四維斑點追蹤技術評價急性心肌梗死PCI術后左心功能的價值

林秀梅，夏晴，王博能，劉萍，朱雯，郭燕，馬桂鳳

1. 濰坊醫學院附屬醫院 超聲科，山東 濰坊 261031；2. 昌邑市柳疃中心衛生院，山東 濰坊 261300；3. 濰坊醫學院 醫學影像學院，山東 濰坊 261053

引言

急性心肌梗死（Acute Myocardial Infarction，AMI）是冠狀動脈急性、持續性缺血缺氧的基礎上發生的，主要表現為心前區劇烈持續疼痛，頭暈、出汗、呼氣困難等不適，嚴重者會出現心律失常、休克、心力衰竭，甚至死亡等[1-2]，目前臨床上治療的有效方法是經皮冠狀動脈介入治療（Percutaneous Coronary Intervention，PCI），此方法能迅速開通梗死的血管、改善心肌缺血、有效減少梗死范圍。四維斑點追蹤顯像技術（Four-Dimensional Speckle Tracking Imaging，4D-STI）是將實時三維超聲與斑點追蹤成像技術相結合，可以在三維空間上更全面的評價心臟功能[3]。為探究4D-STI對AMI PCI術后左房和左室功能定量評估價值，本研究選取33例患者作為研究對象，同時將PCI術后患者的心功能與健康人進行對比，以為臨床評價再灌注后心肌功能恢復情況作為對照。

1 臨床資料與方法

1.1 一般資料

收集我院2016年11月1日至2018年10月1日AMI PCI術患者33例，納入標準：① 竇性心律；② 身體狀況良好，可以配合左側臥位并且能夠自主屏氣數秒以便于檢查；③ 經胸超聲心動圖圖像展示清楚，可清楚的展示左心室心內膜邊界。排除標準：① 糖尿病、心肌病變、瓣膜病變、高血壓病、病態竇房結綜合征、心房纖顫等心律失常病變以及相關其他疾病的患者；② 疾病對心臟有影響的患者；③ 不配合檢查或圖像質量較差的患者。其中男性21例，女性12例，年齡30～73歲，平均年齡（56.83±9.27）歲。同期經體格檢查、心電圖檢查以及超聲心動圖檢測顯示均無心臟病變及其他器質性疾病，選擇健康對照組45例，男性25例，女性20例，年齡30～73歲，平均年齡（50.63±10.83）歲。

1.2 儀器及操作方法

采用彩色多普勒超聲診斷儀（GE Vivid E95），使用心臟探頭（二維M5S-D和四維4V），同時還配備四維成像及定量分析軟件（Echo PAC）。

1.2.1 常規二維超聲心動圖

使用二維心臟探頭M5S-D，調節頻率為頻率1.0～3.0 MHz，每秒幀頻≥25幀，測量各組左心房前后徑（Left Atrial Anteroposterior Diameter，LAD）、左心室舒張末內徑（Left Ventricular End-Diastolic Diameter，LVEDD)、左心室收縮末內徑（Left Ventricular End-Systoliic Diameter，LVESD），舒張末期室間隔厚度（End Diastolic Ventricular Septal Thickness，IVST），舒張末期左室后壁厚度（End Diastolic Left Ventricular Posterior Wall Thickness，LVPWT）。

