實(shí)時(shí)三維斑點(diǎn)追蹤成像評(píng)價(jià)冠心病合并二尖瓣反流患者左心房功能

姜婧璇

姜志榮 JIANG Zhirong

王小凡 WANG Xiaofan

呂啟鳳 LV Qifeng

宋曉霞 SONG Xiaoxia

田 雨 TIAN Yu

冠心?。╟oronary atherosclerotic heart disease，CHD）合并二尖瓣反流（mitral regurgitation，MR）是由冠狀動(dòng)脈病變引起二尖瓣功能異常及左心室結(jié)構(gòu)發(fā)生改變導(dǎo)致的功能性MR。若MR長期存在，左心房壓力和容量負(fù)荷增加，可使左心房產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng)，導(dǎo)致左心房原發(fā)性緩慢擴(kuò)大以及射血分?jǐn)?shù)增加[1]。而左心房功能的早期變化影響左心室功能，對(duì)維持左心室的充盈具有重要作用，進(jìn)而導(dǎo)致心排血量下降，并出現(xiàn)多種臨床癥狀[2-3]。此外，左心房心肌重塑可作為心血管疾病的重要預(yù)測(cè)因素，并可影響心臟的收縮或舒張，導(dǎo)致心力衰竭、中風(fēng)及猝死[4]。實(shí)時(shí)三維斑點(diǎn)追蹤成像（real-time three-dimensional speckle tracking imaging，RT3D-STI）技術(shù)是一種評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)及心臟房室腔功能的新技術(shù)，其不存在角度依賴性，可更準(zhǔn)確地反映心肌的功能變化[5]，近年來多應(yīng)用于檢測(cè)左心室功能，而對(duì)于冠狀動(dòng)脈病變導(dǎo)致心肌缺血引起的心臟左心房功能改變的研究較少。本研究旨在應(yīng)用RT3D-STI技術(shù)測(cè)量伴有MR的冠心病患者左心房容積變化及心肌應(yīng)變，并評(píng)價(jià)左心房功能，為臨床明確診斷及選用合理方案治療，判斷病情的發(fā)展及預(yù)后提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2016年8月－2017年5月于青島大學(xué)附屬醫(yī)院經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影及心電圖確診的CHD患者共88例，其中男48例，女40例；年齡40～80歲，平均（61.8±11.3）歲。排除高血壓、心肌病、先天性心臟病等器質(zhì)性疾病及圖像質(zhì)量欠佳的患者，心電圖均顯示為竇性心律。按照有無MR分為無MR組（n=30）和MR組（n=58）。其中依據(jù)美國超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)制訂的標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)研究結(jié)果[6]，根據(jù)MR程度，將MR組進(jìn)一步分為輕度反流（n=20）、中度反流（n=20）及重度反流（n=18）。對(duì)照組為同一時(shí)期采集的健康志愿者30例，經(jīng)臨床病史、體格檢查、心電圖和超聲心動(dòng)圖等檢查均無異常發(fā)現(xiàn)。3組受檢者性別、年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

1.2 儀器與方法 采用Philips EPIQ 7C型超聲心動(dòng)圖儀，二維探頭S5-1，頻率1～5 MHz；三維探頭X5-1，頻率1～5 MHz。受檢者取左側(cè)臥位，囑受檢者平靜呼吸。使用二維探頭S5-1于胸骨旁切面應(yīng)用M型及二維圖像常規(guī)測(cè)量收縮末期左心房內(nèi)徑（left atrial diameter，LAD）、左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular enddiastolic diameter，LVEDd）、左心室收縮末期內(nèi)徑（left ventricular end-systolic diameter，LVEDs）；于心尖切面應(yīng)用Simpson法測(cè)量左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）；利用二維及脈沖多普勒于左心室舒張?jiān)缙诩笆鎻埻砥跍y(cè)量二尖瓣口的血流峰值流速（early diastolic transmitral velocity，E；late diastolic transmitral velocity，A）及二尖瓣環(huán)心肌運(yùn)動(dòng)峰值（early diastolic tissue velocity，Em ；late diastolic tissue velocity，Am）。切換三維探頭X5-1，同步連接心電圖，于心尖四腔切面獲得清晰的二維圖像，啟動(dòng)全容積成像，于取樣框內(nèi)完整顯示左心房心內(nèi)膜，探頭位置固定，囑患者屏住呼吸，采集連續(xù)4個(gè)心動(dòng)周期的圖像。

