面積應變評價冠心病患者左心室整體收縮功能

劉琳?張志凌?郭宏怡

[摘要] 目的 應用超聲三維斑點追蹤成像（3D-STI）技術獲取冠心病患者左心室整體應變參數，評價冠心病患者左心室整體收縮功能及其臨床應用價值。 方法 冠心病患者30例，對照組20例。經胸采集心尖全容積三維圖像，應用三維斑點追蹤分析軟件測量兩組病例左室整體長軸應變值（GLS）、整體圓周應變值（GCS）、整體徑向應變值（GRS）及整體面積應變值（GAS）。分析兩組間各參數的差異并對各參數與左室射血分數（LVEF）之間的相關性進行分析。 結果 與對照組比較，冠心病組GRS、GCS、GLS、GAS較對照組明顯減低，差異有統計學意義（t=2.79，P<0.01；t=2.73，P<0.01；t=3.70，P<0.001；t=3.40，P<0.001）。ROC曲線分析GRS、GCS、GLS、GAS診斷冠心病的敏感性分別為65.7%、63.2%、75.6%、83.9%，特異性分別為62.3%、64.2%、69.1%、75.8%，GAS診斷冠心病心肌缺血的敏感性和特異性最高。GLS、GCS、GAS與LVEF之間呈負相關?。r分別為-0.632、-0.671、-0.656，均為P<0.001；GRS與LVEF之間呈正相關，r為0.629，P<0.001。 結論 3D-STI技術測量的面積應變等參數能較敏感地評價冠心病患者早期左室整體收縮功能的變化。

[關鍵詞] 冠狀動脈疾病；超聲心動描記術；三維斑點追蹤成像；面積應變

[中圖分類號] R541.4 [文獻標識碼] B [文章編號] 2095-0616（2014）16-90-03

Assessment of left ventricular regional radial systolic function in patients with coronary artery stenosis by three-dimensional ultrasound speckle tracking imaging

LIU Lin ZHANG Zhiling GUO Hongyi

Department of Function Examination， Beijing Sixth Hospital， Beijing 100007， China

[Abstract] Objective To explore the clinical value of three-dimensional speckle tracking imaging （3D-STI） in the assessment of global left ventricular （LV） systolic function in patients with coronary heart disease （CHD） by measuring left ventricular global strains. Methods 30 patients with coronary artery stenosis and 20 matched normal controls were enrolled in this study. Full volumetric real-time three dimensional data of the left ventricle was collected from all subjects. The parameters of longitudinal peak systolic strain （GLS）， circumferential peak systolic strain （GCS）， radial peak systolic strain （GRS） and area peak systolic strain （GAS） were obtained using the 3DT analysis software. The differences between any two sets of the parameters were analyzed and the correlations between LVEF and each global parameter were also investigated. Results There were significant differences in all global strain parameters between control group and CHD group （t=2.79，P<0.01，t=2.73，P<0.01， t=3.70，P<0.001 and t=3.40，P<0.001） for GRS， GCS， GRS and GAS， respectively）. ROC curves showed that the sensitivities of GRS，GCS，GLS and GAS in the diagnosis of coronary heart disease were 65.7%， 63.2%， 75.6% and 83.9%， respectively. While the specificities for GRS， GCS， GRS and GAS were 62.3%， 64.2%， 69.1% and 75.8%. GAS had the highest sensitivity and specificity among all parameters. In addition， Negative correlations were observed between 3D-STI measurements and LVEF （GLS： r=-0.632， GCS： r=-0.671， GAS： r=-0.656， P<0，001 for all）. However， GRS was correlated with LVEF positively （r=0.629， P<0.001）. Conclusion Three-dimensional speckle tracking can be used to evaluate the myocardial systolic function changes at early stage for patients with coronary heart disease.

[Key words] Coronary disease； Echocardiography； Three-dimensional speckle tracking imaging； Area strain

較多冠心病患者雖已有冠狀動脈狹窄，但常規二維超聲難以辨識室壁運動異常。三維斑點追蹤成像（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）技術是近年來在實時超聲心動圖斑點追蹤技術基礎上發展起來的一種新技術，可從三維空間角度全面評價左心室心肌運動。本研究旨在應用3D-STI獲取冠心病患者左心室整體應變參數，評價不同冠脈狹窄程度的冠心病患者左心室整體收縮功能，進而探討該技術診斷冠心病的臨床應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

