應(yīng)用峰值應(yīng)變離散度評價原發(fā)性高血壓患者左心室縱向收縮同步性

谷春紅，魏常華，袁建軍*，黑晶晶，張苗，劉會芳

1.河南省人民醫(yī)院心臟中心超聲科，河南鄭州 450003；2.河南省人民醫(yī)院超聲科，河南鄭州 450003；

長期高血壓常會引起左心室結(jié)構(gòu)和功能的變化。研究表明，左心室心內(nèi)膜下縱行心肌纖維約占左心室心肌的70%，主要參與縱向應(yīng)變；且心內(nèi)膜下縱行心肌對高血壓長期壓力負荷反應(yīng)最敏感[1]。因此，左心室縱向峰值應(yīng)變（peak systolic longitudinal strain，LPS）功能在高血壓早期即可能發(fā)生改變。既往研究表明，構(gòu)型正常的高血壓患者左心室內(nèi)層心肌LPS已明顯低于正常人群[2]。非左心室肥厚與左心室肥厚高血壓患者左心室節(jié)段不同水平的心內(nèi)膜層 LPS較正常人群明顯減低[3]。LPS減低將會引起縱向收縮功能下降，并表現(xiàn)為左心室的縱向收縮不同步。同步性運動是保證心臟正常泵血的必要條件。左心室收縮同步性受損可能會導(dǎo)致心功能、心肌灌注和心肌儲備下降，并影響患者的生活質(zhì)量和預(yù)后，也是心力衰竭惡化的獨立危險因子[4]。左心室壁心肌長軸方向的縱向運動對于維持正常心功能發(fā)揮約70%的作用[5]。因此，本研究應(yīng)用基于二維斑點追蹤成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）的新參數(shù)——縱向峰值應(yīng)變達峰時間離散度（peak strain dispersion，PSD）評價左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）保留的高血壓患者左心室18節(jié)段縱向收縮同步性改變的意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇 2016年 12月－2017年 5月在河南省人民醫(yī)院就診并行心臟超聲檢查的原發(fā)性高血壓病患者50例為高血壓組。納入標(biāo)準(zhǔn)：收縮壓≥140 mmHg和（或）舒張壓≥90 mmHg。排除繼發(fā)性高血壓、冠心病、糖尿病、肺心病、心肌病、心律失常、瓣膜病、肝腎功能不全等，以及經(jīng)胸超聲心動圖檢查圖像質(zhì)量不佳者；并根據(jù)2016年《亞洲高血壓合并左心室肥厚診治專家共識》推薦診斷左心室肥厚（left ventricular hypertrophy，LVH）的計算公式計算左心室質(zhì)量指數(shù)（left ventricular mass index，LVMI）。以男性 LVMI≥115 g/m2、女性 LVMI≥95 g/m2為左心室肥厚的診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]。

根據(jù) LVH標(biāo)準(zhǔn)將原發(fā)性高血壓患者分為 2個亞組，即非左心室肥厚（NLVH）組21例，其中男11例，女10例；年齡23～65歲，平均（44.04±9.60）歲。LVH組29例，其中男19例，女10例；年齡27～70歲，平均（43.97±11.82）歲。同期選取年齡、性別、身高、體重相匹配的健康志愿者26例作為對照組，其中男11例，女15例；年齡25～75歲，平均（45.03±14.17）歲。對符合要求的原發(fā)性高血壓患者及對照組采集身高、體重、血壓。本研究已通過醫(yī)院倫理道德委員會批準(zhǔn)，所有研究對象均已簽署研究知情書，自愿參加本研究。

1.2 儀器與方法 使用GE Vivid E9型彩色多普勒超聲診斷儀。二維探頭M5S，頻率2.0～4.5 MHz，幀頻50～70幀/s?；颊呷∽髠?cè)臥位，平靜呼吸，同步記錄胸導(dǎo)聯(lián)心電圖。常規(guī)超聲心動圖測量左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricle end-diastolic diameter，LVEDD）、左心室收縮末期內(nèi)徑（left ventricle end-systolic diameter，LVESD）、舒張末期室間隔厚度（interventricular septal thickness，IVST）、舒張末期左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWT），另分別采集心尖兩腔、四腔、三腔觀二維動態(tài)圖像連續(xù)3個心動周期，以DICOM格式儲存于光盤，并根據(jù)常規(guī)數(shù)據(jù)計算LVMI，應(yīng)用Teichholtz公式計算LVEF。

