二維斑點追蹤技術評價冠心病患者左室收縮功能及收縮同步性

許昌慶，史學功，金朝龍，肖　潔，王德超，周碧蓉

二維斑點追蹤技術評價冠心病患者左室收縮功能及收縮同步性

許昌慶，史學功，金朝龍，肖潔，王德超，周碧蓉

目的 應用二維斑點追蹤技術（2DSTI）評價不同程度冠脈狹窄患者左室收縮功能以及收縮同步性。方法 109例擬診冠心病患者接受常規二維超聲和斑點追蹤檢查。根據造影結果分為對照組和冠心病組，同時根據Gensini積分將冠心病組分為3個亞組，輕度組（＜25分），中度病變組（25～50分），重度病變組（＞50分）。對所采集的高頻幀二維圖像脫機應用CMQ軟件分析，測量左室整體縱向（GLS）及圓周峰值應變（GCS），同時測量心電圖QRS波起點至左室長軸上的收縮期縱向應變達峰時間（Tssl）及短軸觀的收縮期圓周應變達峰時間（Tssc）。計算左室16節段縱向、圓周達峰時間標準差（Tssl-SD、Tssc-SD）以及縱向、圓周達峰時間最大差值（Tssl-Diff、Tssc-Diff），以時間標準差和最大差值作為不同步性指標。結果 ①與對照組比較，冠心病各組年齡、收縮壓、舒張壓、體重指數（BMI）、心率、二尖瓣舒張早期血流速度/舒張晚期血流速度（E/A）差異均無統計學意義；而冠心病各組左房增大，差異有統計學意義（P＜0.05）；②與對照組比較，冠心病各組GLS、GCS均低于對照組（P＜0.05）；隨著Gensini積分的增加，GLS與GCS總體趨勢呈進行性降低；③與對照組比較，重度病變組Tssl-SD及Tssl-Diff明顯增加（P＜0.01）；中度病變組Tssl-SD及Tssl-Diff增加（P＜0.05）；輕度病變組Tssl-SD及Tssl-Diff差異無統計學意義。Tssc-SD與Tssc-Diff在兩組之間差異無統計學意義；④冠心病組左室收縮同步性與射血分數相關分析：在冠心病組中將不同步性指數與射血分數進行相關性分析，得出Tssl-SD、Tssl-Diff與LVEF均呈顯著負相關性。結論2DSTI可準確評價冠心病患者左室心肌收縮功能及收縮同步性，為冠心病患者的早期診斷、治療方案的選擇及減少心血管事件的發生提供一種無創檢查方法。

二維斑點追蹤技術；冠心病；左心室收縮功能；收縮同步性

網絡出版時間：2016-5-9 15：43：11 網絡出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/34.1065.R.20160509.1543.042.html

冠心病已經成為嚴重危害全人類健康的多發病、常見病，而近年我國冠心病的發病率、致殘率以及致死率呈明顯上升的趨勢，因此其早期診斷、早期治療以及預防不良心血管事件的發生有重要的作用。研究［1-2］顯示室壁運動異常是診斷冠心病心肌缺血的敏感指標。目測法敏感性較差，往往冠脈已有明顯病變而未發現節段性室壁運動異常，且受操作者主觀因素影響大而準確性不高。二維斑點追蹤成像技術（two-dimensional speckle tracking imaging，2DSTI）通過軟件自動追蹤心內膜心肌斑點的空間運動軌跡，無角度依賴性，時間分辨率高［3］，較少受周圍心肌組織運動影響，可準確定量地評價心肌收縮功能及收縮同步性。該研究應用2DSTI相關應變指數左室整體縱向峰值應變（global longitudinal strain，GLS）、圓周峰值應變（global circumferential strain，GCS）和不同步性指數縱向達峰時間標準差（longitudinal time standard deviation，Tssl-SD）、圓周達峰時間標準差（circumferential time standard deviation，Tssc-SD）以及縱向達峰時間最大差值（longitudinal time maximal difference，Tssl-Diff）、圓周達峰時間最大差值（circumferential time maximal difference，Tssc-Diff）探索評價心肌收縮功能以及收縮同步性。

