超聲二維斑點追蹤技術評價不同程度冠狀動脈狹窄患者左心室心內膜及心外膜扭轉與解旋運動的研究

牟靈霞，蘆桂林，黃 磊，張勇彪，陳 晨

·論著·

超聲二維斑點追蹤技術評價不同程度冠狀動脈狹窄患者左心室心內膜及心外膜扭轉與解旋運動的研究

牟靈霞，蘆桂林，黃 磊，張勇彪，陳 晨

832000 新疆石河子市，石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院功能科(牟靈霞，蘆桂林，黃磊，陳晨)，心內科(張勇彪)

【摘要】目的探討超聲二維斑點追蹤技術(2D-STI)評價不同程度冠狀動脈狹窄患者左心室心內膜、心外膜扭轉與解旋運動的特點。方法選取2014年12月—2015年8月在石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院心內科住院，并經選擇性冠狀動脈造影確診為冠心病的患者55例，依據冠狀動脈狹窄程度積分(Gensini積分)分為輕中度狹窄組(Gensini積分≤42.9分，28例)和重度狹窄組(Gensini積分≥43.0分,27例)，采用超聲2D-STI全方位分析左心室心內膜、心外膜扭轉與解旋運動指標，并分析其與Gensini積分的相關性。結果輕中度狹窄組與重度狹窄組患者性別、體質指數(shù)(BMI)、心率、左心室舒張末期容積(LVEDV)、左心室收縮末期容積(LVESV)、左心室射血分數(shù)(LVEF)、舒張期左房室瓣前向血流頻譜E峰/A峰(E/A)、等容舒張時間(IVRT)比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；重度狹窄組患者年齡、每搏輸出量較輕中度狹窄組降低(P<0.05)。重度狹窄組患者左心室扭轉角度峰值(Ptw)、主動脈瓣關閉時間點扭轉角度(AVCtw)、左房室瓣開放時間點扭轉角度(MVOtw)、解旋率(UntwR)、解旋速度峰值(PUV)、扭轉速度峰值(PTV)、心底水平心內膜下心肌旋轉角度峰值(rot baendo)、心底水平心外膜下心肌旋轉角度峰值(rot baepi)，心尖水平心內膜下心肌旋轉角度峰值(rot apendo)、心尖水平心外膜下心肌旋轉角度峰值(rot apepi)較輕中度狹窄組降低，解旋速度達峰時間(TPUV)、扭轉達峰時間(TPTV)較輕中度狹窄組升高(P<0.05)。冠心病患者Ptw、AVCtw、UntwR、TPUV、rot apendo、rot apepi與Gensini積分呈高度負相關(r=-0.725,P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.848，P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.989，P<0.01；r=-0.964，P<0.01)；TPTV與Gensini評分呈高度正相關(r=0.965，P<0.01)。 結論超聲2D-STI可以很好地評價左心室舒張功能，左心室心內膜、心外膜旋轉角度的下降程度可以從某種程度上反映冠狀動脈的狹窄程度。

【關鍵詞】超聲心動描記術；冠心??；冠狀動脈狹窄；心室功能,左

牟靈霞，蘆桂林，黃磊，等.超聲二維斑點追蹤技術評價不同程度冠狀動脈狹窄患者左心室心內膜及心外膜扭轉與解旋運動的研究[J].中國全科醫(yī)學，2016，19(15)：1852-1855.[www.chinagp.net]

Mu LX,Lu GL,Huang L，et al.Evaluation of the LV twisting and untwisting in patients with different levels of coronary artery stenosis by two-dimensional ultrasonic spot tracking technology[J].Chinese General Practice，2016，19(15)：1852-1855.

近年來冠心病發(fā)病率呈年輕化趨勢，已成為威脅人類健康的主要疾病之一[1]。而冠心病患者心室收縮與舒張功能受損程度與冠狀動脈病變程度相關[2]。所以，早期診斷與鑒別冠心病，意義重大。有研究表明，在左心室射血分數(shù)(LVEF)處于參考范圍時，左心室舒張功能或已發(fā)生異常[3]。所以，對左心室舒張功能的早期研究至關重要。本文通過超聲二維斑點追蹤技術(2D-STI)對不同程度冠狀動脈狹窄患者左心室舒張期進行分析，以期為左心室舒張功能的臨床診斷提供有力的理論依據及評價方法。

