應用二維斑點追蹤成像技術評價早期心肌功能受損的臨床價值

曹怡，楊慧，王燕，陶滿，曾萍，李濱濱，吳紅寧

(東南大學醫(yī)學院附屬南京市胸科醫(yī)院 超聲診斷科，江蘇 南京　210029)

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應用二維斑點追蹤成像技術評價早期心肌功能受損的臨床價值

曹怡，楊慧，王燕，陶滿，曾萍，李濱濱，吳紅寧

(東南大學醫(yī)學院附屬南京市胸科醫(yī)院 超聲診斷科，江蘇 南京210029)

[摘要]目的：探討應用二維斑點追蹤成像(2D- speckle tracking imaging，2D- STI)技術評價冠心病合并心血管危險因素患者早期心肌功能受損的臨床價值。方法：根據(jù)冠狀動脈造影結果將冠心病合并心血管危險因素的患者分為冠狀動脈狹窄≥75%的冠心病組(A組)31例，冠狀動脈輕度狹窄(<50%)組(B組)38例，另選35例正常人作為對照組(C組)。均行常規(guī)二維超聲檢查，采集心尖左室長軸、四腔和二腔觀的二維灰階動態(tài)圖像，應用STI軟件分析長軸方向左室18節(jié)段收縮期縱向應變和心尖左室長軸總應變(GLPS- LAX)、四腔總應變(GLPS- A4C)、二腔總應變(GLPS- A2C)及左室長軸平均總應變(GLPS- AVG)。利用受試者工作特征(ROC)曲線獲取提示早期心肌功能受損應變值的截點。結果：(1) 常規(guī)超聲參數(shù)比較：3組間二維超聲測值比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。(2) 2D- STI參數(shù)比較：A組在前間隔、前壁、后間隔、側壁的所有節(jié)段，后壁的基底段、中間段，下壁的中間段、心尖段收縮期縱向應變均減低，與C組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。B組在前間隔與前壁的基底段、中間段，后間隔的所有節(jié)段，側壁的心尖段收縮期縱向應變減低，與C組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與B組比較，A組在前間隔的所有節(jié)段，前壁的中間段、心尖段，下壁、后壁的心尖段收縮期縱向應變減低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。A組、B組的GLPS- LAX、GLPS- A4C、GLPS- A2C、GLPS- AVG均低于C組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。ROC曲線分析整體室壁基底段、中間段、心尖段，提示早期心肌功能受損的應變值截點分別為-17.5%、-19.5%、-23.5%；敏感性分別為51.3%、65.6%、83.8%，特異性分別為84.3%、66.4%、53.8%。結論：應用2D- STl技術能夠早期、定量評價冠心病合并心血管危險因素患者左室心肌功能。

[關鍵詞]超聲心動描記術； 斑點追蹤成像； 冠心??； 心肌功能

冠狀動脈造影是確診冠心病的金標準，但有創(chuàng)、價格較為昂貴，臨床上難以讓可疑冠心病的患者接受。超聲心動圖因無創(chuàng)、價廉等優(yōu)點，在臨床普查中具有一定優(yōu)勢，隨著超聲新技術如斑點追蹤成像等技術的發(fā)展，為定量評價室壁運動增加了新手段。本研究應用二維斑點追蹤成像(2D- STI)技術對不同程度冠心病且合并心血管危險因素患者的左室心肌功能進行定量分析，探討該技術對此類患者心肌功能受損的早期診斷價值。

1對象與方法

1.1對象與分組

在我院心內(nèi)科住院可疑冠心病、合并心血管危險因素的患者入選本研究，入選標準：左室射血分數(shù)正常(≥55%)，二維超聲未見節(jié)段性窒壁運動異常，冠狀動脈造影單支或多支病變，竇性心律。排除標準：冠狀動脈造影正常，心肌梗死，支架術后，起搏器術后，房顫，合并其他心血管或全身系統(tǒng)性疾病。共入選69例患者，根據(jù)造影結果分為冠狀動脈狹窄≥75%組(A組)31例，男20例，女11例，年齡45～72歲，平均(55.2±8.6)歲；冠狀動脈輕度狹窄(<50%)組(B組)38例，男19例，女19例，年齡44～71歲，平均(54.6±8.1)歲。合并主要的心血管危險因素包括糖尿病、高血壓、高脂血癥等。主要的危險因素及診斷標準如下。高血壓：收縮壓≥140 mmHg和/(或)舒張壓≥90 mmHg(至少測量兩次)，排除繼發(fā)性高血壓；糖尿?。嚎崭寡恰?.0 mmol·L-1和(或)葡萄糖耐量試驗2 h血糖或隨機血糖≥ 11.1 mmol·L-1；血脂異常：總膽固醇≥5.18 mmol·L-1和(或)低密度脂蛋白≥3.37 mmol·L-1和(或)甘油三酯≥1.7 mmol·L-1。由心內(nèi)科專業(yè)醫(yī)師在DSA室行冠脈造影。另選35例正常人作為對照組(C組)，為2013年1月至2014年12月本院健康體檢者，男23例，女12例，年齡39～70歲，平均(50.8±10.3)歲；經(jīng)體檢、胸片、心電圖及超聲心動圖等檢查除外全身或系統(tǒng)性疾病。

