣血流频谱的峰值E/A来大体评估左室的舒张功能,应变率参数SRe/a可用来反映左房的舒张功能,比较结果得出在慢性肾脏病3期与4期左房的整体舒张功能减低,其中左房前壁及下壁,CKD4期较CKD3期进一步减低,因此局部受损的心肌,以前壁和下壁为著,可能与左房本身不规则地运动有关。同时正常对照组与慢性肾脏病1-2期患者、慢性肾脏病3期与慢性肾脏病4期患者常规参数及应变率参数结果比较无明显统计学差异,说明慢性肾脏病1-2期患者,左房的结构和功能都处于正常范围,慢性肾脏病3、4期患者左房的储存功能及管道功能受损,且慢性肾脏病患者从3期发展到4期时,左房的储存功能及管道功能受损程度没有发生明显改变;有研究也表明,慢性肾脏病3-5期时,左室舒张功能改变无明显统计学差异[9],因此本次研究结果:CKD3期与CKD4期左房的储存功能、管道功能受损无明显统计学差异,与之前研究也相符。以往对左室的功能变化人们研究较多,对左房的功能关注较少,近年来随着人们对左房功能的不断认识和关注,随之对其研究也越来越广泛、越来越深入。SRI是基于TDI条件下新起的一项技术,已经被应用于评价多种疾病的左房功能,如阵发性房颤[10-11]、高血压左房功能改变[12]、肥厚性心肌病对左房影响[13]等。该项新技术的除了具有高时间分辨率和空间分辨率的优点外,可以准确地反映一个完整心动周期内心肌运动功能状态,而且不受心脏本身旋转和周围组织对其牵拉的影响。相比于常规二维超声心动图测量各项指标来评价左心房的功能,应变率成像技术能够更简便、准确、直观地评价左房的功能,此外除了能评价左房的整体功能外,还能够在心肌形变的角度上来定量评价左房的局部功能;本次研究运用应变率成像技术评价不同分期慢性肾脏病患者的左房前壁、下壁、房间隔及侧壁心肌功能,为临床评估慢性肾脏病患者心血管事件的危险性、早期干预提供依据。9 山西医科大学(博)硕士学位论文4结论1.在慢性肾脏病3期时左房的容积就开始增大,且在该期左房的储存功能及管道功能受损。2.在疾病从3期进展到4期时,左房的容积进一步增大,但无统计学差异,且左房的功能受损程度没有进一步发展。3.在慢性肾脏病3期和4期左房的舒张功能减低,以前壁及下壁心肌的受损为著。4.应变率成像技术能简便、准确地评价慢性肾脏病患者不同分期左心房的功能,定位局部受损心肌;但应变率成像技术也有着自身的局限性,有一定的角度依赖性;其次在本次研究中,只是单纯根据GFR水平进行分组,并没用进一步对分组进行细化,只是达到初步了解CKD各期左房功能受损情况,再加上样本量不大,因此结论具有一定的局限性,需要在以后的研究中进一步完善。10 山西医科大学(博)硕士学位论文参考文献[1]陈灏珠,钟南山.内科学[M].北京:人民卫生出版社,2013:524-531.[2]王海燕主编.肾脏病学[M].北京:人民卫生出版社,2008:1883-1893.[3]ChanMY,WongHB,OngHY,etal.Prognosticvalueofleftatrialsizeinchronickidneydisease.[J].EuropeanJournalofEchocardiographytheJournaloftheWorkingGrouponEchocardiographyoftheEuropeanSocietyofCardiology,2008,9(6):736-740.[4]TsangTS;BarnesME;GershBJ;TakemotoY;RosalesAG;BaileyKR;SewardJB.Predictionofriskforfirstage-relatedcardiovasculareventsinanelderlypopulation:theincrementalvalueofechocardiography[J].JournaloftheAmericanCollegeofCardiology,2003,42(7):1199-1205.