1　材料與方法

1.1病例資料 選取2014年12月～2015年6月安徽醫科大學第一附屬醫院因胸痛擬診冠心病入院患者109例，按照美國心臟病協會和美國心臟病學會CAG指南，采用Judkins法多方位、多角度作選擇性左右冠脈造影檢查。根據冠心病的診斷標準：冠狀動脈造影證實一支主要冠狀動脈狹窄≥50%。入選冠心病組患者79例，男41例，女38例；年齡39～83（60.51±10.37）歲。Gensini［4］積分是目前評價冠狀動脈病變支數與狹窄程度的經典方法：根據患者冠脈造影結果，狹窄（0～25%）×1，（26%～50%）×2，（51%～75%）×4，（76%～90%）×8，（91%～99%）×16，100%×32。根據病變不同部位確定權重系數，左主干病變×5；前降支近段× 2.5；前降支中段×1.5；回旋支開口處×3.5；回旋支近段×2.5；左室后側支×0.5；前降支第一對角支、心尖部、回旋支的鈍緣支、遠段，右冠狀動脈近段、中段、遠段、后降支，均×1，第二對角支×0.5。冠脈管腔狹窄程度權重系數乘以各病變血管的權重系數之和，以上求和為每位患者Gensini總積分。將冠心病患者根據Gensini積分分為：①輕度病變組（＜25分）28例，男14例，女14例；年齡（60.52±8.93）歲；②中度病變組（25～50分）26例，男14例，女12例；年齡（62.08±10.06）歲；③重度病變組（＞50分）25例，男13例，女12例；年齡（63.28± 11.54）歲。對照組30例，男16例，女14例；年齡38～82（60.53±10.28）歲，造影結果正常或者冠脈狹窄程度＜50%。以上所有受檢者為竇性心律、透聲良好、平靜呼吸且經胸常規超聲心動圖以及二維斑點追蹤檢查。排除標準：先天性心臟病、心肌病、嚴重瓣膜病、陳舊性心肌梗死、嚴重高血壓、心包積液等患者。

1.2儀器與方法

1.2.1儀器 采用荷蘭Philips IE33彩色多普勒超聲診斷儀，S5-1探頭，頻率1.0～3.5 MHz，內置Qlab 9.0分析軟件。

1.2.2圖像采集 囑患者左側臥位，同步連接心電圖，調整總增益、側方增益以及扇角，在二維模式下最佳顯示心內膜及心外膜，患者平靜呼吸時應用S5-1探頭行常規經胸超聲心動圖檢查后，再采集3個連續心動周期的胸骨旁左室標準短軸（二尖瓣水平、乳頭肌水平以及心尖水平）和心尖長軸（兩腔、三腔以及四腔心）的動態灰階圖像。

1.2.3圖像分析 ①常規超聲參數測量包括左室舒張末期內徑（left ventricular end-diastolic dimension，LVEDD）、左房內徑（left atrium dimension，LA）、在心尖四腔和兩腔心基礎上通過Simpson法測得左室射血分數（left ventricular ejection fraction， LVEF）以及脈沖多普勒測得二尖瓣舒張早期血流速度以及舒張晚期血流速度，計算二尖瓣舒張早期血流速度/舒張晚期血流速度（early mitral flow velocity/end mitral flow velocity，E/A）；②二維應變參數和同步性指數：啟動QLAB脫機軟件，選擇內膜清晰的心動周期，點擊CMQ，手動勾畫心內膜，軟件自動勾畫心外膜邊界，旋轉感興趣區各節段與相應心肌部位一致并且調節感興趣區寬度使其與實際心肌厚度一致。系統自動追蹤心肌運動，獲得左室16節段心肌縱向應變-時間、圓周應變-時間曲線、各應變指標的牛眼圖、各應變達峰時間的牛眼圖，分別記錄GCS、GLS，分析測量左室心尖長軸觀Tssl以及胸骨旁短軸觀Tssc，計算出Tssl-SD、Tssc-SD以及Tssl-Diff、Tssc-Diff作為左室收縮不同步化指數。應用不同步指數來評價心肌收縮同步性。為了消除患者心率對時間參數的影響，將所測得時間參數均進行標化（時間參數除以受檢者心動周期時間，ms為單位），以百分數表示。

