斑點(diǎn)追蹤技術(shù)聯(lián)合三維超聲心動(dòng)圖評(píng)估冠心病患者PCI術(shù)后左心室心肌功能和同步性臨床研究

王 哲，劉表虎，江 峰，王維娟，湯圣興

（1. 皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院超聲科 皖南醫(yī)學(xué)院超聲研究所；2. 皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科，安徽 蕪湖 241000）

經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療（Percutaneous coronary intervention，PCI）可以使缺血心肌得到有效灌注［1］，心肌功能和同步性也會(huì)得到相應(yīng)改善［2-3］。二維斑點(diǎn)追蹤（Two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）具有早期發(fā)現(xiàn)潛在心肌功能異常的能力［4］，但同步性檢測(cè)受二維圖像的限制無(wú)法同時(shí)顯示各個(gè)節(jié)段的運(yùn)動(dòng)，而實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖（Real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）可以多個(gè)角度觀察各個(gè)節(jié)段心肌運(yùn)動(dòng)同步性情況，本研究利用2D-STI和RT-3DE 評(píng)估前降支冠狀動(dòng)脈狹窄患者術(shù)前及術(shù)后不同時(shí)期心肌功能與同步性，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2019 年5 月至2020 年12 月皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影檢查確診冠心病且行PCI 治療的50 例患者為研究對(duì)象，男32 例，女18 例，年齡45～70 歲，平均（62.7±8.0）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①冠狀動(dòng)脈造影檢查顯示冠狀動(dòng)脈狹窄程度符合PCI 治療標(biāo)準(zhǔn)，前降支冠狀動(dòng)脈堵塞＞70%，其余冠狀動(dòng)脈狹窄程度均＜50%；②患者自愿參加此次研究并簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①圖像顯示不清、圖像質(zhì)量差；②心律失常；③左室射血分?jǐn)?shù)＜40%。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器 采用Philips EPIQ7C 超聲心動(dòng)圖診斷儀，配備常規(guī)二維超聲系統(tǒng)、三維超聲自動(dòng)定量HeartModel（HM）系統(tǒng)及S5-1、X5-1 探頭（頻率1～5.0 Hz）。

1.2.2 超聲心動(dòng)圖檢查方法和數(shù)據(jù)采集 連接心電圖，調(diào)節(jié)探頭分別顯示二尖瓣水平、乳頭肌水平、心尖水平左室短軸切面，均連續(xù)采集4 個(gè)連續(xù)的心動(dòng)周期，再調(diào)節(jié)探頭角度清晰顯示心尖四腔、三腔及二腔圖像，調(diào)節(jié)圖像深度、增益、扇角及聚焦，使左室顯示最佳，待心電圖穩(wěn)定后，連續(xù)采集4個(gè)心動(dòng)周期超聲心動(dòng)圖。再于心尖部取四腔心切面，選取“HMACQ”進(jìn)入3D 模式，存儲(chǔ)連續(xù)4 個(gè)心動(dòng)周期全容積動(dòng)態(tài)圖像。