[5]MollerJE,HillisGS,OhJK,etal.Leftatrialvolume:apowerfulpredictorofsurvivalafteracutemyocardialinfarction[J].Circulation,2003,107(17):2207-2209.[6]StefanadisC,DernellisJ,ToutouzasP.EvaluationoftheLeftAtrialPerformanceUsingAcousticQuantification.[J].Echocardiography,1999,16(1):117–125.[7]SpencerKT,MoraviV,GorcsanJ,etal.Effectsofagingonleftatrialreservoir,conduit,andboosterpumpfunction:amulti-institutionacousticquantificationstudy[J].Heart,2001,85(3):272-7.[8]张群英,龚兰,任伯绪,等.应变率评价尿毒症患者血液透析前后左心房功能的变化[J].中国超声医学杂志,2012,28(12):1100-1102.[9]肖磊娟,陈志,冯野,等.心肾综合征患者CKD3-5期心脏改变的特点[J].中国实验诊断学,2011,15(3):484-487.[10]朱梦若,张跃力,马新欣,等.应变及应变率成像对阵发性房颤患者左心房功能的评价[J].中国超声医学杂志,2016,(7):608-611.[11]GuanZ,ZhangD,QiuK.Strainrateevaluationofphasicatrialfunctioninhypertension[J].Heart,2009,95(19):1626-30.[12]李劼,王建华,杜丽娟,等.应变率成像对高血压病患者左心房功能的初步研究[J].中华医学超声杂志电子版,2008,5(4):625-631.[13]VoigtJU,ExnerB,SchmiedahausenK,etal.Strainrateimagingduringdobutaminestress11 山西医科大学(博)硕士学位论文echocardiographyprovidesobjectiveevidenceofinducibleischemia[J].Circulation,2003,107(16):2120-2126.12 山西医科大学(博)硕士学位论文5附图图1心尖四腔切面simpson法测量左房容积图2心尖二腔切面simpson法测量左房容积图3TDI条件下心尖四腔心切面图4TDI条件下心尖二腔心切面图5正常组左房侧壁应变率曲线图6CKD1-2期左房侧壁应变率曲线13 山西医科大学(博)硕士学位论文图7CKD3期左房侧壁应变率曲线图8CKD4期患者左房侧壁应变率曲线图9正常组左房下壁应变率曲线图10CKD1-2期左房下壁应变率曲线图11CKD3期左房下壁应变率曲线图12CKD4期左房下壁应变率曲线14 山西医科大学(博)硕士学位论文图13正常组左房房间隔应变率曲线图14CKD1-2期左房房间隔应变率曲线图15CKD3期左房房间隔应变率曲线图16CKD4期左房房间隔应变率曲线图17正常组左房前壁应变率曲线图18CKD1-2期左房前壁应变率曲线15 山西医科大学(博)硕士学位论文图20CKD3期左房前壁应变率曲线图20CKD4期左房前壁应变率曲线16 山西医科大学(博)硕士学位论文综述应变率成像技术评价不同分期慢性肾脏病患者左心房功能的研究常规的超声心动图评价左房的功能,只能是半定量地评价左房的整体功能,往往不能评价左心房心肌的局部功能;评价局部心肌的形变能力,更多的也是凭借观察者主观视觉上对心肌运动的观察或者二维上测量心肌的增厚缩短情况来判断心肌的运动功能,而这种观察常常没有评估到缩短和扭曲的心肌,因此该结果是非常主观的,对检查者有高度依赖性,导致结果误差较大[1]。