三維斑點追蹤成像評價早期冠心病患者左心室收縮功能

史琪，張玲，王春梅

（新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心臟超聲診斷科，新疆 烏魯木齊 830011）

血管管腔中由于冠狀動脈粥樣硬化斑塊導(dǎo)致的血管狹窄和阻塞，或者由于冠狀動脈的功能出現(xiàn)問題，使得心肌出現(xiàn)缺血缺氧的情況，嚴(yán)重者導(dǎo)致心肌壞死而形成的心臟病便是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病[1]。由于人體內(nèi)的心肌細胞不可再生的特性，因此心肌細胞在受損后無法得到修復(fù)，所以在早期發(fā)現(xiàn)患者為冠心病時，應(yīng)盡快進行患者的治療工作進而做到對患者生活質(zhì)量的提高[2]。但常規(guī)超聲參數(shù)評估早期冠心病患者不理想。三維斑點追蹤成像是評價左心室收縮功能和心肌缺血的一種新方法[3]，這項技術(shù)受角度以及心臟運動影響較小，并且能夠自行對部分心肌組織進行追蹤處理，同時還可以對各部分的心肌節(jié)段應(yīng)變以及速度進行定量的分析[4]。本研究運用此項新技術(shù)評價早期冠心病患者左心室收縮功能。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇103例2017年2月-2018年2月在我院心內(nèi)科進行住院治療的疑似冠心病患者，對其進行冠狀動脈造影檢查，通過分析患者的臨床病史，并進行常規(guī)經(jīng)胸超聲心動圖檢測、患者身體素質(zhì)檢測以及其他相關(guān)輔助檢測，制定患者的納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) 本研究納入標(biāo)準(zhǔn)為患者有胸部不適、心悸以及心前區(qū)不適等情況，并且患者檢結(jié)果為疑診冠心病的患者，且入院后患者需要進行冠狀動脈造影檢查，同時患者在常規(guī)經(jīng)胸超聲心動圖檢查時，檢查結(jié)果為患者的左心室射血分?jǐn)?shù)大于50%。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn) 患者心功能NYHA分級為3級或4級的患者資料不予以計入；患者的心電圖顯示為急性、亞急性以及陳舊性心肌梗死患者資料不予以計入；進行過冠脈支架植入、起搏器植入以及其他心臟外科手術(shù)的患者資料不予以計入；曾患有其他類型心肌病或心肌炎的患者資料不予以計入；心臟瓣膜出現(xiàn)過疾病的患者資料不予以計入；患有嚴(yán)重心律失常類疾病的患者資料不予以計入；患有先天性心臟病以及其他器質(zhì)性心臟病患者資料不予以計入；患有急慢性肺部疾病和肺動脈高壓的患者資料不予以計入；左心室心內(nèi)膜分辨工作不能進行以及三維全容積圖像模糊的患者則資料不予以計入。

此次研究已通過我院倫理委員會審核，且研究前已通知全部患者本研究情況，患者均為自愿協(xié)助研究，并簽署相應(yīng)同意文件。

1.4 分組情況 根據(jù)造影結(jié)果分組：對照組（n=41）：冠狀動脈造影結(jié)果顯示三支主要冠脈為出現(xiàn)顯著狹窄情況且患者血流速并未降低；冠心病組（n=62）：冠脈造影結(jié)果顯示三支主要冠脈中有一支主要冠狀動脈直徑狹窄≥75%。

1.5 儀器與方法 研究使用的診斷儀配備為配備頻率3.5 MHz的M5S探頭的GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，以及頻率為1.5 MHZ-4.0 MHZ的4V探頭；且配有對患者左心室功能進行實時三維自動定量分析的軟件程序以及用于圖像脫機分析的HDF5數(shù)據(jù)處理軟件。對疑似患者中符合納入標(biāo)準(zhǔn)的患者，需要對其基本信息以及臨床病史資料進行記錄，即對患者的性別、年齡、身高、體質(zhì)量、收縮壓以及舒張壓進行詳細記錄?；颊叩难?、血糖含量、患者是否存在高血壓病史、冠心病家族史、吸煙史以及飲酒史等數(shù)據(jù)同樣需要記錄。根據(jù)受檢者身高及體質(zhì)量，應(yīng)用公式計算各受檢者體表面積指數(shù)（body surface index,BSA）=0.006,1×身高（cm）+0.012,8×體質(zhì)量（kg）-0.152,9。

