三維應變顯像舒張指數對冠心病患者左室舒張功能的臨床研究

薛娜，劉昕，梁慧青，傅群峰，耿戟，崔翊，

保定市第一中心醫院 a.超聲科；b.醫保科，河北 保定 071000

三維應變顯像舒張指數對冠心病患者左室舒張功能的臨床研究

薛娜a，劉昕a，梁慧青a，傅群峰a，耿戟a，崔翊b，

保定市第一中心醫院 a.超聲科；b.醫保科，河北 保定 071000

目的應用三維應變顯像舒張指數（SI-DI）對無節段性室壁運動異常冠心病患者左室的舒張功能進行研究，探討三維SI-DI診斷冠心病的價值。方法疑診冠心病但無節段性室壁運動異常的患者113例，根據冠狀動脈造影（CAG）結果分為3組：無冠心病組35例；單支病變（1支冠狀動脈狹窄率≥50%）組37例；多支病變（2支或2支以上冠脈病變狹窄率≥50%）組41例。經胸采集實時三維全容積圖像及常規二維圖像，獲得二維、三常規參數及面積、縱向、徑向、圓周收縮末期應變及相應的舒張期前1/3點時的應變，根據公式計算面積SI-DI（A-SI-DI）、縱向SI-DI（L-SI-DI）、徑向SI-DI（R-SI-DI）、圓周SI-DI（C-SI-DI），分析各參數對冠心病的診斷價值。結果二維及三維常規參數組間差異無統計學意義（P＞0.05），單支病變組A-SI-DI、L-SI-DI低于無冠心病組（P＜0.05）；多支病變組A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI低于無冠心病組（P＜0.05），A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI低于單支病變組（P＜0.05）。冠狀動脈Gensini積分與A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI均有相關性（P＜0.05），分別為：無冠心病組（-0.689、-0.844、-0.510、-0.476），單支病變組（-0.794、-0.768、-0.702、-0.589），多支病變組（0.806、-0.837、-0.714、-0.617）。結論三維SI-DI可以定量評價冠心病患者左室舒張功能，對早期發現和診斷冠心病有重要意義。

應變顯像舒張指數；冠心病；舒張功能；左心室

近年來，冠心病的發病率呈明顯上升趨勢，且向年輕化發展，嚴重影響了人們的生活質量，因此冠心病的早期發現和診斷尤為重要。冠心病心肌缺血早期，盡管二維超聲心動圖未見明顯節段性室壁運動異常，但左室心肌功能已經受損[1]，Azevedo等[2]的研究表明舒張功能改變反映心肌缺血的敏感性更高。本研究旨在應用三維應變顯像舒張指數（SI-DI）定量評價冠心病患者左室舒張功能，為冠心病的早期診斷提供更簡單、便捷的方法。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選擇我院2015年1月～2015年7月疑診為冠心病并行冠狀動脈造影（CAG）患者113例，入選標準：行CAG前24 h內行常規超聲心動圖檢查，但未見節段性室壁運動異常，左室射血分數（Left Ventricular Ejection Fraction，LVEF）＞50%。排除標準：嚴重心律失常、陳舊性心肌梗死、心臟瓣膜病、心肌病、先天性心臟病，三維圖像顯示不清晰者等。根據CAG結果分為：無冠心病組35例，其中男20例，女15例；單支病變（1支冠狀動脈狹窄率≥50%）組37例，其中男21例，女16例；多支病變（2支或2支以上冠脈病變狹窄率≥50%）組41例，其中男24例，女17例。各組性別、年齡差異無統計學意義。

1.2 儀器與方法

使用GE Vivid E9型彩色多普勒超聲診斷儀，4 V探頭，頻率1.5～4.0 MHz，4D Auto LVQ在機分析軟件。

所有患者取左側臥位，同步連接心電圖，獲得二尖瓣正向血流頻譜的E峰速度（E）、二尖瓣正向血流頻譜的A峰速度（A）及二尖瓣環組織多普勒的e峰速度（e’），另于顯示完整、清晰的二維心尖四腔觀圖像后轉換至4D模式，囑患者屏氣，采集連續6個穩定心動周期的動態三維全容積圖像并存儲，幀頻≥40 幀/s。

