应用实时三维斑点追踪显像(RT3D-STI)技术探讨甲状腺激素减低对左室整体收缩功能的影响。本研究纳入30例甲状腺功能减退患者与40例健康志愿者,应用RT3D-STI分析左室整体纵向应变(GLS)、环周应变(GCS)、径向应变(GRS)、面积应变(GAS)。甲减组和健康对照组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]差异有统计学意义,GCS[(-17.75°1.92)vs.(-17.03°3.45,P＞0.05]差异无统计学意义。回归分析发现,GLS值与TSH(b=-0.69,P＜0.01)、FT3(b=0.71,P＜0.01)水平存在直线回归关系;GRS值(b=2.98,P＜0.05)、GAS(b=3.11,P＜0.05)与FT3水平存在直线回归关系。结果说明:甲减患者的左室整体收缩运动减低,其中以长轴、向心运动损害为著,随着TSH水平的升高和FT3水平的降低损害加深。
引用本文： 谢秋, 李慧, 李晨, 白文娟, 李春梅, 彭瑛, 饶莉. 实时三维超声斑点追踪技术评价甲状腺功能减退患者左室整体收缩功能. 生物医学工程学杂志, 2014, 31(1): 58-63. doi: 10.7507/1001-5515.20140012 复制
引言
甲状腺功能减退症(hypothyroidism，简称甲减)是一种甲状腺激素合成和分泌减少或者组织利用不足而引起的全身代谢减低综合征[1]。甲状腺激素的分泌不足可引起心肌收缩和舒张功能减弱，重症甲状腺功能减退性心脏病可发展为心功能不全，但这一心功能改变通常在有效的激素替代治疗后可逆转[2]。实时三维超声斑点追踪显像(real-time three-dimensional speckle tracking imaging,RT3D-STI) 技术是近年来发展起来的一项新技术，运用基于高质量的实时三维图像进行斑点追踪应变分析，可以准确、快捷地获取左室各部位的运动和形变，从而敏感地反映左室收缩功能的变化[3]。本研究即采用该新技术评价甲减患者的左室功能状态，了解甲减对左室收缩功能的影响，从而为甲减患者的临床治疗提供依据。
1 资料与方法
1.1 研究对象
本研究纳入2012年3~5月于四川大学华西医院内分泌科门诊就诊并经知情同意的甲减患者33例，其中男性3例，女性30例。因图像质量不佳，三维斑点追踪分析时超过3个节段无法追踪3例，实际入组例数为30例，其中男2例，女28例，年龄21~71(41.76±12.13)岁。病例组诊断标准为：具有甲减临床症状并经至少2次非同日静脉采血甲状腺功能检查异常，包括血清促甲状腺激素(thyroid stimulating hormone,TSH)升高和总甲状腺素、游离甲状腺素(free thyroid hormone,FT4)降低，血清总三碘甲腺原氨酸和游离三碘甲状腺原氨酸(free triiodothyronine,FT3)正常或者降低[1]。TSH正常值参考范围为0.27~4.2 mU/L，FT3正常值参考范围为3.60~7.50 pmol/L，FT4正常值参考范围为12.0~22.0 pmol/L。排除甲亢后甲减、近1个月无激素水平资料的甲减患者、合并妊娠、肝肾疾病、糖尿病、自身免疫性疾病(桥本甲状腺炎除外)、呼吸系统疾病、肿瘤(包括甲状腺肿瘤)等；排除冠心病、高血压、先天性心脏病、心瓣膜病、心房纤颤、大量心包积液者及图像质量差者。纳入患者中初诊甲减2例；既往已确诊甲减28例，均接受左旋甲状腺素片(商品名：优甲乐)激素替代治疗，服药时间1~36月。记录患者近1个月的TSH、FT3、FT4水平。
对照组纳入同期于我院体检的健康志愿者40例，其中男性4例，女性36例，年龄21~70 (41.15±12.26)岁。对照组性别、年龄、体质指数与病例组匹配。
1.2 图像采集
