二維縱向應變對室壁運動正常患者冠狀動脈左主干和三支病變的預測價值

陳銀花，陳勇，馬勇，袁靜，于海迪，楊菲

冠狀動脈左主干和三支病變患者死亡率較高，屬于冠心病中高危群體，及早發現這類病變并給予有效的再血管化治療能顯著改善此類患者的預后[1]。臨床上超聲心動圖主要通過觀察有無節段性室壁運動異常判斷有無心肌缺血，然而未發生心肌梗死的缺血心肌靜息狀態下室壁運動異常往往并不顯著，且肉眼觀察室壁運動主觀性較強，對醫師經驗依賴性較大，缺乏定量評價指標。近年發展起來的二維斑點追蹤顯像（2D-STI）技術通過評價心肌形變大小量化分析節段室壁運動，可客觀、無角度依賴性地評價心肌整體及局部功能[2-3]。相關研究表明，應用2D-STI技術可檢測出室壁運動正常冠狀動脈明顯狹窄（狹窄＞70%）患者左心室節段和總體縱向應變減低，能夠較敏感地發現心肌缺血[4-5]。本研究擬采用基于2D-STI的自動功能成像（AFI）技術，評價無節段性室壁運動異常、不同程度冠狀動脈病變患者的左心室心肌縱向應變，探討二維縱向應變參數對冠狀動脈左主干和三支病變的預測價值。

1 資料與方法

臨床資料：選擇2016年11月至2017年9月因疑診冠心病在我院心內科住院并接受冠狀動脈造影和超聲心動圖檢查的患者104例。納入標準：有胸悶、胸痛癥狀，冠狀動脈造影前常規超聲心動圖檢查未發現明顯節段性室壁運動異常，且左心室射血分數＞50%；竇性心律，排除心臟瓣膜病、心肌病、心肌梗死、左束支阻滯及超聲心動圖圖像質量不理想者。最終入選92例患者，根據冠狀動脈造影結果將患者分為三組：冠心病高危組（三支主要冠狀動脈管腔直徑狹窄均＞70%或左主干管腔直徑狹窄＞50%）24例；冠心病低危組（單支或雙支主要冠狀動脈管腔直徑狹窄＞70%）36例；對照組（無冠心病，即冠狀動脈管腔直徑狹窄＜50%）32例。

儀器與方法：采用GE公司生產的Vivid E9超聲心動圖儀，M5s探頭（頻率1.7～3.3 MHz），內置AFI二維應變圖像分析軟件。（1）常規超聲心動圖：所有受檢者取左側臥位，同步連接心電圖，測量常規超聲參數左心室舒張末期內徑、左心室收縮末期內徑，雙平面Simpson法測算得到左心室舒張末期容積、左心室收縮末期容積及左心室射血分數。根據美國超聲心動圖協會指南將左心室劃分為18節段[6]，以此評價左心室各節段室壁運動。（2）二維縱向應變圖像采集及參數測定：采集并存儲心尖四腔、兩腔及心尖左心室長軸切面連續3個心動周期二維動態圖像，采集心尖左心室長軸切面主動脈瓣血流頻譜靜態圖像以確定主動脈瓣關閉時間。打開AFI菜單，首先在心尖左心室長軸切面根據提示依次選取左心室心內膜的3個點（兩側瓣環和心尖），軟件自動生成感興趣區（ROI），調整好ROI寬度和位置，軟件自動追蹤ROI內心肌運動，并將圖像中各室壁分為基底段、中間段和心尖段，系統自動給出追蹤結果，如追蹤不成功可手動微調，待所有節段追蹤成功后選取主動脈瓣關閉時間點，系統自動生成ROI內各節段縱向應變及相應曲線和參數，同法分析心尖四腔和兩腔切面圖像后可獲得左心室18節段縱向峰值應變牛眼圖以及左心室整體縱向應變，分別計算左心室基底段、中間段、心尖段各水平6節段（前間隔、前壁、側壁、后壁、下壁、后間隔）縱向峰值應變平均值獲得左心室基底段縱向應變、中間段縱向應變、心尖段縱向應變及基底段+中間段縱向應變。

