超聲分層應變成像技術評估急性心肌梗死患者發(fā)生主要不良心血管事件的價值研究

陳傅華 周一波 楊道玲 翁文超

目前已有研究證實，急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）可導致心肌運動的協(xié)調性障礙，是心室重構和主要不良心血管事件（major adverse cardiac event，MACE）發(fā)生的重要病理機制[1]。因此，準確評估心肌機械運動的協(xié)調性對反映AMI 疾病進程和患者預后具有十分重要的臨床意義。超聲心動圖具有重復性好、操作簡便、能夠較全面檢測心肌運動和心腔結構等優(yōu)點，是心臟相關疾病診治的首選工具。隨著超聲技術的不斷發(fā)展，二維斑點追蹤成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）能夠更加敏感地評估心肌縱向、徑向、周向以及扭轉等多種復雜性機械運動，對評估不同節(jié)段和區(qū)域內受損心肌的舒縮功能障礙具有較高的準確性[2]。尤其是左心室心肌整體縱向應變（global longitudinal strain，GLS）已被多項大型臨床試驗證實可作為血運重建獲益以及MACE 預測的重要指標[3]，較常規(guī)超聲指標如左心室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）和左心室舒張末期內徑（left ventricular end diastolic diameter，LVEDd）等診斷效能更佳。超聲分層應變成像技術是在2D-STI 基礎上發(fā)展的，能夠進一步區(qū)分左心室心內膜下心肌、中層肌和心外膜下心肌的運動狀況，以及基底段、中間段和心尖段不同區(qū)域心肌的運動，能對心肌運動的協(xié)調性提供更加精確和豐富的影像學信息[4-5]。目前，關于分層應變成像在AMI 中的研究報道較少。基于此，本研究旨在探討超聲分層應變成像技術在評估AMI 患者心肌運動協(xié)調性方面的應用價值，為深入研究AMI 患者預后管理提供重要的輔助手段。

1 對象和方法

1.1 對象 回顧2020 年6 月至2022 年1 月金華市中心醫(yī)院首次確診AMI 患者154 例（研究組），男80 例，女74 例，年齡48～79（63.5±7.8）歲；疾病類型：ST 段抬高心肌梗死（ST segment elevation myocardial infarction，STEMI）76 例，非STEMI（non STEMI，NSTEMI）78 例；病變血管數目：單支81 例，兩支56 例，三支17 例；靶血管直徑狹窄百分比85%～100%（95.5±3.8）%，置入支架數目1～3（1.5±0.5）個，支架長度15～32（25.4±5.7）mm。納入標準：（1）年齡＞18 歲；（2）符合AMI 的診斷標準；（3）超聲圖像清晰可保存；（4）根據指南推薦進行綜合臨床干預；（5）患者簽署知情同意書，臨床和隨訪資料完整。排除標準：（1）復發(fā)性心肌梗死、心力衰竭、擴張型心肌病、先天性心臟病、心肌炎等；（2）嚴重肝腎功能障礙；（3）超聲圖像偽影較多，不能進行比較分析；（4）出院后自行更改用藥方案或者藥物劑量。選取同期無器質性心臟疾病的42 例志愿者作為對照組，男24 例，女18 例，年齡45～76（60.8±6.7）歲。納入標準：無心臟相關疾病、惡性腫瘤、嚴重肝腎功能障礙等。兩組對象一般資料比較差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05），見表1。本研究經本院醫(yī)學倫理委員會審查通過[批準文號：（2022）倫審第（97）號]。

表1 兩組對象的一般臨床資料比較

1.2 超聲檢查 采用常規(guī)彩色多普勒超聲檢測LVEF和LVEDd，2D-STI 測量GLS，超聲分層應變成像技術測量左心室心內膜下心肌、中層心肌和心外膜下心肌的GLS（GLS內、GLS中和GLS外）以及峰值應變離散度（peak strain dispersion，PSD）和跨壁差值△GLS（GLS內-GLS外）。研究組分別于治療前和治療1 個月進行檢測，對照組于入院后進行檢測。

采用美國GE Vivid E95 型彩色超聲診斷儀，配套M5S 高頻線性探頭（頻率為2～5 MHz）和EchoPAC 203圖像后處理工作站?；颊呷⊙雠P位或者左側臥位，適當加壓探頭提高圖像清晰度，特別肥胖者可能影響圖像采集效果。常規(guī)連接12 導聯心電圖，開啟M5S 探頭模式依次采集標準心尖四腔心、兩腔心和三腔心等多個切面圖像并凍存，以便后續(xù)分析。連續(xù)采集與心電圖相匹配的3 個心動周期圖像，全面評估心臟形態(tài)結構、瓣膜開閉狀況以及血流動力學等信息。