應用4D Auto LVQ軟件在機分析圖像，綜合心尖二腔觀、心尖三腔觀及心尖四腔觀手動選取二尖瓣環中點和心尖處心內膜頂點，依次根據“EDV→ESV→Volume waveform→LV Mass→4D Strain ROI→4D Strain Results”分析圖像。軟件自動算出EDV、ESV、EF等一般參數，并得出左室心肌17節段牛眼圖及應變-時間曲線，測得收縮末期應變（A），手動調節應變-時間曲線至舒張期前1/3點，得出該點應變（B），SI-DI=(A-B)/A×100%。

冠狀動脈的狹窄程度及范圍用冠狀動脈Gensini積分表示[3]。冠狀動脈狹窄程度計分標準：冠狀動脈狹窄≤25%計1分，25%～50%計2分，50%～75%計4分，75%～90%計8分，90%～99%計16分，99%～100%計32分。冠狀動脈狹窄的不同部位乘以相應的系數：左主干×5，左前降支近段×2.5，中段×1.5，第一對角支、第二對角支×1，回旋支開口處×3.5，近端×2.5，遠段、鈍緣支×1，右冠狀動脈近段、中段、遠段、左心室后支×0.5。Gensini積分為各冠狀動脈分支積分之和。

重復性檢驗隨機抽取12名研究對象的三維超聲圖像，由同一觀察者重復測量2次，以組內相關系數（Interclass Correlation Coefcient，ICC）進行重復性檢驗。

2 結果

2.1 CAG結果統計

113例入選患者行經胸常規超聲心動圖檢查，均未見節段性室壁運動異常，無冠心病組所有冠狀動脈狹窄均＜50%，單支病變組冠脈狹窄0～50%約66.7%，冠脈狹窄50%～75%約24.3%，冠脈狹窄75%～100%約9%，多支病變組冠脈狹窄0～50%約20.3%，冠脈狹窄50%～75%約53.7%，冠脈狹窄75%～100%約26.0%。具體CAG結果統計，見表1。

2.2 一般參數的比較

無冠心病組、單支病變組及多支病變組3組比較，年齡、E/A、E/e’、EDV、ESV、EF差異無統計學意義（P＞0.05），具體統計結果，見表2。

隨著患者病變范圍和程度的增大，A-SI-DI、L-SIDI、R-SI-DI、C-SI-DI呈降低趨勢。單支病變組A-SI-DI（t=2.603，P=0.011）、L-SI-DI（t=2.022，P=0.046）低于無冠心病組，差異有統計學意義；多支病變組A-SI-DI（t=5.184，P＜0.001）、L-SI-DI（t=5.015，P＜0.001）、R-SI-DI（t=4.221，P＜0.001）、C-SI-DI（t=2.831，P=0.006）低于無冠心病組，差異有統計學意義；A-SI-DI（t=2.311，P=0.023）、L-SI-DI（t=2.791，P=0.006）、R-SI-DI（t=2.157，P=0.033）低于單支病變組，差異有統計學意義。具體統計結果，見表3。

2.3 各組SI-DI與其冠狀動脈Gensini積分的相關性

無冠心病組、單支病變組及多支病變組冠狀動脈Gensini積分分別為24.10±12.82、37.94±18.91、67.55±26.28。無冠心病組A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI與冠狀動脈Gensini積分的相關系數分別為-0.689、-0.844、-0.510、-0.476；單支病變組A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI與冠狀動脈Gensini積分的相關系數分別為-0.794、-0.768、-0.702、-0.589；多支病變組A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI與冠狀動脈Gensini積分的相關系數分別為-0.806、-0.837、-0.714、-0.617。

2.4 重復性檢驗

A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI及C-SI-DI的觀察者內ICC分別為0.903、0.899、0.845、0.843，各方向SI-DI均有較好的可重復性，其中A-SI-DI的ICC最高，可重復性最好。

表1 3組CAG結果病變支數統計

表2 各組之間一般參數比較(±s)

表2 各組之間一般參數比較(±s)

