心肌分層應變對冠狀動脈復雜多支病變的預測價值

楊性安，朱佳，鄭潔懷

（臺州醫院 超聲科，浙江 臺州 317000）

冠狀動脈狹窄尤其是冠狀動脈復雜多支病變容易引起不良的心腦血管事件，同時也是冠狀動脈旁路移植（coronary artery bypass grafting，CABG）的一個指征。心肌分層應變（layer-specific strain，LSS）可以較早較敏感地檢測左心室心肌收縮功能改變[1-3]，為早期檢測冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（coronary artery disease，CAD）是否存在復雜多支病變提供可能。本研究旨在利用LSS來測量可疑CAD患者左心室功能，以期能建立檢測復雜多支病變的合理參考數據，為臨床醫師作出重要臨床決策提供依據。

1 對象和方法

1.1 對象 連續選取2014年1月至2015年12月臺州醫院心內科住院的可疑CAD患者116例，其中男68例，女48例，年齡37～78（52.5±17.2）歲。入選標準：有胸痛、胸悶等臨床癥狀，常規超聲心動圖檢查無明顯的節段性室壁運動異常，左心室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）＞50%，超聲圖像質量良好。所有患者均行冠狀動脈造影檢查，根據造影結果將其分成3組：對照組29例，冠狀動脈主干及主要分支狹窄＜50%；1～2支病變組43例，1～2支主要分支狹窄≥50%；復雜多支病變組44例，左主干和/或3支主要分支狹窄≥50%。排除標準[4]：既往有心肌梗死病史、經皮冠狀動脈支架植入（percutaneous coronary intervention，PCI）史、起搏器植入史、先天性心臟病、嚴重的心臟瓣膜病、嚴重的心律失常、心肌疾病、惡性腫瘤病史、慢性阻塞性肺疾病等。本研究獲臺州醫院倫理委員會批準。

1.2 儀器與方法 采用VIVID E9超聲診斷儀（美國GE公司生產），配備M3s探頭，頻率1.7～3.4 MHz。所有患者均在冠狀動脈造影檢查前，且盡量在應用改善循環的藥物前進行超聲心動圖檢查，檢查時患者取左側臥位，連接同步心電圖，先進行常規超聲數據測量，測量后盡量在呼氣末屏住呼吸，獲取左心室心尖四腔心、心尖二腔心、心尖三腔心、二尖瓣口水平短軸、乳頭肌水平短軸及心尖水平短軸切面連續3個心動周期的動態圖像，存盤并導出到移動硬盤。

1.3 數據分析 將圖像導入EchoPac軟件，進入二維分層應變模式，分別于心尖四腔心、心尖二腔心和心尖三腔心切面沿著心內膜手動勾畫心內膜輪廓，軟件自動生成感興趣區，手動調節感興趣區寬度，使其與心肌厚度保持一致，勾畫滿意后系統自動給出左心室內膜、中層及外膜的整體縱向應變（global longitudinal strain，GLS）牛眼圖及對應的數據，見圖1；同樣地，勾畫左心室二尖瓣口水平短軸、乳頭肌水平短軸及心尖水平短軸切面心肌輪廓，系統分別自動給出二尖瓣口水平短軸、乳頭肌水平短軸、心尖水平短軸這3個切面的內膜、中層及外膜整體圓周應變（global circumferential strain，GCS），然后左心室內膜、中層及外膜GCS分別是上述3個切面對應的內膜、中層及外膜GCS的平均值。

1.4 統計學處理方法 采用SPSS17.0統計軟件進行統計學分析。計量資料以 ±s表示，多組間參數比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗。以對照組和1～2支病變組為參照組，多支病變組為疾病組，繪制ROC曲線分析GLS和GCS預測復雜多支病變的價值。P＜0.05為差異有統計學意義。

圖1 正常人內膜、中層及外膜GLS牛眼圖及對應的測量數據

2 結果

2.1 3組一般超聲心動圖參數比較 3組間左室舒張末期容積（end-diastolic volume，EDV）、收縮末期容積（end-systolic volume，ESV）、LVEF、二尖瓣口頻譜E峰、A峰及E/A差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1。

2.2 3組左心室內膜、中層、外膜GLS和GCS比較 與對照組比較，復雜多支病變組左心室內膜、中層、外膜GLS和GCS均明顯減低，差異有統計學意義（P＜0.01）；與1～2支病變組比較，復雜多支病變組左心室內膜、中層、外膜GLS和內膜、中層GCS明顯減低，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表1 對照組、1～2支病變組及復雜多支病變組一般超聲參數比較（ ±s）

表2 對照組、1～2支病變組及復雜多支病變組應變參數比較（ ±s，%）

2.3 ROC曲線分析 GLS比GCS能更好地預測CAD患者是否存在復雜多支病變，內膜GLS的敏感性和特異性分別為75.0%、75.0%；中層GLS的敏感性和特異性分別為72.2%、70.5%；外膜GLS的敏感性和特異性分別為73.6%、70.5%；其中內膜GLS的準確性最高，約登指數為0.50，見圖2和表3。