1.2.3 超聲心動(dòng)圖檢查的圖像數(shù)據(jù)分析 采用Qlab 10.4定量分析軟件的三維定量分析（3DQA）技術(shù)進(jìn)行分析，獲得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）、左心室射血分?jǐn)?shù)（Left ventricular ejection fraction，LVEF）、左室16 節(jié)段達(dá)最小收縮期容積時(shí)間的最大-最小值差（Tmsv-16-diff）、標(biāo)準(zhǔn)差（Tmsv-16-SD）及兩參數(shù)經(jīng)RR 間期校正后占心動(dòng)周期的百分比值（Tmsv-16-diff%、Tmsv-16-SD%）［5］。然后利用Qlab 10.4 定量分析軟件的自動(dòng)心肌運(yùn)動(dòng)定量（aCMQ）技術(shù)分析心肌應(yīng)變。進(jìn)入二維斑點(diǎn)追蹤數(shù)據(jù)分析界面，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)包繞整個(gè)左室壁，如包繞不滿意，可進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)包繞線使整個(gè)左室心肌剛好全部被包繞到感興趣區(qū)內(nèi)，適當(dāng)調(diào)整感興趣區(qū)域以確保分析效果。隨后系統(tǒng)自動(dòng)分析計(jì)算出左室整體縱向應(yīng)變（GLS）、左室整體圓周應(yīng)變（GCS）［6］。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以±s表示，PCI 術(shù)前1 周及術(shù)后1個(gè)月、6個(gè)月測(cè)值比較采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析，兩兩比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，參數(shù)間相關(guān)性采用Pearson 相關(guān)性分析。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 冠心病患者PCI 術(shù)前、術(shù)后左室心肌應(yīng)變性比較 術(shù)后1 個(gè)月、術(shù)后6 個(gè)月GLS、GCS 測(cè)值均明顯高于術(shù)前1 周（GLS：t1=12.202，t2=8.824，P均＜0.001；GCS：t1=11.715，t2=14.669，P均＜0.001）；術(shù)后6 個(gè)月GLS、GCS 測(cè)值高于術(shù)后1 個(gè)月（GLS：t=4.346，P＜0.001；GCS：t=12.336，P＜0.001），見(jiàn)表1、圖1和圖2。

圖1 冠心病患者術(shù)前1周2D-STI圖

圖2 冠心病患者術(shù)后6個(gè)月2D-STI圖

表1 冠心病患者PCI 術(shù)前、術(shù)后左室心肌應(yīng)變性比較/±s

表1 冠心病患者PCI 術(shù)前、術(shù)后左室心肌應(yīng)變性比較/±s

注：*P＜0.001，與術(shù)前1周比較；#P＜0.001，與術(shù)后1個(gè)月比較。

GCS-19.39±3.79-21.90±3.38*-24.59±3.64*#185.168 0.000時(shí)間術(shù)前1周術(shù)后1個(gè)月術(shù)后6個(gè)月FP GLS-15.46±5.82-18.25±6.38*-21.38±3.61*#51.536 0.000

2.2 RT-3DE圖像測(cè)量參數(shù)比較

2.2.1 冠心病患者PCI 術(shù)前、術(shù)后左室收縮功能比較 術(shù)后1個(gè)月、術(shù)后6個(gè)月LVEDV、LVESV均明顯低于術(shù)前1周，LVEF 均高于術(shù)前1周（LVEDV：t1=21.802，t2=23.565，P均＜0.001；LVESV：t1=22.336，t2=26.791，P＜0.001；LVEF：t1=27.015，t2=35.081，P均＜0.001）；術(shù)后6個(gè)月LVEDV、LVESV 低于術(shù)后1個(gè)月，LVEF高于術(shù)后1個(gè)月（LVEDV：t=19.144，P＜0.001；LVESV：t=20.176，P＜0.001；LVEF：t=22.474，P＜0.001），見(jiàn)表2、圖3A。

表2 冠心病患者PCI術(shù)前、術(shù)后左室收縮功能比較/±s

表2 冠心病患者PCI術(shù)前、術(shù)后左室收縮功能比較/±s

注：*P＜0.001，與術(shù)前1周比較；#P＜0.001，與術(shù)后1個(gè)月比較。

時(shí)間術(shù)前1周術(shù)后1個(gè)月術(shù)后6個(gè)月LVEF 41.30±5.53 50.12±5.26*62.23±3.76*#880.010 0.000 FP LVEDV 111.86±8.72 95.37±11.09*79.72±13.75*#499.892 0.000 LVESV 71.78±6.11 52.73±6.08*34.98±8.02*#599.801 0.000