1.3 圖像分析 采用Echopac201.54軟件對儲存的動態(tài)圖像進行脫機分析。選擇Qanalysis分析二維應(yīng)變，手動描繪左心室長軸觀3個切面動態(tài)圖像的心內(nèi)膜，并自動顯示相應(yīng)18節(jié)段的縱向峰值應(yīng)變達峰時間牛眼圖（time to peak longitudinal strain，TTPLS）及縱向峰值應(yīng)變-時間曲線圖。牛眼圖中可觀察左心室每個節(jié)段與心動周期對應(yīng)的 TTPLS，系統(tǒng)自動獲得 PSD（即 TTPLS的標(biāo)準(zhǔn)差），并計算各組左心室縱向應(yīng)變達峰時間極差值（time to peak longitudinal strain range，TTPLSR）。根據(jù)縱向應(yīng)變達峰時間牛眼圖的顏色分類，以黃色和紅色（至少≥1/2該節(jié)段面積）計數(shù)為不同步節(jié)段。綠色：TTPLS<主動脈瓣關(guān)閉時間（aortic valve closure time，AVC）+50 ms，為同步性正常；黃色：AVC+50 msAVC+100 ms，為同步性重度延長。分別計數(shù)3組左心室不同步節(jié)段個數(shù)（left ventricle dyssynchrony segments number，LVDSN）。每名患者測量3次，取平均值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件。符合正態(tài)分布的計量資料以±s表示。方差齊時，多組間采用單因素方差分析，兩兩比較采用 LSD法。偏態(tài)分布的計量資料以M（P25～P75）表示，并取自然對數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后符合正態(tài)分布且方差齊者仍用單因素方差分析比較；否者用非參數(shù)檢驗，兩兩比較采用Krusksl-Wallis檢驗。兩個符合正態(tài)分布的變量間的相關(guān)性用Pearson相關(guān)分析，否則用Spearman相關(guān)分析。應(yīng)用二分類變量的受試者工作特性（ROC）曲線分析診斷效能。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料及常規(guī)參數(shù)比較 與對照組比較，NLVH組和LVH組的收縮壓與舒張壓均顯著增大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；與對照組和NLVH組比較，LVH組LVEDD、LVESD、IVST、LVPWT和LVMI均顯著增大，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；3組受試者身高、體重、LVEF差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表1。

表1 各組受試者一般資料及左心室常規(guī)二維超聲心動圖參數(shù)比較（±s）

表1 各組受試者一般資料及左心室常規(guī)二維超聲心動圖參數(shù)比較（±s）

注：與對照組比較，*P<0.05；與 NLVH組比較，#P<0.05；LVEDD：左心室舒張末期內(nèi)徑；LVESD：左心室收縮末期內(nèi)徑；LVEF：左心室射血分?jǐn)?shù)；IVST：室間隔厚度；LVPWT：左心室后壁厚度；LVMI：左心室質(zhì)量指數(shù)

舒張壓（mmHg） 73.96±7.60 109.61±14.65* 110.55±19.51* 48.50 <0.001收縮壓（mmHg）124.80±16.18170.23±17.19*174.10±22.80*44.22<0.001 LVEDD（mm） 46.3±4.0 47.5±4.3 53.0±5.5*# 15.50 <0.001 LVESD（mm）28.9±3.329.4±3.034.9±7.0*#13.800.001 LVEF（%） 67.6±4.3 68.1±4.6 62.0±11.6 6.10 0.46 IVST（mm）9.0（8.7～10.0）10.0（9.0～10.0）12.0（11.5～13.5）*#46.50<0.001 LVPWT（mm） 9.0（9.0～9.0） 10.0（9.0～10.0） 13.0（11.0～14.0）*# 51.98 <0.001 LVMI（g/m2）78.0（73.9～92.2）83.6（72.5～93.6）137.8（117.5～168.7）*#49.28<0.001