統計學方法：采用SPSS 24.0統計軟件進行數據分析。符合正態分布的計量資料用均數±標準差表示，三組間均數比較采用單因素方差分析，進一步組間兩兩比較采用LSD檢驗；分類變量以絕對值和百分比表示，分類資料比較采用卡方檢驗；繪制各參數預測冠狀動脈左主干及三支病變的受試者工作特征（ROC）曲線，計算曲線下面積及最佳界值。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

三組患者一般臨床資料比較（表1）：三組患者在年齡、男性比例、心率、收縮壓、舒張壓及心電圖缺血改變比例等方面的差異均無統計學意義（P均＞0.05）。

三組患者常規超聲心動圖參數比較（表2）：與對照組及冠心病低危組比較，冠心病高危組患者左心室收縮末期容積[三組依次為（43.2±8.6）ml、（43.7±8.6）ml、（48.8±9.8）ml] 及 左 心室收縮末期內徑[三組依次為（32.4±2.8）mm、（32.7±2.6）mm、（34.2±2.7）mm]均增加，差異均有統計學意義（P均＜0.05）。三組患者左心室射血分數等其余常規超聲心動圖參數的差異均無統計學意義（P均＞0.05）。

表1 三組患者一般臨床資料比較（

表1 三組患者一般臨床資料比較（

注：1 mmHg=0.133 kPa

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表2 三組患者常規超聲心動圖參數比較（

表2 三組患者常規超聲心動圖參數比較（

注：與對照組比較*P＜0.05；與冠心病低危組比較△P＜0.05

項目 對照組 (n=32) 冠心病低危組 (n=36) 冠心病高危組 (n=24) F值 P值左心室舒張末期容積 (ml) 119.9±18.8 122.3±18.7 129.6±15.5 2.124 0.126左心室收縮末期容積 (ml) 43.2±8.6 43.7±8.6 48.8±9.8*△ 3.298 0.042左心室舒張末期內徑 (mm) 50.1±3.5 50.6±3.4 52.0±2.7 2.285 0.108左心室收縮末期內徑 (mm) 32.4±2.8 32.7±2.6 34.2±2.7*△ 3.246 0.044左心室射血分數 (%) 64.2±3.2 64.4±4.0 62.5±4.3 1.849 0.163

三組患者左心室二維縱向應變參數比較（表3、圖1）：隨著冠狀動脈病變程度加重，對照組、冠心病低危組、冠心病高危組的左心室基底段縱向應變、中間段縱向應變、心尖段縱向應變、基底段+中間段縱向應變以及左心室整體縱向應變均逐漸減低，上述各縱向應變參數冠心病低危組均低于對照組，冠心病高危組均低于冠心病低危組，差異均有統計學意義（P均＜0.01）。

不同左心室二維縱向應變參數預測冠狀動脈左主干及三支病變的ROC曲線（圖2、表4）：以冠狀動脈造影為標準，左心室基底段+中間段縱向應變預測冠狀動脈左主干及三支病變的曲線下面積（0.870）最大，最佳界值為-18.1%，敏感度為83.3%，特異度為76.5%；而心尖段縱向應變的曲線下面積（0.786）最小，左心室基底段縱向應變、中間段縱向應變、左心室整體縱向應變的曲線下面積依次為0.843、0.861、0.862，最佳界值依次為-15.7%、-18.8%、-18.9%。

表3 三組患者左心室二維縱向應變參數比較

表3 三組患者左心室二維縱向應變參數比較

注：與對照組比較*P＜0.01；與冠心病低危組比較△P＜0.01

項目 對照組 (n=32) 冠心病低危組 (n=36) 冠心病高危組 (n=24) F值 P值基底段縱向應變 (%) -18.7±1.6 -17.0±1.5* -15.2±1.8*△ 30.224 0.000中間段縱向應變 (%) -21.6±2.5 -19.9±1.4* -18.1±1.7*△ 23.534 0.000心尖段縱向應變 (%) -27.6±3.3 -24.7±3.2* -22.4±3.3*△ 17.806 0.000基底段+中間段縱向應變 (%) -20.1±1.9 -18.4±1.3* -16.6±1.6*△ 32.184 0.000左心室整體縱向應變 (%) -22.5±2.0 -20.4±1.6* -18.3±2.0*△ 35.862 0.000