采用VividE9彩色多普勒超声诊断仪(GE公司，美国)，4D矩阵探头，频率1.6~4.0 MHz，灰阶三维扇角90×90°，取样深度为12~16 cm，容积帧频＞心率×40%。仪器配置四维自动切面显示(4D view)、四维自动左室心功能分析(4D Auto LVQ)与三维斑点室壁运动追踪(3D-Speckle Tracking Imaging，3D-STI)软件。所有检查由同一位超声心动图医师操作。受检者取左侧卧位，平静呼吸，连接同步心电图。探头置于胸骨旁标准左室长轴切面测量舒张末期左室内径、右室内径、室间隔厚度及左室后壁厚度，心室收缩末期测量左房内径；探头置于标准心尖四腔心切面测量心室收缩末期右房上下径。然后在心尖四腔心切面，调整增益、帧频等条件至满意成像，触动仪器面板的“4D view”键，嘱受检者屏住呼吸，启动采集键获得并存储4个连续心动周期的三维图像；触动仪器面板的“Multi-slice”键，检查各切面显示情况，排除内外膜显示不佳和拼接错位图像。
1.3 三维应变分析
所有数据分析由另一位超声心动图医师应用在机 4D Auto LVQ与3D-STI分析软件完成，分析医师不参与受检者分组过程。打开三维图像，启动4D Auto LVQ软件，在四腔心切面的舒张末期和收缩末期于二尖瓣环中点和心尖内膜面各取一点，分析软件自动生成跟踪心内膜和心外膜，必要时可对心内膜和心外膜手动进行调整。根据心内膜运动，软件自动完成左室三维全容积和左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)的计算；启动3D-STI软件，根据描画的心内膜和心外膜边界，软件对左室心肌的自然斑点进行追踪，并自动将左室划分为17个节段，计算左室整体纵向应变(global longitudinal strain,GLS)、环周应变(global circumferential strain,GCS)、径向应变(global radial strain,GRS)、面积应变(global area strain,GAS)平均值以评价左室收缩功能。四种应变指标的正负号代表心肌运动方向，绝对值大小反应心肌运动幅度。超过3个节段无法追踪，将无法给出整体平均应变率，此类图像数据将排除出该研究。
1.4 统计分析
VividE9采用简化公式自动计算体表面积: 体表面积(body surface area,BSA:m2)=身高(cm)×体重(kg)/3 600。各房室大小均经体表面积校正。统计分析软件采用SPSS16.0。定量资料以均数±标准差(
2 结果
2.1 甲减组与对照组基础情况比较
两组间年龄、性别构成、体质指数、体表面积校正后的各房室大小与左室壁厚度差异均无统计学意义(P＞0.05)，甲减组心率较对照组慢(P＜0.05)。采用三维全容积法获得的左室舒张末容积、左室收缩末容积、LVEF在两组间差异均无统计学意义(P＞0.05)。两组甲状腺激素水平比较，甲减组TSH水平较对照组高，FT3、FT4水平较对照组低，差异均有统计学意义(P＜0.05，见表 1)。
表1
甲减组与对照组基础情况比较(2.2 RT3D-STI评价甲减组与对照组左室整体收缩功能
两组比较发现，甲减组GLS、GRS、GAS值均小于对照组，差异具有统计学意义(P＜0.05)；GCS值在两组间差异无统计学意义(P＞0.05,见表 2)。
表2
3D-STI评价甲减组与对照组左室收缩功能比较(2.3 甲减患者左室收缩功能与甲状腺激素水平的关系
通过线性回归分析发现，应变量LVEF与自变量TSH、FT3及FT4无直线回归关系，回归系数b分别为-0.031、 0.517、 0.039，P值均大于0.1。应变量GLS、GRS、GAS值与T3的直线回归方程有统计学意义(P＜0.05,见表 3)，回归系数＞0，表示随着FT3水平降低，GLS、GAS及GRS值变小。GLS与TSH水平的直线回归方程存在统计学意义(P＜0.05，见表 3)，回归系数＜0，表示随着TSH水平升高，GLS值变小。
表3
左室收缩功能与甲状腺激素水平一般线性回归分析
Table3.
The correlation of LV systolic function to thyroid hormone analyzed by linear regression
2.4 重复性检验
在同一医师和不同医师间的两次重复测量结果ICC值均＞0.75 (P＜0.001,见表 4)，提示重复性好，数据可靠。
表4
组内相关系数重复性检验(95%可信区间)
Table4.