1.3統計學處理 采用SPSS 16.0軟件進行分析，計量資料以±s表示。組間比較采用單因素方差分析，多組之間兩兩比較采用LSD檢驗；相關分析采用Pearson分析。

2　結果

2.1冠心病各組與對照組一般資料及常規超聲參數比較 與對照組比較，冠心病各組年齡、收縮壓、舒張壓、體重指數（body mass index，BMI）、心率E/A差異均無統計學意義；與對照組比較，冠心病各亞組LA增大，差異均有統計學意義（P＜0.05）；與其它各組比較，重度病變組LVEDD增大，左室短軸縮短率（FS）、LVEF降低，差異均有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1　對照組與冠心病各組一般情況以及常規心超數據比較（±s）

表1　對照組與冠心病各組一般情況以及常規心超數據比較（±s）

與對照組比較：**P＜0.01；與輕度病變組比較：#P＜0.05；與中度病變組比較：△P＜0.05

項目對照組（n=30）輕度病變組（n=28）中度病變組（n=26）重度病變組（n=25）F值P值年齡（歲）60.53±10.2860.52±8.9362.08±10.0663.28±11.542.180.09收縮壓（kPa）16.88±1.6018.18±2.3318.17±2.3218.32±3.191.720.17舒張壓（kPa）10.38±1.3110.89±1.7210.49±1.9910.81±2.210.420.74心率（次/min）71.77±12.1573.65±13.4473.52±10.4571.11±12.910.120.95 BMI（kg/m2）23.42±4.3022.76±2.9223.54±2.7823.36±3.300.290.83 LA（cm）3.60±0.313.83±0.38**4.00±0.31**3.97±0.34**6.97＜0.01 LVEDD（cm）4.66±0.424.76±0.464.85±0.315.23±0.62**#△7.10＜0.01 FS（%）34.38±3.0733.66±6.2433.50±4.7528.72±5.70**#△6.49＜0.01 LVEF（%）63.71±5.1462.59±6.0263.42±5.4857.20±7.43**#△6.34＜0.01 E/A0.95±0.330.76±0.250.77±0.140.90±0.452.380.07

2.2 冠心病組與對照組縱向應變與圓周應變比較任一短軸或長軸觀心肌應變曲線在對照組均為單峰曲線，達峰時間一致；而冠心病組應變曲線雜亂、低平，甚至倒轉，達峰時間明顯不同。見圖1。與對照組比較，冠心病各組GLS、GCS明顯下降，且隨Gensini積分總體趨勢降低，差異有統計學意義（P＜0.05）；僅中度病變組與輕度病變組比較時GCS差異無統計學意義。見表2。

圖1　冠心病組與對照組縱向應變與圓周應變曲線比較A：對照組左室短軸水平圓周應變曲線，曲線整齊，走形一致，各節段幾乎同時達到應變峰值；B：冠心病組左室短軸水平圓周應變曲線，曲線排列不規則，各節段不同時間達到應變峰值；C：對照組左室兩腔縱向應變曲線，各節段應變達峰時間一致，曲線排列規則；D：冠心病組左室兩腔縱向應變曲線，各節段達峰時間明顯不一致，曲線雜亂無序

2.3對照組與冠心病各組同步性指標比較 與對照組比較，中度病變組與重度病變縱向Tssl-SD及Tssl-Diff差異有統計學意義（P＜0.05，P＜0.01）；輕度病變組差異無統計學意義。與輕度組比較，僅重度病變組縱向Tssl-SD與Tssl-Diff差異有統計學意義（P＜0.01）。與中度病變組比較，僅重度病變組縱向Tssl-SD與Tssl-Diff差異有統計學意義（P＜0.05）。不同步性指數圓周Tssc-SD與Tssc-Diff在四組之間差異無統計學意義。見表3。

2.4冠心病組左室收縮同步性與射血分數相關性分析 在冠心病組中將不同步性指數與射血分數進行相關性分析，得出Tssl-SD和Tssl-Diff與LVEF呈顯著負相關性（r=-0.69、-0.87，P＜0.05）。散點圖顯示隨著冠心病組射血分數進行性降低，左室收縮不同步指數逐漸增大。見圖2。