連續收集自2013年8月～2014年4月行冠狀動脈造影并進行超聲心動圖檢查射血分數正常的患者共50例，其中男28例，女22例，年齡42～75歲，平均（59.4±15.4）歲。排除曾接受心臟介入或搭橋及心肌梗死、心肌病、瓣膜病、心律失常等患者。冠心病組30例，經冠脈造影證實至少有一支冠狀動脈狹窄程度≥50%，其中男19例，女11例，年齡42～76歲，平均（60.5±17.1）歲。對照組，經冠脈造影確定冠狀動脈無狹窄或狹窄程度≤50%，共20例，其中男12例，女8例，年齡45～72歲，平均（57.7±12.3）歲。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器 采用GE Vivid E9超聲診斷儀，探頭（4V）頻率為1.7～3.3MHz，配有三維應變分析軟件。

1.2.2 圖像采集 連接心電圖，先行常規超聲檢查，再切換至4V探頭，獲取滿意的心尖四腔心切面后啟動“4D”模式，此時在單心動周期下調整圖像質量，使心內膜及心外膜顯示清晰后囑受檢者屏住呼吸，進入“Multi Beat”模式，采集由連續4個心動周期拼接而成的全容積三維動態圖像。存儲圖像以備分析。

1.2.3 利用3DT分析軟件進行圖像分析 在心臟四腔及二腔切面上分別取二尖瓣瓣環前后瓣根處及心尖部心內膜面三個點，程序自動勾畫出左室心內膜和心外膜曲線，如勾畫不滿意可進行手動調節，勾畫成功后然后依次點擊Measure、Volume、4D Auto，軟件自動計算出左室收縮末容積（LVESV），左室舒張末容積（LVEDV），心輸出量（CO）、每博量（SV）、左室舒張末質量（LVEDMass）、左室收縮末質量（LVESMass）、左室射血分數（LVEF）、左室整體長軸應變（GLS）、整體圓周應變（GCS）、整體徑向應變（GRS）及整體面積應變（GAS）。

1.3 統計學方法

采用SPSS16.0統計軟件，計量資料以（）表示，組間比較采用t檢驗。各參數與左心室射血分數（LVEF）間進行直線相關性分析。通過ROC曲線觀察各參數對冠心病的診斷價值，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組基本臨床資料及常規參數測值比較

兩組年齡、高血壓病史、心率、LVESV、LVEDV、CO、SV、LVEDMass、LVESMass、LVEF差異無統計學意義（P>0.05）。

2.3 3D-STI的整體參數檢測冠心病心肌缺血的價值

以冠狀動脈造影結果為金標準，分別以41、17、15、27為截斷值進行ROC曲線分析，GRS、GCS、GLS、GAS診斷冠心病的敏感性分別為65.7%、63.2%、75.6%、83.9%，特異性分別為62.3%、64.2%、69.1%、75.8%。GAS診斷冠心病心肌缺血的敏感性和特異性最高。

2.4 3D-STI左心室整體參數與LVEF相關性分析結果

GLS、GCS、GAS與LVEF之間呈負相關。r分別為-0.632、-0.671、-0.656，均為P<0.001；GRS與LVEF之間呈正相關，r為0.629，P<0.001。

3 討論

常規超聲心動圖是通過目測法觀察室壁運動和測量LVEF進行評價.目測法對醫生經驗依懶性大且主觀性強.而LVEF不能檢測早期心功能的損害[1]。組織多普勒和2D-STI技術要優于目測室壁運動和LVEF的測量[2]。與組織多普勒技術相比，二維斑點追蹤成像技術具有角度依賴性小、測量參數較全面等優勢，已被廣泛應用于心肌運動的評估[3-5]。3D-STI技能全面反映心肌立體運動，從而更準確地評價心肌功能。Maffessanti等[6]利用2D-STI及3D-STI技術檢測缺血心肌的對比研究顯示，三維斑點追蹤技術較2D-STI技術能更敏感地檢測出缺血心肌。

GRS、GCS、GLS可理解為心肌收縮時徑向、圓周、縱向長度的變化率。GAS可理解為心肌收縮時心肌面積縮小的百分率，它基于心內膜面的斑點追蹤，反映的是某一局部區域收縮期和舒張期的立體結構變化，相當于心肌縱向、環向及徑向的全矢量和，是一個綜合反映收縮期左室局部心肌形變的快速有效的三維參數，可定量計算局部室壁運動[7]。Kleijn等[8]研究表明面積應變能較準確地區分異常的室壁運動，并與LVEF和室壁運動積分指數相關性良好（r分別為0.91和0.88）。Wen等[9]應用3D-STI的幾個指標評價正常和不同程度心力衰竭患者左心室收縮功能，GAS較GRS、GCS、GLS能更敏感地反應程度較輕的心功能衰竭患者心功能的改變，可作為評價心功能衰竭患者早期左室收縮功能的指標。