近年来随着研究技术的发展,应变率成像技术(StrainRateImagingSRI)已成为一项有价值的超声心动图检查技术,该项技术是基于组织多普勒成像技术(TissueDopplerImaging)的基础上兴起的新技术,可以根据心肌形变的速度来定量评价局部心肌形变的能力,从而来评估局部心肌的功能情况。时间分辨率和空间分辨率都很高是该项技术的一个优点,还能准确地反映一个完整心动周期内心肌的运动情况,此外该项技术不受心脏本身运动旋转和周围组织对其牵拉的影响[2]。早期应变率成像技术多应用于心室功能的研究,如用于定量分析局部心肌的功能与存活的心肌[3],用于评价心肌再同步化治疗后的心功能[4]等,随后逐步又用于评价右心室的功能。随着超声诊断仪与计算机的发展,以及人们对左房功能研究的深入,目前该项技术已用于评价多种疾病左心房功能的研究,如房颤[5]、高血压左房功能改变[6]、肥厚性心肌病对左房影响[7]、风湿性心脏病左心房扩大心肌重构[8]、心脏舒张功能障碍[9]以及酒精性心肌病心房结构改变[10]等,因此可以说应变率成像技术在评价左房功能的应用方面是比较成熟的。一、慢性肾脏病概念慢性肾脏病(ChronicKidneyDiseaseCKD)是指(1)肾脏损伤(肾脏结构或功能异常)≥3个月,可以有或无肾小球滤过率(GFR)下降,临床上表现为肾脏病理学检查异常或肾脏损伤的指标,包括血、尿成分异常或影像学检查异常。(2)GFR<60ml2/min/1.73m,≥3个月,有或无肾脏损伤。该病以往认为在发展中国家发病率高,17 山西医科大学(博)硕士学位论文但调查数据显示,该病是一个全球性多发和常见的疾病,其早期预防和积极治疗已经是世界各国面临的一项重要公共卫生事件,据报到目前我国成人慢性肾脏病的患病率为10.8%[11],且有明显上升的趋势。在我国慢性肾脏病主要病因有肾小球性肾炎、糖尿病肾病、高血压及药物引起的肾脏损害、狼疮肾炎、肾小管肾血管疾病等,其中目前最主要的病因还是肾小球肾炎,而在西方国家糖尿病和高血压导致的肾脏损害是其慢性肾脏病患者最主要的病因。但近年来,随着我国经济水平的发展,人民生活水平的提高,糖尿病与高血压的发病率也是呈现一个逐年上升的趋势,由糖尿病与高血压导致慢性肾脏病的比重也在不断地上升。二、慢性肾脏病与左房功能慢性肾脏病在疾病的进展过程中,会通过多种机制引起心肌的受损,最终导致心脏结构与功能的异常。据统计慢性肾脏病患者每年以11-15%的速度进入终末期肾病阶段,而往往在其进入终末期阶段之前,就常死于相关的严重并发症,其中慢性肾脏病患者最常见的并发症和最主要的死因就是心血管疾病。造成这些损伤的原因可能有:RAAS系统的激活,水钠潴留导致心脏容量负荷增加、血管收缩引起继发性高血压又会导致心脏压力负荷加重,容量、压力负荷增加导致心肌做功增加,同时代谢毒素的蓄积、神经体液因子的作用、营养物质的缺乏等均可引起心肌受损,最后导致心肌细胞水肿、肥厚、缺血、坏死,导致心肌结构和功能的异常,最后出现心脏功能减退[12]。这些因素可能在早期就对患者心肌造成了影响,且随着疾病的进展会使患者心肌受损程度逐步加重。慢性肾脏病与心血管疾病的有着多数相同的高危因素,如吸烟、高血脂、高血糖、肥胖等,而且二者互为影响,慢性肾脏病在疾病发展过程中对心肌有一定的损害,心血管疾病在一定程度上又会使肾功能减退,因此两者的发病机制是紧密联系在一起的。