2.2.2 冠心病患者PCI術(shù)前、術(shù)后左室同步性比較術(shù)后1個(gè)月、術(shù)后6個(gè)月Tmsv-16-SD、Tmsv-16-diff、Tmsv-16-SD%、Tmsv-16-diff%均明顯低于術(shù)前1 周（Tmsv-16-SD：t1=17.155，t2=23.417，P均＜0.001；Tmsv-16-diff：t1=16.190，t2=15.570，P均＜0.001；Tmsv-16-SD%：t1=18.180，t2=23.674，P均＜0.001；Tmsv-16-diff%：t1=14.788，t2=15.943，P均＜0.001）；術(shù)后6個(gè)月的Tmsv-16-SD、Tmsv-16-diff、Tmsv-16-SD%、Tmsv-16-diff%均低于術(shù)后1 個(gè)月（Tmsv-16-SD：t=21.408，P＜0.001；Tmsv-16-diff：t=16.705，P＜0.001；Tmsv-16-SD%：t=21.967，P＜0.001；Tmsv-16-diff%：t=11.268，P＜0.001），見(jiàn)表3、圖3B。

圖3 冠心病患者RT-3DE圖

表3 冠心病患者PCI術(shù)前、術(shù)后左室同步性比較/±s

表3 冠心病患者PCI術(shù)前、術(shù)后左室同步性比較/±s

注：*P＜0.001，與術(shù)前1周比較；#P＜0.001，與術(shù)后1個(gè)月比較。

Tmsv-16-diff%23.65±3.71 19.28±3.62*15.79±4.06*#218.245 0.000時(shí)間術(shù)前1周術(shù)后1個(gè)月術(shù)后6個(gè)月FP Tmsv-16-SD 58.01±9.84 47.27±9.85*36.86±10.52*#464.699 0.000 Tmsv-16-diff 228.20±36.98 187.12±37.14*152.92±39.44*#314.977 0.000 Tmsv-16-SD%5.97±0.99 4.84±1.00*3.83±1.07*#486.350 0.000

2.3 冠 心 病 患 者PCI 術(shù) 后6 個(gè) 月GLS、GCS 與LVEF 間相關(guān)性分析 術(shù)后6 個(gè)月GLS 與LVEF 呈明顯負(fù)相關(guān)（r=-0.733，P＜0.001），術(shù)后6 個(gè)月GCS與LVEF呈負(fù)相關(guān)（r=-0.334，P＜0.05），見(jiàn)圖4。

圖4 冠心病患者PCI術(shù)后6個(gè)月GLS、GCS與LVEF的相關(guān)性散點(diǎn)圖

3 討 論

PCI 治療是臨床上采用比較廣泛的治療方法。目前大多數(shù)研究沒(méi)有明確冠心病患者的冠狀動(dòng)脈狹窄的部位和數(shù)量，且沒(méi)有與術(shù)前進(jìn)行對(duì)比。左前降支是左心室心肌的主要供血血管，其所支配的左室前壁及前間壁在心室收縮中最為重要，且支配范圍較廣、側(cè)支循環(huán)較差，故前降支冠狀動(dòng)脈狹窄對(duì)心肌功能和同步性影響較其他單支冠狀動(dòng)脈更為顯著［7］。因此本次研究著重研究單支冠狀動(dòng)脈狹窄對(duì)心肌功能和同步性的影響。

左心室三層心肌走形各異，縱行運(yùn)動(dòng)是由于心內(nèi)膜心肌縱向發(fā)生形變，用GLS 表示；環(huán)形運(yùn)動(dòng)為中層心肌沿心室短軸圓周方向產(chǎn)生形變，用GCS 表示。MENG Y 等［8］研究發(fā)現(xiàn)心肌功能受損后心肌運(yùn)動(dòng)不同步。超聲影像技術(shù)檢查具有無(wú)創(chuàng)性，是判斷冠心病患者預(yù)后的必要手段，2D-STI 可以不受角度依賴、心肌運(yùn)動(dòng)以及周圍組織牽拉影響，定性、定量評(píng)估心肌運(yùn)動(dòng)，判斷患者術(shù)后心肌改善情況［9］。2D-STI是在二維水平上通過(guò)測(cè)量GCS、GLS 分析心肌運(yùn)動(dòng)變化［10-11］，并不能顯示各個(gè)心肌節(jié)段在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)同步性。RT-3DE 正好彌補(bǔ)此不足，可以在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)獲取多個(gè)二維圖像，提高z 軸方向的效果，通過(guò)三維參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比分析進(jìn)行三維重建，從而獲得準(zhǔn)確的三維超聲心動(dòng)圖［3，12］，并通過(guò)分析心肌節(jié)段的時(shí)間-容積曲線來(lái)評(píng)價(jià)收縮同步性，具有無(wú)可替代的作用［8，13］。手動(dòng)3DE 操作復(fù)雜繁瑣，整個(gè)過(guò)程耗時(shí)且不便，3DE自動(dòng)分析測(cè)量方法（Heart model，HM）是一種新的自動(dòng)化算法，能夠在三維超聲心動(dòng)圖中定量計(jì)算出左心容積參數(shù)［14-15］，且HM 評(píng)估更有效率，不需要調(diào)整軸、心環(huán)相位或左心室輪廓邊緣，提高了結(jié)果的可重復(fù)性。