Repeatability test by ICC (95% confidence interval)
3 讨论
中华医学会第九次全国内分泌学学术会议发布的我国十城市甲状腺疾病流行病学调查结果显示，15 181例≥20岁社区常驻居民的甲减患病率为6.5%，较2006年调查的甲减患病率3.8%明显提高。甲减女性患病率明显高于男性，并且随着年龄的增长，患病率升高[4]。垂体分泌TSH刺激甲状腺合成和分泌甲状腺激素，即T3和T4。T3活性为T4的3~4倍，甲状腺素的作用主要是由T3实现的。T3降低后T4脱碘生成T3增加，因此甲减首先表现为T4的降低[5-6]。甲状腺激素减低可以影响心脏的收缩功能[7-8]。大量研究表明甲减时心收缩力、心肌氧耗、心输出量、血压和体循环阻力发生相应改变[2, 9]。根据目前研究，甲减对心脏的影响可能通过以下几种机制[10]： ① 甲状腺激素缺乏时，T3对血管平滑肌的舒张作用减弱，从而使全身血管阻力增加，循环负荷过重，心脏收缩力和心输出量降低。② 甲状腺激素缺乏时，T3上调心肌细胞膜的β受体，促进心肌细胞内cAMP生成和钙离子释放的作用减弱，心肌激动-收缩偶联降低。③ T3可以调节特定心脏基因的转录，从分子水平上影响心脏的功能。
超声心动图技术是无创评价心脏功能的主要方法，包括二维、三维和M型超声检查方法。实时三维超声是近年来发展的超声新技术，它利用矩阵探头可同时获取一个锥形体容积内的图像而无需进行图像重建，可真实反映心脏的解剖结构和运动，从而能更好地评价心脏功能。根据左室实际三维图像测量LVEF克服了传统方法基于左室几何假设测量LVEF的弊端，从而能更真实地反映左室射血功能，既往研究已经证实了实时三维超声心动图测量LVEF的优越性[11-12]。因此本研究采用三维全容积方法测量LVEF。超声波在心肌组织间发生散射、反射等作用可形成“斑点”回声，斑点位置随心肌的运动发生改变。斑点追踪技术即通过追踪心肌斑点的位移来定量评价左室在各方向上的收缩运动，其获得的定量指标--应变值，能较LVEF更准确、敏感地发现左室收缩运动异常[13-14]。
心肌纤维独特的三层排列结构在心室收缩时同时发生扭转运动。传统的二维斑点追踪技术基于二维平面对心脏各节段的运动进行评价，虽然较组织多普勒技术有较大的优越性，但在追踪中仍然不可避免存在被追踪的斑点“飞出(out of plane)”的现象。并且不同节段的追踪只能在不同的切面和不同的心动周期获得，不能实时反映整个左室的运动。而RT3D-STI是在一个心动周期内对左室三维图像进行斑点追踪，实现了对真实心脏形态的实时追踪，也有效避免了“飞出”现象。与二维斑点追踪相同，RT3D-STI分析数据仍包括GLS、GCS、GRS应变。GLS指心肌从心室底部至心尖部的长轴方向上的应变，正常心肌的收缩期纵向应变为负值，表示心肌在长轴方向上缩短；GCS指心室短轴切面上心肌在环形方向上的应变，正常心肌的收缩期圆周应变为负值，表示短轴切面上心室的周长减小；GRS指心室短轴观上心肌向心性运动的应变，正常心肌的收缩期径向应变为正值，表示室壁的增厚。左室收缩时，心肌纵向、环周、径向上的运动导致左室心肌面积缩小。RT3D-STI中新的应变指标GAS反映的是分析节段或整体心肌中层面积的缩小，正常时为负值，由于其综合反映了心肌在径向、环周、径向上的运动，从而能更好地反映左室的整体运动[14]。本研究采用RT3D-STI技术，于左室实时三维图像上运用软件自动完成斑点追踪，大大减少了操作的依赖性，且此方法不依赖左室几何假设进行左室收缩功能的估测，因此重复性高，可信度强。
临床上甲减程度分级主要根据患者症状的严重程度将其分为轻型与重型[15]，与甲状腺激素降低程度无直接关系。本研究入组甲减患者仅1例具有较明显的症状，因此甲减组以轻型为主。本研究病例组和对照组比较，心脏结构和LVEF无明显差异；但病例组GLS、GRS、GAS绝对值均小于健康对照组(P＜0.05)。提示在心室发生重构和射血分数降低前，甲状腺激素的减低对左室长轴方向、短轴方向上的运动已有损害；而既往运用二维斑点追踪技术评价甲减患者左室收缩功能的研究仅发现了GLS的损害[8, 10]，说明RT3D-STI较二维斑点追踪技术对左室运动损害的评价更敏感。通过直线回归分析发现，GLS、GRS均与FT3水平间存在直线回归关系，随着FT3水平的降低，两种应变的绝对值均降低，提示随着FT3的降低，左室长轴方向与向心收缩运动的损害加深。