1資料與方法

1.1臨床資料選取2014年12月—2015年8月在石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院心內科住院，并經選擇性冠狀動脈造影確診為冠心病的患者55例為研究對象，其中男38例，女17例；年齡30～75歲，平均年齡(55.0±12.7)歲。入選標準：依據中華醫(yī)學會心血管病學分會2012年制定的《非ST段抬高急性冠狀動脈綜合征診斷和治療指南》[4]，入選患者年齡要求在75歲及以下；經冠狀動脈造影顯示有冠狀動脈狹窄。排除標準：陳舊性心肌梗死、嚴重瓣膜反流患者、瓣膜性心臟病、先天性心臟病、心肌病、嚴重心律失常(包括室性心動過速、心房顫動、頻發(fā)室性期前收縮)、超聲圖像質量欠佳影響分析者及心臟彩超檢查不能配合者。所有檢查取得患者知情同意。

1.2分組冠狀動脈狹窄程度積分(Gensini積分) 評分標準如下:(1)冠狀動脈狹窄≤25%為1分；(2)冠狀動脈狹窄26%～50%為2分；(3)冠狀動脈狹窄51%～75%為4分；(4)冠狀動脈狹窄76%～90%為8分；(5)冠狀動脈狹窄91%～99%為16分；(6)冠狀動脈完全閉塞為32分。相應權重系數(shù)：(1)左主干×5.0；(2)前降支近段×2.5；(3)前降支中段×1.5；(4)前降支遠段×1.0；(5)第一對角支×1.0；(6)第二對角支×0.5；(7)回旋支開口處×3.5；(8)回旋支近段×2.5；(9)回旋支遠段×1.0；(10)鈍緣支×1.0；(11)左心室后側支×0.5；(12)右冠狀動脈近段、中段、遠段、后降支×1.0。評分時，每一條冠狀動脈依據其狹窄程度所獲得的基本評分乘以該病變血管部位相對應的權重系數(shù)，為該處病變的Gensini積分。對于多處病變者，各病變處的Gensini積分總和即為該患者Gensini積分[5]。Gensini積分≤42.9分為輕中度狹窄組(28例)，Gensini積分≥43.0分為重度狹窄組(27例)。

1.3儀器與方法

1.3.1儀器GE Vivid E9超聲診斷儀，M5S超聲探頭，頻率為3.5 MHz，幀頻70～80幀/s，配有Echo PAC PC 11.1 工作站及應變分析系統(tǒng)。

1.3.2方法圖像均采集于患者冠狀動脈造影術前1周內。受檢者取左側臥位，連接心電圖，連續(xù)采集3個心動周期心尖切面四腔觀、兩腔觀、三腔觀及胸骨旁左心室短軸切面的左房室瓣水平、乳頭肌水平、心尖水平的灰階動態(tài)圖像；然后將探頭置于心尖四腔心切面，調節(jié)幀頻至少為25幀/s，囑患者屏氣后連續(xù)采集3～6個心動周期的實時全容積圖像，并對其進行圖像的后期處理及分析。

1.3.3左心室收縮功能指標使用超聲診斷儀，將二維超聲心動圖上室間隔、左心室后壁的圖像調至最清晰，利用M型曲線圖獲得左心室收縮功能的基本情況圖，包括心率、左心室舒張末期容積(LVEDV)、左心室收縮末期容積(LVESV)、LVEF、每搏輸出量、舒張期左房室瓣前向血流頻譜E峰/A峰(E/A)。再根據左心室流入道、左心室流出道血流頻譜圖確定主動脈瓣關閉時間點(AVC)和左房室瓣開放時間點(MVO)，計算等容舒張時間(IVRT,IVRT=AVC-MVO)。

1.3.4左心室心內膜、心外膜扭轉與解旋運動指標將圖像導入工作站中，進入“2D”模式，選擇心內膜顯示清晰的心動周期，在左心室基底段和心尖段短軸切面分別勾畫心內膜，調節(jié)感興趣區(qū)寬度使其與心肌厚度一致，對顯示不佳的節(jié)段進行手動微調。所有節(jié)段追蹤成功后即可獲得左心室扭轉-時間曲線、左心室扭轉角度-時間曲線及左心室解旋速度-時間曲線，獲取左心室扭轉角度峰值(Ptw)、主動脈瓣關閉時間點扭轉角度(AVCtw)即收縮末期扭轉角度、左房室瓣開放時間點扭轉角度(MVOtw)即舒張末期扭轉角度、解旋率(UntwR)、解旋速度峰值(PUV)、扭轉速度峰值(PTV)、解旋速度達峰時間(TPUV)、扭轉達峰時間(TPTV)，并獲取心底水平心內膜下心肌旋轉角度峰值(rot baendo)、心底水平心外膜下心肌旋轉角度峰值(rot baepi)、心尖水平心內膜下心肌旋轉角度峰值(rot apendo)、心尖水平心外膜下心肌旋轉角度峰值(rot apepi)。

