三維斑點(diǎn)追蹤成像結(jié)合二維超聲評(píng)價(jià)不同程度肺動(dòng)脈高壓患者左心功能

譚羽瑩 TAN Yuying

王小叢 WANG Xiaocong

徐 晶 XU Jing

徐 卉 XU Hui

三維斑點(diǎn)追蹤成像結(jié)合二維超聲評(píng)價(jià)不同程度肺動(dòng)脈高壓患者左心功能

譚羽瑩 TAN Yuying

王小叢 WANG Xiaocong

徐 晶 XU Jing

徐 卉 XU Hui

作者單位吉林大學(xué)第一醫(yī)院心臟超聲科 吉林長(zhǎng)春130012

目的 應(yīng)用三維斑點(diǎn)追蹤成像（3D-STI）結(jié)合二維超聲定量評(píng)價(jià)肺動(dòng)脈高壓（PH）患者左心室收縮及舒張功能，探討不同程度PH對(duì)左心室功能的影響。資料與方法 回顧性分析2011年9月－2015年11月在吉林大學(xué)第一醫(yī)院52例診斷為PH患者的臨床資料，并根據(jù)肺動(dòng)脈收縮壓（PASP）分為輕度組（PASP 36～49 mmHg，n=20）、中度組（PASP 50～70 mmHg，n=18）、重度組（PASP＞70 mmHg，n=14）；同時(shí)選取健康志愿者作為對(duì)照組（n=30）。所有研究對(duì)象均留取二維及三維圖像，利用二維超聲獲取左心室內(nèi)徑（LVDd）、左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）、左心房最大容積指數(shù)（LAVI）、PASP、e'及E/e'等指標(biāo)；利用3D-STI獲取左心室整體縱向應(yīng)變（GLS）、左心室整體徑向應(yīng)變（GRS）、左心室整體圓周應(yīng)變（GCS）及左心室整體面積應(yīng)變（GAS）等指標(biāo)。對(duì)比不同組間參數(shù)，分析PASP與左心收縮及舒張功能指標(biāo)的相關(guān)性。結(jié)果 E/e'及LAVI在中度組、重度組較對(duì)照組均明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；GLS及GAS在中度組絕對(duì)值較對(duì)照組減低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；重度組GLS、GRS、GCS及GAS絕對(duì)值均較對(duì)照組減低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。相關(guān)性分析顯示，二維參數(shù)中LAVI和PASP相關(guān)性較好（r=0.56，P＜0.01）；三維應(yīng)變數(shù)值中GLS絕對(duì)值與PASP相關(guān)性較好（r=0.60，P＜0.01）。結(jié)論 3D-STI結(jié)合二維超聲能夠有效評(píng)估PH患者左心收縮及舒張功能受損情況，為臨床早期干預(yù)治療提供理論支持。

高血壓，肺性；心室功能，左；超聲心動(dòng)描記術(shù)，多普勒，彩色；超聲心動(dòng)描記術(shù)，三維；斑點(diǎn)追蹤成像

肺動(dòng)脈高壓（pulmonary hypenension，PH）影響患者右心功能，最終可導(dǎo)致右心衰竭的病理過(guò)程已受到廣泛關(guān)注；但PH對(duì)左心功能的影響卻研究較少。一側(cè)心室功能受損所致血流動(dòng)力學(xué)變化可依次遞推引起對(duì)側(cè)心室的血流動(dòng)力學(xué)變化[1]。既往研究表明，由于雙心室的相互依存關(guān)系，當(dāng)右心室功能發(fā)生障礙時(shí)，左心室功能也會(huì)受到損傷；當(dāng)肺動(dòng)脈壓力顯著增高時(shí)，右心室后負(fù)荷明顯增加，右心室擴(kuò)張[2]。由于心包限制，造成左心室舒張空間減小，進(jìn)而影響左心功能，但此時(shí)左心室尚可維持一定的心排血量，受損情況容易被忽視。當(dāng)左心室收縮功能失代償，發(fā)生左心衰竭時(shí)，病情多數(shù)已不可逆，故明確PH對(duì)左心功能的影響十分重要。本研究利用3D-STI結(jié)合二維超聲獲取與左心室功能相關(guān)的各項(xiàng)指標(biāo)，分析不同程度PH患者的左心室收縮及舒張功能變化情況。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2011年9月－2015年11月在吉林大學(xué)第一醫(yī)院診斷為PH患者52例，其中男21例、女31例，平均（46.3±27.0）歲，依據(jù)肺動(dòng)脈收縮壓（pulmonary arterial systolic pressure，PASP）將患者分為3組：輕度組（PASP 36～49 mmHg ）20例，中度組（PASP 50～70 mmHg）18 例，重度組（PASP＞70 mmHg）14例[3]；同時(shí)期選取正常志愿者30例，男17例、女13例，平均（42.1±24.7）歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：胸骨旁透聲條件差、心律失常、影響左心功能的其他疾?。ü谛牟?、高血壓等）、先天性心臟病、瓣膜病患者。