1.2.2 4D-STI測量

囑被檢查者仰臥于檢查床，平靜呼吸休息15 min后，均讓患者采取左側臥位，連接胸前導聯心電圖，檢查電極接觸是否良好，待波形數據穩定后，方可行超聲心動圖檢查。采用四維心臟超聲相控陣扇形探頭，探及標準的四腔心切面，按下4V-D按鈕，打開四維全容積成像系統，開啟全容積模式進行搜集，顯像時每秒幀頻≥25幀，連續存儲3個，該圖像由5～6個心動周期拼接而成，每秒幀頻≥25 Hz。囑患者屏住呼吸5～10 s，采集心動周期內全容積動態變化，將圖像進行保存。將保存的四維維圖像導入Echo PAC軟件，使用4D-Volume功能對保存的左房四維圖像進行分析，在左室收縮和舒張末期末期均選擇二尖瓣前葉根部和左房頂部一點，軟件將自動識別左房心內膜輪廓，同時出現輪廓線，對不滿意的部分可手動調整（整個研究由一位醫師取圖，測量三次以上，取平均值），不能將左心耳、肺靜脈包括在內，利用4D-Volume軟件，軟件自動生成左房-時間容積曲線（Volume-Time Curve，VTC），同時得出左房最大容積（Maxima Left Atrial Volume，LAVmax）、左房最小容積（Minimal Left Atrial Volume，LAVmin），左房收縮期前容積（Left Atrial Pre-Atrialcontraction Volume，LAVpre），左心房總排空容積（Left Atrial Total Emptying Volume，LAVt）、左心房被動排空容積（Left Atrial Passive Emptying Volume，LAVp）、左心房主動排空容積（Left Atrial Active Emptying Volume，LAVa），每組數據進行三次測量取其平均值。然后根據相關公式計算出左房不同時期射血分數，左心房總射血分數（Left Atrial Total Ejection Fraction，LAVtEF)、左心房被動排空分數（Left Atrial Passive Emptying Fraction，LAVpEF）、左心房主動排空分數（Left Atrial Active Emptying Fraction，LAVaEF）、左心房容積指數（Left Atrial Volume Index，LAVI）。并可得到左心房整體縱向應變（Global Longitudinal Strain，GLS）、整體徑向應變（Globa Radial Strain，GRS）、整體圓周應變（Global Circumferential Strain，GCS）；對保存的左室四維圖像進行分析，自動描記心內膜及心外膜邊界，使其更加精確，開啟分析軟件，可自動得左心室射血分數（Left Ventricular Ejection Fraction，LVEF）、并且逐段對心肌進行斑點追蹤分析，從而得到左心室心肌四維GLS、GRS、GCS和整體面積應變（Globa Area Strain，GAS）。

1.3 統計學方法

采用SPSS 18.0統計分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示，三組比較選擇單因素方差分析，組內之間兩兩比較選用LSD-t檢驗，P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 AMI組及對照組之間一般情況的比較

AMI組與健康對照組之間一般情況比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）（表 1）。

表1 AMI組與對照組一般資料測值比較

2.2 對AMI PCI術前、術后組及對照組左房心功能參數進行比較

左房功能相關參數比較：三組左房功能參數除了LAD外，其余參數之間均存在差異，且具有統計學意義。兩兩 比 較 發 現 AMI PCI術 前 組 LAVmax、LAVpre、LAVmin、LAVt、LAVtEF、LAVa、LAVaEF、LAVI均 比 術 后 和 對照組增大，LAVP、LAVPEF均比術后和對照組減小，且差異均具有統計學意義（P值均＜0.05）；AMI PCI術后LAD、LAVmax、LAVpre、LAVmin、LAVt、LAVtEF、LAVa、LAVaEF、LAVI、LAVP、LAVPEF與對照組相比差異均無統計學意義（P＞0.05）。4D-STI發現AMI PCI術前整體GLS、GRS、GCS均比術后和對照組減小，且差異均具有統計學意義（P均＜0.05）；AMI PCI術后整體GLS、GRS、GCS與對照組差異均無統計學意義（P＞0.05）。同時還發現LAD在三組之間差異均無統計學意義（P＞0.05）（表2）。