1.2儀器與方法

采用美國GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，M5S探頭，2～4 MHz，40～90幀·s-1，探測深度15～18 cm，配備 GE Echo PAC超聲工作站。受檢者左側臥位，平靜呼吸，連接心電圖，常規(guī)超聲測量后分別采集心尖左室長軸、四腔和二腔觀的二維灰階動態(tài)圖像，取穩(wěn)定清晰的3個心動周期圖像存盤，上述切面均要求圖像標準化。

1.3數(shù)據(jù)測量

1.3.1常規(guī)2D指標測量左房收縮末期內(nèi)徑并用體表面積標準化獲得標化后的左房內(nèi)徑(LADI)，左室舒張末期內(nèi)徑(LVDd)，左室收縮末期內(nèi)徑(LVDs)，室間隔厚度(IVSTd)，左室后壁厚度(LVPWTd)，Simpson法獲得左室射血分數(shù)(LVEF)。

1.3.22D- STI模式啟動存貯的動態(tài)圖像，應用STI軟件自動追蹤心肌，分別對心尖位左室二腔、三腔及四腔切面動態(tài)圖像進行分析，獲得左室長軸方向18節(jié)段收縮期縱向應變，同時獲取GLPS- LAX、GLPS- A4C、GLPS- A2C、GLPS- AVG的值。

1.4統(tǒng)計學處理

2結果

2.1一般資料比較

3組間年齡、心率差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；A組、B組較C組血壓、血糖、血脂增高(P<0.05)，而A組與B組之間比較差異無統(tǒng)計學差異(P>0.05)，見表1。

組別n年齡/歲心率/次·min-1收縮壓/mmHg舒張壓/mmHg空腹血糖/nmol·L-1甘油三脂/nmol·L-1總膽固醇/nmol·L-1低密度脂蛋白/nmol·L-1A組3155.2±8.273.3±9.6142.0±14.3a90.3±13.2a7.3±1.0a1.9±0.9a5.4±1.0a3.3±0.5aB組3854.6±8.172.1±10.3140.1±12.6a88.6±15.1a6.9±1.4a1.8±1.0a5.3±1.1a3.2±0.6aC組3550.8±10.370.4±7.8122.3±15.172.2±10.84.8±1.11.2±0.83.8±0.91.8±0.4

與C組比較，aP<0.05

2.2常規(guī)超聲心動圖參數(shù)的比較結果

3組間LADI、LVDd、LVDs、IVSTd、LVPWTd、LVEF 差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表2。

組別nLADI/mm·m-2LVDd/mmLVDs/mmIVSTd/mmLVPWTd/mmLVEF/%A組3122.3±3.949.3±4.933.6±3.19.1±0.89.0±0.963.2±2.8B組3822.1±4.148.1±3.932.1±3.59.0±0.78.9±1.062.9±3.0C組3521.9±3.347.6±4.532.3±3.28.9±0.98.8±0.863.7±2.9

2.3二維斑點追蹤參數(shù)比較

18個節(jié)段收縮期縱向應變：與C組比較，A組在前間隔、前壁、后間隔、側壁的所有節(jié)段，后壁的基底段、中間段，下壁的中間段、心尖段收縮期縱向應變均減低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；與C組比較，B組在前間隔與前壁的基底段、中間段，后間隔所有節(jié)段，側壁的心尖段收縮期縱向應變減低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；與B組比較，A組在前間隔的所有節(jié)段，前壁的中間段、心尖段，下壁、后壁的心尖段收縮期縱向應變減低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；見表3。

