超聲心動圖新技術(shù)評價冠心病左心室收縮功能的研究進展

張玲++穆玉明

[摘要] 左心室功能的準確測定對評判患者預后及制訂臨床治療方案有著重要意義。超聲心動圖因具有費用低廉、無創(chuàng)傷及操作簡便、可重復等優(yōu)勢，目前已成為臨床上評價心功能與同步性的首選。隨著超聲技術(shù)的飛速發(fā)展，各種評價左心室功能的新技術(shù)也日新月異，其中斑點追蹤技術(shù)尤為突出?，F(xiàn)將超聲心動圖新技術(shù)在左心室收縮功能及同步性評價中的應用進展作一綜述。

[關(guān)鍵詞] 超聲；左室收縮功能；斑點追蹤；三維

[中圖分類號] R541.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）11（c）-0047-04

Research progress of echocardiography for the evaluation of left ventricular systolic function in coronary heart disease

ZHANG Ling MU Yuming

Department of Cardiac Ultrasound Diagnosis， the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University， Xinjiang Uygur Autonomous Region， Urumqi 830011， China

[Abstract] The accurate determination of left ventricular function is important for judging the prognosis of patients and the development of clinical treatment programs. Echocardiography has the advantages of low cost， non-invasive and easy to operate and repeatable. It has become the first choice of clinical evaluation of cardiac function and synchronicity. With the rapid development of ultrasound technology， a variety of new technologies to evaluate left ventricular function are also changing rapidly， of which， speckle tracking technology is particularly prominent. This paper reviews the recent advances of new echocardiographic techniques in the evaluation of left ventricular systolic function and synchronization.

[Key words] Ultrasound； Left ventricular systolic function； Speckle tracking； Three-dimensional imaging

冠心病患者冠脈病變可影響左心室節(jié)段室壁收縮運動和左心室收縮同步性改變[1]，因此對左室室壁運動及功能做出準確的隨訪分析，將為評判患者預后及制訂臨床治療方案提供有價值的信息。超聲心動圖因具有費用低廉、無創(chuàng)傷及操作簡便、可重復等優(yōu)勢，目前已成為臨床上評價心功能與同步性的首選。隨著超聲技術(shù)的飛速發(fā)展，各種評價左心室功能的新技術(shù)也日新月異，包括二維斑點追蹤成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）技術(shù)、實時三維超聲心動圖（real-time three-dimensional echocardiaography，RT-3DE）及三維斑點追蹤成像（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）技術(shù)等，現(xiàn)將超聲心動圖新技術(shù)在左心室收縮功能及同步性評價中的應用進展作一綜述。

1 超聲心動圖評估冠心病患者左心室收縮功能

1.1 2D-STI

2D-STI技術(shù)是分析軟件從二維灰階圖像的室壁中選取一定范圍的感興趣區(qū)，根據(jù)組織灰階，隨著心動周期自動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)[2]。斑點追蹤技術(shù)（STI）不僅時間分辨率高，實用性強，可重復性好，并且無角度依賴性，可以從縱向、徑向、圓周運動及旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)等多方面綜合評價心肌運動[3]。

1.1.1 對冠心病早期診斷的應用價值 相關(guān)研究[4-6]應用2D-STI獲取不同程度冠脈狹窄患者的左心室局部及整體各應變值，發(fā)現(xiàn)不同狹窄組間各節(jié)段各向應變峰值均存在差異，表明冠心病患者左心室收縮功能均有不同程度受損，且隨狹窄程度增加而加重，尤其在重度狹窄組尤為顯著，其中長軸應變（LS）為較敏感指標，因此2D-STI技術(shù)可以定量評價冠脈狹窄患者的左心室應變，為早期客觀預測冠脈病變程度及評估冠心病患者左心室功能提供一個無創(chuàng)、準確、簡便的新途徑。

1.1.2 對急性心肌梗死（AMI）的評價 胡波等[7]研究表明，應用2D-STI技術(shù)可評價不同類型AMI患者室壁節(jié)段性運動異常的特點，并能準確檢測AMI的受累范圍及程度。劉爽等[8]應用2D-STI技術(shù)測量AMI患者經(jīng)皮冠狀動脈介入（PCI）術(shù)后左心室肌整體長軸應變（GLS），以術(shù)后6個月左心室舒張末期容積（LVEDV）≥15%作為左室重構(gòu)（left ventricular remodeling，LVR）診斷標準，結(jié)果顯示GLS是LVR的獨立預測因子，表明2D-STI可準確預測AMI患者PCI術(shù)后LVR。endprint