2結果

2.1兩組患者一般資料及左心室收縮功能指標比較輕中度狹窄組與重度狹窄組患者性別、體質指數(shù)(BMI)、吸煙率、高血壓檢出率、糖尿病檢出率、心率、LVEDV、LVESV、LVEF、E/A、IVRT比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；重度狹窄組患者年齡、每搏輸出量較輕中度狹窄組降低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表1)。

2.2兩組患者左心室心內膜、心外膜扭轉與解旋運動指標比較重度狹窄組患者Ptw、AVCtw、MVOtw、UntwR、PUV、PTV、rotbaendo、rotbaepi、rotapendo、rotapepi較輕中度狹窄組降低，TPUV、TPTV較輕中度狹窄組升高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表2)。

2.3冠心病患者左心室心內膜、心外膜扭轉與解旋運動指標與Gensini積分的相關性冠心病患者Ptw、AVCtw、UntwR、TPUV、rotapendo、rotapepi與Gensini積分呈高度負相關(r=-0.725,P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.848，P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.989，P<0.01；r=-0.964，P<0.01)；TPTV與Gensini評分呈高度正相關(r=0.965，P<0.01)；PUV、PTV與Gensini積分呈低度正相關(r=0.377,P<0.01；r=0.470，P<0.01)；MVOtw與Gensini積分呈低度負相關(r=-0.429，P<0.01)；rotbaendo、rotbaepi與Gensini積分無直線相關關系(r=0.265，P>0.05；r=0.089，P>0.05)。

3討論

冠心病主要是由于營養(yǎng)心肌的血管發(fā)生狹窄甚至閉塞導致的心臟室壁相應心內膜及心外膜的缺血，進而影響左心室收縮功能及舒張功能，近年來其發(fā)病呈低齡化、高發(fā)病率等趨勢[6]。而對于左心室舒張功能的研究，左心室扭轉及解旋運動指標更為直觀、具體。本研究基礎資料顯示，重度狹窄組與輕中度狹窄組E/A無差異，只有在較嚴重的心肌損害情況下，左心室收縮功能才會對心臟產生影響，不能排除在左心室收縮功能發(fā)生損害之前其舒張功能或已有異常，進而不排除冠狀動脈狹窄程度首先引起左心室舒張功能的變化，與Shimoni等[3]研究相似。

冠心病患者心肌缺血首先從心內膜開始，心肌處于缺血、缺氧的環(huán)境，心肌細胞與收縮蛋白遭到破壞，心肌能量供應不足，再加上鈣離子超負荷等因素，肌束收縮能力下降，縱向運動減弱，進一步影響中層心肌的圓周運動[7]，進而影響心臟心尖水平、乳頭肌水平、左房室瓣水平的徑向運動。而左心室扭轉運動的變化早于左心室解旋運動，起源于收縮末期，主要發(fā)生于等容舒張末期，二者共同組成左心室的舒張功能[8]。本研究中，Ptw、UntwR隨著冠狀動脈狹窄程度的加重而降低，提示心肌缺血對于心臟舒張功能的降低起到了一定作用，并說明2D-STI可以定量評價左心室舒張功能。作為反映左心室在等容舒張期內解旋速度的UntwR，其降低可作為左心室舒張功能降低的很好體現(xiàn)。Maragiannis等[9]亦提出，左心室的UntwR是評價左心室舒張功能的一個重要新指標，本研究結果與之相似。

表1　兩組患者一般資料及左心室收縮功能指標比較

注：BMI=體質指數(shù)，LVEDV=左心室舒張末期容積，LVESV=左心室收縮末期容積，LVEF=左心室射血分數(shù)，E/A=舒張期左房室瓣前向血流頻譜E峰/A峰，IVRT=等容舒張時間；a為χ2值；吸煙定義為一生中連續(xù)或累積吸煙6個月或以上者

表2　兩組患者左心室心內膜、心外膜扭轉與解旋運動指標比較±s)

注：Ptw=左心室扭轉角度峰值，AVCtw=主動脈瓣關閉時間點扭轉角度，MVOtw=左房室瓣開放時間點扭轉角度，UntwR=解旋率，PUV=解旋速度峰值，PTV=扭轉速度峰值，TPUV=解旋速度達峰時間，TPTV=扭轉達峰時間，rot baendo=心底水平心內膜下心肌旋轉角度峰值，rot baepi=心底水平心外膜下心肌旋轉角度峰值，rot apendo=心尖水平心內膜下心肌旋轉角度峰值，rot apepi=心尖水平心外膜下心肌旋轉角度峰值

本研究中，心底水平心內膜及心外膜為順時針運動，心尖水平為逆時針運動，隨著冠狀動脈病變的加重，旋轉角度呈現(xiàn)相應降低的趨勢，此結果與Wang等[10]的研究結果相似。隨著病情的進展及冠狀動脈血管Gensini積分的升高，部分左心室扭轉與解旋運動指標出現(xiàn)進一步延遲與減低。

