三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)對(duì)冠心病前降支近端狹窄的診斷價(jià)值

段 娜 欒 波▲ 朱 芳 丁明巖

1.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)人民醫(yī)院 遼寧省人民醫(yī)院心內(nèi)科，遼寧沈陽 110016；2.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)人民醫(yī)院 遼寧省人民醫(yī)院心功能科，遼寧沈陽 110016

冠心?。╟oronary heart disease，CHD）是目前世界上發(fā)病率和死亡率極高的疾病[1-2]，其中冠狀動(dòng)脈的左前降支（left anterior descending artery，LAD）是左心室主要的供血血管，在CHD 中的發(fā)病率最高、預(yù)后最差[3]。冠狀動(dòng)脈造影術(shù)（coronary angiography，CAG）是目前臨床診斷冠狀動(dòng)脈狹窄的金標(biāo)準(zhǔn)[4-5]，但無法用于冠狀動(dòng)脈是否存在狹窄的篩查手段。近些年發(fā)展起來的心臟三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（theredimensional speckle tracking imaging，3D-STI）可以無創(chuàng)定量評(píng)估心肌缺血引起的左心室心肌應(yīng)變的變化及心肌缺血面積[6-9]，是當(dāng)今臨床最先進(jìn)的應(yīng)用于心肌缺血患者的重要篩查手段之一[10]。本研究回顧性分析113 例行冠狀動(dòng)脈造影患者，評(píng)價(jià)3D-STI 對(duì)冠狀動(dòng)脈LAD 近段病變的早期預(yù)測(cè)價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017 年12 月～2019 年3 月在遼寧省人民醫(yī)院心內(nèi)科行冠狀動(dòng)脈造影提示LAD 近段狹窄的患者83 例。根據(jù)CAG 結(jié)果的冠狀動(dòng)脈狹窄程度將患者分為：輕度狹窄組25 例，狹窄率≤50%；中度狹窄組32 例，50%＜狹窄率≤75%；重度狹窄組26 例，75%＜狹窄率≤100%。另選同期 30 例CAG 證實(shí)冠狀動(dòng)脈無明顯狹窄作為對(duì)照組。

納入標(biāo)準(zhǔn)：常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查未見明顯室壁節(jié)段性運(yùn)動(dòng)異常，同時(shí)左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）＞50%；冠狀動(dòng)脈造影為L(zhǎng)AD 近段單支病變的患者。

排除標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)過冠狀動(dòng)脈造影證實(shí)為非單純LAD 近段狹窄；既往曾明確診斷的心肌梗死、先天性心臟病、瓣膜病、心肌病，并伴嚴(yán)重的惡性心律失常、嚴(yán)重的肝腎功能不全、嚴(yán)重的缺血和缺氧性疾??；透聲條件差，導(dǎo)致超聲圖像無法分析的患者。

1.2 方法

1.2.1 一般資料的收集 收集所有入選患者的年齡、性別、既往史等一般臨床資料，以及冠脈造影結(jié)果、普通心臟超聲結(jié)果和3D-STI 結(jié)果。

1.2.2 冠脈造影檢查及結(jié)果判定 所有行冠脈造影患者采用Seldinger 法穿刺橈動(dòng)脈或股動(dòng)脈，置入5F 動(dòng)脈鞘管，根據(jù)患者體重給予相應(yīng)計(jì)量肝素，然后進(jìn)行多方位、多角度選擇性冠脈造影。造影結(jié)束后，采用系統(tǒng)自帶軟件，使用QCA（quantitative coronary angiography）方法測(cè)量病變血管的直徑狹窄率（diameterstenosis rate）。所測(cè)指標(biāo)由兩名具有高級(jí)職稱的心內(nèi)科醫(yī)生測(cè)量后取平均值。

1.2.3 超聲心動(dòng)圖檢查及結(jié)果判定 GE Vivid E9超聲診斷儀，二維M5SC 探頭，頻率1.7 ～3.3MHz；三維4V 探頭，頻率1.7 ～4.0MHz，幀頻25 ～40 幀/s，EchoPAC 工作站用于后期圖像分析。