1.2 RT-3DE

RT-3DE技術(shù)采用三維矩陣探頭實時再現(xiàn)心臟三維立體構(gòu)像，其全容積成像方式可在后處理中選取感興趣區(qū)域或平面進行任意旋轉(zhuǎn)、切割，并有效重建心腔結(jié)構(gòu)以定量評估心功能，因?qū)崟r顯示心臟的三維立體結(jié)構(gòu)，所以能夠動態(tài)直觀地對心臟功能進行定量評估，相比二維超聲的二維平面成像方式有較大優(yōu)勢[9]。RT-3DE全容積成像克服了以心室構(gòu)型幾何學假設(shè)為基礎(chǔ)測量心室容積以及對不規(guī)則心室和病變心室測量準確性低的缺點，其準確性與心臟磁共振成像（測量心室容積的金標準）具有良好的相關(guān)性[10-11]。此外其時間-容積曲線和“牛眼圖”均能較早地反映冠心病患者左室整體收縮功能未改變時節(jié)段性收縮功能[12]。

1.2.1 對冠心病早期診斷的應用價值 孟憲偉等[13]應用RT-3DE定量分析技術(shù)獲得評左前降支（LAD）狹窄患者左室容積及射血分數(shù)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)重度狹窄組LAD供血節(jié)段的參數(shù)變化較大，表明RT-3DE能夠在左室整體容積及射血分數(shù)還未發(fā)生變化時，較早發(fā)現(xiàn)并定量評價左室局部收縮功能，對冠心病的早期診斷有重要價值。

1.2.2 對AMI的評價 萬林林等[14]選擇臨床已確診的心肌梗死患者，分別利用二維超聲心動圖Simpson法、RT-3DE全容積法及心臟磁共振成像（CMRI）測量患者LVEDV、每搏輸出量（SV）、左室射血分數(shù)（LVEF），并將三種方法所測參數(shù)進行對比分析，結(jié)果顯示RT-3DE全容積法所測參數(shù)值與CMRI所測結(jié)果高度相關(guān)，由此認為RT-3DE可以準確評價心肌梗死患者的左室收縮功能。

1.3 3D-STI

3D-STI技術(shù)是在RT-3DE及STI基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)，是近年來發(fā)展的從心肌力學角度評價心功能的新方法，該技術(shù)能準確評價左心室整體和局部功能，可以在三維空間內(nèi)實時地檢測冠心病心肌缺血、壞死所致的室壁異常運動，分析其對冠心病定性診斷、病變區(qū)域定位以及狹窄對室壁運動的影響[15-18]。目前3D-STI技術(shù)對評估冠心病的研究主要有以下特點：

1.3.1 對冠心病診斷的應用價值 孫由靜等[19]利用3D-STI技術(shù)，得到患者左室心肌各應變值的峰值和達峰時間，運用Logistic二元回歸分析將各應變峰值和達峰時間指標聯(lián)合，并對其采用受試者工作特征曲線分析，結(jié)果顯示：縱向應變復合指標LS1靈敏度最高。張小杉等[20]對擬行CAG且常規(guī)超聲心動圖檢查未見室壁運動異常的疑似冠心病患者50例按CAG結(jié)果分為正常對照組（20例）、冠心病組（30例），應用3D-STE與心肌灌注顯像診斷冠心病的靈敏度及特異度，發(fā)現(xiàn)冠心病組GLS和面積應變（GAS）絕對值較對照組明顯減低，以GLS的靈敏度最高。上述研究均提示3D-STE可通過定量評估左室壁整體三維應變，在患者靜息條件下對早期心肌缺血所致室壁功能異常進行評估，在冠心病診斷中具有一定的應用價值。

1.3.2 心肌節(jié)段性運動研究 室壁節(jié)段運動的分析在冠心病的診斷、治療效果的評估、預后評價等方面具有重要的價值。Maffessanti等[21]應用3D-STI對照分析正常及缺血心肌節(jié)段，結(jié)果顯示3D-STI能更敏感地檢測出異常缺血心肌節(jié)段，且具有較小的測量偏倚。Kleijn等[22]在3D-STI面積應變定量分析左室整體及節(jié)段性運動異常的可靠性研究中得出面積應變區(qū)別正常與異常室壁節(jié)段的敏感性、特異性及準確性分別為91%、96%、94%，面積應變與目測法分析室壁運動的可靠性分別為0.85、0.69，從而得出評估室壁運動異常時面積應變明顯優(yōu)于目測法。