左室長軸、四腔和二腔觀的平均應變值比較：與C組比，A組、B組的GLPS- LAX、GLPS- A4C、GLPS- A2C、GLPS- AVG均減低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；與B組比較，A組GLPS- LAX、GLPS- A4C、GLPS- A2C、GLPS- AVG均減低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表4。

2.4ROC曲線檢測診斷早期心肌功能受損截點結果

應用2D- STI技術獲得的應變值來判斷早期心肌功能受損，在整體基底段、中間段、心尖段應變值的截點分別為-17.5%、-19.5%、-23.5%；曲線下面積分別為0.700、0.704、0.718，敏感性分別為51.3%、65.6%、83.8%,特異性分別為84.3%、66.4%、53.8%。

3討論

%

與C組比較，aP<0.05； 與B組比較，bP<0.05

%

與C組比較，aP<0.05； 與B組比較，bP<0.05

內(nèi)皮損害、左心室肥厚、動脈粥樣硬化直到發(fā)生冠心病時間可能要5~10年。冠心病導致的心肌缺血、心肌梗死和惡性心律失常等都是心臟性猝死直接原因[2]。因此，對冠心病合并多種心血管危險因素患者心臟大體結構尚未改變而心臟功能受損的早期發(fā)現(xiàn)具有重要意義。

多數(shù)冠心病患者雖然有冠脈狹窄，但常規(guī)二維超聲難以檢出明顯的室壁運動異常。傳統(tǒng)二維超聲心動圖依靠目測法定性分析室壁運動，或依靠室壁運動計分法半定量分析室壁運動，均存在較多主觀性及經(jīng)驗性。通過二維或M型超聲測量依賴圖像的清晰度及觀察者的主觀判斷，而許多LVEF正常的患者其心功能可能已經(jīng)存在異常改變，容易被忽視[3]。且對范圍較小的室壁運動異常容易漏診，也不能早期發(fā)現(xiàn)室壁運動異常，對異常運動的心室壁無法準確定量，臨床應用受限。

2D- STI是在二維圖像的基礎上，通過逐幀追蹤心肌回聲斑點的運動軌跡自動計算出斑點的應變參數(shù)[4]的方法。斑點追蹤成像是新發(fā)展的室壁運動分析技術，可追蹤識別心肌組織內(nèi)回聲斑點的空間運動，具有時間分辨率高以及不受聲束夾角影響等優(yōu)勢[5]。心臟的二維超聲圖像由許多均勻分布于心肌內(nèi)的聲學斑點組成，這些斑點與心肌組織同步運動，斑點追蹤成像能夠連續(xù)追蹤每個斑點運動軌跡，并定量分析心肌組織運動速度、應變、應變率，從而可以精確反映心肌功能狀態(tài)。

心血管危險因素引起的一系列心肌代謝和結構異常及心室壁內(nèi)微小血管病變，逐步影響心臟收縮、舒張功能。冠狀動脈發(fā)生狹窄時首先引起心內(nèi)膜心肌收縮功能障礙，而心內(nèi)膜層主要由縱向心肌構成，損傷時主要反映在長軸方向運動功能異常。有研究表明：左心室縱向心肌舒縮產(chǎn)生的左室長軸方向心肌運動在左心室泵血中起重要作用[6]。心內(nèi)膜下心肌的縱向應變值的改變能更敏感地反映心肌的病變[7]。因此，本研究主要觀察受試者的心肌縱向應變的變化。目前，綜合評價左室收縮功能的標準雖已建立，但局部心室功能異常常出現(xiàn)在全心功能有明顯變化之前，故局部心室功能的檢測更為重要[8]。冠狀動脈狹窄時，常規(guī)超聲心動圖常表現(xiàn)為正常，但局部心肌的收縮及舒張功能可能已經(jīng)發(fā)生損傷[9]。斑點追蹤成像技術可定量評價左心室各節(jié)段室壁運動，對探測心肌的亞臨床改變具有相當?shù)膬?yōu)越性[10]。本研究所選取的具有心血管危險因素的冠心病患者雖冠狀動脈造影呈現(xiàn)不同程度狹窄，但術前常規(guī)超聲示LVEF正常、未見明顯的室壁運動異常，房室腔內(nèi)徑無明顯改變。在采用2D- STI技術分析左室壁運動后發(fā)現(xiàn)，與對照組比較，合并心血管危險因素且冠脈狹窄<50%患者左室壁部分節(jié)段縱向收縮期應變及整體平均應變值均不同程度減低；而合并心血管危險因素且冠脈狹窄≥75%的患者左室壁縱向收縮期應變值和平均應變值減低更為明顯。在應用常規(guī)超聲檢測左室整體收縮功能正常情況下，2D- STI可早期發(fā)現(xiàn)整體及局部心肌功能的減退，提示患者已存在整體及節(jié)段性室壁運動異常的可能。這與既往研究所示2D- STI顯示缺血或梗死的心肌節(jié)段應變顯著低于運動正常的心肌節(jié)段[11]相一致。應用ROC曲線評價左心室心肌整體應變參數(shù)，判斷早期心肌功能受損的應變值在基底段、中間段、心尖段曲線下面積均>0.7，準確性較好，截點數(shù)值可為臨床診斷早期心肌功能受損提供一定的參考價值，當應變值低于此截點時需引起臨床重視，不排除有心肌功能受損的風險。