本研究也表明冠心病組和對照組的LVEF差異無統計學意義，與馬靜等[10]研究相同。Crosby等[11]應用該項技術對局部心肌功能的研究中表明，3D-STI技術能準確識別存在局部收縮功能障礙的心肌。本研究顯示冠心病組GRS、GCS、GLS、GAS較對照組明顯減低，表明三維斑點追蹤技術能更加敏感地檢測出心肌缺血，反映冠心病患者早期收縮功能的變化，具有潛在的臨床應用價值，GAS診斷冠心病心肌缺血的敏感性和特異性最高，與汪彩英等[12]研究相同，面積應變包含了長軸應變和圓周應變這兩個參數，反映了心肌縱向運動和圓周運動。縱向運動是由心內外膜的縱行肌束支配，圓周運動是由中層的環形肌束支配，心肌缺血累內膜下和中層均能被敏感地檢測出，因此面積應變檢測早期心肌缺血較敏感。本研究以冠脈造影結果為金標準，運用ROC曲線分析GRS、GCS、GLS、GAS這幾個指標診斷冠心病的敏感性分別為65.7%、63.2%、75.6%、83.9%，特異性分別為62.3%、64.2%、69.1%、75.8%，表明各參數對診斷冠心病具有一定價值，3D-STI左心室整體參數與LVEF相關性分析結果顯示GLS、GCS、GAS與LVEF之間呈負相關。r分別為-0.632、-0.671、-0.656，均為P<0.001；GRS與LVEF之間呈正相關，r為0.629，P<0.001，亦與汪彩英等[12]研究相同。

本研究的樣本量較小，還未排除受檢者地域性、個體差異性等特異性因素，研究結果可行性仍需大量研究來進一步探討。

綜上，3D-STI能較敏感地評價冠心病患者左室整體收縮功能的變化，GAS診斷冠心病心肌缺血的敏感性和特異性最高。

[參考文獻]

[1] Lee PW，Zhang Q，Yip GW，et al.Left ventricular systolic and diastolic dyssynchrony in coronary artery disease with preserved ejection fraction[J].Clin Sci，2009，11 6：521-529.

[2] Cho GY，Marwick TH，Kim HS，et al. Global 2-dimensional strain as a new prognosticator in patients with heart failure[J].J Am Coil Cardiol，2009，54（7）：618-624.

[3] Yao J，Yang R，Xu D，et al.Circumferential myocardial contraction patterns in patients with idiopathic frequent premature ventricular complexes from the right ventricularoutflow tract[J].Int J Cardiol，2013， 166（1）： 166-172.

[4] Artis NJ，Oxborough DL，Williams G，et al.Two-dimensional stain imaging：a new echocardiographic advance with research and clinical applications[J].Int J Cardiol，2008，123：240-248.

[5] 鄧傾，周青，黃佳，等.二維斑點追蹤技術評價心肌缺血患者左室心肌縱向應變[J].中華超聲影像學雜志，2011，20：648-651.

[6] Maffessanti F，Nesser HJ，Weinert L，et al.Quantitative evaluation of regional left ventricular function using three-dimensional speckle tracking echocardiography in patients with and without heart disease[J].Am J Cardiol，2009，104（12）：1755-1762.

[7] Tatsumi K，Tanaka H，Matsumoto K，et al.Mechanical left ventricular dyssynchrony in heart failure patients with narrow QRS duration as assessed by three—dimensional speckle area tracking strain[J].Am J Cardiol，2011，1 08：867-872.

[8] Kleijn SA，Aly MF，Terwee CB，et al.Three-dimensional speckle tracking echocardiography for automatic assessment of global and regional left ventricular function based on area strain[J].J Am Soc Eehocardiogr.2011，24：314-321.

[9] Wen H，Liang Z，Zhao Y，et al.Feasibility of detecting early leftventricular systolic dysfunction using global area strain：a novel index derived from three-dimensional speckle-tracking echocardiography[J].Eur J Echocardiogr，2011，12（12）：910-916.

[10] 馬靜，陳明.三維斑點追蹤成像技術評價冠心病患者左心室心肌應變的臨床價值[J].山西醫科大學學報，2013，44（5）： 342-346，412.

[11] CrosbyJ，Amundsen BH，HergumT，etal.3-Dspeckietracking for assessment of regionaiieftven tricuiar function[J].Uitrasound Med Bioi，2009，35（3）：458-471.

[12] 汪彩英，林來紅，張苗，等.超聲三維斑點追蹤技術評價冠心病患者左心室整體收縮功能的研究.中國醫藥導報，2013，10（31）：100-103.

（收稿日期：2014-05-30）