螺旋形心肌帶理論認為，心肌帶由一條螺旋纏繞形成的橫紋肌肌帶構成[11]。心臟正常心肌纖維呈3層分布，包括心內膜下、中層、心外膜下心肌纖維。每層心肌纖維排列方向不同，心內膜下心肌纖維自基底段到心尖段呈右手螺旋狀排列，中層心肌纖維呈環(huán)形排列，外膜下心肌纖維自基底段至心尖段呈左手螺旋狀排列。而內膜運動的損害早期提示心肌缺血，外膜運動的減低提示心肌發(fā)生透壁性的損害[12]。在本研究中，rot apendo、rot apepi與Gensini積分呈高度負相關，而rot baendo、rot baepi與Gensini積分無直線相關關系，這一結果表明，左心室心尖部水平旋轉程度從某種程度上可以反映冠狀動脈的狹窄程度。

關于應用超聲2D-STI評價不同程度冠狀動脈狹窄患者左心室心內膜、心外膜扭轉與解旋運動特點的深入應用價值，目前尚存在局限性：因本研究樣本量較少，需增加樣本量對結果進一步校正檢驗，沒有與其他檢查進行對比研究；需要較清晰的二維超聲心動圖圖像，對于檢查者技術具有一定要求；只能評估二維圖像，不能對于現(xiàn)在復雜的三維立體結構進行分析，有待于進一步提高。

綜上所述，超聲2D-STI可以定量觀察冠心病患者左心室心內膜、心外膜扭轉與解旋運動的變化，可以在一定程度上反映冠狀動脈的狹窄程度，進而較直觀地判斷左心室早期舒張功能的變化，可作為早期臨床冠心病定位診斷及預后判斷的無創(chuàng)、客觀、有效的檢查方法。

作者貢獻：牟靈霞進行試驗設計與實施、資料收集整理、撰寫論文、成文并對文章負責；牟靈霞、黃磊、張勇彪、陳晨進行試驗實施、評估、資料收集；蘆桂林進行質量控制及審校。

本文無利益沖突。

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(本文編輯：陳素芳)

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Evaluation of the LV Twisting and Untwisting in Patients With Different Levels of Coronary Artery Stenosis by Two-dimensional Ultrasonic Spot Tracking Technology

MULing-xia,LUGui-lin,HUANGLei，etal.

DepartmentofFunction,theFirstAffiliatedHospitaloftheMedicineCollege,ShiheziUniversity，Shihezi832000,China

【Abstract】ObjectiveTo investigate the characteristics of the LV twisting and untwisting of patients with different levels of coronary artery stenosis by two-dimensional ultrasonic spot tracking technology(2D-STI).MethodsFrom December 2014 to August 2015,we enrolled 55 patients who were admitted into the Department of Cardiology of the First Affiliated Hospital of the Medicine College,Shihezi University and were definitely diagnosed as coronary disease by selective coronary angiography.According to the integral of coronary artery stenosis(Gensini integral),the patients were divided into two groups:mild and moderate group(n=28) and severe group(n=27).The indexes of LV twisting and untwisting were analyzed using 2D-STI all-around analysis,and their correlation with Gensini integral was analyzed.ResultsMild and moderate group and severe group were not significantly different in gender,BMI,heart rate,LVEDV,LVESV,LVEF，E/A and IVRT(P>0.05);severe group was lower than mild and moderate group in age and LVSV (P<0.05).Severe group was lower than mild and moderate group in Ptw,AVCtw,MVOtw,UntwR,PUV,PTV,rot baendo,rot baepi,rot apendo and rot apepi,and was higher than mild and moderate group in TPUV and TPTV (P<0.05).Ptw，AVCtw，UntwR，TPUV，rot apendo，rot apepi of patients with coronary heart disease had negative correlation with Gensini integral (r=-0.725,P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.848，P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.989，P<0.01；r=-0.964，P<0.01)；TPTV had positive correlation with Gensini integral(r=0.965，P<0.01).Conclusion2D-STI can evaluate the left ventricular diastolic function well,and the descending degree of the rotation angle of the inner and outer membrane of ventriculus sinister can reflect the degree of coronary artery stenosis to some extent.

【Key words】Echocardiography；Coronary disease；Coronary stenosis；Ventricular function,left

通信作者：蘆桂林，832000 新疆石河子市，石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院功能科；E-mail：690821295@qq.com

【中圖分類號】R 541.1

【文獻標識碼】A

doi：10.3969/j.issn.1007-9572.2016.15.024

(收稿日期：2015-09-10；修回日期：2016-03-07)

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