三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)對(duì)心肌梗死患者左室功能的評(píng)價(jià)

馮雪虹 葉新和

南京醫(yī)科大學(xué)附屬無錫第二醫(yī)院心功能室（江蘇無錫214002）

心肌梗死是心肌缺血缺氧引起的心肌運(yùn)動(dòng)功能障礙性疾病。早期可能引起左心室的形態(tài)及大小改變，心室壁發(fā)生異常運(yùn)動(dòng)是心肌梗死患者最早出現(xiàn)的典型臨床表現(xiàn)，臨床應(yīng)在疾病發(fā)生的早期對(duì)心肌梗死范圍進(jìn)行確診，以便早期予以治療，以提高臨床預(yù)后[1]。心臟的運(yùn)動(dòng)過程是復(fù)雜的三維立體運(yùn)動(dòng)，采用既往傳統(tǒng)超聲檢查方法僅在單純二維平面進(jìn)行心肌觀察，但心動(dòng)周期則是一個(gè)運(yùn)動(dòng)至二維以外的聲學(xué)斑點(diǎn)，因此傳統(tǒng)二維水平的檢測(cè)手段無法達(dá)到追蹤效果。三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)（three?dimensional speckle tracking imaging，3D?STI）的應(yīng)用，彌補(bǔ)了以往診斷手段的不足，其在三維超聲心動(dòng)圖技術(shù)上通過將連續(xù)心臟全容積圖像，進(jìn)一步采用軟件分析生成眾多不同軸的切面，自動(dòng)追蹤心肌斑點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)情況[2]。目前國(guó)內(nèi)外已有多項(xiàng)研究[3?4]著手于該項(xiàng)技術(shù)在心肌梗死臨床診斷中應(yīng)用價(jià)值的研究，且李嶸娟等[5]證實(shí)，3D?STI在評(píng)價(jià)心肌梗死患者左心室功能的重要作用。為探究3D?STI應(yīng)用于心肌梗死患者中對(duì)左心功能診斷的效果，在本研究中對(duì)我院收治的此類患者應(yīng)用3D?STI技術(shù)診斷，旨在為臨床心肌梗死的診斷提供新思路。報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2016年1月至2017年5月入院就診的心肌梗死患者46例，納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床診斷為ST段抬高型心肌梗死；發(fā)病至入院就診在12 h之內(nèi)；竇性心律。排除標(biāo)準(zhǔn)：既往陳舊性心肌梗死病史者；伴發(fā)嚴(yán)重心臟瓣膜疾病及嚴(yán)重心悸疾病者；心包疾病者；伴嚴(yán)重精神疾病或智力發(fā)育存在問題而無法完成配合者；獲取圖像效果不滿意者；病例資料不完整者。其中男25例，女21例，年齡42～69歲，平均（55.69±5.26）歲。

圖1 某例心肌梗死患者三維斑點(diǎn)追蹤成像圖Fig.1 Three?dimensional speckle tracing imaging in a patient with myocardial infarction

選取同期體檢健康者40例作為對(duì)照組，納入標(biāo)準(zhǔn)：符合ST段抬高心肌梗死的診斷標(biāo)準(zhǔn)：心臟生物標(biāo)志物增高或增高后降低，至少有1次數(shù)值超過參考值上限的99%，并有以下至少1項(xiàng)心肌缺血的證據(jù)：（1）心肌缺血臨床癥狀；（2）心電圖出現(xiàn)新的心肌缺血變化，即新的ST段改變或左束支傳導(dǎo)阻滯；（3）心電圖出現(xiàn)病理性O(shè)波；（4）影像學(xué)證據(jù)顯示新的心肌活力喪失或區(qū)域性室壁運(yùn)動(dòng)異常。無高血壓、冠心病、心肌病等其他器質(zhì)性疾病者；心率在60～100次/min；常規(guī)心動(dòng)圖及心電圖檢查指標(biāo)均正常；圖像治療不佳者；病例資料完整。其中男22例，女18例，年齡40～72歲，平均（54.74±6.02）歲。兩組對(duì)象的性別以及年齡等差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），有可比性。

1.2 方法均運(yùn)用彩色多普勒超聲診斷儀（GE vivid E9），M5s二維探頭（參數(shù)：頻率 1.0～5.0 MHz）、4V 探頭（頻率為1.0～4.0 MHz）以及3D?STI。患者采用左側(cè)仰臥位，平靜呼吸，記錄心電圖各胸導(dǎo)連結(jié)果。首先行常規(guī)心動(dòng)圖檢查，Simpson法檢測(cè)左心室舒張末期容積以及收縮末期容積，系統(tǒng)自動(dòng)獲取左心室射血分?jǐn)?shù)，并詳細(xì)記錄。