圖1 三組患者左心室縱向應變曲線及牛眼圖

表4 不同左心室二維縱向應變參數對冠狀動脈左主干及三支病變的預測價值

3 討論

臨床上冠狀動脈左主干和三支病變患者靜息狀態下左心室射血分數和室壁運動常常表現正常，常規超聲心動圖無異常發現，負荷試驗可以提高診斷敏感性，但此類冠心病高危患者行負荷試驗的風險也大大增加。因此尋求靜息狀態下敏感、客觀的超聲心動圖新指標對于篩選冠心病高危人群具有一定的臨床意義。

2D-STI技術是近年來發展起來的可定量評價左心室壁各節段及整體心肌功能的新方法，常規超聲心動圖通過肉眼觀察室壁運動判斷有無心肌缺血，缺乏量化指標，具有一定的主觀性，而2D-STI技術通過客觀評價心肌形變量化分析節段室壁運動，能夠較敏感地發現心肌缺血。相關研究表明，靜息狀態下2D-STI技術縱向應變參數對心肌缺血的識別能力優于傳統的肉眼觀察室壁運動[7]。本研究中92例患者冠狀動脈造影前常規超聲心動圖檢查均未發現明顯節段性室壁運動異常，三組間左心室射血分數比較差異無統計學意義（P＞0.05），但應用基于2D-STI技術的AFI軟件分析發現，隨著冠狀動脈病變程度加重，左心室基底段、中間段及心尖段各水平和左心室整體縱向應變逐漸減低，冠心病低危組均低于對照組，冠心病高危組均低于冠心病低危組，表明二維縱向應變是評價心肌缺血的敏感指標。我們分析認為，這可能與心肌缺血對左心室各層心肌影響不同有關，左心室壁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，心內膜下心肌較中層及心外膜下心肌承受更大的室壁張力，其最先受到缺血影響且對缺血損傷更為敏感[8]，導致縱向應變減低，隨著缺血程度加重和時間的積累，缺血累及中層環形心肌，引起肉眼可見的室壁運動異常。相關研究亦表明，心肌縱向應變檢測心肌缺血敏感度較高[9-10]。

本研究還顯示，應用各縱向應變參數預測冠狀動脈左主干及三支病變，除去心尖段的左心室基底段+中間段縱向應變的曲線下面積最大，高于包括心尖段在內的整體縱向應變，而心尖段縱向應變曲線下面積最小，表明左心室基底段和中間段的縱向應變預測高危冠心病的價值更高，這在國內外其他研究中也得到支持[11-13]。本研究中入選的冠心病高危組患者中，三分之二患者受累冠狀動脈病變位于冠狀動脈近段或者近-中段。左心室基底段和中間段心肌收縮期承受更高的心室腔壓力，且臨近冠狀動脈近段或者近-中段病變，故缺血程度更明顯，而心尖段心肌位于冠狀動脈終末分支部位，當冠狀動脈近端血管出現明顯狹窄時，冠狀動脈遠端小血管代償性擴張以降低毛細血管阻力，增加冠狀動脈血流供應[14-15]，且心尖段常常由于側支循環形成或為冠狀動脈雙支供應，故而一定程度上降低了其檢測心肌缺血、預測冠狀動脈左主干及三支病變的效能。

本研究局限性：（1）樣本量較小，仍需進一步增加樣本量，增強研究結果的可信度。（2）基于2D-STI技術的AFI測量對二維圖像質量要求較高，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，部分圖像不佳和心律失常者未能入選研究。

綜上所述，基于2D-STI技術AFI測量的二維縱向應變參數能較敏感地發現心肌缺血。靜息狀態下左心室射血分數及室壁運動正常的冠心病患者左心室各水平及整體縱向應變隨冠狀動脈病變程度加重而逐漸減低，左心室基底段+中間段縱向應變預測冠狀動脈左主干及三支病變的價值更大。二維縱向應變可為冠心病超聲診斷提供客觀的參考依據。