三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)性硬化病患者左心室收縮功能

熊云濤， 曹禮庭， 蔡曉紅， 魏　錦， 劉建平， 楊　浩

1.成都大學(xué)附屬醫(yī)院 超聲科(成都　610000)；2.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 超聲診斷科·四川省醫(yī)學(xué)影像學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南充　637000)；3.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 風(fēng)濕血液科(南充　637000)；4.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 皮膚科(南充 637000)

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三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)性硬化病患者左心室收縮功能

熊云濤1， 曹禮庭2， 蔡曉紅2， 魏錦3， 劉建平3， 楊浩4

1.成都大學(xué)附屬醫(yī)院 超聲科(成都610000)；2.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 超聲診斷科·四川省醫(yī)學(xué)影像學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(南充637000)；3.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 風(fēng)濕血液科(南充637000)；4.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 皮膚科(南充 637000)

目的應(yīng)用三維超聲斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)(3D-STI)評(píng)價(jià)系統(tǒng)性硬化病(SSc)患者左心室整體收縮功能，并探討各整體應(yīng)變指標(biāo)診斷SSc心臟損害的應(yīng)用價(jià)值。方法選取臨床確診SSc患者34例，其中彌漫性皮膚型(dcSSc)18例，局限性皮膚型(lcSSc)16例，正常健康對(duì)照組22例。采集標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔心三維全容積圖像，運(yùn)用3D-STI軟件脫機(jī)分析得出左心室整體面積收縮期峰值應(yīng)變(GAS)、整體圓周收縮期峰值應(yīng)變(GCS)、整體縱向收縮期峰值應(yīng)變(GLS)、整體徑向收縮期峰值應(yīng)變(GRS)及左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)等指標(biāo)。結(jié)果SSc組左心室GAS、GCS、GLS及GRS較對(duì)照組減低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；dcSSc組左心室GAS、GCS、GLS及GRS較lcSSc組減低，其中GAS和GLS差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。ROC曲線顯示，GAS診斷SSc左心室損害的AUC最大，為0.877，當(dāng)GAS截?cái)嘀禐?29.34%時(shí)，其靈敏度為88.2%，特異度為77.3%。結(jié)論SSc患者左心室縱向、環(huán)向及徑向收縮功能均已存在不同程度的受損，3D-STI可早期評(píng)價(jià)SSc患者的左心室整體收縮功能，在各項(xiàng)應(yīng)變指標(biāo)中，以GAS診斷SSc心臟損害的準(zhǔn)確度最高。

硬化病；斑點(diǎn)追蹤成像，三維； 應(yīng)變；心功能；左

系統(tǒng)性硬化病(systemic sclerosis，SSc)是一種自身免疫性結(jié)締組織病，主要表現(xiàn)為局限性或彌漫性皮膚增厚和纖維化，并影響血管和內(nèi)臟功能。心臟是SSc較易累及的器官，其功能評(píng)價(jià)也是SSc重要的預(yù)后指標(biāo)之一。SSc起病隱匿，早期多無(wú)相應(yīng)的臨床癥狀；因此，如何早期評(píng)價(jià)SSc患者心功能，對(duì)治療決策和預(yù)后判斷有重要意義。已有學(xué)者應(yīng)用二維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)(two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI)對(duì)SSc患者心室功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。本研究應(yīng)用三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)(three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI)檢測(cè)SSc患者左心室收縮功能，并探討各整體應(yīng)變參數(shù)對(duì)評(píng)價(jià)SSc心臟損害的臨床價(jià)值。