圖2　Tssl-SD、Tssl-Diff與LVEF相關性散點圖A：Tssl-SD；B：Tssl-Diff

表2　對照組與冠心病各組縱向與圓周峰值應變比較（%，±s）

表2　對照組與冠心病各組縱向與圓周峰值應變比較（%，±s）

與對照組比較：**P＜0.01；與輕度病變組比較：#P＜0.05，##P＜0.01；與中度病變組比較：△P＜0.05

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表3　對照組與冠心病各組同步性指標比較（%，±s）

表3　對照組與冠心病各組同步性指標比較（%，±s）

與對照組比較：*P＜0.05，**P＜0.01；與輕度病變組比較：##P＜0.01；與中度病變組比較：△P＜0.05

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3　討論

早期發現冠心病患者左室收縮功能受損和心肌收縮不同步運動，對患者監測病情、選擇治療方案、評價治療效果和遠期預后有指導的意義。組織多普勒技術可以評價冠心病心肌應變及收縮同步性，但易受聲束影響具有角度依賴性而限制其廣泛應用；常規二維超聲心動圖受檢查者主觀影響以及經驗限制，難以準確定量診斷。本文應用2DSTI以準確檢測缺血心肌的縱向應變與圓周應變、定量評價心肌收縮同步性，其價格合理、無痛苦、重復性好、無角度依賴，已經成為冠心病最常用的無創診斷方法之一。

本研究顯示冠脈狹窄程度嚴重而目測法無節段性室壁活動異常的患者其二維應變參數GLS、GCS較對照組明顯降低，且隨冠狀動脈病變程度加重，GLS與GCS總體趨勢進行性降低。說明2DSTI診斷心肌缺血患者節段性室壁運動異常具有一定優勢。本文應用的Gensini積分評分方法，是一種根據造影結果綜合考慮冠狀動脈狹窄程度、病變部位的累積積分，以此作為冠心病組分為各亞組的依據，其相應所得實驗數據結果結論較其他分類方法準確性更高、說服力更強。研究［5］表明縱向應變識別冠狀動脈重度狹窄靈敏度和特異度優于徑向和圓周應變，分別為78.3%、82.0%。本研究輕度病變組與中度病變組比較，縱向峰值應變中兩組差異有統計學意義（P＜0.05），而圓周峰值應變中兩組差異無統計學意義，一定程度上反映了縱向峰值應變對心肌形變檢測的敏感性優于圓周應變，與既往研究［6］一致。分析其原因可能是由于心肌自身供血特點所決定。解剖學認為左室收縮功能主要是由縱行心肌纖維收縮引起的長軸方向的運動［7］。冠脈供血依次由心外膜到中層最后到心內膜，心肌缺血時心內膜下心肌處于冠脈供血最遠端且易受心室腔的壓迫，最早發生損傷，表現在2DSTI上為縱向應變數值的明顯降低；而中層纖維引起圓周運動只有冠脈病變嚴重時才導致活動異常，表現在2DSTI上為圓周應變數值的相應降低，但長軸方向的縱向應變較短軸的圓周應變更敏感，體現縱向應變對檢測早期心肌損傷的應用價值。

冠心病患者發展為心力衰竭不僅僅因為左室收縮力的下降，還與左室收縮同步性關系密切［8］。不同步化指數Tssl-SD、Tssl-Diff及Tssc-SD、Tssc-Diff不受常規二維超聲時間分辨率的限制，以RR間期標化，排除了不同患者心率的干擾，比組織多普勒能同時顯示各節段心肌運動，無角度限制，可以更加全面的評價心室運動是否同步。本研究中度病變組、重度病變組較對照組Tssl-SD、Tssl-Diff明顯增加，原因為冠脈狹窄程度較重或者完全閉塞，局部心肌缺血低氧，心肌血流灌注異常，缺血節段心肌運動速度降低，達峰時間延長，而非缺血節段心肌運動代償性的增強，導致部分節段收縮提前，部分延遲甚至矛盾運動最終導致心肌收縮不同步。近年多項研究［9-10］證明STI可以定量的評價心臟收縮不同步，與以往用常用的QRS寬度來判斷同步性有所不同。應用2DSTI可以準確測量16節段縱向及圓周運動達峰時間的標準差及最大差值，有效的評價心肌缺血時收縮不同步。