常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查及結(jié)果分析：患者安靜狀態(tài)、左側(cè)臥位，同步連接心電圖，在超聲圖像顯示最佳清晰的時(shí)候囑患者吸氣末屏住呼吸，按照2019 年美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)（American Society of Echocardiography，ASE）成人經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖檢查指南[24]，測(cè)得常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖各個(gè)參數(shù)，包括：左心房收縮期二尖瓣口血流速度（A 峰），左心室舒張?jiān)缙诙獍昕谘魉俣龋‥ 峰），E 峰與A 峰的比值（E/A），采用simpson 雙平面法描記心內(nèi)膜邊界，勾畫出左心室舒張末期容積（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左心室收縮末期容積（left ventricular end-systolic volume，LVESV），從而計(jì)算出左心室射血分?jǐn)?shù)（left ejection fraction，LVEF）和左心室搏出量（left ventricular volume，LVSV）等參數(shù)。

三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)檢查及結(jié)果分析：將三維探頭（4V）置于心尖搏動(dòng)處，顯示標(biāo)準(zhǔn)的心尖四腔心后，利用二維三平面法儀器自動(dòng)構(gòu)建出心尖三腔圖像及心尖兩腔圖像，囑患者吸氣后屏氣，存儲(chǔ)5 個(gè)心動(dòng)周期的三平面清晰圖像，用于EchoPAC 工作站進(jìn)行脫機(jī)分析獲得左心室3D-STI 參數(shù)。應(yīng)用GE Vivid E9 Echo PAC 工作站的4D AutoLVQ 在機(jī)軟件脫機(jī)分析患者的3D-STI 圖像。計(jì)算出左心室整體縱向應(yīng)變值（left ventricular global longitudinal strain，LVGLS）、左心室整體徑向應(yīng)變值（left ventricular global radial strain，LVGRS）、左心室整體圓周應(yīng)變值（left ventricular global circumferential strain，LVGCS）、左心室整體面積應(yīng)變值（left ventricular global area strain，LVGAS），所有參數(shù)均測(cè)量3次取平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS19.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其中計(jì)數(shù)資料用例數(shù)表示，計(jì)量資料以（）表示。所有計(jì)量資料經(jīng)正態(tài)分布及方差齊性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布同時(shí)方差齊性的計(jì)量資料采用單因素方差分析，兩兩組間進(jìn)一步比較采用LSD-t 檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用Kurskal-Wallis H 檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。繪制不同應(yīng)變參數(shù)預(yù)測(cè)LAD 近端狹窄：50%＜狹窄率≤75%和75%＜狹窄率≤100%的ROC 曲線，計(jì)算曲線下面積（the area under the ROC curve，AUC）及截?cái)嘀担╟ut-off point）。P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 各組患者一般臨床資料比較

表2 各組常規(guī)超聲參數(shù)比較

表2 各組常規(guī)超聲參數(shù)比較

注：LVESV：左心室收縮末期容積；LVEDV：左心室舒張期末容積；LVSV：左心室搏出量；LVEF：左心室射血分?jǐn)?shù)；E 峰：左心室舒張?jiān)缙诙獍昕谘魉俣龋籄 峰：左心房收縮期二尖瓣口血流速度；E/A：E 峰與A 峰的比值

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表3 各組患者整體應(yīng)變參數(shù)比較，%）

表3 各組患者整體應(yīng)變參數(shù)比較，%）

注：GLS：左室整體縱向應(yīng)變；GRS：左室整體徑向應(yīng)變；GCS：左室整體圓周應(yīng)變；GAS：左室整體面積應(yīng)變；與對(duì)照組比較，aP ＜0.05；與輕度狹窄比較，bP ＜0.05

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2 結(jié)果

2.1 各組一般臨床資料比較

入選患者各組間的年齡、性別、高血壓、高血脂、糖尿病發(fā)病率及吸煙史比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）。見表1。

2.2 各組常規(guī)超聲參數(shù)比較

各組間常規(guī)超聲參數(shù)LVESV、LVEDV、LVSV、LVEF、E 峰、A 峰、E/A 比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）。見表2。

2.3 各組患者整體應(yīng)變參數(shù)比較

四組三維整體應(yīng)變參數(shù)結(jié)果中，在GLS 中，輕度、中度、重度狹窄組較正常組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）；GRS、GCS、GAS 中，中度狹窄組和重度狹窄組較正常組和輕度狹窄組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＜0.05）；而輕度狹窄組和正常組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）。各組應(yīng)變均值比較，見表3。