1　資料與方法

1.1臨床資料

選取2012年10月至2014年12月在川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院就診的SSc患者34例(SSc組)，均符合美國(guó)風(fēng)濕病學(xué)會(huì)1980年提出的SSc診斷標(biāo)準(zhǔn)。其診斷標(biāo)準(zhǔn)包括：1)主要指標(biāo)：肢端硬化，即從趾端到跖趾關(guān)節(jié)或指端到掌指關(guān)節(jié)的皮膚呈對(duì)稱性增厚、繃緊，也可累及整個(gè)肢體、面部、頸部及軀干(胸部和腹部)。2)次要指標(biāo)：①指端硬化：皮膚改變僅出現(xiàn)在手指末端；②指端凹陷性瘢痕或指墊(指腹)組織消失：由于缺血而有凹陷區(qū)或指墊組織的萎縮；③雙側(cè)肺基底纖維化：胸片提示雙肺底網(wǎng)狀紋理或結(jié)節(jié)狀密度增高影，可表現(xiàn)為彌散性斑點(diǎn)或“蜂窩肺”的外觀，排除原發(fā)性肺部病變所致。凡具有以上主要指標(biāo)或 2 條以上(含2條)次要指標(biāo)者可診斷為系統(tǒng)性硬化病(SSc)。排除標(biāo)準(zhǔn)：排除高血壓、糖尿病、冠心病、心肌病、嚴(yán)重心臟瓣膜病、慢性阻塞性肺病患者?；颊卟〕?個(gè)月～17年；其中彌漫性皮膚型(diffuse cutaneous SSc，dcSSc組)18例，局限性皮膚型(limited cutaneous SSc，lcSSc組)16例。1例合并系統(tǒng)性紅斑狼瘡，1例合并皮肌炎。另選健康體檢者22例作為對(duì)照組，對(duì)照組均無(wú)心血管疾病及其他器質(zhì)性疾病，心電圖、胸片、血壓及常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查均正常。兩組年齡、性別和體質(zhì)量指數(shù)(BMI)等一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2儀器與方法

1.2.1儀器采用GE Vivid E9型彩色多普勒超聲診斷儀，配備V3三維探頭，頻率1.5～4.0 MHz。

1.2.2圖像采集與分析受檢者取左側(cè)臥位，同步連接心電圖，探頭置于心尖部，適當(dāng)調(diào)節(jié)扇角、深度與增益，得到清晰的心尖四腔心圖像后，囑受檢者呼氣末屏氣，啟動(dòng)4維模式，采集連續(xù)6個(gè)心動(dòng)周期的左心室三維全容積圖像并儲(chǔ)存，幀頻>40幀/秒。使用Echo Pac-120軟件對(duì)圖像資料進(jìn)行脫機(jī)分析，得到左室舒張末期容積(left ventricular end-diastolic volume，LVEDV)，左室收縮末期容積 (left ventricular end-systolic volume，LVESV)、左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)及左室應(yīng)變牛眼圖(圖1)等，人工記錄左心室整體面積收縮期峰值應(yīng)變 (global area peak systolic strain，GAS)、整體圓周收縮期峰值應(yīng)變 (global circumferential peak systolic strain，GCS)、整體縱向收縮期峰值應(yīng)變 (global longitudinal peak systolic strain，GLS)及整體徑向收縮期峰值應(yīng)變 (global radial peak systolic strain，GRS)。

圖13D-STI自動(dòng)追蹤左心室心肌面積應(yīng)變圖

注：A:正常組；B:SSc組

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2　結(jié)果

2.1SSc組與對(duì)照組一般資料及常規(guī)參數(shù)比較

兩組性別、年齡、BMI、心率、LVEDV、LVESV、每搏量(SV)和LVEF比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05) (表1)。有2例SSc患者LVEF<55%，約占SSc組的5.9%。

2.2組間整體應(yīng)變值比較

SSc組左心室GAS、GCS、GLS及GRS均較對(duì)照組降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。dcSSc組左心室GAS、GCS、GLS及GRS均較lcSSc組降低，兩組GAS和GLS比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(表2)。

2.3各整體應(yīng)變指標(biāo)對(duì)SSc心臟損害的檢測(cè)效能

ROC曲線顯示，GAS、GCS、GLS及GRS診斷SSc心臟損害的曲線下面積(AUC)分別為0.877、0.819、0.856及0.674；其中以GAS診斷的曲線下面積最大(表3和圖2)。當(dāng)以GAS(-29.34%)作為檢測(cè)SSc心臟損害的截?cái)嘀禃r(shí)，其靈敏度為88.2%，特異度為77.3%(表3)。