2.2 同步性參數(shù)比較 NLVH組較對照組、LVH組較NLVH組的PSD、TTPLSR與LVDSN值均增大，兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見圖1～3及表2。PSD、TTPLSR、LVDSN與LVMI均呈正相關(guān)（r=0.75、r=0.48、r=0.43，P<0.05），見圖4。

在PSD、TPLSR、LVDSN診斷同步性的效能評估中得到曲線下面積（area under the curve，AUC）依次為PSD>TPLSR>LVDSN。由Cut-off值得到PSD的敏感度為76%，特異度為92.3%；TTPLSR的敏感度為74%，特異度為80%；LVDSN的敏感度為92%，特異度為58%，見表3及圖5。

圖1 女，54歲，正常受檢者左心室TTPLS牛眼圖。PSD 17 ms、TTPLSR 57 ms、LVDSN 0個（A）；左心室縱向應(yīng)變-時間曲線圖及整體縱向應(yīng)變牛眼圖，紅色為整體縱向應(yīng)變正常；粉紅色和藍色為整體縱向應(yīng)變下降（B）

圖2 女，38歲，非左心室肥厚高血壓患者左心室TTPLS牛眼圖。PSD 60 ms，TTPLSR 172 ms，LVDSN 7個（A）；左心室縱向應(yīng)變-時間曲線圖及整體縱向應(yīng)變牛眼圖，紅色為整體縱向應(yīng)變正常；粉紅色和藍色為整體縱向應(yīng)變下降（B）

圖3 男，54歲，左心室肥厚高血壓患者左心室 TTPLS牛眼圖。PSD 92 ms，TTPLSR 243 ms，LVDSN 10個（A）；左心室縱向應(yīng)變-時間曲線圖及整體縱向應(yīng)變牛眼圖，紅色為整體縱向應(yīng)變正常；粉紅色和藍色為整體縱向應(yīng)變下降（B）