3D?STI：采用三維矩陣探頭，觀察到心尖部四腔切面后逐漸調(diào)整扇角，直至60°，調(diào)整增益以及掃描深度，幀頻25～40幀/s，采用恰當(dāng)優(yōu)化模式至完整顯示心尖四腔切面圖，讓患者屏氣，Multi Beat模式下采集6個(gè)連續(xù)心動(dòng)周期內(nèi)心尖四腔三維全容積圖。然后采用GE vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀實(shí)施脫機(jī)分析，采用3D?STI分析軟件按下Measure鍵進(jìn)圖4D Auto LVQ模式，然后在收縮期、舒張期在心尖四腔切面分別選取兩個(gè)點(diǎn)，一個(gè)為二尖瓣閉合點(diǎn)，另一個(gè)為心尖點(diǎn)，軟件自動(dòng)生成左心室內(nèi)膜曲線以及心外膜曲線，然后人工調(diào)整邊緣盡量讓邊界重合并分析，儀器逐幀追蹤分析左心室各節(jié)段，計(jì)算GLS、GRS、GCS、GAS。見圖1。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法用SPSS 18.0軟件包處理數(shù)據(jù)；計(jì)量資料采用表示，兩組間比較采用SNK?q檢驗(yàn)；采用ROC分析各應(yīng)變參數(shù)診斷心肌梗死效果，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料及常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果比較46例觀察組患者中，男25例，女21例；平均年齡（55.69±5.26）歲；平均心率（69.68±5.26）次/min；平均收縮壓（123.02± 12.42）mmHg，平均舒張壓（86.32± 9.48）mmHg。40例對(duì)照組患者中，男22例，女18例；平均年齡為（54.74±6.02）歲；平均心率為（70.21±5.98）次/min；平均收縮壓（124.69±13.51）mmHg，平均舒張壓（87.21 ± 10.26）mmHg。兩組一般資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）；病例組患者常規(guī)超聲心動(dòng)圖指標(biāo)檢測(cè)左心室舒張末期容積及收縮末期容積均高于對(duì)照組，而左心室射血分?jǐn)?shù)明顯較對(duì)照組低，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

表1 兩組常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果比較Tab.1 Routine echocardiography comparison of two groups ±s

表1 兩組常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果比較Tab.1 Routine echocardiography comparison of two groups ±s

組別 例數(shù)46 40觀察組對(duì)照組t值P值常規(guī)超聲心動(dòng)圖分析左心室舒張末期容積（mL）117.26±19.35 85.21±20.32 7.485＜0.01左心室收縮末期容積（mL）54.39±14.25 36.94±14.85 5.554＜0.01左心室射血分?jǐn)?shù)（%）51.02±10.57 63.37±10.68 5.378＜0.01

2.2 兩組患者三維整體應(yīng)變分析觀察組患者GLS、GRS、GCS及GAS各應(yīng)變量值均較對(duì)照組低，組間統(tǒng)計(jì)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。見表2。

2.3 3D?STI各項(xiàng)應(yīng)變量參數(shù)診斷心肌梗死的ROC曲線分析經(jīng)ROC分析，GLS、GRS、GCS及GAS值用于診斷心肌梗死敏感度和特異度均較高，見表3、圖2。

表2 兩組患者三維整體應(yīng)變分析Tab.2 Three?dimensional global strain analysis of two groups±s

表2 兩組患者三維整體應(yīng)變分析Tab.2 Three?dimensional global strain analysis of two groups±s

組別觀察組對(duì)照組t值P值例數(shù)46 40 GLS-9.95±2.19-13.16±2.78 5.984＜0.01 GRS 29.65±5.16 49.68±6.25 16.277＜0.01 GCS-14.11±3.38-17.89±3.67 4.971＜0.01 GAS-21.19±3.59-30.25±3.56 11.719＜0.01

表3 3D?STI各項(xiàng)應(yīng)變量參數(shù)診斷心肌梗死的ROC曲線分析Tab.3 ROC curve analysis of parameters of 3D?STI variables in diagnosis of myocardial infarction