表1　SSc組與對(duì)照組一般資料及常規(guī)參數(shù)比較

注：*Fisher確切概率法結(jié)果

表2　SSc組與對(duì)照組及SSc兩亞組間整體應(yīng)變值比較±s，%)

表3　ROC曲線檢測(cè)SSc形臟損害結(jié)果分析

圖2SSc患者心臟受損的ROC曲線圖

3　討論

由于大量膠原纖維形成、微循環(huán)損傷以及免疫系統(tǒng)功能紊亂，造成SSc患者心肌缺血、纖維化、小冠狀動(dòng)脈狹窄、心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)和心包的纖維化或炎性損傷。Janosik等[1]尸檢發(fā)現(xiàn)，89%的 SSc 患者有心肌纖維化。

心肌收縮功能減退是心肌受損的主要標(biāo)志，常規(guī)超聲心動(dòng)圖一般通過(guò)測(cè)量LVEF等來(lái)評(píng)價(jià)左心室收縮功能。然而，這些參數(shù)敏感性低。本研究顯示，SSc組LVEDV、LVESV、LVEF等常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)與對(duì)照組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。SSc組中僅有5.9%的患者LVEF降低。有研究[2-3]分別對(duì)570例和7 073例SSc患者進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，LVEF降低的SSc患者分別為1.4%和5.4%。

2D-STI克服了組織多普勒顯像的角度依賴性，通過(guò)追蹤每個(gè)心肌組織回聲斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，定量分析心肌的應(yīng)變、應(yīng)變率及心臟旋轉(zhuǎn)角度等，可以更全面、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)心肌組織各個(gè)方向的整體和局部功能[4]。與實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖技術(shù)相結(jié)合的3D-STI，通過(guò)采集實(shí)時(shí)三維全容積圖像，在立體空間內(nèi)追蹤心肌回聲斑點(diǎn)，因而可以更客觀地評(píng)估心肌功能[5-7]。國(guó)外多位學(xué)者[8-11]用2D-STI對(duì)臨床無(wú)心血管癥狀的SSc患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)超聲心動(dòng)圖指標(biāo)無(wú)明顯差異，而左室整體縱向應(yīng)變均減低。Yiu等[8]研究發(fā)現(xiàn)，SSc患者左心室整體縱向、圓周應(yīng)變降低和室性心律失常以及心臟儲(chǔ)備功能降低具有相關(guān)性，并可成為獨(dú)立預(yù)測(cè)指標(biāo)。Tigen等[11]研究表明，SSc患者左心室整體縱向、圓周應(yīng)變及扭轉(zhuǎn)角度均減低，并且左心室壁局部縱向應(yīng)變降低與相應(yīng)部位心電圖脆裂QRS波出現(xiàn)相關(guān)。本研究顯示，SSc組左心室GAS、GLS、GCS及GRS均較對(duì)照組降低(P<0.05)，其原因可能與心肌纖維的排列和SSc病變特點(diǎn)有關(guān)。心肌纖維呈三層分布，淺層斜行，中層環(huán)形，深層縱行。心內(nèi)膜下肌纖維的收縮主要影響縱向應(yīng)變，中層的環(huán)形心肌則主要影響圓周應(yīng)變和徑向應(yīng)變。SSc患者心肌纖維化部位常位于心內(nèi)膜下層，主要侵犯心內(nèi)膜下小冠狀動(dòng)脈[12]，心內(nèi)膜下心肌最早出現(xiàn)缺血，導(dǎo)致縱向運(yùn)動(dòng)減弱，當(dāng)病變程度進(jìn)一步加重時(shí)，中層環(huán)形心肌受累，導(dǎo)致圓周和徑向運(yùn)動(dòng)減弱。面積應(yīng)變?yōu)榭v向應(yīng)變和圓周應(yīng)變的復(fù)合參數(shù)，因而能較敏感地反映內(nèi)層及中層心肌的功能。Yiu等[8]研究表明，DcSSc組左心室GLS和GCS均較LcSSc組減低。Ben等[10]研究發(fā)現(xiàn)，DcSSc組左心室GLS減低。但Spethmann 等[9]用2D-STI研究認(rèn)為，DcSSc組和LcSSc組各整體應(yīng)變值沒(méi)有明顯差異。本研究發(fā)現(xiàn)，與LcSSc組比較，DcSSc組左心室GAS和GLS均減低，但GCS和GRS差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，證明DcSSc組較LcSSc組心臟損害更嚴(yán)重。

