自動功能成像預測冠狀動脈左前降支嚴重狹窄

陳銀花，陳 勇，馬 勇，袁 靜，于海迪，楊 菲，吳秀秀

(蘇北人民醫院超聲心動圖室，江蘇 揚州 225001)

自動功能成像預測冠狀動脈左前降支嚴重狹窄

陳銀花，陳 勇*，馬 勇，袁 靜，于海迪，楊 菲，吳秀秀

(蘇北人民醫院超聲心動圖室，江蘇 揚州 225001)

目的探討應用基于二維斑點追蹤顯像(2D-STI)技術的自動功能成像(AFI)縱向應變預測可疑冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)患者冠狀動脈左前降支(LAD)嚴重狹窄的價值。方法將92例可疑冠心病患者根據冠狀動脈造影(CAG)結果分為2組，A組(LAD狹窄<70%)49例，B組(LAD狹窄≥70%)43例。采集心尖左心室長軸、心尖四腔和心尖兩腔心切面二維灰階動態圖像。采用AFI軟件自動測量左心室18節段收縮期縱向應變(LS)、左心室收縮期整體縱向應變(GLS)及左前降支支配區域縱向應變(TLS)。比較2組間各常規超聲參數和二維縱向應變參數差異，繪制各參數預測LAD嚴重狹窄的ROC曲線。結果2組常規超聲參數差異均無統計學意義(P均>0.05)，B組GLS及TLS均明顯低于A組(P均<0.001)，TLS和GLS預測LAD嚴重狹窄的曲線下面積(AUC)最大，分別為0.715和0.705，TLS和GLS預測LAD嚴重狹窄的截斷值、敏感度、特異度分別為：-19.58%、63.3%、67.4%和-20.85%、74.4%、61.2%。結論基于2D-STI技術的AFI測量心肌縱向應變參數可用于預測可疑冠心病患者LAD嚴重狹窄，GLS較TLS敏感度高。

自動功能成像；冠狀血管；狹窄；超聲心動描記術

臨床早期篩查冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)的主要方法為常規心電圖及超聲心動圖檢查，但部分嚴重冠心病患者靜息狀態下心電圖及左心室射血分數正常，僅部分患者存在明顯節段性室壁運動異常，而輕微室壁運動異常多難以準確識別。冠狀動脈造影(coronary angiography, CAG)是診斷冠心病的金標準，當CAG顯示冠狀動脈直徑狹窄≥70%時需行再血管化、再灌注治療[1]。研究[2-4]表明二維斑點追蹤顯像(two-dimensional speckle tracking imaging, 2D-STI)技術可檢測冠狀動脈嚴重狹窄引起的靜息狀態下左心室縱向功能的受損。2D-STI是基于二維高頻圖像的超聲新技術，可客觀、無角度依賴性地評價心肌運動。由于心內膜下心肌纖維主要為縱向排列且對缺血損害更敏感，因此本研究采用基于2D-STI技術的自動功能成像(automated function imaging, AFI)縱向應變參數，探討其預測冠狀動脈左前降支(left anterior descending, LAD)嚴重狹窄的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016年9月—2017年2月因疑診冠心病于我院心內科住院并接受CAG檢查的患者92例，其中男61例，女31例，年齡38～84歲，平均(62.4±10.3)歲。入組標準：①經詳細詢問病史、體格檢查、心電圖、常規超聲心動圖及實驗室檢查排除心臟瓣膜病、心肌病、心肌梗死、心律失常；②CAG前常規超聲心動圖檢查未發現明顯節段性室壁運動異常。根據CAG結果將患者分為2組：A組(LAD狹窄<70%)49例，其中男31例，女18例，年齡41～83歲，平均(61.1±9.7)歲；B組(LAD狹窄≥70%)43例，其中男30例，女13例，年齡38～84歲，平均(63.8±11.0)歲。

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid E9超聲診斷儀，M5s探頭，頻率1.7～3.3 MHz。儀器內置AFI分析軟件。檢查時囑受檢者取左側臥位，同步連接心電圖，常規超聲檢查后，分別獲取心尖四腔心、兩腔心、心尖左心室長軸切面連續3個心動周期二維圖像，存儲圖像以備后續分析。