采用雙平面Simpson 法測量LVEF 和LVEDd。圖像導入后處理工作站，調取Q-analysis 模式進行斑點追蹤，點擊2D-strain 軟件自動勾勒兩側二尖瓣瓣環(huán)和心尖心內膜處，追蹤心肌運動感興趣區(qū)，必要時候可人工校對，使心內膜和心外膜邊緣與心肌厚度一致，最后點擊Approve 系統(tǒng)自動生成三層心肌的應變值、應變曲線圖和牛眼圖，自動計算相關參數[6]，見圖1、2（插頁）。每例患者圖像均重復測量3 次并取平均值。圖像采集和處理分析均由經驗豐富的中級職稱以上超聲醫(yī)師獨立完成，對患者病情和分組情況不知曉。

圖1 左心室心肌二維縱向分層應變值及應變曲線（A：心尖四腔心切面心內膜下、中層、心外膜下心肌GLS；B：心尖三腔心切面心內膜下、中層、心外膜下心肌GLS；C：心尖二腔心切面心內膜下、中層、心外膜下心肌GLS）

圖2 左心室各節(jié)段心肌縱向應變牛眼圖（A：心外膜下心?。籅：中層心??；C：心內膜下心?。籇：對比圖）

1.3 觀察指標 （1）研究組患者根據指南推薦選擇合適的介入干預方案，出院后常規(guī)隨訪1 年，記錄MACE發(fā)生情況，包括再發(fā)心肌梗死、新發(fā)心力衰竭、靶血管重建和心源性死亡。（2）記錄患者資料包括一般臨床資料（性別、年齡、高血壓和糖尿?。?、病情程度（AMI 分型、病變血管數目、靶血管直徑狹窄百分比、置入支架數目和長度）、藥物治療（雙抗血小板、降血脂等）。（3）記錄患者的超聲指標，包括LVEF、LVEDd、GLS、GLS內、GLS中和GLS外及PSD和跨壁差值△GLS。

1.4 重復性檢驗 兩組對象隨機選擇各5 例的圖像，分別由上述2 位超聲醫(yī)師評估主要參數包括GLS、GLS內、GLS中和GLS外以及PSD 和△GLS 在觀察者間的一致性；同一例入選者的圖像間隔1 個月后再次由同一位超聲醫(yī)師進行測量，評估觀察者內的一致性。結果以組內相關系數（intraclass correlation coefficient，ICC）進行表示。

1.5 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件。正態(tài)分布的計量資料以表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗；非正態(tài)分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗；計數資料以例（%）表示，組間比較采用χ2檢驗。采用多因素Cox 回歸篩選發(fā)生MACE 的危險因素，采用逐步后退法；繪制ROC曲線評估危險因素預測MACE 的效能，計算AUC。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組對象超聲指標的比較 與對照組比較，研究組治療前GLS、GLS內、GLS中、GLS外、△GLS 和PSD 均明顯增加，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.01）。兩組患者LVEF 和LVEDd 比較差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）。見表2。

表2 兩組對象超聲指標的比較

2.2 研究組患者治療前后超聲指標的比較 研究組治療1 個月后，GLS內、△GLS 和PSD 較治療前均明顯下降（均P＜0.01），而GLS、GLS中、GLS外、LVEF 和LVEDd均無明顯改善（均P＞0.05），見表3。

表3 研究組治療前后超聲指標的比較

2.3 有無發(fā)生MACE 患者間臨床資料的比較 隨訪1年共22 例（14.3%）患者發(fā)生MACE，其中再發(fā)心肌梗死10 例，新發(fā)心力衰竭6 例，再次血運重建6 例。與無MACE 患者相比，MACE 患者年齡增加，STEMI、兩支及三支血管病變增多、靶血管直徑狹窄百分比增加，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05），見表4。

表4 有無發(fā)生MACE患者間臨床資料的比較

2.4 有無發(fā)生MACE 患者間超聲指標的比較 與無MACE 患者比較，MACE 患者治療前GLS、GLS內、△GLS和PSD 增加，差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05），治療1 個月后有無發(fā)生MACE 患者間超聲指標比較差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05），見表5、6。

表5 有無發(fā)生MACE患者間治療前超聲指標的比較

表6 有無發(fā)生MACE患者間治療1個月超聲指標的比較

2.5 預測AMI 患者發(fā)生MACE 的危險因素分析 將P＜0.05 的指標作為自變量，MACE（無=0，有=1）作為因變量，納入多因素Cox 回歸模型。自變量賦值情況：年齡、靶血管直徑狹窄百分比、治療前GLS、GLS內、△GLS 和PSD 均作為連續(xù)性變量，疾病類型（NSTEMI=0，STEMI=1）、病變血管數目（單支=0，兩支及三支=1）。結果顯示，治療前GLS內和PSD 是預測AMI 患者發(fā)生MACE 的獨立預測因素（均P＜0.01），見表7。