3 討論

CAD的發病率始終居高不下，對于CAD的研究也一直在不斷進行中，雖然診斷CAD的“金標準”是冠狀動脈造影，然而影像學技術的不斷進步也同樣帶來了很多好處，超聲心動圖作為一種常規診斷工具，可以幫助臨床醫師評估左心室心肌的功能，然而常規的超聲心動圖缺乏早期診斷CAD的能力，尤其是對于肉眼觀察室壁收縮活動仍然正常的患者，超聲心動圖不能發現是否存在心肌缺血情況。冠狀動脈嚴重狹窄，一旦發生心肌梗死，患者有猝死的風險，尤其是存在多支病變時，這種風險會增高[4-7]。因此，在常規超聲心動圖的基礎上增加一種新的技術手段提高對CAD的早期檢測能力，尤其是提高對可疑CAD患者是否存在復雜多支病變的預測能力，將會給臨床及時處理這類患者帶來很大益處。

圖2 左心室內膜、中層、外膜GLS和GCS預測復雜多支病變的ROC曲線

斑點追蹤技術通過識別心肌固有斑點回聲信息而追蹤其運動軌跡，該技術無角度依賴性，可以從多個方向對心肌節段形變進行評估，進而評估左心室心肌的局部和整體功能改變。局部心肌缺血導致局部心肌運動異常，相應節段心肌應變力學改變，心肌應變通過反映外力作用下極小的形變，可用來客觀地評價局部心肌的收縮和舒張功能及供血情況等。劉佳霓等[8]研究發現存在中度以上狹窄的冠狀動脈供血區域心肌應變值，尤其是面積應變明顯減低。劉昕等[9]研究顯示冠狀動脈狹窄區域各方向應變顯像舒張指數明顯減低，尤其是縱向和面積應變顯像舒張指數對早期診斷CAD具有較高的敏感性和特異性。

表3 各層GLS和GCS預測復雜多支病變的ROC曲線分析結果

在CAD患者中，由于冠狀動脈狹窄引起心肌缺血，導致缺血區域心肌收縮功能受損，研究證實利用斑點追蹤技術可以較早地檢測出這種心肌收縮功能的變化[8-11]，然而以往的這些研究都是將全層室壁心肌作為一個整體來研究，事實上室壁的心肌是由三層不同走形心肌纖維組成，分別是內膜的右手螺旋斜向走行、外膜的左手螺旋斜向走形及中層的環向纖維，而內膜是對缺血最敏感的[3]，隨著心肌缺血程度加重，才逐漸向中層及外膜擴展。LSS是新近發展的可以敏感檢測缺血心肌的新技術[12-15]，因為室壁三層心肌對缺血的敏感性不同，應用LSS來研究CAD可能會帶來更加敏感可靠的參數。SARVARI等[16]一項針對非ST段抬高急性冠脈綜合征患者的研究發現，冠狀動脈阻塞患者心肌三層的區域GLS和GCS均較冠狀動脈無阻塞患者明顯減低，心內膜和心外膜層應變的差值也低于無冠狀動脈阻塞者，ROC曲線顯示心內膜層和中層，尤其是心內膜層的區域GLS能更好地判斷冠狀動脈阻塞情況。

本研究結果顯示，與對照組比，1～2支病變組GLS和GCS心肌三層指標均未明顯降低，一方面可能與病變范圍有關，有研究表明，CAD缺血面積越大，收縮功能損害越明顯[17]，另一方面由于CAD納入標準與趙志玉等[12]不一樣，故結果也不完全一致。在復雜多支病變組，由于心肌缺血面積足夠大，無論與對照組還是與1～2支病變組比較，內膜、中層、外膜的GLS均明顯減低，而GCS除外膜層較1～2支病變組無差異外，其余較對照組和1～2支病變組均明顯降低，顯然這與心內膜下心肌主要是縱向纖維，內膜對缺血最敏感有關，而GCS主要與環向纖維收縮有關[3-4，13-14，16]。通過分層應變參數預測復雜多支病變的ROC曲線結果顯示，內膜GLS的敏感性和特異性分別為75.0%、75.0%；中層GLS的敏感性和特異性分別為72.2%、70.5%；外膜GLS的敏感性和特異性分別為73.6%、70.5%，內膜GCS的敏感性和特異性分別為69.4%、59.1%；中層GCS的敏感性和特異性分別為58.3%、63.6%；外膜GCS的敏感性和特異性分別為59.7%、59.1%，GLS各層參數比GCS各層參數均有更高的準確性，這也進一步反映了GLS對缺血具有更高的敏感性和特異性。而在多層GLS預測多支病變研究中，內膜GLS的預測價值最高，約登指數為0.50，這與ZHANG等[18]研究結果一致，這進一步驗證了內膜對心肌缺血是最敏感的這一觀點。

本研究的局限性：LSS對圖像質量要求很高，圖像質量差會顯著影響數據分析；LSS目前缺乏大樣本的研究，尚無正常值的統一標準。

綜上所述，在復雜多支病變中，心肌各層GLS和GCS均會減低，而檢測GLS尤其是內膜GLS也許會成為一種預測復雜多支病變的非侵入性方法。