GLS的减低还与TSH水平有回归关系，随着TSH的升高，左室长轴方向的运动损害加深；并且提示GLS对甲状腺激素水平变化较GRS更加敏感，这种损害可能早在单纯TSH升高时即发生，国外关于亚临床甲减左室收缩功能损害的研究已有报道[16]。而本研究另一个创新点是发现甲减对GAS的损害。GAS是RT3D-STI中引入的新指标，由于该指标综合反映了左室长轴、短轴、圆周运动，因此是相对更不依赖于操作的定量评价指标。本研究中甲减患者GAS较正常人明显降低，并且随着FT3的降低，GAS降低，提示随着FT3的降低，左室收缩时整体中层面积缩小减少，左室收缩运动减低。甲减患者与健康对照比较，GCS差异不显著，我们猜测可能左室环周运动受甲状腺激素的影响较小或GCS对甲状腺激素减低不敏感。此发现有待进一步的研究证实。研究还发现FT4降低与四种应变的降低无明显相关关系，分析原因可能为： ① FT3是甲状腺激素的主要活性成分，FT4主要作为FT3的储备库，因此FT4的降低对左室收缩运动的直接影响较小。② 本研究入组28例既往确诊甲减的患者均接受左旋甲状腺素片进行替代治疗。左旋甲状腺素片具有拟T4效应，而通常甲状腺功能检测无法鉴别内源性T4和外源性T4。因此，口服左旋甲状腺素片的患者检测到的T4水平并不能真实反映患者甲状腺功能和内源性基础甲状腺激素分泌水平。
本研究存在的不足之处： ① 入组甲减患者非初诊未接受替代治疗的患者，难以避免激素替代治疗对结果可能的影响。② 入组甲减患者多数为轻型患者，未能纳入足够的重型患者。③ 病例数较少，结果有待大样本的研究证实。
综上，RT3D-STI技术用于监测左室收缩运动的减弱，敏感性高，数据可靠，有较好的数据重复性，操作快捷、简单，有望应用于临床快速、准确地评价左室收缩运动，特别是对LVEF和血流动力学无明显改变的心脏早期损害有较高的评价价值。另外，甲状腺激素活性的降低可引起左室长轴运动的明显降低和短轴向心性运动的损害，积极有效地调整甲状腺激素在正常水平有可能阻止这种损害，避免左室收缩功能损害的恶化。临床医生应当关注轻度甲减对心脏的影响，特别是对甲减高发的老年人群。
引言
甲状腺功能减退症(hypothyroidism，简称甲减)是一种甲状腺激素合成和分泌减少或者组织利用不足而引起的全身代谢减低综合征[1]。甲状腺激素的分泌不足可引起心肌收缩和舒张功能减弱，重症甲状腺功能减退性心脏病可发展为心功能不全，但这一心功能改变通常在有效的激素替代治疗后可逆转[2]。实时三维超声斑点追踪显像(real-time three-dimensional speckle tracking imaging,RT3D-STI) 技术是近年来发展起来的一项新技术，运用基于高质量的实时三维图像进行斑点追踪应变分析，可以准确、快捷地获取左室各部位的运动和形变，从而敏感地反映左室收缩功能的变化[3]。本研究即采用该新技术评价甲减患者的左室功能状态，了解甲减对左室收缩功能的影响，从而为甲减患者的临床治疗提供依据。
1 资料与方法
1.1 研究对象
本研究纳入2012年3~5月于四川大学华西医院内分泌科门诊就诊并经知情同意的甲减患者33例，其中男性3例，女性30例。因图像质量不佳，三维斑点追踪分析时超过3个节段无法追踪3例，实际入组例数为30例，其中男2例，女28例，年龄21~71(41.76±12.13)岁。病例组诊断标准为：具有甲减临床症状并经至少2次非同日静脉采血甲状腺功能检查异常，包括血清促甲状腺激素(thyroid stimulating hormone,TSH)升高和总甲状腺素、游离甲状腺素(free thyroid hormone,FT4)降低，血清总三碘甲腺原氨酸和游离三碘甲状腺原氨酸(free triiodothyronine,FT3)正常或者降低[1]。TSH正常值参考范围为0.27~4.2 mU/L，FT3正常值参考范围为3.60~7.50 pmol/L，FT4正常值参考范围为12.0~22.0 pmol/L。排除甲亢后甲减、近1个月无激素水平资料的甲减患者、合并妊娠、肝肾疾病、糖尿病、自身免疫性疾病(桥本甲状腺炎除外)、呼吸系统疾病、肿瘤(包括甲状腺肿瘤)等；排除冠心病、高血压、先天性心脏病、心瓣膜病、心房纤颤、大量心包积液者及图像质量差者。纳入患者中初诊甲减2例；既往已确诊甲减28例，均接受左旋甲状腺素片(商品名：优甲乐)激素替代治疗，服药时间1~36月。记录患者近1个月的TSH、FT3、FT4水平。