應(yīng)用Tomtec工作站脫機(jī)對(duì)三維圖像進(jìn)行定量分析。從數(shù)據(jù)庫中選取清晰的三維圖像，調(diào)整3個(gè)平面上取樣線位置，軟件自動(dòng)描繪左心房內(nèi)膜，選擇心動(dòng)周期中不同時(shí)相并手動(dòng)修正內(nèi)膜面并排除左心耳及肺靜脈，軟件自動(dòng)生成左心房容積，并可得到左心房整體縱向、徑向、圓周應(yīng)變（global longitudinal strain，GLS；global radial strain，GRS；global circumferential strain，GCS）及達(dá)峰時(shí)間（peak time of longitudinal strain，TLS；peak time of radial strain，TRS；peak time of circumferential strain，TCS），見圖1，計(jì)算出縱向、徑向、圓周達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviation of longitudinal strain peak time，TLS-SD ；standard deviation of radial strain peak time，TRS-SD ；standard deviation of circumferential strain peak time，TCS-SD）。心動(dòng)周期不同時(shí)相中左心房容積（left atrial volume，LAV）包括：①左心房最大容積（LAVmax）：左心室收縮末期（二尖瓣即將開放時(shí)）的左心房容積；②左心房最小容積（LAVmin）：于心動(dòng)周期中對(duì)應(yīng)心電圖R波頂點(diǎn)（二尖瓣即將關(guān)閉時(shí)）測(cè)量的左心房容積；③左心房主動(dòng)收縮前容積（LAVp）：心動(dòng)周期中心房開始收縮（心電圖P波起始點(diǎn)）時(shí)的左心房容積。計(jì)算出不同時(shí)相中左心房的射血分?jǐn)?shù)：①左心房總射血分?jǐn)?shù)（left atrial ejection fraction，LAEF）=（LAVmax－LAVmin）/LAVmax×100%；②左心房主動(dòng)射血分?jǐn)?shù)（left atrial active ejection fraction，LAaEF）=（LAVp－LAVmin）/LAVp×100%；③左心房被動(dòng)排空分?jǐn)?shù)（left atrial passive ejection fraction，LApEF）=（LAVmax－LAVp）/LAVmax×100%。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，計(jì)量資料采用±s表示，行正態(tài)性檢驗(yàn)，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，兩組資料間的相關(guān)性采用Pearson線性相關(guān)分析，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)超聲心動(dòng)圖及RT-3DE參數(shù)比較 與對(duì)照組相比，MR組及無MR組LAD、E/Em值均增大，Em/Am、LVEF、LAEF、LApEF均降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意 義（P＜0.05）；MR 組 LAD、LAVp、LAVmin較 無MR組增大，Em/Am、LVEF、LApEF較無MR組降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

圖1 女，55歲，MR。三維圖像顯示收縮及舒張末期不同切面左心房內(nèi)膜描記曲線（A）及左心房容積、心肌應(yīng)變等（B）

表1 3組受檢者臨床資料、常規(guī)測(cè)值及RT-3DE參數(shù)比較（±s）

表1 3組受檢者臨床資料、常規(guī)測(cè)值及RT-3DE參數(shù)比較（±s）

注：與對(duì)照組比較，*P＜0.05；與無MR組比較，#P＜0.05

2.2 RT3D-STI檢測(cè)心肌應(yīng)變的比較 ①與對(duì)照組相比，MR組及無MR組GLS、GCS均降低，其中MR組低于無MR組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；與對(duì)照組相比，無MR組TCS-SD值增高，MR組TLSSD、TCS-SD、TRS-SD值增高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。②與輕度及中度MR相比，重度MR患者GCS、GLS、GRS均降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；與輕度MR相比，中度MR患者GCS降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見圖2。

表2 3組受檢者RT3D-STI測(cè)值比較（±s）

表2 3組受檢者RT3D-STI測(cè)值比較（±s）

注：與對(duì)照組比較，*P＜0.05；與無MR組比較，#P＜0.05

分組 例數(shù) GLS（%） GCS（%） GRS（%） TLS-SD（ms） TCS-SD（ms） TRS-SD（ms）MR組 58 －18.29±6.02*# －21.25±5.89*# 27.72±11.63 152.86±66.14* 166.03±63.24* 148.74±65.26*無MR組 30 －21.33±4.04* －23.53±5.44* 36.86±7.81 80.80±72.11 140.81±79.08* 104.26±107.18對(duì)照組 30 －28.68±2.99 －29.59±2.81 41.05±12.69 25.67±22.03 22.65±15.07 36.73±53.60