表2 左房心功能參數比較（±s）

表2 左房心功能參數比較（±s）

注：*代表與術后組左房功能參數比較，P＜0.05；#代表與對照組左房功能參數比較P＜0.05。

左房心功能參數 術前 術后 對照組 P值LAD/mm 39.7±3.6 30.3±3.1 28.4±4.1 0.001 LAVmax/mL 43.3±5.1*# 36.1±2.8 34.4±3.4 ＜0.001 LAVmin/mL 16.4±4.5*# 13.1±2.7 11.6±2.1 0.001 LAVpre/mL 30.5±3.9*# 20.4±3.5 18.6±3.9 0.001 LAVt/mL 30.1±5.5*# 22.3±3.7 20.9±4.3 0.001 LAVtEF/% 0.68±0.08*#0.64±0.03 0.62±0.04 ＜0.001 LAVP/mL 11.6±3.6*#15.04±4.1 16.58±3.7 0.001 LAVPEF/% 0.25±0.08*#0.42±0.05 0.51±0.04 0.001 LAVa/mL 16.2±3.2*# 11.3±2.4 9.0±2.8 ＜0.001 LAVaEF/% 0.57±0.09*#0.41±0.14 0.32±0.13 ＜0.001 LAVI 30.1±2.9*# 21.3±2.1 18.4±3.1 0.001 GLS -20.1±3.2*#-26.2±2.6 -28.3±3.9 ＜0.001 GCS -22.6±3.8*#-29.6±4.6 -32.2±3.4 0.001 GRS 28.3±3.5*# 39.3±4.7 42.8±3.6 0.001

2.3 對AMI PCI術前、術后組及對照組左室心功能參數進行比較

左室功能相關參數比較：三組左室功能參數中除了IVST、LVPWT外，其余參數之間均存在差異，且具有統計學意義。發現AMI PCI術前LVEDD、LVESD均比術后組和對照組增大，LVEF均比術后和對照組減小，且差異均具有統計學意義（P值均＜0.05）；AMI PCI術后LVEDD、LVESD、LVEF與對照組差異均無統計學意義（P值均＜0.05）。4D-STI測得的整體GLS、GRS、GCS、GAS相比，發現AMI PCI術前組均比術后和對照組降低，且差異具有統計學意義（P值均＜0.05）；AMI PCI術后與對照組相比差異無統計學意義（P＞0.05）（表3，圖1～5)。

表3 左室心功能參數比較（±s）

表3 左室心功能參數比較（±s）

注：*代表與術后組左室功能參數比較，P＜0.05；#代表與對照組左室功能參數比較P＜0.05。

左室心功能參數 術前 術后 對照組 P值LVEDD/mm 54.3±4.2*# 48.6±2.8 46.2±3.9 ＜0.001 LVESD/mm 32.1±3.2*# 25.1±3.7 22.1±3.4 0.001 LVEF/mm 44.2±5.2*# 58.7±3.1 62.2±2.8 ＜0.001 IVST/cm 1.0±0.2 1.1±0.3 0.8±0.2 0.08 LVPWT/cm 0.9±0.3 1.2±0.3 1.1±0.3 0.10 GLS -15.9±3.6*# -22.5±4.1-24.3±3.7 0.002 GRS 21.2±4.8*# 28.2±3.1 30.8±3.6 0.001 GCS -12.4.±2.9*#-18.6±4.2-20.9±3.2 0.001 GAS -19.6±5.8*# -24.8±5.6-26.3±4.3 0.002