本次研究發(fā)現(xiàn)術(shù)前1 周患者心肌功能、同步性均明顯下降，且GLS 較GCS 下降更明顯。由于縱向運(yùn)動(dòng)的心內(nèi)膜下纖維在心肌缺血和纖維化時(shí)更加脆弱［2］，常表現(xiàn)為心內(nèi)膜心肌首先出現(xiàn)缺血，因此縱軸收縮力的變化是亞臨床心肌損傷的敏感指征［16］。有研究表明PCI術(shù)后患者心肌功能的恢復(fù)主要依靠頓抑心肌、冬眠心肌。本研究結(jié)果顯示PCI 術(shù)前1周LVEDV、LVESV、Tmsv-16-SD 等同步性指標(biāo)均高于術(shù)后1 個(gè)月、術(shù)后6 個(gè)月，PIC 術(shù)前1 周的LVEF、GLS、GCS 測(cè)值均低于術(shù)后1 個(gè)月、術(shù)后6 個(gè)月，術(shù)后6 個(gè)月與術(shù)后1 個(gè)月對(duì)比，各項(xiàng)參數(shù)均明顯改善，GLS、GCS、LVESV、LVEDV、LVEF 及Tmsv-16-SD 等同步性相關(guān)參數(shù)均較術(shù)前明顯改善，并隨時(shí)間的延長(zhǎng)，心肌功能和同步性均得到一定恢復(fù)。且術(shù)后6個(gè)月GLS、GCS 與LVEF 呈明顯負(fù)相關(guān)，GLS 在維持LVEF 中可能起著重要作用，對(duì)評(píng)估心室收縮功能的改善有較高臨床價(jià)值。由于PCI 術(shù)后1 個(gè)月犯罪血管短暫恢復(fù)血供，心肌短時(shí)間內(nèi)獲得血流再灌注，缺血心肌部分功能得到恢復(fù)，心肌收縮同步性也得到相應(yīng)改善。PCI 術(shù)后6 個(gè)月隨著心肌灌注時(shí)間的延長(zhǎng)，頓抑心肌、冬眠心肌功能已經(jīng)大部分恢復(fù)如初。術(shù)后患者的心肌功能和同步性運(yùn)動(dòng)隨著時(shí)間的推移逐漸得到明顯改善［17-18］。2D-STI 聯(lián)合RT-3DE 技術(shù)可以直觀反映冠心病患者心肌功能與同步性變化。

與以往研究相比，本次研究對(duì)象更加精準(zhǔn)，著重研究單支冠狀動(dòng)脈重度狹窄對(duì)心肌功能的影響，且通過(guò)長(zhǎng)期追蹤隨訪，更加凸顯PCI 術(shù)后患者心肌功能變化趨勢(shì)。局限性包括：⑴本研究入組人數(shù)少，結(jié)論必須在多中心大樣本研究中證實(shí)，且取得的圖像質(zhì)量有待于進(jìn)一步加強(qiáng)。⑵本研究的時(shí)間截點(diǎn)不夠豐富，未于術(shù)后即刻、術(shù)后一周時(shí)間截點(diǎn)進(jìn)行心肌評(píng)估。