本研究各整體應(yīng)變的AUC均較大，其中以GAS診斷價(jià)值最高，可作為SSc心肌損害的一個(gè)早期而較精確的參考指標(biāo)。國(guó)、內(nèi)外較多對(duì)冠心病相關(guān)研究也顯示，面積應(yīng)變檢測(cè)冠狀動(dòng)脈狹窄的靈敏度和特異度較高[13-15]。

綜上所述，3D-STI能早期發(fā)現(xiàn)SSc患者左心室整體收縮功能異常，可監(jiān)測(cè)患者的心血管損害。ROC曲線分析顯示，GAS檢測(cè)SSc心臟受損的診斷價(jià)值較高。但本研究樣本量偏小，缺乏金標(biāo)準(zhǔn)和心肌病檢結(jié)果對(duì)照，僅對(duì)SSc患者左心室整體應(yīng)變值進(jìn)行了探討，未涉及局部節(jié)段心肌應(yīng)變值，有待進(jìn)一步研究。

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Evaluation of Left Ventricular Global Systolic Function in Patients with Systemic Sclerosis by Three-Dimensional Speckle Tracking Imaging

XiongYuntao1,CaoLiting2,CaiXiaohong2,WeiJin3,LiuJianping3,YangHao4.

1.DepartmentofUltrasonography,AffiliatedHospitalofChengduUniversity,Chengdu610000,China; 2.MedicalImagingKeyLaboratoryofSichuanProvince,DepartmentofUltrasonography,AffiliatedHospitalofNorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,China; 3.DepartmentofRheumatism,AffiliatedHospitalofNorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,China; 4.DermatologicalDepartment,AffiliatedHospitalofNorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,China

ObjectiveTo evaluate the global systolic function of left ventricle by three-dimensional speckle tracking imaging (3D-STI) in patients with systemic sclerosis (SSc) and determine the diagnostic value of all global strain parameters in detecting cardiac function damage of SSc. MethodsA total of 34 cases with SSc were enrolled and put into the experiment group.18 cases were with diffuse cutaneous SSc (dcSSc) and 16 cases were with limited cutaneous SSc (lcSSc). Meanwhile, 22 healthy subjects were enrolled and put into the control group. After collecting full-volume image of apical four-chamber, the software of 3D-STI Offline Analysis was applied to acquire the data including left ventricular global area peak systolic strain (GAS), global circumferential peak systolic strain (GCS), global longitudinal peak systolic strain (GLS), global radial peak systolic strain(GRS) and left ventricular ejection fraction (LVEF). The global strain values to diagnose cardiac function damage were analyzed by the receiver operating characteristic (ROC) curve. ResultsThe experiment group was significantly lower in GAS, GCS, GLS and GRS of left ventricle than the control group (P<0.05). The dsSSc group was lower in GAS, GCS, GLS, and GRS of left ventricle than the lcSSC group, but there were significant differences in GAS and GLS between the two groups (P<0.05). According to the ROC curve, the area under the curve (AUC) of GAS to diagnose cardiac function damage was the largest with 0.877. The sensitivity and specificity were 88.2% and 77.3% respectively when the catoff value of GAS was -29.34%. ConclusionThe longitudinal, circumferential and radial systolic functions have been damaged to varying degree in patients with SSc. The 3D-STI analysis can be used to detect subtle global systolic dysfunction of left ventricle at an early stage. It is the most accurate to diagnose the cardiac function damage by detecting GAS than the other global strain parameters.

Systemic sclerosis; Speckle tracking imaging; Three-dimensional; Strain; Cardiac function; Left ventricle

10.3969/j.issn.1674-2257.2016.04.017

R455.1

A

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1705.R.20160613.1054.018.html