為了降低小組研究對象生理差異性。要求受檢者在造影術(shù)前1天-5天內(nèi)統(tǒng)一進行超聲心電圖檢查。指導(dǎo)患者使用左側(cè)臥位體位。使用m5s探頭對患者心電圖進行同步的記錄。并在患者平靜呼吸的狀態(tài)下對其左室心尖兩腔切面、三強前面和四強前面的二維灰階動態(tài)圖像進行測量。更換4V探頭。與標(biāo)準(zhǔn)切面兒，置于患者心尖部。聲像圖獲取位置為患者的心間兩腔心切面以及四腔心切面。之后使用4D模式對患者的連續(xù)心動周期圖像進行采集。由機器將患者的三維容積圖像進行整合顯現(xiàn)。并且采集的三維圖像，其楨頻大于心率的40%。將圖像傳輸至計算機EchoPac PC 2011工作站中，選擇儲存患者的三維全容積圖像，操作步驟為打開計算機4D Auto LVQ模式，在“EDV”條件下選擇圖像，軟件會將正常標(biāo)準(zhǔn)的左心室舒張末期的心尖腔室的三維平面圖像進行顯示，同時還能將左室心內(nèi)膜和心外膜邊界進行自動勾勒，如果對軟件繪出的效果不夠滿意，可以選擇手動對其調(diào)節(jié)，用這種方式測量患者左室舒張末期的容積，還可以通過手動操作將心臟二尖瓣環(huán)中點和心尖心內(nèi)膜處的2個點作為標(biāo)準(zhǔn)點進行手動測量，之后還是經(jīng)由軟件對心臟的左室心內(nèi)膜以及心外膜邊界進行自動勾勒，在獲得左心室舒張末期的容積后，對其進行舒張末期的圖像分析，即使用軟件“ESV”模式，對患者的左室收縮末期容積進行數(shù)據(jù)記錄，然后軟件會將左心室的射血分?jǐn)?shù)進行計算彈出。最終軟件會將左心室自動分成17節(jié)段[5]。并對三維空間內(nèi)的心肌聲學(xué)斑點的真實運動進行分析，以此得到左心室的整體心肌應(yīng)變值，這些值主要包括心肌的縱向應(yīng)變（GLS）、心肌的圓周應(yīng)變（GCS）、心肌的徑向應(yīng)變（GRS）以及心肌的面積應(yīng)變（GAS）。

1.6 觀察指標(biāo) 研究觀察指標(biāo)是在進行3D-STI檢測后患者完整的三維左室心肌應(yīng)變值，且應(yīng)變值中包含了患者心肌的GLS、GCS、GRS以及GAS。除此之外，此次研究中，被檢者的臨床病史資料情況也是其中重要的觀察指標(biāo)，包括患者的各項基本資料，還有患者是否存在吸煙史、飲酒史以及高血壓病和冠心病家族史。通過觀察比較，冠心病組與對照組組間的上述觀察指標(biāo)參數(shù)是否有統(tǒng)計學(xué)差異。

1.7 統(tǒng)計分析 將研究數(shù)據(jù)輸入軟件SPSS 21.0中進行計算，患者的計量數(shù)據(jù)使用均數(shù)士標(biāo)準(zhǔn)差的形式顯示。并使用t檢驗，以冠脈造影為金標(biāo)準(zhǔn)，通過ROC 曲線的評估進行測定參數(shù)診斷價值的判斷，之后對其特異性和敏感性進行計算。P＜0.05具有統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 冠心病組與對照組一般資料對比 冠心病組患者與對照組患者相比，各項一般資料無明顯的差異（P＞0.05）

2.2 兩組左室整體收縮期病變情況比較 與對照組比較，冠心病組左室整體縱向應(yīng)變（GLS）、圓周應(yīng)變（GCS）、徑向應(yīng)變（GRS）及面積應(yīng)變（GAS）。（GLS，GCS，GRS，GAS）均減小，變化均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）

2.3 ROC曲線分析 如表3、圖1所示，經(jīng)ROC曲線分析結(jié)果顯示，結(jié)果顯示GLS和GAS的曲線下面積（AUC）均在0.8-0.90間，表明在冠心病診斷中兩者的準(zhǔn)確性較高。GLS診斷冠心病的敏感性為82%，特異性為90%，GAS診斷冠心病的敏感性為90%，特異性為88%，見表3