2.4 不同應(yīng)變參數(shù)預(yù)測(cè)LAD近段狹窄程度的ROC曲線分析

根據(jù)所得三維整體應(yīng)變參數(shù)繪制ROC 曲線并計(jì)算相應(yīng)值（表4 ～5，圖1 ～2）。其中GLS 診斷效能最大，在診斷LAD 近段中度狹窄（50%＜狹窄率≤75%）中，AUC 為0.769、截?cái)嘀禐?16.00%、敏感度為75.0%、特異度為78.2%、正確指數(shù)為0.532；診斷LAD 近段重度狹窄（75%＜狹窄率≤100%）中，AUC 為0.889、截?cái)嘀禐?16.75%、敏感度為80.8%、特異度為84.4%、正確指數(shù)為0.641。

表4 診斷中度狹窄ROC曲線分析值

表5 診斷重度狹窄ROC曲線分析值

圖1 診斷中度狹窄ROC 曲線圖

圖2 診斷重度狹窄ROC 曲線圖

3 討論

CHD 是由于冠狀動(dòng)脈內(nèi)壁出現(xiàn)粥樣硬化斑塊，并于冠脈管腔內(nèi)淤積，使得管腔逐漸狹窄甚至閉塞，導(dǎo)致心肌供血不足，心肌供氧量與耗氧量之間失去平衡，產(chǎn)生的一系列心肌缺血癥狀，心肌細(xì)胞的缺氧、缺血、纖維化及壞死可導(dǎo)致心肌的舒張勢(shì)能減少和低灌注狀態(tài)，早期可以導(dǎo)致局部或整體心肌的順應(yīng)性減退，晚期則出現(xiàn)左心室心肌的整體運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)、心肌纖維化、收縮能力下降及舒張順應(yīng)性減退等改變[11-12]。LAD 是左心室心肌的主要供血血管，在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化中的發(fā)病率及死亡率最高，由其支配的前壁、前間壁心肌在心室壁收縮中最為重要，尤其是LAD 近段的嚴(yán)重狹窄以及閉塞對(duì)心功能的影響最大[3]，所以 LAD 近段狹窄備受臨床醫(yī)生關(guān)注，早期檢測(cè)出LAD 近段狹窄并進(jìn)行有效干預(yù)，對(duì)臨床患者的預(yù)后意義重大。

CAG 目前是臨床診斷冠狀動(dòng)脈狹窄的金標(biāo)準(zhǔn)，但是該方法費(fèi)用高、具有創(chuàng)傷性、有輻射危害并存在禁忌證，因此無法成為篩查CHD 的常規(guī)方法[13]。而超聲檢查因其費(fèi)用較低、方便快捷、無創(chuàng)性等優(yōu)勢(shì)在臨床中得到廣泛應(yīng)用。

目前臨床常規(guī)使用的組織多普勒技術(shù)因受超聲波方向和室壁運(yùn)動(dòng)方向的限制，具有角度依賴性，在臨床應(yīng)用中受到一定限制[14]。超聲斑點(diǎn)追蹤成像（speckle tracking imaging，STI） 通過追蹤心肌組織斑點(diǎn)在心動(dòng)周期中的活動(dòng)軌跡來取得心肌應(yīng)變，進(jìn)而而定量評(píng)價(jià)心臟的收縮和舒張功能[15]。冠狀動(dòng)脈輕度狹窄時(shí)，心肌缺血導(dǎo)致微循環(huán)障礙，常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查雖未見室壁運(yùn)動(dòng)異常，但心肌運(yùn)動(dòng)已經(jīng)發(fā)生變化，其中二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（2DSTE）能夠定量評(píng)價(jià)心肌整體及局部收縮功能，無角度依賴性，能夠較準(zhǔn)確、無創(chuàng)地反映局部及整體心肌功能，對(duì)早期CHD 心肌缺血有重要的診斷價(jià)值[16-17]。然而心肌是一個(gè)三維立體空間，左室心肌舒張和收縮運(yùn)動(dòng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。三維斑點(diǎn)追蹤顯像是對(duì)心肌固有斑點(diǎn)的三維空間運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行追蹤成像來定量評(píng)價(jià)心肌的功能，這種多平面立體式的監(jiān)測(cè)方法，可以更好地顯示心肌感興趣區(qū)的斑點(diǎn)真實(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，讓臨床工作者可以定量地檢測(cè)患者的心功能[18]。它既能顯示因心肌缺血或梗死所導(dǎo)致的節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常，同時(shí)可對(duì)心肌缺血或梗死的部位、范圍進(jìn)行分析[7]，又克服了二維斑點(diǎn)追蹤成像不能夠在同一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)進(jìn)行成像的缺點(diǎn)，并且3D-STI 在感興趣區(qū)的斑點(diǎn)追蹤效果好、圖像直觀、量化指標(biāo)多、操作方便，是當(dāng)今臨床檢測(cè)心肌缺血最先進(jìn)的重要檢查手段之一。