2D- STI技術可以為常規(guī)超聲心動圖檢查無法發(fā)現(xiàn)的早期心肌功能受損提供了一種新的無創(chuàng)、有效的檢查方法。為臨床定量評價左心室局部及整體收縮功能提供了簡便實用、準確可靠的新方法。

本研究的不足之處在于心肌變形實際為三維復雜空間的形態(tài)改變，2D- STI檢測的仍是二維變形，有一定的局限性，隨著三維超聲及三維斑點追蹤技術的發(fā)展，將可更真實、全面地反映心肌運動情況。

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Diagnostic value of the change of early myocardium function in patients by two- dimensional speckle tracking imaging

CAO Yi，YANG Hui，WANG Yan，TAO Man，ZENG Ping，LI Bin- bin，WU Hong- ning

(DepartmentofEchocardiography，NanjingChestHospitalAffiliatedtoMedicalCollegeofSoutheastUniversity，Nanjing210029，China)

[Abstract]Objective: To evaluate the change of early myocardial function in patients with coronary heart disease associated with risks factors by two- dimensional speckle tracking imaging(2D- STI). Methods: The patients with coronary heart disease associated with risks factors were divided into two groups according to the coronary artery angiography. 31 patients with coronary heart disease (stenosis ≥75%) were in group A， 38 patients with coronary mild stenosis(stenosis<50%) were in group B， 35 normal controls were in group C.Dynamic images were recorded from the left ventricular long axis view，the four- chamber view，the two- chamber view. The peak systolic longitudinal strains of 18 segments were obtained by 2D- STI. Results: The peak systolic longitudinal strain of all segments in anterior septum，anterior wall，posterior septum，lateral wall;the basal and middle segments in posterior wall;the middle and apical segments in inferior wall were significantly decreased in group A than the group C(P<0.05).The peak systolic longitudinal strain of the basal and middle segments in anterior septum and anterior wall;all segments in posterior septum;the apical segment in the lateral wall were significantly decreased in group B than the group C(P<0.05).The peak systolic longitudinal strain of all segments in anterior septum;the middle and apical segments in anterior wall; the apical segments in inferior wall and posterior wall were significantly decreased in group A than the group B(P<0.05).The GLPS- LAX，GLPS- A4C，GLPS- A2C and GLPS- AVG were significantly decreased in group A and group B than the group C(P<0.05). The ROC curve analysis showed the cutoff point of the strain were -17.5%，-19.5%，-23.5% in basal segment， middle segment and apical segment， with sensitivity of 51.3%,65.6%,83.8% and specificity of 84.3%,66.4%,53.8%. Conclusions: 2D- STI can realize quantitative assessment of left ventricular myocardium function and can be used to identify the early change in patients with coronary heart disease associated with risks factors．

[Key words]echocardiography; speckle tracking imaging; coronary heart disease; myocardium function

doi:10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.01.010

[中圖分類號]R543.3； R445.1

[文獻標識碼]A

[文章編號]1671- 6264(2016)01- 0046- 05

[通信作者]吳紅寧E- mail:wuhongningdr@126.com

[作者簡介]曹怡(1979-)，女，江蘇南京人，主治醫(yī)師，醫(yī)學碩士。E- mail:caoyi2119@126.com.

[基金項目]南京市醫(yī)學科技發(fā)展項目(YKK13092)

[收稿日期]2015- 06- 22[修回日期] 2015- 09- 21

[引文格式] 曹怡，楊慧，王燕，等.應用二維斑點追蹤成像技術評價早期心肌功能受損的臨床價值[J].東南大學學報:醫(yī)學版，2016，35(1)：46- 50.

·論著·