表7 預測AMI患者發(fā)生MACE的危險因素分析

2.6 危險因素預測發(fā)生MACE 的效能分析 ROC 曲線顯示，治療前GLS內和PSD 預測發(fā)生MACE 的AUC分別為0.856 和0.812（均P＜0.01），提示區(qū)分度和預測效能較好，見表8 和圖3。

圖3 GLS內和PSD 預測MACE 的ROC 曲線

表8 危險因素預測MACE的ROC分析

2.7 重復性檢驗 GLS內和PSD 經重復性檢驗顯示ICC 值均＞0.859，提示超聲分層應變成像技術的重復性良好。

3 討論

2D-STI 主要從整體水平評估心室壁全程心肌的機械力學運動情況，但由于心臟并非規(guī)則的球形結構，各層心肌的均質化也存在較大差異，其中內層心肌以縱向運動為主，中層心肌以徑向運動為主，而外層心肌則以周向運動為主，并且內層心肌的血液灌注最易受到心肌不協(xié)調運動和積壓的影響，導致缺血最敏感和最嚴重。因此，進一步細分各區(qū)域、各節(jié)段、各層次的心肌運動對理解疾病發(fā)生和發(fā)展具有十分重要的意義[7-8]。超聲分層應變成像技術為實現這一目的提供了可能。

本研究結果顯示，AMI 患者的GLS、GLS內、GLS中、GLS外、△GLS 和PSD 均明顯高于對照組（均P＜0.05），但兩組LVEF 和LVEDd 的差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）。提示AMI 患者在早期心功能未明顯受損和心腔結構未明顯離心性擴大之前，常規(guī)超聲的診斷價值有限。由于縱向心肌對心臟舒縮運動起到主要作用，在心肌缺血時也最易受損，表現在GLS 明顯增加[9-10]。Wieczorkiewicz 等[11]研究采用2D-STI 和超聲分層應變成像技術比較了急性冠脈綜合征樣心肌炎和AMI 患者的心肌運動，結果顯示AMI 組GLS、徑向和周向應變（包括心內膜下、中層和心外膜下三層心肌）值均明顯高于急性心肌炎組（均P＜0.05），兩組之間Endo/Epi 比值差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），GLS≥-17.5%是診斷心肌炎的最佳截斷值。證實了兩種相似疾病在全層以及三層心肌亞層的運行協(xié)調性方面存在明顯差異。

本研究顯示，AMI 患者治療1 個月后，GLS內、△GLS 和PSD 較治療前均明顯下降（均P＜0.05），而GLS、GLS中、GLS外、LVEF 和LVEDd 均無明顯改善（均P＞0.05），說明相比較中層和心外膜下心肌，心內膜心肌最先和最容易受到缺血的影響，但同時在血運重建之后的運動恢復也最晚，GLS 內的變化情況對準確評估缺血心肌的協(xié)調運動障礙最敏感[12-13]。由于心肌各層的運動不協(xié)調性進而導致△GLS 和PSD 增加，治療后可恢復心肌運動的協(xié)調性，導致△GLS 和PSD 下降。Sivapathan 等[14]研究采用超聲分層應變成像技術獲得心外膜、中層和心內膜層心肌的縱向應變，基底段、中段和心尖段心肌的節(jié)段應變，結果顯示與高血壓和健康對照組相比，淀粉樣變性的心臟受累患者的各層和各節(jié)段整體縱向應變值均顯著增加，說明超聲分層應變成像能夠提供更多有關心肌不協(xié)調運動的定量信息，對疾病診斷具有重要意義[15-16]。

本研究顯示，AMI 患者介入治療后1 年MACE 發(fā)生率為14.3%，由于本研究總樣本量有限，可能影響結果的穩(wěn)定性。但是，本研究通過多因素Cox 回歸分析顯示，GLS內和PSD 是預測發(fā)生MACE 的獨立預測因素。GLS內每降低一個標準差AMI 患者發(fā)生MACE 風險升高0.859 倍，PSD 每增加一個標準差AMI 患者發(fā)生MACE 風險升高0.647 倍。本研究ROC 曲線分析也顯示，GLS內和PSD 預測發(fā)生MACE 的效能較好。有研究發(fā)現，GLS內≥-21.3%、PSD≥40.9 ms 提示MACE 的發(fā)生概率較高，需要臨床高度重視，及時采取預防措施以改善患者臨床預后[17-18]。

綜上所述，2D-STI 和超聲分層應變成像技術作為評估心肌運動協(xié)調性的重要工具，在AMI 術前、術后和隨訪中均有重要的應用表現。相對于GLS 來說，GLS內、△GLS 和PSD 可能更加準確反映心肌運動的協(xié)調性障礙，對評估心室重構和MACE 具有重要意義。超聲分層應變成像技術能夠提供更多心肌運動的機械力學信息，有重要的臨床應用潛力。