3 討論

此次研究的103例疑似患者中符合納入排除標(biāo)準(zhǔn)的患者為62例，且在冠脈造影中符合三支主要冠脈中一支動脈狹窄程度≥75%的條件，在62例患者的常規(guī)二維超聲心動圖中沒有出現(xiàn)顯著的異常節(jié)段性室壁運動，這是由于缺血心肌會被正常心肌牽引進行運動，所以在患者的常規(guī)二維超聲心動圖中無法使用肉眼進行觀察沒有發(fā)現(xiàn)室壁運動出現(xiàn)異常[6]。本研究結(jié)果顯示，冠心病組左室整體應(yīng)變參數(shù)（GLS、GCS、GRS、GAS）與正常對照組相比均減小，且在顯著節(jié)段性室壁運動異常出現(xiàn)前，由患者的狹窄冠狀動脈進行供血的左心室的局部心肌收縮功能開始減低。患者心肌缺血、缺氧的情況通常為冠狀動脈狹窄導(dǎo)致而形成的缺血性節(jié)段心肌收縮功能障礙，使心肌形變能力減弱，嚴(yán)重者的心肌形變能力近乎消失，并且患者正常心肌階段也會受到心肌缺血部位影響，導(dǎo)致患者的心肌整體收縮功能減弱[7]。因此將RT3D-STI技術(shù)應(yīng)用于早期的冠心病檢測中意義十分重大。

正常心室心肌分3層：心外膜下層肌纖維為斜行，心內(nèi)膜下層肌纖維為縱向走形，而心臟中層肌纖維呈環(huán)向走行[8]。由于心肌纖維的運動是機械性運動，且心肌纖維進行縱向、橫向、圓周以及旋轉(zhuǎn)時運動情況十分復(fù)雜，但是由于冠脈供血特點，其全部都是由心外膜到心內(nèi)膜方向進行從外到內(nèi)的供血，因此會使患者心內(nèi)膜的供血管道半徑變小，導(dǎo)致心臟出現(xiàn)缺血時，心內(nèi)膜是最先受到影響的，而心臟進行長軸方向運動的重要因素便是心內(nèi)膜下面的心肌，因此其受影響較大，而當(dāng)心肌發(fā)生缺血時，心肌長軸方向的收縮功能受到的影響最為嚴(yán)重，這個結(jié)論和之前的研究結(jié)果相同 。

表 1 冠心病組與對照組一般資料對比（Mean±SD）

表 2 冠心病組與對照組左室整體應(yīng)變參數(shù)對比（Mean±SD）（%）

表 3 冠心病診斷中各應(yīng)變參數(shù)的ROC曲線分析

圖 1 冠心病患者ROC曲線分析結(jié)果。GLS：左心室整體縱向應(yīng)變；GCS：左心室整體圓周應(yīng)變；GRS：左心室整體徑向應(yīng)變；GAS：左心室整體面積應(yīng)變。

此次研究對狹窄冠狀動脈供血區(qū)各方向應(yīng)變能力使用ROC曲線進行篩選，并將診斷冠狀動脈狹窄的敏感指標(biāo)進行確定。本研究中冠心病組GLS，GCS，GRS，GAS的ROC曲線下面積分別為0.82、0.65、0.63、0.8。當(dāng)GAS以33.5為檢測冠狀動脈病變的截斷值時，其敏感性和特異性最高。在同一心動周期內(nèi)進行的局部心肌應(yīng)變情況是面積應(yīng)變的直觀顯示。即在心肌進行收縮運動時，心肌面積減少的大小，面積應(yīng)變是體現(xiàn)心肌長軸方向運動情況的重要數(shù)據(jù)，同時還會對心肌環(huán)向方面的改變進行展示，可以將其作為全部心肌進行縱向應(yīng)變和圓周應(yīng)變的矢量和，因此，觀察心臟室壁運動狀態(tài)的最全面、真實的方法便是對心肌面積應(yīng)變的觀察，可以對左室整體的收縮功能進行更好的體現(xiàn) 。

綜上所述，三維斑點追蹤技術(shù)能評估冠心病早期心肌缺血引起的室壁運動異常，在臨床中具有重要的應(yīng)用價值。