对照组纳入同期于我院体检的健康志愿者40例，其中男性4例，女性36例，年龄21~70 (41.15±12.26)岁。对照组性别、年龄、体质指数与病例组匹配。
1.2 图像采集
采用VividE9彩色多普勒超声诊断仪(GE公司，美国)，4D矩阵探头，频率1.6~4.0 MHz，灰阶三维扇角90×90°，取样深度为12~16 cm，容积帧频＞心率×40%。仪器配置四维自动切面显示(4D view)、四维自动左室心功能分析(4D Auto LVQ)与三维斑点室壁运动追踪(3D-Speckle Tracking Imaging，3D-STI)软件。所有检查由同一位超声心动图医师操作。受检者取左侧卧位，平静呼吸，连接同步心电图。探头置于胸骨旁标准左室长轴切面测量舒张末期左室内径、右室内径、室间隔厚度及左室后壁厚度，心室收缩末期测量左房内径；探头置于标准心尖四腔心切面测量心室收缩末期右房上下径。然后在心尖四腔心切面，调整增益、帧频等条件至满意成像，触动仪器面板的“4D view”键，嘱受检者屏住呼吸，启动采集键获得并存储4个连续心动周期的三维图像；触动仪器面板的“Multi-slice”键，检查各切面显示情况，排除内外膜显示不佳和拼接错位图像。
1.3 三维应变分析
所有数据分析由另一位超声心动图医师应用在机 4D Auto LVQ与3D-STI分析软件完成，分析医师不参与受检者分组过程。打开三维图像，启动4D Auto LVQ软件，在四腔心切面的舒张末期和收缩末期于二尖瓣环中点和心尖内膜面各取一点，分析软件自动生成跟踪心内膜和心外膜，必要时可对心内膜和心外膜手动进行调整。根据心内膜运动，软件自动完成左室三维全容积和左室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)的计算；启动3D-STI软件，根据描画的心内膜和心外膜边界，软件对左室心肌的自然斑点进行追踪，并自动将左室划分为17个节段，计算左室整体纵向应变(global longitudinal strain,GLS)、环周应变(global circumferential strain,GCS)、径向应变(global radial strain,GRS)、面积应变(global area strain,GAS)平均值以评价左室收缩功能。四种应变指标的正负号代表心肌运动方向，绝对值大小反应心肌运动幅度。超过3个节段无法追踪，将无法给出整体平均应变率，此类图像数据将排除出该研究。
1.4 统计分析
VividE9采用简化公式自动计算体表面积: 体表面积(body surface area,BSA:m2)=身高(cm)×体重(kg)/3 600。各房室大小均经体表面积校正。统计分析软件采用SPSS16.0。定量资料以均数±标准差(
2 结果
2.1 甲减组与对照组基础情况比较
两组间年龄、性别构成、体质指数、体表面积校正后的各房室大小与左室壁厚度差异均无统计学意义(P＞0.05)，甲减组心率较对照组慢(P＜0.05)。采用三维全容积法获得的左室舒张末容积、左室收缩末容积、LVEF在两组间差异均无统计学意义(P＞0.05)。两组甲状腺激素水平比较，甲减组TSH水平较对照组高，FT3、FT4水平较对照组低，差异均有统计学意义(P＜0.05，见表 1)。
表1
甲减组与对照组基础情况比较(2.2 RT3D-STI评价甲减组与对照组左室整体收缩功能
两组比较发现，甲减组GLS、GRS、GAS值均小于对照组，差异具有统计学意义(P＜0.05)；GCS值在两组间差异无统计学意义(P＞0.05,见表 2)。
表2
3D-STI评价甲减组与对照组左室收缩功能比较(2.3 甲减患者左室收缩功能与甲状腺激素水平的关系
通过线性回归分析发现，应变量LVEF与自变量TSH、FT3及FT4无直线回归关系，回归系数b分别为-0.031、 0.517、 0.039，P值均大于0.1。应变量GLS、GRS、GAS值与T3的直线回归方程有统计学意义(P＜0.05,见表 3)，回归系数＞0，表示随着FT3水平降低，GLS、GAS及GRS值变小。GLS与TSH水平的直线回归方程存在统计学意义(P＜0.05，见表 3)，回归系数＜0，表示随着TSH水平升高，GLS值变小。
表3
左室收缩功能与甲状腺激素水平一般线性回归分析
Table3.