圖2 對(duì)照組、無MR組及伴有MR不同反流程度的左心房心肌GLS、GCS、GRS比較

2.3 左心房心肌應(yīng)變指標(biāo)與LAEF的相關(guān)性 無MR組、MR組GLS、GCS、GRS與LAEF呈高度相關(guān)（無MR組：r=－ 0.810、 － 0.760、0.851，MR組：r=－0.680、－ 0.745、0.583，均P＜0.05）。見圖 3。

3 討論

CHD患者合并MR是心肌梗死的常見并發(fā)癥之一，是心肌梗死后死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，其出現(xiàn)往往提示患者預(yù)后不良。此類冠狀動(dòng)脈病變所致MR發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，并非單純二尖瓣病變，而是左心室、腱索、乳頭肌、瓣葉、瓣環(huán)等二尖瓣器的共同作用所致[7]。心肌梗死后房室腔重構(gòu)使二尖瓣形態(tài)改變也是引起MR的重要因素及發(fā)生機(jī)制[8]。由于發(fā)生重構(gòu)，心臟的形態(tài)發(fā)生不同程度改變，對(duì)于應(yīng)用二維超聲心動(dòng)圖測(cè)量左心房大小及直徑的可靠性存在爭議。而三維超聲心動(dòng)圖因其可提供心臟腔室的動(dòng)態(tài)容積數(shù)據(jù)，故在評(píng)價(jià)左心房的功能及測(cè)量房室腔容積等方面更加精確[9]。同時(shí)斑點(diǎn)追蹤成像通過測(cè)定左心房整體應(yīng)變可進(jìn)一步評(píng)價(jià)反流時(shí)左心房功能的改變，并為無癥狀反流提供早期證據(jù)[2]。

圖3 MR組（A）及無MR組（B）GLS、GCS、GRS與LAEF的相關(guān)性

左心房具有儲(chǔ)蓄、管道及輔助泵功能，其儲(chǔ)蓄功能主要通過測(cè)量左心房總排空容積并計(jì)算LAEF來獲得。在左心室舒張?jiān)缰衅?，左心房的管道功能表現(xiàn)為來自肺靜脈的血液經(jīng)左心房被動(dòng)流入左心室，即LAVmax與LAVp的差值，可由LApEF表示。左心房的輔助泵功能體現(xiàn)在左心房心肌的主動(dòng)收縮，于心動(dòng)周期中左心室舒張末期將血液由左心房泵入左心室，即為LAVp與LAVmin的差值，也可表示為LAaEF。對(duì)于健康人群，左心房搏出量約占左心室搏出量的30%，這對(duì)于左心室功能降低的人群維持充足的左心搏出量具有重要意義[10]。通過左心房的3種功能，在生理及病理狀態(tài)下，左心房可發(fā)揮調(diào)節(jié)左心室充盈量和維持正常心臟搏出量的重要作用[11]。