3 討論

3D?STI是近幾年出現(xiàn)的一種新型超聲心動(dòng)圖診斷技術(shù)，與傳統(tǒng)二維超聲以及組織多普勒成像技術(shù)相比，該項(xiàng)技術(shù)不僅可實(shí)時(shí)跟蹤斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況及在立體空間的位置，同時(shí)還無角度依賴性，因此其用于診斷心臟疾病以及預(yù)后評(píng)估等具有重要的作用。心肌組織的運(yùn)動(dòng)及功能的發(fā)揮是在三維立體空間中實(shí)現(xiàn)的，所以通過觀察心肌組織運(yùn)動(dòng)軌跡三維斑點(diǎn)追蹤可更加客觀、準(zhǔn)確反映心肌力學(xué)功能狀態(tài)，超聲3D?STI技術(shù)不僅可同時(shí)滿足心臟心肌運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、空間同步，還可準(zhǔn)確對(duì)心臟三維立體空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，獲取基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)功能信息，以實(shí)現(xiàn)更高的臨床應(yīng)用價(jià)值[6]。3D?STI原理：利用超聲檢查過程中入射的超聲波和心肌組織之間的散射、發(fā)射等原理，進(jìn)一步在圖像上形成大小在20～40像素的斑點(diǎn)回聲，且斑點(diǎn)隨心臟運(yùn)動(dòng)位置發(fā)生相應(yīng)的變化，通過追蹤和心肌組織發(fā)生同步運(yùn)動(dòng)的斑點(diǎn)回聲，獲取心肌組織在心動(dòng)周期中的運(yùn)動(dòng)情況。既往多項(xiàng)研究[7]證實(shí)，3D?STI較其他超聲診斷而言，其在評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)及功能等方面的價(jià)值更高，且憑借其安全無輻射及廣泛可行等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)備受青睞。黃佳等[8]研究對(duì)比分析了3D?STI與2D?STI技術(shù)追蹤心肌節(jié)段縱向及徑向和圓周應(yīng)變結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3D?STI所用的時(shí)間相對(duì)較短，故認(rèn)為3D?STI技術(shù)是一種相對(duì)較為直接，且迅速的評(píng)價(jià)室壁運(yùn)動(dòng)的方法。SEO等[9]通過3D?STI分析14例心力衰竭患者三維斑點(diǎn)追蹤面積應(yīng)變值的變化，經(jīng)ROC曲線分析，該指標(biāo)值在3.8%時(shí)是預(yù)測(cè)心理衰竭的最佳指標(biāo)敏感度高達(dá)78%，特異度高達(dá)100%，該研究表示3D?STI計(jì)算左心室面積不同應(yīng)變指數(shù)可用于預(yù)測(cè)心臟再同步后左心室重構(gòu)情況。本研究選取46例心肌梗死患者3D?STI技術(shù)測(cè)量GLS、GRS、GCS及GAS應(yīng)變量值，分析各應(yīng)變量用于診斷心肌梗死敏感度和特異度。

圖2 3D?STI各項(xiàng)應(yīng)變量參數(shù)診斷心肌梗死的ROC曲線Fig.2 ROC parameters of 3D?STI dependent variable parameters for diagnosing myocardial infarction

本研究結(jié)果顯示，心肌梗死患者GLS、GRS、GCS及GAS應(yīng)變值均明顯較健康人群降低，董金杭等也證實(shí)缺血性心肌病患者長(zhǎng)軸、徑向、面積以及圓周整體應(yīng)變值顯著下降，并且其中GAS下降的幅度更加明顯，主要由于GAS以及整體應(yīng)變量是3D?STI技術(shù)特有的參數(shù)，前者數(shù)值的變化主要用于追蹤心內(nèi)膜面積變化。于藍(lán)等[10]探討3D?STI定量分析評(píng)價(jià)急性前壁心肌梗死患者左心室收縮期功能發(fā)現(xiàn)，病例組患者GLS、GRS、GCS及GAS應(yīng)變值均明顯較健康人群低，該結(jié)果和本次結(jié)果一致。上述結(jié)果均可初步表明心肌梗死患者左心室心肌的各應(yīng)變值的下降均提示患者左心室心肌縱向及圓周兩方向整體應(yīng)變下降。本次研究經(jīng)ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)GLS＝9.23時(shí)，AUC為9.69，此時(shí)診斷心肌梗死敏感度和特異度分別為91.22%、71.06%；GRS＝28.46時(shí)，AUC為8.20，此時(shí)敏感度和特異度分別為74.01%、71.01%；GCS＝13.25時(shí)，AUC為7.68，敏感度和特異度分別為68.95%、76.92%；GAS＝21.04時(shí)，AUC為8.98，敏感度和特異度分別為85.36%、93.33%?？梢?D?STI技術(shù)各應(yīng)變值用于心肌梗死診斷敏感度及特異度均較高，和譚杰等[11]研究相符。分析原因主要為，心肌梗死患者心肌缺血后出現(xiàn)頓抑心肌及冬眠心肌，能夠在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)心肌應(yīng)變能力下降的情況，而GAS值的變化同時(shí)需要GLS及GCS共同決定加權(quán)值，加之GAS的變化僅依賴心內(nèi)膜變化，因此在用于心肌缺血性疾病的評(píng)價(jià)方面，敏感性和特異度較高，較為準(zhǔn)確。

綜上所述，3D?STI技術(shù)能夠確切監(jiān)測(cè)左心室各階段心肌應(yīng)變值，為心肌梗死臨床診斷提供新思路。3D?STI的不足之處在于，三維超聲圖像相較二維圖像而言，分辨力相對(duì)較低，可能出現(xiàn)辨別室壁心內(nèi)膜及心外膜邊界困難，影響斑點(diǎn)追蹤及圖像分析準(zhǔn)確度；加之3D?STI技術(shù)進(jìn)行分析時(shí)至少需要獲取4個(gè)連續(xù)穩(wěn)定心動(dòng)周期圖像，因而不適用于房顫、頻發(fā)室性期前收縮等心律不齊患者。今后若進(jìn)一步完善其功能，便能夠在評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。