注：F值與P值為3組間比較，P＞0.05，差異無統計學意義；E/A：二尖瓣正向血流頻譜的E峰速度/二尖瓣正向血流頻譜的A峰速度；E/ e’：二尖瓣正向血流頻譜的E峰速度/二尖瓣環組織多普勒的e峰速度；EDV：舒張末期容積；ESV：收縮末期容積；EF：射血分數。

組別年齡（歲）E/AE/e’EDV（mL）ESV（mL）EF（%）無冠心病組60.70±9.150.95±0.339.71±2.7992.10±19.8736.60±9.8860.63±4.40單支病變組60.10±8.970.89±0.388.89±3.1186.32±20.9131.52±9.9663.03±4.69多支病變組62.10±9.940.86±0.3410.03±3.3089.88±17.5434.98±10.1161.45±5.60F值0.4810.5401.3150.7142.0971.802P值0.6200.5840.2730.4920.1280.170

表3 各組之間各方向SI-DI比較(±s)

表3 各組之間各方向SI-DI比較(±s)

注：F值與P值為3組間各方向SI-DI比較，P＜0.05，差異有統計學意義；*：與無冠心病組比較，P＜0.05，差異有統計學意義；#：與單支病變組比較，P＜0.05，差異有統計學意義；L-SI-DI：縱向應變顯像舒張指數；A-SI-DI：面積應變顯像舒張指數；R-SIDI：徑向應變顯現舒張指數；C-SI-DI:圓周應變顯像舒張指數。

組別例數L-SI-DIA-SI-DIR-SI-DIC-SI-DI無冠心病組3550.56±11.6949.79±13.0553.62±11.6149.16±13.02單支病變組3743.67±12.75*41.24±11.70*47.18±12.8943.45±13.52多支病變組4135.22±14.45*#34.50±13.32*#40.59±14.65*#39.47±16.59*F值13.05713.5209.1044.014P值＜0.001＜0.001＜0.0010.021

3 討論

常規超聲心動圖診斷冠心病主要依靠節段性室壁運動異常，但節段性室壁運動異常的診斷與超聲醫師的經驗及主觀感覺有很大關系，且出現節段性室壁運動異常的患者很大一部分為陳舊性心肌梗死，已經錯過冠心病的最佳治療時間。

二維斑點追蹤成像技術采集及分析圖像均較三維斑點追蹤成像技術（Real-time Three-dimentional Speckle Tracking Imaging，RT-3D-STI）復雜，且二維應變是在二維平面內追蹤斑點，而實時三維應變是在三維全容積狀態下追蹤，從而更準確的反應左室心肌運動情況[4-5]。

常規超聲心動圖評價左室舒張功能主要依靠E/A和E/e’，本次研究結果顯示，無冠狀動脈組、單支病變組、多支病變組3組之間E/A和E/e’差異無統計學意義（P＞0.05），且E/e在8～15之間是一個盲區，表示左室舒張功能可能減低也可能正常。而本次研究中3組E/e’的均值都在盲區范圍內，不能準確評估其舒張功能。本次研究中三維應變參數A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI組間差異有統計學意義（P＜0.05），且隨冠心病患者病變范圍及程度的加重均呈減低趨勢，表明三維SI-DI能夠在一定程度上反應患者的冠狀動脈病變情況，RT-3D-STI技術優于常規二維超聲心動圖，這與郝兵兵等[6]的研究相近。單支病變組A-SI-DI、L-SI-DI低于無冠心病組，差異有統計學意義（P＜0.05），而R-SI-DI、C-SI-DI與無冠心病組差異無統計學意義（P＞0.05），表明A-SI-DI、L-SI-DI對冠心病患者舒張功能的改變比R-SI-DI、C-SI-DI敏感，這與心肌的解剖結構有關。心肌是由縱行纖維（約70%）和環行纖維（約30%）構成[7-9]，而面積應變反應的是縱向和圓周的應變[10]，所以冠心病最先影響縱向應變和面積應變。多支病變組A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI均低于無冠心病組（P＜0.05），A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI低于單支病變組（P＜0.05），表明三維SI-DI與冠狀動脈的病變范圍和程度有關。