心肌應(yīng)變是指心肌在張力作用下發(fā)生形變的能力，通過3D-STI 能夠測(cè)得左室局部及整體縱向應(yīng)變（longitudinal strain，LS）、徑向應(yīng)變（radial strain，RS）、圓周應(yīng)變（circumferential strain，CS）、面積應(yīng)變（area strain，AS）的心肌收縮期的應(yīng)變峰值，可以定量地反映出左室心肌的形變能力，是檢測(cè)心臟的整體和局部收縮功能新指標(biāo)。在這些指標(biāo)中，AS 包括縱向應(yīng)變和徑向，測(cè)量的是影響心肌中層收縮和舒張時(shí)形變的三維綜合應(yīng)變，與單一的應(yīng)變相比，綜合應(yīng)變更能準(zhǔn)確客觀的評(píng)價(jià)心肌局部的收縮功能。目前已有國(guó)外研究證明3D-STI 能夠準(zhǔn)確的測(cè)量出心肌應(yīng)變，客觀精確的評(píng)估局部和整體的心功能[19-20]。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)中，LAD 近段不同程度狹窄的各組間超聲指標(biāo)無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，因此證明二維常規(guī)心臟超聲對(duì)無節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常冠心病患者的診斷有一定的局限性。有文獻(xiàn)[21-22]應(yīng)用3D-STI 研究發(fā)現(xiàn)，LAD 嚴(yán)重狹窄患者GLS、GRS、GCS、GAS 的絕對(duì)值與對(duì)照組相比明顯減低（P ＜0.05）。分析本研究四組結(jié)果中的三維應(yīng)變參數(shù)發(fā)現(xiàn)，在GLS 組中，輕度、中度和重度狹窄組與正常組比較均有顯著差異；GRS、GCS、GAS 三組中，中度狹窄組和重度狹窄組較正常組和輕度狹窄組比較均有顯著差異；而輕度狹窄組和正常組比較無明顯差異。由此可以看出冠狀動(dòng)脈狹窄程度與心肌應(yīng)變有關(guān)，LAD 近段狹窄可以通過心肌應(yīng)變的改變被檢測(cè)出來。心肌缺血的發(fā)生由心內(nèi)膜向心外膜進(jìn)展，當(dāng)冠狀動(dòng)脈狹窄程度較輕時(shí)，心肌缺血僅限于心肌的心內(nèi)膜層，所以心肌的縱向運(yùn)動(dòng)減弱；當(dāng)冠狀動(dòng)脈出現(xiàn)＞50%的中重狹窄時(shí)，心肌缺血累及心肌中膜層和心外膜層，導(dǎo)致心肌的圓周和徑向運(yùn)動(dòng)減弱。因而各項(xiàng)心肌應(yīng)變指標(biāo)出現(xiàn)明顯改變。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，在心肌缺血的診斷中，縱向應(yīng)變指標(biāo)較其他指標(biāo)出現(xiàn)變化的時(shí)間更早。

結(jié)合本研究心肌整體應(yīng)變參數(shù)結(jié)果，進(jìn)一步通過ROC 曲線分析四個(gè)應(yīng)變參數(shù)診斷中重度狹窄組的檢驗(yàn)效能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)GLS 的靈敏度最高，說明縱向應(yīng)變?cè)谌齻€(gè)方向應(yīng)變中最敏感，這與Norum 等[23]的研究結(jié)果一致。

綜上所述，心肌整體應(yīng)變參數(shù)能夠定量評(píng)價(jià)LAD 近段不同狹窄程度左心室心肌缺血情況，對(duì)CHD 的早期診斷有一定的價(jià)值。

本研究尚存在一定的局限性：3D-STI 技術(shù)對(duì)圖像清晰度以及幀頻要求較高，部分透聲條件差、不能配合、嚴(yán)重心律失常的患者未納入研究；分析軟件自動(dòng)對(duì)心肌進(jìn)行線性分層，可能與真實(shí)心肌的解剖結(jié)構(gòu)有所不同；沒有進(jìn)一步比較分析不同心肌節(jié)段縱向分層應(yīng)變指標(biāo)；本研究樣本量小，未來可擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步分組研究。