表2 對照組、NLVH組和LVH組患者左心室PSD、TTPLSR與18節(jié)段LVDSN的比較

圖4 高血壓組PSD（A）、TTPLSR（B）、LVDSN（C）與LVMI的相關(guān)性

表3 對照組、高血壓組PSD、TPLSR、LVDSN診斷效能參數(shù)比較

圖5 PSD、TTPLSR、LVDSN診斷高血壓患者左心室同步性的ROC曲線

3 討論

本研究結(jié)果顯示，對照組TTPLS牛眼圖為正常綠色，其PSD、TTPLSR、LVDSN均較低，左心室心肌各個節(jié)段的縱向應(yīng)變-時間曲線相像而整齊，應(yīng)變達峰時間集中，左心室心肌18節(jié)段的整體應(yīng)變牛眼圖也為正常的紅色；而NLVH組和LVH組所對應(yīng)的PSD、TTPLSR、LVDSN均較對照組增大，左心室心肌應(yīng)變-時間曲線示心肌機械運動有不同程度離散而雜亂的曲線，應(yīng)變達峰時間分散，左心室心肌18節(jié)段的整體應(yīng)變牛眼圖也表現(xiàn)為不同程度下降的粉紅色或藍色。此外，高血壓組的同步性參數(shù)均與LVMI呈正相關(guān)，說明隨著左心室重塑加重，LVMI逐漸升高，其同步性也逐步下降，原因可能是原發(fā)性高血壓患者長期左心室后負荷增加造成的左心室心肌纖維化、左心室肥厚的病理改變，繼而出現(xiàn)左心室重塑，室壁增厚和心腔擴大，最終導(dǎo)致左心室壁僵硬、功能下降[7]。左心室肥厚和纖維化又使心肌的電信號傳導(dǎo)中斷或延遲，進一步導(dǎo)致心肌收縮不同步[8]。本研究發(fā)現(xiàn)，LVEF正常的高血壓患者即使在無左心室肥厚情況下，其同步性已經(jīng)明顯下降，與梁雄飛[9]利用實時三維超聲心動圖評價不同程度原發(fā)性高血壓病患者左心室收縮同步性較正常人下降的結(jié)論相同。但本研究中高血壓患者左心室肥厚納入標(biāo)準(zhǔn)與采用技術(shù)不同。梁雄飛[9]運用實時三維超聲心動圖技術(shù)，無需對心室腔進行幾何假設(shè)，具有直觀、準(zhǔn)確測量心室容積等優(yōu)勢。本研究應(yīng)用2D-STI，并以縱向應(yīng)變?yōu)檠芯炕A(chǔ)。心肌應(yīng)變在諸多心血管疾病早期收縮功能受損時即可發(fā)生改變，對判斷左心室早期收縮功能受損敏感性較高，且以縱向運動最為敏感，可較早評價其縱向收縮同步性改變，也具有一定的優(yōu)勢[10]。本研究也表明同步性參數(shù)PSD、TTPLSR、LVDSN與LVMI呈正相關(guān)，即LVMI越高，左心室同步性越差，與既往研究中左心室同步性與LVMI呈獨立性相關(guān)，以及左心室肥厚的程度越高、同步性參數(shù)值越大的結(jié)論一致[11-12]。在3個同步性參數(shù)中，以PSD與LVMI的相關(guān)性最強。

縱向收縮功能在左心室心肌整體功能中起主導(dǎo)作用，并可反映心肌活力[13]；且心臟收縮不同步會導(dǎo)致心臟重塑與功能障礙[11]，提示左心室收縮同步性失調(diào)和左心室重構(gòu)在心功能障礙的發(fā)生及發(fā)展中互為因果，相互促進。因此，對LVEF保留高血壓患者早期檢測出其縱向收縮同步性變化，早期治療，切斷其中間環(huán)節(jié)具有重要意義。本研究結(jié)果顯示，在診斷左心室同步性方面，PSD比TTPLSR和LVDSN具有更高的診斷效能，其曲線下面積最大，有較高的靈敏度和特異度，且與LVMI的相關(guān)性較強。評價左心室同步性的傳統(tǒng)技術(shù)常用組織同步顯像技術(shù)，由于其圖像受到室壁運動與聲束角度的影響，同時還受心臟整體運動和呼吸運動的影響，無法測量心尖段收縮期達峰時間，僅可評價12個心肌節(jié)段運動的協(xié)調(diào)性。該技術(shù)以彩色編碼為綠色表示達峰時間正常（20～150 ms），黃色為達峰時間輕度延長（150～300 ms），紅色為達峰時間中重度延長（300～500 ms），前間隔和后壁達峰時間差>65 ms定義為不同步節(jié)段。而本研究基于 2DSTI技術(shù)，且不受聲束與室壁運動方向夾角的影響，無角度依賴性，可準(zhǔn)確反映心肌18個節(jié)段的縱向運動，更全面地反映左心室的同步性。Yu等[14]應(yīng)用應(yīng)變達峰時間的標(biāo)準(zhǔn)差即“Yu指數(shù)”作為評價同步性的指標(biāo)，但需要手工計算，誤差較大[14]。本研究中PSD是軟件依據(jù)一定的公式自動獲得，誤差小，獲得結(jié)果更為客觀，有助于對LVEF保留的高血壓患者左心室縱向收縮同步性進行早期評價，值得臨床推廣。

本研究的不足之處為：①樣本量較少，后續(xù)將增加樣本量使分析更客觀；②主要探討二維縱向應(yīng)變同步性，其左心室心尖三腔、兩腔、四腔觀切面不在相同的心動周期內(nèi)，因此較三維縱向應(yīng)變同步性的測量存在一定的局限性；③所納入的高血壓患者大多有服用抗高血壓藥物史，尚不能排除藥物對同步性的影響。今后需要進一步展開三維縱向收縮同步性的研究。