本研究顯示，MR組及無MR組E/Em明顯高于對(duì)照組（P＜0.05），而LAEF、LVEF明顯低于對(duì)照組（P＜0.05），且MR組LAVmin明顯高于對(duì)照組（P＜0.05），表明MR患者左心房儲(chǔ)蓄、舒張功能及左心房室收縮功能明顯降低，其他相關(guān)研究亦表明E/Em可作為左心房整體舒張功能的標(biāo)志，LAVmin及LAEF與左心室舒張功能有良好的相關(guān)性[12-13]，與本研究結(jié)果較一致，故測(cè)量左心房容積變化可預(yù)測(cè)收縮期E/Em比值，并可間接評(píng)價(jià)左心舒張功能的改變。本研究結(jié)果顯示MR組及無MR組的LVEF值均小于對(duì)照組（P＜0.05），且MR組低于無MR組（P＜0.05），即冠狀動(dòng)脈病變患者因心肌功能障礙可導(dǎo)致心肌運(yùn)動(dòng)欠協(xié)調(diào)或心肌運(yùn)動(dòng)減弱，進(jìn)而影響左心室收縮功能；當(dāng)合并二尖瓣功能障礙時(shí)，由于受到血流動(dòng)力學(xué)改變的影響以及局部心肌運(yùn)動(dòng)的不同步，導(dǎo)致LVEF進(jìn)一步降低。MR患者因存在MR，使左心房舒張的同時(shí)接受來自肺靜脈及左心室反流的血液，LAVp增大（P＜0.05），故MR組患者左心房管道功能（即LApEF）較無MR組及對(duì)照組降低（P＜0.05）。同時(shí)MR組輔助泵功能（即LAaEF）在數(shù)值上與對(duì)照組差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），此結(jié)果與MR患者的臨床表現(xiàn)并不完全一致。因?yàn)樵谛姆恐鲃?dòng)收縮期，MR患者心肌運(yùn)動(dòng)減弱，LAVmin升高，故LAaEF在數(shù)值上較對(duì)照組未見明顯差異，然而結(jié)合心肌應(yīng)變指標(biāo)（GLS、GCS）在MR組及無MR組較對(duì)照組降低（P＜0.05），且MR 組更低（P＜0.05），即左心房心肌運(yùn)動(dòng)明顯較對(duì)照組降低，此結(jié)果可間接表明MR患者左心房主動(dòng)射血功能（即LAaEF）較其他組有明顯差異，故結(jié)合容積變化及心肌應(yīng)變指標(biāo)可更全面地分析左心房功能的改變。

由于心房心肌分層走行，在心臟的收縮及舒張過程中，心肌向不同方向運(yùn)動(dòng)[14]。深層以縱向及圓周為主，而淺層徑向心肌組織較薄，故對(duì)于心房收縮，深層心肌的作用更大。本研究中不同程度的MR患者與無MR組及對(duì)照組相比，GLS、GCS、GRS隨反流量的增大而降低，尤以GCS明顯，該結(jié)果與心肌的結(jié)構(gòu)特性相符，也進(jìn)一步表明MR組與無MR組及對(duì)照組相比，左心房心肌運(yùn)動(dòng)不同程度下降，冠狀動(dòng)脈病變合并MR時(shí)可致左心房整體心肌應(yīng)變下降，影響心肌運(yùn)動(dòng)及心臟功能。同時(shí)，無MR組、MR組GLS、GCS、GRS與LAEF呈高度相關(guān)（無MR組：r=－0.810、－0.760、0.851；MR組：r=－0.680、－0.745、0.583，均P＜0.05），故在CHD及MR患者中，心肌應(yīng)變普遍下降進(jìn)而可引起容積變化，導(dǎo)致左心房儲(chǔ)蓄及收縮功能降低。心房心肌的正常同步性收縮依賴于電生理傳導(dǎo)及細(xì)胞的興奮收縮耦聯(lián)，若其中任一環(huán)節(jié)異常均可影響心肌的同步性，導(dǎo)致心肌收縮不協(xié)調(diào)，并可進(jìn)一步影響LVEF及搏出量，從而出現(xiàn)不同程度的癥狀及臨床表現(xiàn)。本研究MR組的TLS-SD、TCS-SD、TRS-SD較對(duì)照組增大，表明MR患者左心房心肌在縱向、圓周及徑向應(yīng)變上心肌的運(yùn)動(dòng)不同步指標(biāo)延長，即MR患者普遍存在左心房心肌運(yùn)動(dòng)不同步。

然而目前RT3D-STI尚未在臨床工作中廣泛應(yīng)用，其數(shù)據(jù)測(cè)量及分析受二維成像質(zhì)量的影響，故提高二維圖像的幀幅，獲得更清晰的圖像質(zhì)量是未來RT3DSTI技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的重要條件；另外，研究中左心耳對(duì)于左心房功能的潛在影響無法完全排除為本研究的局限性，在今后的研究中需進(jìn)一步完善。

總之，RT3D-STI作為一種基于實(shí)時(shí)追蹤和測(cè)量心肌回聲斑點(diǎn)進(jìn)而評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)同步性及心功能的技術(shù)，為研究心肌力學(xué)和心臟生理學(xué)提供了一種實(shí)時(shí)、簡便、無創(chuàng)的可靠方法，可比較客觀、準(zhǔn)確地顯示并評(píng)價(jià)MR患者左心房心肌運(yùn)動(dòng)的不同步性，并可反映左心房、左心室不同功能的早期變化，準(zhǔn)確評(píng)估心肌運(yùn)動(dòng)及左心房功能。

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