1.3 圖像分析 測量常規二維超聲心動圖參數，獲取左心室舒張末期內徑(left ventricular end diastolic diameter, LVEDD)、左心室收縮末期內徑(left ventricular end systolic diameter, LVESD)，雙平面Simpson法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)及左心室射血分數(left ventricular ejection fraction, LVEF)。采用AFI模式，先于心尖左心室長軸切面圖像，選取二尖瓣兩側瓣環和心尖三點心內膜，軟件自動生成ROI，調整ROI寬度使其包括心肌全層，軟件自動追蹤心肌運動，如追蹤不佳可手動微調，選取主動脈瓣關閉(aortic valve closure, AVC)時間，系統自動將各室壁等分為基底段、中間段和心尖段并獲得各節段峰值收縮期縱向應變(longitudinal strain, LS)和應變曲線，同法分析心尖四腔心和兩腔心切面圖像后自動顯示左心室18節段應變牛眼圖以及左心室收縮期整體縱向應變(global longitudinal strain, GLS)。根據美國超聲心動圖協會指南[5]計算LAD支配區域內心肌各節段[前壁基底段(basal anterior, BA)，前壁中間段(mid anterior, MA)，前壁心尖段(apical anterior, AA)，前間隔基底段(basal anteroseptum, BAS)，前間隔中間段(mid anteroseptum, MAS)，前間隔心尖段(apical anteroseptum，AAS)]收縮期LS均值，獲得LAD支配區域縱向應變(territorial longitudinal strain, TLS)。

隨機選取A組和B組患者各10例，由2名同年資觀察者分別分析患者二維縱向應變各項測值，并進行觀察者之間可重復性檢驗。同一觀察者對同一病例進行2次分析，進行觀察者內可重復性檢驗。

1.4 統計學分析 采用SPSS 24.0統計分析軟件。符合正態分布的計量資料以±s表示，計數資料以百分數表示，2組間均數比較采用獨立樣本t檢驗，計數資料比較采用χ2檢驗；以CAG為金標準，繪制各參數預測LAD嚴重狹窄的ROC曲線，確定曲線下面積(area under the curve, AUC)及最佳截斷點?？芍貜托员容^采用Bland-Altman檢驗法。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

除B組收縮壓高于A組(P<0.05)外，其余年齡、性別構成、心率、舒張壓、心電圖缺血改變陽性率差異均無統計學意義(P均>0.05，表1)。

2.1 常規超聲參數與縱向應變參數比較 2組常規超聲參數LVEDV、LVESV、LVEF、LVEDD、LVESD比較差異均無統計學意義(P均>0.05)，B組GLS及TLS均明顯低于A組(P均<0.001，表2、圖1)。進一步分析2組間LAD支配區域內各節段心肌LS差異發現，除左心室MA的LS差異無統計學意義(P>0.05)外，其余各節段LS值B組均顯著低于A組相應節段(P均<0.05，圖2)。

表1 2組患者臨床基本資料比較

表2 2組二維常規超聲參數與縱向應變參數比較(±s)

表2 2組二維常規超聲參數與縱向應變參數比較(±s)

組別LVEDV(ml)LVESV(ml)LVEF(%)LVEDD(mm)LVESD(mm)TLS(%)GLS(%)A組(n=49)120．88±17．4943．39±9．2564．35±4．0750．33±3．2332．55±2．87-20．57±2．67-21．39±2．37B組(n=43)126．19±18．7846．49±8．8163．21±3．5051．30±3．4133．53±2．62-18．37±2．64-19．61±2．16t值-1．403-1．6411．428-1．408-1．709-3．968-3．746P值0．1640．1040．1570．1630．091<0．001<0．001

圖1 左心室18節段縱向應變曲線及相應牛眼圖 A.A組患者(左前降支無狹窄)縱向應變曲線及牛眼圖，牛眼圖示各節段顏色均勻一致； B.B組患者(左前降支近中段狹窄99%)縱向應變曲線及牛眼圖，牛眼圖示左前降支支配區域局部節段顏色淺淡