The correlation of LV systolic function to thyroid hormone analyzed by linear regression
2.4 重复性检验
在同一医师和不同医师间的两次重复测量结果ICC值均＞0.75 (P＜0.001,见表 4)，提示重复性好，数据可靠。
表4
组内相关系数重复性检验(95%可信区间)
Table4.
Repeatability test by ICC (95% confidence interval)
3 讨论
中华医学会第九次全国内分泌学学术会议发布的我国十城市甲状腺疾病流行病学调查结果显示，15 181例≥20岁社区常驻居民的甲减患病率为6.5%，较2006年调查的甲减患病率3.8%明显提高。甲减女性患病率明显高于男性，并且随着年龄的增长，患病率升高[4]。垂体分泌TSH刺激甲状腺合成和分泌甲状腺激素，即T3和T4。T3活性为T4的3~4倍，甲状腺素的作用主要是由T3实现的。T3降低后T4脱碘生成T3增加，因此甲减首先表现为T4的降低[5-6]。甲状腺激素减低可以影响心脏的收缩功能[7-8]。大量研究表明甲减时心收缩力、心肌氧耗、心输出量、血压和体循环阻力发生相应改变[2, 9]。根据目前研究，甲减对心脏的影响可能通过以下几种机制[10]： ① 甲状腺激素缺乏时，T3对血管平滑肌的舒张作用减弱，从而使全身血管阻力增加，循环负荷过重，心脏收缩力和心输出量降低。② 甲状腺激素缺乏时，T3上调心肌细胞膜的β受体，促进心肌细胞内cAMP生成和钙离子释放的作用减弱，心肌激动-收缩偶联降低。③ T3可以调节特定心脏基因的转录，从分子水平上影响心脏的功能。
超声心动图技术是无创评价心脏功能的主要方法，包括二维、三维和M型超声检查方法。实时三维超声是近年来发展的超声新技术，它利用矩阵探头可同时获取一个锥形体容积内的图像而无需进行图像重建，可真实反映心脏的解剖结构和运动，从而能更好地评价心脏功能。根据左室实际三维图像测量LVEF克服了传统方法基于左室几何假设测量LVEF的弊端，从而能更真实地反映左室射血功能，既往研究已经证实了实时三维超声心动图测量LVEF的优越性[11-12]。因此本研究采用三维全容积方法测量LVEF。超声波在心肌组织间发生散射、反射等作用可形成“斑点”回声，斑点位置随心肌的运动发生改变。斑点追踪技术即通过追踪心肌斑点的位移来定量评价左室在各方向上的收缩运动，其获得的定量指标--应变值，能较LVEF更准确、敏感地发现左室收缩运动异常[13-14]。
心肌纤维独特的三层排列结构在心室收缩时同时发生扭转运动。传统的二维斑点追踪技术基于二维平面对心脏各节段的运动进行评价，虽然较组织多普勒技术有较大的优越性，但在追踪中仍然不可避免存在被追踪的斑点“飞出(out of plane)”的现象。并且不同节段的追踪只能在不同的切面和不同的心动周期获得，不能实时反映整个左室的运动。而RT3D-STI是在一个心动周期内对左室三维图像进行斑点追踪，实现了对真实心脏形态的实时追踪，也有效避免了“飞出”现象。与二维斑点追踪相同，RT3D-STI分析数据仍包括GLS、GCS、GRS应变。GLS指心肌从心室底部至心尖部的长轴方向上的应变，正常心肌的收缩期纵向应变为负值，表示心肌在长轴方向上缩短；GCS指心室短轴切面上心肌在环形方向上的应变，正常心肌的收缩期圆周应变为负值，表示短轴切面上心室的周长减小；GRS指心室短轴观上心肌向心性运动的应变，正常心肌的收缩期径向应变为正值，表示室壁的增厚。左室收缩时，心肌纵向、环周、径向上的运动导致左室心肌面积缩小。RT3D-STI中新的应变指标GAS反映的是分析节段或整体心肌中层面积的缩小，正常时为负值，由于其综合反映了心肌在径向、环周、径向上的运动，从而能更好地反映左室的整体运动[14]。本研究采用RT3D-STI技术，于左室实时三维图像上运用软件自动完成斑点追踪，大大减少了操作的依赖性，且此方法不依赖左室几何假设进行左室收缩功能的估测，因此重复性高，可信度强。