1.2 儀器與方法 采用Philips iE33彩色多普勒超聲診斷儀，探頭S5-1，頻率3.5～5.0 MHz，采集二維常規(guī)測(cè)量數(shù)據(jù)，包括左心室內(nèi)徑（left ventricular diastolic diameter，LVDd）、雙平面Simpson法測(cè)量左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）、左心房最大容積指數(shù)（left atrial maximum volume index，LAVI）、利用三尖瓣反流頻譜測(cè)算PASP、e'及E/e'等數(shù)值。

使用配有3-DT分析軟件的Toshiba Artida 880彩色多普勒超聲診斷儀，探頭PST-25SBT，頻率2.5 MHz，連接心電圖，在顯示心尖四腔心切面后，啟動(dòng)PRE4D鍵，圖像自動(dòng)轉(zhuǎn)換為四腔心及兩腔心切面；調(diào)節(jié)至圖像顯示最佳時(shí)，啟動(dòng)FULL4D鍵，保存動(dòng)態(tài)圖像以備分析。

調(diào)取保存的全容積圖像，進(jìn)入分析程序，調(diào)節(jié)垂直及水平徑線，使兩者保持垂直關(guān)系，水平徑線間距盡可能一致，手動(dòng)標(biāo)記3點(diǎn)：二尖瓣瓣環(huán)內(nèi)、外側(cè)及左心室心尖部?jī)?nèi)膜最低點(diǎn)，系統(tǒng)自動(dòng)描記心內(nèi)膜、外膜兩條邊界，手動(dòng)調(diào)節(jié)四腔心及兩腔心邊界至滿意即可啟動(dòng)軟件自動(dòng)追蹤功能，得出以下數(shù)據(jù)：左心室整體長(zhǎng)軸應(yīng)變（global longitudinal strain，GLS）、左心室整體徑向應(yīng)變（global radial strain，GRS）、左心室整體圓周應(yīng)變（global circumferential strain，GCS）及左心室整體面積應(yīng)變（global area strain，GAS）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 13.0軟件，計(jì)量資料以x±s表示，組間比較采用方差分析，兩兩比較采用SNK檢驗(yàn)，相關(guān)性分析采用Pearson法。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)二維超聲數(shù)值比較 PH輕度組LVDd、LVEF、E/e'、e'及 LAVI與對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；PH中度組LAVI明顯較對(duì)照組升高，且相關(guān)性優(yōu)于其他二維參數(shù)（r=0.56，P＜0.01）；PH重度組中除LVEF以外，各參數(shù)對(duì)比其他3組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見(jiàn)表1、2。

表1 各組間二維超聲測(cè)量數(shù)值比較（x±s）

表2 二維參數(shù)與PASP的相關(guān)性

2.2 PH組與對(duì)照組3D-STI數(shù)值比較 PH輕度組各指標(biāo)與對(duì)照組比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；PH中度組僅GLS和GAS較對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；PH重度組GLS、GRS、GCS和 GAS絕對(duì)值均減低，與對(duì)照組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），且GLS絕對(duì)值與PASP相關(guān)性較好（r=0.60，P＜0.01），見(jiàn)表3、4及圖1。

表3 對(duì)照組與PH各組三維應(yīng)變比較（x±s）

表4 三維應(yīng)變參數(shù)與PASP的相關(guān)性

3 討論

既往利用二維斑點(diǎn)追蹤成像分析左心室心肌運(yùn)動(dòng)，但心臟是一個(gè)動(dòng)態(tài)三維立體結(jié)構(gòu)，二維斑點(diǎn)追蹤成像可反映心肌局部及二維平面參數(shù)，無(wú)法對(duì)心肌運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)三維分析，3D-STI彌補(bǔ)了這種不足，能夠在三維空間內(nèi)同步追蹤心肌運(yùn)動(dòng)軌跡，完整地反映心肌收縮情況。