1.3.3 定量評價不同狹窄程度冠心病患者左心室收縮功能 應用3D-STI技術(shù)比較不同狹窄程度心肌整體應變參數(shù)差異的相關(guān)研究[23-24]提示，3D-STI技術(shù)評價無室壁運動異常冠心病患者左心室整體收縮功能，其中GAS是敏感性及可重復性最高的參數(shù)。隨著狹窄程度增加，參數(shù)受損加重并以GAS最顯著。劉芳等[25]應用3D-STI技術(shù)自動測量左心室壁17節(jié)段的應變參數(shù)，發(fā)現(xiàn)3D-STI能夠檢測到中度以上狹窄病變冠脈長軸應變的變化，該研究還指出，長軸應變是較為敏感的指標，能夠發(fā)現(xiàn)嚴重影響心肌血流灌注的重度冠脈狹窄，上述結(jié)果與以往的研究一致[26]。此外，該團隊還發(fā)現(xiàn)病變冠脈供血區(qū)域左心室壁節(jié)段面積應變（AS）均有不同程度的減低，且狹窄程度越重，AS減低越明顯。相關(guān)分析顯示，AS與冠狀動脈Gensini積分之間呈顯著負相關(guān)，提示3D-STI可定量評價左心室壁局部收縮功能，其中AS是較為敏感的指標。

2 心室運動同步性評價

RT-3DE通過定量分析左心室17節(jié)段容積-時間變化曲線，測得各節(jié)段達最小收縮末容積時間及其標準差和最大差，在評估左心室機械同步運動方面有著無可比擬的優(yōu)勢[9]。2D-STI則克服了多普勒角度依賴性、周圍心肌的牽拉及心臟整體運動的干擾，能自動追蹤心肌內(nèi)聲學斑點在整個心動周期中的空間運動軌跡，定量分析各向應變及旋轉(zhuǎn)等心肌運動的力學指標，通過獲得各節(jié)段達收縮期應變峰值、旋轉(zhuǎn)峰值的時間及其標準差和最大差，全面、準確地評價左心室收縮同步性。相較于2D-STI，3D-STI是在三維立體空間上實時追蹤回聲斑點，避免了在二維平面上斑點“飛出”的情況，準確性更高，其應變指標中的AS是3D-STI引入的一個全新的參數(shù)，用以評價室壁整體和節(jié)段運動面積應變依從于心內(nèi)膜的變化，代表了心內(nèi)膜表面的形變，是縱向和圓周方向上應變的復合。研究結(jié)果顯示AS能夠準確評價左心室局部和整體收縮功能，并且重復性較好[22]。Wen等[27]認為AS可體現(xiàn)左心室功能發(fā)生的任何微小改變，即使整體縱向和圓周收縮峰值應變尚未出現(xiàn)具有統(tǒng)計學意義的減低時，AS通過對兩者加權(quán)，可表現(xiàn)出統(tǒng)計學差異，對左心室心肌收縮功能異常的檢測可以更早、更敏感[28]。

3 其他無創(chuàng)影像學技術(shù)評價左心室功能

3.1 放射性核素endprint

放射性核素心室造影技術(shù)不以心室的幾何學形態(tài)為重，而是依據(jù)心室的放射性計數(shù)在收縮和舒張不同階段的變化獲得心功能參數(shù)[29]，所以在評價左心室整體和局部功能方面具有獨特的優(yōu)越性。但此種檢查方法有放射性，此外價格昂貴、藥源稀缺、技術(shù)復雜等原因使其臨床應用受限。

3.2 CMRI

CMRI是一種圖像能垂直于心臟固有軸線排列的特殊三維技術(shù)，可以準確區(qū)分每一心動周期的不同時相，即空間及時間分辨率很高，獲得的圖像清晰，心內(nèi)膜邊界容易辨認，因此在顯示心臟結(jié)構(gòu)方面獨具明顯優(yōu)勢，尤其因CMRI測定心功能采用多平面Simpson法，真實反映左心室的幾何形狀，所以在心室腔變形或室壁節(jié)段運動異常等情況下也能獲得直觀、精確的定量信息[30]，其左心室容積的定量指標一度成為“金標準”。但其禁忌證較多且費用昂貴，檢查時間較長，不適合急診檢查。

3.3 多層螺旋CT（MSCT）

MSCT不但能有效地無創(chuàng)性評價冠狀動脈狹窄情況，而且能在此基礎(chǔ)上利用原始數(shù)據(jù)進行左室短軸的MPR重建并進行左心室功能的定量分析[31]，對冠心病患者的診治和預后評估意義重大。除外X線輻射，低時間分辨率造成的運動偽影以及由于肥胖造成的圖像噪聲是其劣勢。

4 小結(jié)與展望

隨著超聲心動圖的飛速發(fā)展，超聲新技術(shù)更是層出不窮，并且在不斷更新與完善，尤其三維斑點追蹤技術(shù)的發(fā)展，將更加真實、全面地反映心肌的運動情況，為臨床提供更準確的信息，在評價心臟收縮及運動同步性方面具有更廣闊的應用前景。

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（收稿日期：2017-08-03 本文編輯：張瑜杰）endprint