由于心肌的受损纤维化,心肌僵硬度增加,早期心室舒张功能减低,导致心室舒张早期,心房将血液充盈入心室压力增大,左房的管道功能减低,即左心室的舒张功能的变化会直接影响左心房的管道功能的改变;此期,左房被动充盈入左心室的血液减少,为了维持正常的心输出量,左心房会在心室舒张晚期,加强主动收缩,将血液更多地充盈入左室来满足正常的心输出量;因为心肌本身的结构特点,心室心肌较厚,心房肌相对薄弱,长期心肌受损,心肌水肿、缺血、坏死、纤维化,在心室结构即大小正常时,常先表现为心房结构的改变,即心房增大。在心室收缩时,左房储存肺静脉回流的血液,由于心肌本身18 山西医科大学(博)硕士学位论文纤维化,在储存血流的过程中,左房容积不可逆性的增大,导致心房的储存功能减低。很多研究都表明左心房的容积与心血管疾病后期病死率有着紧密联系[13],同时有对CKD患者左房容积的长期随访研究[14],也证实了左房的容积是影响CKD患者心血管疾病病死率的独立高危因素,即CKD患者心血管疾病的病死率会随着左房容积的增大而上升,呈一定的正比关系。此外也有对多种心血管疾病患者左心房功能的研究[15-17]表明许多疾病在左房容积正常时,左房的功能已经出现异常,即左房的功能异常早于左房的结构。正常左房有三个功能,储存功能、管道功能以及助力泵功能,储存功能就是指的是左心房储存血液的作用,即在左室收缩时,二尖瓣瓣膜关闭,肺静脉的血液回流入左心房进行储存;左心房的管道功能是指左心房充任肺静脉与左心室之间的血液流通管道,在心室舒张早期,将肺静脉的血液经过左心房流入左心室;左心房的助力泵功能正常情况起到一个辅助功能,是指在心室舒张末时,左房心肌会自动收缩将左房内血液进一步充盈入左心室。正常时该项功能充盈血量占整体的15%-30%,具有很强的储备能力,即当储存功能及管道功能下降时,该项功能代偿增强,从而来维持正常的心输出量。鉴于左房结构和功能的改变与心血管疾病后期的病死率有着紧密联系,因此本次研究通过对不同分期慢性肾脏病患者左房功能的评价,早期发现左心房结构与功能的异常,对临床评估心血管事件的危险性、早期干预提供依据。三、左房功能的检查方法临床上在胸骨旁二腔切面和心尖四腔切面运用M型和二维超声测量左房的前后径、上下径和左右径来评估左房的形态结构。但这些测量方式并不能真实准确地反映左房的实际大小,左心房常常是呈不规则地增大,以上下径与左右径增大明显。同时常运用二尖瓣及肺静脉的血流频谱,通过测量峰值流速来评估左房的功能状态,相比二维上测量左房的径线,simpson法测量左房的容积更能准确地反映左房的实际大小与功能[18]。但这些方法都存在一定的局限性,受到心脏容量负荷、心脏压力负荷、患者二维图像质量、心室舒缩状态、心律失常等因素影响,这些因素会降低常规超声测量值的准确性和敏感性,使常规超声不能早期评估心脏结构和功能的改变,需要等到心肌受损很明显的时期,才能评估出来。目前随着超声技术水平的发展,实时三维超声心动图越来越多用于评估心脏功能的改变,此外随着大家对左房功能的关注,该项技术也已应用于评价多种疾病左心房的功能。这项技术不同19 山西医科大学(博)硕士学位论文于simpson法,simpson法是通过假设心脏的立体结构来计算心脏的容积,较常规二维测量径线能更接近地反映左心房的容积,但也只是接近,而实时三维超声心动图[19]不需要假设心脏的几何结构,直接准确地显示和测量左房的容积。以上测量都是通过测量左心房的容积,从而来反映左心房的整体功能,而对于左心房局部心肌的功能变化情况无法评估。应变或应变率成像技术能较好地克服这一缺点,该项技术能对局部心肌节段功能进行定量评价,准确客观。该项技术时间和空间分辨力都很高,而且对心肌节段进行分析时,不受周围其他节段的影响,从而能准确客观地对心肌功能进行评估。这些优势减少了常规条件下评估心肌功能时,观测者之间的主观性和变异性,对心肌功能运动状态的准确评估提供了可靠的依据。应变率成像技术可以在心房结构无异常的情况下,早期检测出左房功能的受损程度,从而早期评估心血管事件的危险性,为临床的干预及预后提供依据。