2.2 二維常規參數及應變參數預測LAD嚴重狹窄的ROC曲線分析 繪制各二維常規參數及應變參數預測LAD嚴重狹窄的ROC曲線，其中以TLS和GLS的AUC最大，分別為0.715和0.705。TLS預測LAD嚴重狹窄的截斷值為-19.58%，敏感度為63.3%、特異度為67.4%；GLS預測LAD嚴重狹窄的截斷值為-20.85%，敏感度為74.4%、特異度為61.2%(圖3)。

2.3 可重復性檢驗 AFI測量的二維縱向應變觀察者內及觀察者間變異分別為2.12%和4.43%，可重復性好。

3 討論

冠心病的早發現、早干預對降低其發病率和病死率尤為重要，超聲心動圖以無創、經濟、操作簡便的優勢成為篩查冠心病的首選方法之一。常規超聲心動圖主要通過分析節段室壁運動評價有無心肌缺血進而預測冠狀動脈病變，但心肌缺血或壞死引起的亞臨床心肌功能不全常無法表現為肉眼可見的節段性室壁運動異常，一些輕微的室壁運動異常肉眼難以準確識別，且肉眼觀察主觀性強，缺乏定量指標，對醫師經驗依賴性較大，因此尋求敏感、客觀的超聲新指標評價心肌缺血并預測冠狀動脈病變，對篩查冠心病高危人群具有一定的臨床意義。

圖2 2組LAD供血區域心肌節段LS比較 (#：與A組相應心肌節段比較，P<0.05) 圖3 二維常規超聲參數及應變參數預測LAD嚴重狹窄的ROC曲線

2D-STI是基于二維高幀頻圖像的超聲新技術，無角度依賴性，具有較高的時間和空間分辨率，被廣泛地應用于評價各種心血管疾病心肌的整體和局部應變。研究[6]表明，靜息狀態下2D-STI技術縱向應變參數對心肌缺血的識別優于傳統的肉眼評估室壁運動。本研究入選的患者CAG前常規二維超聲心動圖均未發現明顯節段性室壁運動異常，但采用基于2D-STI技術的AFI測量檢出嚴重LAD狹窄支配區域內應變減低節段，提示二維縱向應變可檢測心肌缺血。左心室壁由3層走行不一的纖維組成，包括心內膜下縱向走行、中層環向和心外膜下斜形走行的纖維，心肌缺血早期首先累及心內膜下心肌，導致縱向應變的減低，只有較嚴重的持續缺血才累及中層環形心肌，引起肉眼可見的室壁運動異常[7-8]。

本研究發現A組與B組的常規超聲參數LVEDV、LVESV、LVEF、LVEDD、LVESD比較差異均無統計學意義，但AFI測量的B組二維縱向應變參數GLS、TLS值均較A組明顯減低，對LAD支配區域內的心肌節段縱向應變分別比較，同樣發現B組各節段LS值均低于A組相應節段，除2組MA間差異無統計學意義外，其余差異均有統計學意義。二維應變反映心肌形變大小，即心肌本身的內在特性，相比常規的以繼發于心肌形變變化的腔室變化為基礎的LVEF等，二維應變可檢測出LVEF變化前潛在的左心室收縮功能受損，尤其以反映心內膜下心肌功能的縱向應變參數更敏感，與既往研究[8-12]結果相同。

二維常規超聲參數及應變參數預測LAD嚴重狹窄的ROC曲線分析發現，二維應變參數GLS及TLS的曲線下面積最大，優于二維常規超聲參數。冠心病可引起節段性室壁運動異常，因此對受累冠狀動脈LAD支配區域的應變參數評估理論上優于總體應變參數[5]。本研究中TLS的曲線下面積大于GLS，但兩者預測LAD嚴重狹窄的特異度相近，而敏感度GLS較高，分析原因可能為冠狀動脈解剖具有很大變異性，Cerqueira等[13]提出的三大冠狀動脈支配節段區域可能并不能反映患者真實的冠狀動脈分布情況，并且冠狀動脈的微血管網絡狀交通會產生一些雙支冠狀動脈供應的區域，而對GLS的評估則可避免上述解剖變異因素的影響。研究[9,14]表明GLS參數檢測心肌收縮功能變化具有較高的敏感度，與本研究結果一致。