临床上甲减程度分级主要根据患者症状的严重程度将其分为轻型与重型[15]，与甲状腺激素降低程度无直接关系。本研究入组甲减患者仅1例具有较明显的症状，因此甲减组以轻型为主。本研究病例组和对照组比较，心脏结构和LVEF无明显差异；但病例组GLS、GRS、GAS绝对值均小于健康对照组(P＜0.05)。提示在心室发生重构和射血分数降低前，甲状腺激素的减低对左室长轴方向、短轴方向上的运动已有损害；而既往运用二维斑点追踪技术评价甲减患者左室收缩功能的研究仅发现了GLS的损害[8, 10]，说明RT3D-STI较二维斑点追踪技术对左室运动损害的评价更敏感。通过直线回归分析发现，GLS、GRS均与FT3水平间存在直线回归关系，随着FT3水平的降低，两种应变的绝对值均降低，提示随着FT3的降低，左室长轴方向与向心收缩运动的损害加深。GLS的减低还与TSH水平有回归关系，随着TSH的升高，左室长轴方向的运动损害加深；并且提示GLS对甲状腺激素水平变化较GRS更加敏感，这种损害可能早在单纯TSH升高时即发生，国外关于亚临床甲减左室收缩功能损害的研究已有报道[16]。而本研究另一个创新点是发现甲减对GAS的损害。GAS是RT3D-STI中引入的新指标，由于该指标综合反映了左室长轴、短轴、圆周运动，因此是相对更不依赖于操作的定量评价指标。本研究中甲减患者GAS较正常人明显降低，并且随着FT3的降低，GAS降低，提示随着FT3的降低，左室收缩时整体中层面积缩小减少，左室收缩运动减低。甲减患者与健康对照比较，GCS差异不显著，我们猜测可能左室环周运动受甲状腺激素的影响较小或GCS对甲状腺激素减低不敏感。此发现有待进一步的研究证实。研究还发现FT4降低与四种应变的降低无明显相关关系，分析原因可能为： ① FT3是甲状腺激素的主要活性成分，FT4主要作为FT3的储备库，因此FT4的降低对左室收缩运动的直接影响较小。② 本研究入组28例既往确诊甲减的患者均接受左旋甲状腺素片进行替代治疗。左旋甲状腺素片具有拟T4效应，而通常甲状腺功能检测无法鉴别内源性T4和外源性T4。因此，口服左旋甲状腺素片的患者检测到的T4水平并不能真实反映患者甲状腺功能和内源性基础甲状腺激素分泌水平。
本研究存在的不足之处： ① 入组甲减患者非初诊未接受替代治疗的患者，难以避免激素替代治疗对结果可能的影响。② 入组甲减患者多数为轻型患者，未能纳入足够的重型患者。③ 病例数较少，结果有待大样本的研究证实。
综上，RT3D-STI技术用于监测左室收缩运动的减弱，敏感性高，数据可靠，有较好的数据重复性，操作快捷、简单，有望应用于临床快速、准确地评价左室收缩运动，特别是对LVEF和血流动力学无明显改变的心脏早期损害有较高的评价价值。另外，甲状腺激素活性的降低可引起左室长轴运动的明显降低和短轴向心性运动的损害，积极有效地调整甲状腺激素在正常水平有可能阻止这种损害，避免左室收缩功能损害的恶化。临床医生应当关注轻度甲减对心脏的影响，特别是对甲减高发的老年人群。