四、讨论相比于传统超声评判心肌的功能状态,应变率成像技术具有更简便、更准确的优势,对于左心房心肌功能早期改变,该项技术可检测出其变化情况,因此为临床评估病情、早期治疗提供依据,但其也存在一定的局限性[20],由于SRI是在TDI的基础上发展起来的,所以具有角度依赖性,尽可能保持声束与心肌形变的方向一致,这就要求我们在采集图像时,一定要保证所要留取切面的标准性,同时也需要被检查的患者声窗状态佳,才能获得清晰高质量的图像进行分析;如果测量时声束与心肌形变的方向不一致,存在一定角度,就会影响测量结果,导致误差较大;其次目前基于组织多普勒成像技术的SRI技术只能测量一维心肌形变,如径向形变,而心肌的形变实际上是在空间上三维的一个形态改变过程,所以测量结果还是存在一定的误差。因此三维应变率成像技术的发展越来越到大家的关注,三维应变率成像技术能就这个缺点进行改善,结合三维成像,立体形象地来反映心肌的形变情况,实时显示心肌三维的运动,克服了二维上的一些缺陷,准确地评价左房心肌的形变,相信三维应变率成像技术今后会更多地运用评价多种疾病心肌的功能。20 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山西医科大学(博)硕士学位论文致谢时光荏苒,弹指瞬间,七年的时光一晃而过!在经历了找工作时的喧嚣和坎坷后,我们更加深深体会到了在学校汲取知识时的宁静与思考。美好的大学生活即将结束,心中的不舍之情油然而生,在大学七年的时光里,我们每个人都有着自己太多的回忆:回忆教学楼的教室,依然有我们战斗过的痕迹;回忆宿舍楼前的草地,依然散发着青青香草的味道;回忆温馨的宿舍,依旧回荡着我们的欢声笑语。一幕幕场景串联成一部即将谢幕的电影,播放着我们的快乐和忧伤,见证着我们的青春和过往。回望这七年走过的路途,五年本科生活短暂而美好,理论知识的学习为我们步入临床打下基础;研究生阶段的专业选择决定了我们今后的工作性质和生活。抱着“适合自己的才是最好的”心态,定专业时毫不犹豫地选择了超声这门学科,从开始的一无所知,到学习过程中渐渐喜欢上这门学科,一路走来,要感谢的人很多。首先要感谢我的导师,亲爱的芦老师,感谢芦老师这两年无论是学习上还是生活上对我的教导、鼓励和帮助;此课题从开始的选题,中间的实施操作,到最后撰写论文等环节,都是在芦老师的细心指导下完成的,感谢芦老师的辛苦付出。无论是学术上的专业水平还是谦虚善良的为人,芦老师身上都有太多我需要学习的地方;想说,遇到一个自己越相处越喜欢的老师是一件幸福的事情!同时也要感谢科里的每一位老师平常对我的教导以及在我课题进展过程中对我的帮助,感谢科里一起携手走过这两年的小伙伴们对我的照顾,在这样愉悦、和睦的科室氛围里学习、工作,也是一件幸福的事情!感谢一起走过这七个年头的宿舍妹子们,缘分让我们相聚,这些年我们一起成长,学会了勇敢,学会了彼此信任,感谢大家一起并肩谱写了一段纯真的青春回忆,一段年少轻狂的岁月;感谢一起相处的时光里,你们给予我的温暖,那些一起疯一起笑一起闹的日子,将会是我最美好的回忆!最后要感谢我的家人,我的父母,谢谢你们一直以来对我的肯定、相信以及对我作出的每一个选择无条件的支持,让我有勇气和信心去面对一切,坦然接受成败。你们是我的精神支柱和一切力量的来源,是照亮我前行路上最亮的那束光!感恩的心,感谢有你们!23 山西医科大学(博)硕士学位论文个人简历朱小丹,女,1992年5月7日出生,汉族,江西省上饶市余干县人2010年9月考入山西医科大学第二临床医学院系临床医学(七年制)专业,2015年7月本科毕业并获得医学学士学位。2015年9月攻读山西医科大学医学影像学系医学影像与核医学专业硕士研究生,将于今年7月毕业。24

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