圖1 對(duì)照組與PH重度組三維應(yīng)變曲線比較。A～D：白色曲線分別為正常人GLS、GRS、GCS及GAS，整體曲線形態(tài)規(guī)則，達(dá)峰時(shí)間一致；E～H：白色曲線分別為PH重度組GLS、GRS、GCS及GAS，整體曲線形態(tài)紊亂，峰值明顯較正常人減低，達(dá)峰時(shí)間錯(cuò)亂不一致，部分節(jié)段出現(xiàn)反常運(yùn)動(dòng)

本研究中將e'、E/e'及LAVI作為評(píng)估左心室舒張功能的指標(biāo)，既往利用E/A判定左心室舒張功能，但E/A存在許多不足，如受患者年齡、心率、呼吸變化等影響。LAVI是將左心房容量比體表面積所得，排除了受檢者身高和體重等因素的影響。根據(jù)歐洲心臟病學(xué)會(huì)指南，LAVI是評(píng)價(jià)左心室舒張功能的主要參考指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示，E/e'及LAVI在PH中度組及重度組中較對(duì)照組升高；e'則相反，數(shù)值較對(duì)照組減低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相關(guān)性分析中LAVI相關(guān)性優(yōu)于E/e'及e'，其原因?yàn)榉蝿?dòng)脈壓力增高時(shí)，右心室擴(kuò)張，室間隔受壓力傳導(dǎo)向左心室側(cè)偏移，左心室舒張需克服右心室后負(fù)荷增加的影響，使得舒張期左心室容量減小，左心房對(duì)左心室的充盈量減少，血液瘀滯，引起左心房增大，繼而左心室松弛能力開(kāi)始減低，順應(yīng)性下降。既往研究表明，左心房大小、形態(tài)及功能的改變可早于二尖瓣及肺靜脈頻譜的變化[4]。國(guó)內(nèi)學(xué)者也已證實(shí)，PH患者左心房?jī)?nèi)徑及容積均較正常人增大[5]。這與本研究結(jié)果相符，提示在中度PH時(shí)，左心室舒張功能已經(jīng)受到影響。

本研究利用3D-STI參數(shù)評(píng)價(jià)左心室收縮功能。三維應(yīng)變數(shù)值在PH輕度組與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，PH中度組GLS和GAS較對(duì)照組減低，且GLS相關(guān)性高于其他三維參數(shù)，分析可能是由于肺動(dòng)脈壓力增高影響冠狀動(dòng)脈及靜脈回流，而左心室心內(nèi)膜對(duì)冠狀動(dòng)脈血供較敏感，縱向心肌主要分布在心內(nèi)膜中，故GLS減低早于GCS及GRS。GAS綜合了心肌縱向、徑向和圓周方向的運(yùn)動(dòng)。在肺動(dòng)脈壓力增高至中度時(shí)，左心室中層環(huán)形心肌形變能力受損，雖然單一變量減低不明顯，但GAS整合3個(gè)方向應(yīng)變從而更全面地反映左心室整體收縮情況，故GAS在肺動(dòng)脈壓力增高時(shí)數(shù)值有所減低。在重度組，GLS、GRS、GCS及GAS峰值均較對(duì)照組明顯減低，且左心室心肌整體曲線紊亂，各節(jié)段達(dá)峰時(shí)間明顯不一致，部分節(jié)段在收縮期出現(xiàn)反向運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明此時(shí)左心室心肌整體收縮能力已受損，雖然此時(shí)LVEF測(cè)值仍在正常范圍，推測(cè)由于在重度PH時(shí)，右心室壓力超過(guò)左心室，室間隔向左心室側(cè)偏移，引起左心室形態(tài)改變；而Simpson法測(cè)量LVEF是依賴左心室?guī)缀涡螒B(tài)的假設(shè)，在左心室形態(tài)發(fā)生改變時(shí)，所測(cè)數(shù)值有所偏差。既往研究指出PH發(fā)生時(shí)雙側(cè)心室運(yùn)動(dòng)不同步，在左心室開(kāi)始舒張期時(shí)，右心室游離壁仍在收縮，這種不同步性加重了室間隔偏移和心室舒張期的縮短[6-8]。

本研究的局限性在于研究樣本量較少，病例的收集主要來(lái)源于繼發(fā)性肺動(dòng)脈壓力增高的患者，對(duì)先天性心臟病或瓣膜病所致的PH缺乏理論支持；對(duì)于三維應(yīng)變的分析是將左心室整體作為研究對(duì)象，并未細(xì)化至各個(gè)節(jié)段間對(duì)比，如雙側(cè)心室的不同步性等多種影響因素尚待進(jìn)一步研究。

總之，當(dāng)肺動(dòng)脈壓力升高至中度時(shí)，LAVI、GLS及GAS等數(shù)值已明顯較對(duì)照組發(fā)生變化；至PH重度時(shí)，以上數(shù)值持續(xù)惡化，表明左心室舒張及收縮功能隨肺動(dòng)脈壓力增高而減低。

[1] 張梅青, 李越, 王秋霜, 等. 超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)左心室收縮功能減退患者的右心功能. 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2016, 24(10):766-770.