在冠心病組中將不同步性指數與射血分數進行相關性分析得出Tssl-SD、Tssl-Diff與射血分數呈顯著負相關性，散點圖可見心臟射血分數越低，達峰時間標準差及最大差值越大，離散度越大，心肌機械收縮越不同步。心肌缺血時，心肌組織應變能力以及整體形變能力下降［11］，舒張充盈時間縮短，心功能降低，導致心室收縮不同步；同時心室收縮不同步嚴重影響心肌泵血功能，隨著病變時間延長，心肌細胞缺血低氧加重，收縮逐漸失代償，射血分數逐步下降，最終導致心衰。

綜上所述，2DSTI準確評價冠心病患者左室心肌收縮功能及收縮同步性，對于早期發現冠狀動脈疾病具有一定的意義。

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Assessment of left ventricular systolic function and synchrony in patients with coronary artery disease by two-dimentional speckle tracking technology

Xu Changqing，Shi Xuegong，Jin Chaolong，et al
（Dept of Cardiology，The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230022）

Objective To evaluate left ventricular myocardial strain and myocardial systolic synchrony in patients with different degrees of coronary stenosis by two-dimensional speckle tracking technology（2DSTI）.Methods The study included 109 cases of coronary heart disease patients with conventional two-dimensional ultrasounding and speckle tracking.Subjects were divided into control group and coronary heart disease group according to the results of angiography，while the experimental group was divided into mild disease group（＜25 points），moderate disease group（25～50 points），and severe disease group（＞50 points）on the basis of the Gensini score.Analyzed the high-frequency two-dimensional images with the CMQ software to measure the left ventricular global longitudinal strain（GLS）and the left ventricular global circumferential strain（GCS）offline.The time to minimal systolic longitudinal，circumferential strain（Tssl，Tssc）was measured from the start point of QRS wave of electrocardiogram.The left ventricular 16 segments longitudinal and circumferential standard deviation（Tssl-SD，Tssc-SD）and maximal difference（Tssl-Diff，Tssc-Diff）were calculated，which were in terms of systolic asynchrony indexes.Results ①Compared with the control group，coronary heart disease group of age，systolic blood pressure，diastolic blood pressure，body mass index（BMI），heart rate，E/A had no statistically significant difference while LA increased（P＜0.05）；②Each group＇s GLS，GCS of coronary heart disease was lower than the control group（P＜0.05）.GLS and GCS overall trends showed progressive decrease as Gensini increasing；③The severe disease group Tssl-SD and Tssl-Diff significantly increased（P＜0.01）when compared with the control group while moderate disease group Tssl-SD and Tssl-Diff increased（P＜0.05）；mild disease group Tssl-SD and Tssl-Diff were not statistically significant.Tssc-SD and Tssc-Diff between the two groups were not statistically significant；④The correlation analysis of the coronary heart disease group between the left ventricular systolic synchrony and ejection fraction：Tssl-SD，Tssl-Diff negative correlation with LVEF.Conclusion 2DSTI can evaluate coronary artery disease patients＇left ventricular systolic function and synchrony accurately，which can be a noninvasive examination method for coronary heart disease's early diagnosis，selection of treatment regimen and can also reduce the incidence of cardiovascular events.

two-dimensional speckle tracking technology；coronary heart disease；left ventricular systolic function；systolic synchrony

R 445.1；R 541.4

A

1000-1492（2016）06-0855-05

2016-03-04接收

安徽省高校省級自然科學研究項目（編號：KJ2011A158）；安徽醫科大學第一附屬醫院博士啟動基金

安徽醫科大學第一附屬醫院心血管內科，合肥 230022

許昌慶，女，碩士研究生；周碧蓉，女，主任醫師，碩士生導師，責任作者，E-mail：zhoubirong1@hotmail.com