左室心內膜下、中層、心外膜下心肌走形分別為縱、環、斜，心肌缺血時，心內膜下心肌首先收縮，進而向外逐層擴展[11]。本次研究結果顯示，3組A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI分別與冠狀動脈Gensini積分有相關性（P＜0.05），3組R-SI-DI、C-SI-DI與冠狀動脈Gensini積分的相關性低于A-SI-DI和L-SI-DI，表明A-SI-DI、L-SI-DI可以更好的反應冠心病患者左室舒張功能的減低。無冠心病組中L-SIDI與冠狀動脈Gensini積分的相關性最高，單支病變組中A-SI-DI、L-SI-DI與冠狀動脈Gensini積分的相關性相近，而多支病變組中A-SI-DI與其冠狀動脈Gensini積分的相關性最高，這與心肌走形特點相一致，A-SI-DI、L-SI-DI兩者聯合診斷冠心病的價值最高。

綜上所述，三維SI-DI可以定量評價冠心病患者左室舒張功能，且與冠狀動脈病變的程度和范圍有很好的相關性，對冠心病的早期診斷有重要價值。

本次研究只對3組患者左室整體舒張功能進行了初步探討，而沒有對左室局部心肌舒張功能進行研究。另外，RT-3D-STI技術對三維全容積圖像的質量要求較高，且RT-3D-STI技術只能通過心肌應變間接反映冠狀動脈的狹窄情況，對冠狀動脈病變情況進行初步評估，不能取代CAG在冠心病診療作用。

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Clinical Study on Evaluation of Left Ventricular Diastolic Function in Patients with Coronary Heart Diseases by Three Dimensional Strain Imaging Diastolic Index

XUE Naa, LIU Xina, LIANG Huiqinga, FU Qun-fenga, GENG Jia, CUI Yib
a. Department of Ultrasound; b. Department of Medical Insurance, Baoding First Central Hospital, Baoding Hebei 071000, China

ObjectiveTo evaluate the left ventricular diastolic function in coronary heart disease (CHD) patients without regional wall motion abnormality by three dimensional SI-DI (Strain Imaging Diastolic Index) so as to investigate the effectiveness of application of three dimensional SI-DI in detecting CHD.MethodsAccording to CAG (Coronary Angiography), 113 patients without regional wall motion abnormality were divided into three groups: None-CHD Group (n=35), Single-Branch Disease Group (n=37, single coronary stenosis≥50%), Multiple-Branch Disease Group (n=41, two or more than two coronary stenosis≥50%). Transthoracic acquisition of full-volume real-time three-dimensional images and conventional two-dimensional images were made to obtain two-dimensional and three-dimensional routine parameters, area, longitudinal, radial and circumferential end systolic strain and corresponding strain of 1/3 of pre-diastolic period. According to the formula calculation of area SI-DI (A-SI-DI), longitudinal SI-DI (L-SI-DI), radial SI-DI (R-SI-DI), circumferential SI-DI (C-SI-DI) was made. The effectiveness of each parameter in diagnosis of patients with coronary heart disease was analyzed.ResultsThere were no signifcant difference between the routine parameters of three groups (P＞0.05). The longitudinal and area SI-DI in Single-Branch Disease Group were lower than these of None-CHD Group (P＜0.05). The area, longitudinal, radial and circumferential SI-DI in Multiple-Branch Disease Group were lower than these of None-CHD Group (P＜0.05); while, area, longitudinal and radial SI-DI in Multiple-Branch Disease Group were lower than these in Single-Branch Disease Group (P＜0.05). The area, longitudinal, radial and circumferential SI-DI were signifcantly correlated with Gensini score, r=(-0.689, -0.844, -0.510, -0.476) in None-CHD group, r=(-0.794, -0.768, -0.702, -0.589) in Single-Branch Disease Group, r=(0.806, -0.837, -0.714, -0.617) in Multiple-Branch Disease Group.ConclusionThreedimensional SI-DI could quantitatively assess the left ventricular diastolic function and demonstrate itseffectiveness in early detection and diagnosis of coronary heart disease.

strain imaging diastolic index; coronary heart disease; diastolic function; left ventricular

R541

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.07.031

1674-1633(2016)07-0102-03

2015-12-25

劉昕，主任醫師。

通訊作者郵箱：lxlx001@126.com