[2] von Siebenthal C, Aubert JD, Mitsakis P, et al. Pulmonary hypertension and indicators of right ventricular function. Front Med, 2016, 3(5): 23.

[3] 張貴燦. 現(xiàn)代超聲心動(dòng)圖學(xué). 福州: 福建科學(xué)技術(shù)出版社,2009.

[4] Mu Y, Qin C, Wang C, et al. Two-dimensional ultrasound speckle tracking imaging in evaluation of early changes in left ventricular diastolic function in patients with essential hypertension. Echocardiography, 2010, 27(2): 146-154.

[5] 莊磊, 王偉娟, 張霞, 等. 二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)價(jià)肺動(dòng)脈高壓患者左房功能的研究. 臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志, 2016, 18(8):521-524.

[6] Calcutteea A, Lindqvist P, Soderberg S, et al. Global and regional right ventricular dysfunction in pulmonary hypertension.Echocardiography, 2014, 31(2): 164-171.

[7] Vonk-Noordegraaf A, Haddad F, Chin KM, et al. Right heart adaptation to pulmonary arterial hypertension: physiology and pathobiology. J Am Coll Cardiol, 2013, 62(25 Suppl): D22-D33.

[8] López-Candales A, Dohi K, Rajagopalan N, et al. Right ventricular dyssynchrony in patients with pulmonary hypertension is associated with disease severity and functional class.Cardiovasc Ultrasound, 2005, 3(1): 23.

（本文編輯 聞 浩）

Evaluation of Left Ventricular Function in Patients with Different-stage Pulmonary Hypertension Using Three-dimensional Speckle Tracking Imaging Combined with Two-dimensional Ultrasound

Purpose To evaluate the left ventricular systolic and diastolic function in patients with pulmonary hypertension (PH) using three-dimensional speckle tracking imaging (3D-STI) combined with two-dimensional ultrasound (2D ultrasound), and to investigate the effects of different-degree PH on left ventricular function. Materials and Methods Fifty-two patients who were diagnosed as PH in the First Hospital of Jilin University from September 2011 to November 2015 were retrospectively analyzed, and based on pulmonary artery systolic pressure (PASP), they were assigned into mild group(PASP 36-49 mmHg, n=20), moderate group (PASP 50-70 mmHg, n=18) and severe group(PASP＞70 mmHg, n=14). Besides, healthy volunteers were selected as control group(n=30). All the subjects accepted 2D and 3D imaging, their left ventricular diastolic diameter (LVDd), left ventricular ejection fraction (LVEF), left atrial maximum volume index (LAVI), PASP, e', E/e', etc., were obtained by 2D ultrasound, and their left ventricular global longitudinal strain (GLS), left ventricular global radial strain (GRS), left ventricular global circumferential strain (GCS), left ventricular global area strain (GAS), etc., were obtained by 3D-STI. The data of different groups were compared, and the correlation between PASP with left ventricular systolic and diastolic function was analyzed. Results E/e'and LAVI in moderate group and severe group were significantly higher than those in control group, and the differences were statistically significant (P＜0.05); the absolute values of GLS and GAS in moderate group were lower than those in control group(P＜0.05); the absolute values of GLS, GRS, GCS and GAS in severe group were all lower than those in control group, and the differences were statistically significant (P＜0.05). The correlation analysis showed that among 2D parameters, the correlation between LAVI and PASP was better (r=0.56, P＜0.01); among 3D strain values, the correlation between GLS absolute value and PASP was better (r=0.60, P＜0.01). Conclusion 3D-STI combined with 2D ultrasound can effectively assess the left ventricular systolic and diastolic dysfunction in patients with PH, which provides theoretical support for early clinical intervention.

Hypertension, pulmonary; Ventricular function, left; Echocardiography,Doppler, color; Echocardiography, three-dimensional; Speckle tracking imaging

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.09.012

徐 卉

Department of Echocardiography, the First Hospital of Jilin University, Changchun 130012, China

Address Correspondence to: XU Hui E-mail: xuhuixhxh@sohu.com

吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2015Y034-4）。

R445.1；R541

2017-04-03

修回日期： 2017-07-21

中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2017年 第25卷 第9期：678-681

Chinese Journal of Medical Imaging 2017 Volume 25 (9): 678-681