由2D-STI衍生的AFI技術在實際操作中僅需操作者于心尖每個切面選取心內膜3個點(二尖瓣兩側瓣環和心尖)，并設定ROI寬度，系統便可自動快速計算出左心室18節段LS和GLS，并繪出牛眼圖，形象、直觀地反映左心室節段及總體收縮功能的變化，分析1例患者的圖像耗時5 min左右，且超聲機器內置AFI軟件，無需脫機分析，方便快捷，可重復性好。本研究中采用AFI可檢測出肉眼識別為無明顯節段性室壁運動異常的嚴重LAD狹窄支配區域應變減低節段，證明其檢測心肌缺血具有一定的敏感度。

本研究的局限性：①基于2D-STI技術的AFI測量對二維圖像質量要求較高，圖像質量欠佳尤其是心內膜顯示欠清晰時難以獲得滿意的追蹤效果；②本研究未考慮冠狀動脈側支循環或吻合支情況，所得結果尚待進一步研究證實；③AFI測量要求被檢者必須為竇性心律，且檢查過程中心率波動不宜過大，否則無法給出應變分析曲線和相應牛眼圖。

綜上所述，二維縱向應變參數可較敏感地檢測出肉眼識別為無明顯節段性室壁運動異?；颊叩男募∪毖?，可用于預測LAD嚴重狹窄，GLS預測LAD嚴重狹窄的敏感度更高?；?D-STI技術的AFI測量可為冠心病的超聲診斷提供客觀參考依據。

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Automatedfunctionimagingforpredictingseverestenosisofleftanteriordescendingcoronaryartery

CHENYinhua,CHENYong*,MAYong,YUANJing,YUHaidi,YANGFei,WUXiuxiu
(DepartmentofEchocardiography,People'sHosptialofSubei,Yangzhou225001,China)

ObjectiveTo explore the value of automated function imaging (AFI) based on two-dimensional speckle tracking imaging (2D-STI) technique longitudinal strain for predicting severe stenosis of left anterior descending (LAD) coronary artery in patients with suspected coronary heart disease (CHD).MethodsNinety-two patients with suspected CHD were divided into two groups according to the coronary angiography (CAG) results. There were 49 cases in group A (LAD stenosis rate <70%) and 43 cases in group B (LAD stenosis rate ≥70%). The two-dimensional gray scale dynamic images were obtained in apical four-chamber view, apical two-chamber view and long axis of left ventricle (LV) view. Eighteen segments of LV longitudinal peak systolic strain, global longitudinal strain (GLS) and territorial longitudinal strain (TLS) supplied with LAD were measured with AFI software. The conventional ultrasonic parameters and the two-dimensional longitudinal strain parameters were compared between the two groups and ROC curve analysis of these parameters was used to predict LAD severe stenosis.ResultsThere was no significant difference in the conventional ultrasonic parameters between the two groups (allP>0.05). The group B had lower GLS, TLS than group A (bothP<0.001). GLS and TLS showed the highest area under ROC curve (0.715 and 0.705) for predicting LAD severe stenosis. The cut-off value, sensitivity and specificity for predicting LAD severe stenosis were -19.58%, 63.3%, 67.4% in TLS, and -20.85%, 74.4%, 61.2% in GLS respectively.ConclusionThe longitudinal strain parameters measured with AFI based on 2D-STI technique can be used to predict LAD severe stenosis in patients with CHD, and GLS is more sensitive than TLS.

Automated function imaging； Coronary vessels; Stenosis； Echocardiography

10.13929/j.1003-3289.201703093

R543.5; R540.45

A

1003-3289(2017)10-1501-05

陳銀花(1982—)，女，江蘇揚州人，碩士，主治醫師。研究方向：超聲心動圖的臨床應用。E-mail： cyhcyh4215241@163.com

陳勇，蘇北人民醫院超聲心動圖室，225001。E-mail： C.y_2008@163.com

2017-03-18

2017-07-19