圖1 4D-STI對AMI PCI術后組左室EF的測量

圖2 4D-STI對AMI PCI術后組左室GLS的測量

圖3 4D-STI對AMI PCI術后組左室GRS的測量

圖5 4D-STI對AMI PCI術后組左室GAS的測量

3 討論

AMI是目前臨床較為常見的一種心血管疾病，也是最易引起老年人死亡的疾病[4]，雖然從近幾年的數據中顯示死亡率逐年減低，但是AMI的發病率卻依舊很高，局勢并不樂觀。心肌梗死主要病因是冠狀動脈發生病變，而供應心臟、心肌的血管主要來自冠狀動脈，冠狀動脈一旦發生病變，便會導致心肌缺血缺氧，進而引起心肌運動異常。治療AMI PCI技術作為首選[5]，該技術針對狹窄或閉塞冠狀動脈進行擴張，使得病變血管的內徑即可恢復正常，血液可順利地通過，使得心肌細胞恢復正常的血供，進而可以有效地改善心功能。因此，精準地對急性心梗死介入治療術后，心臟功能的恢復情況進行評估，對評價AMI患者的預后具有重要的臨床意義。評估心肌功能的常用檢查方法是超聲檢查，臨床上評價心功能最為常用的檢查是二維超聲心動圖，但對于心肌梗死的患者來說，梗死區心肌和非梗死區心肌的活動發生了改變，對其無法進行準確、有效的測量。組織多普勒顯像對組織運動情況可以進行定性或定量觀察[6-8]，通過對局部心肌各個時段的運動速度、頻移振幅進行量化，從而更加直觀地反映該處組織的運動情況，但其易受角度的限制，不可以精確的評估心尖部心肌的運動改變[9]，同時還容易被心臟及呼吸運動的影響，難以得到較為準確的結果。心臟斑點追蹤技術與常規二維超聲心動圖的結合，是在超聲二維灰階聲像圖的基礎上，把構成心肌的不同像素點通過實時追蹤，對心肌所有的像素點標記出來，得到心肌不同方向（縱向、徑向、旋轉、扭轉）運動的應變，進而得到不同方向的心肌收縮與舒張功能。該技術的優勢是由于其沒有角度依賴性，相應的可以估算心肌的應變，并且能從多個方向進行對左心室整體、局部的心肌功能來進行評估，比如應變及應變率等參數，現在已廣泛應用在臨床、實驗研究中。由于該技術可以對心臟收縮和舒張功能進行評估，所以可以對影響心功能疾病（冠心病、心肌梗死等）的診斷及預后提供理論依據[10]。與此同時，二維斑點追蹤成像技術也有其自身的不足，在跟蹤心肌聲學斑點時追蹤的切面不能跟蹤三維空間上的斑點，只能在二維之上，而心肌的運動是三維的（在三維空間中的不斷運動），所以在整個心臟運動的周期里，如果聲學斑點運動范圍較大，超出所選的二維剖面時，二維斑點追蹤成像技術則必須提高幀頻，才可以完成對聲學斑點的跟蹤，并且一旦部分斑點運動范圍更大，范圍直接大到二維切面以外時，則完全不能被跟蹤到[11-14]。四維斑點成像技術的出現解決了以上提到的問題，它將實時三維超聲與斑點追蹤成像技術相結合[15]，對心肌不同實相的運動軌跡進行追蹤，因此，測量的數值更加準確、有效。大量研究表明，發生AMI之后應用四維斑點成像技術對心肌收縮峰值應變進行測量，將所得的應變值與磁共振成像研究得到的結果進行對照、分析，發現應用四維斑點成像技術測量所得的梗死區心肌的應變值變化與磁共振成像得到的結果存在很好的相關性[16-18]，可見四維斑點成像技術對判斷心肌梗死患者的預后有著重要的作用。近年來，關于左房應變準確性提高了很多，而且臨床應用的數據日益增多[19]。雖然4D-STI最開始是為了研究心室的功能，但它在應用于評估心房腔功能上逐漸增加：心房縱向應變代表的是一個極為有價值的參數，可用于在不同的情況下分析左房的功能[20]。使用該技術就只需要獲取心尖四腔觀的全容積數據，并通過使用這些數據來進行下一步的分析和整理，非常明顯的減少了獲取圖像的時間，以及分析數據所需的時間[21]。故本研究利用該技術這一優勢對AMI PCI術后患者的心功能恢復情況進行探究，但以往學者只是將重點放在左室收縮功能上，本研究是對左房和左室心功能進行檢測，同時又將PCI術后的患者心功能與健康人進行對比，發現應用4D-STI技術可以定量對AMI患者PCI術后左心功能的變化進行評價，為PCI療效評定和CHD預后判定提供有效的理論依據，而且對AMI的患者進行及時有效的PCI治療后患者的左室功能大致可恢復正常。