三維斑點追蹤技術與實時三維超聲心動圖對冠心病同步性研究

劉海蘭 宋嫣 張芳

【摘要】 目的：探討三維斑點追蹤成像（3D-STI）與實時三維超聲心動圖技術（RT-3DE）評價冠心病患者（CHD組）左心室收縮同步性應用價值及其與收縮功能的相關性。方法：32例（A組：單支或多支50%<狹窄≤70%）、28例（B組：單支或多支狹窄>70%）和45例健康體檢者（對照組）行RT-3DE和3D-ST檢查，獲得左心室舒張末期容積（EDV）、收縮末期容積（ESV）和左室射血分數(shù)（LVEF），16、12節(jié)段的縱向、徑向、環(huán)向應變收縮峰值時間的標準差（TLS、TRS、TCS）以及與最小收縮容積時間的時間之差（TLSV、TRSV、TCSV），左心室16、12、6心肌收縮期最小容積達峰時間標準差（Tesv-SD）和最大差值（Tesv-Dif）。結(jié)果：A組Tesv-Dif、Tesv-16、Tesv-12、Tesv-6、TLS-16、TCS、TLSV-16較對照組延長，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;B組上述時間指標較對照組明顯延長（P<0.01），且與A組比較差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。RT-3DE與3D-STI同步性參數(shù)相關性分析示：LVEF與Tesv-16、TLS-16呈負相關（r=-0.702、-0.638，P<0.01），而Tesv-16與TLS-16呈正相關（r=0.603，P<0.01）。結(jié)論：RT-3DE與3D-STI可客觀評價冠心病患者左室收縮同步性，尤其是患者早期單支或多支50%<狹窄≤70%，且二者有一定的相關性。

【關鍵詞】 實時三維超聲心動圖; 三維斑點追蹤顯像; 冠心病; 左心收縮功能; 同步性

【Abstract】 Objective：To explore the value of 3D speckle Tracking Imaging （3D-STI）and real-time three-dimensional echocardiography（RT-3DE）in evaluating left ventricular systolic synchrony in patients with coronary heart disease（CHD Group）and its correlation with systolic function.Method：RT-3DE and 3D-ST were performed in 32 patients（group A：single or multiple vessel 50%70%）and 45 healthy subjects（control group）.The left ventricular end-diastolic volume（EDV），end-systolic volume（ESV）and left ventricular ejection fraction（LVEF），the standard deviation of the peak time of longitudinal，radial and circumferential strain（TLS，TRS）of 16，12 segments were obtained.TCS，TLSV，TRSV and TCSV，Tesv-SD and Tesv-Dif of the minimum systolic volume of left ventricle 16，12 and 6.Result：Tesv-Dif，Tesv-16，Tesv-12，Tesv-6，TLS-16，TCS and TLSV-16 in group A were prolonged compared with the control group（P<0.05）.The timing indicators of group B were significantly prolonged than those of the control group（P<0.01），compared with group A，there were statistically significant differences（P<0.05）.In the correlation analysis between RT-3DE and 3D-STI synchronicity parameters，Tesv-16 and TLS-16 had negative correlation with LVEF（r=0.702，-0.638;P<0.01）.Tesv-16 was positively correlated with TLS-16（r=0.603，P<0.01）.Conclusion：RT-3DE and 3D-STI can objectively evaluate left ventricular systolic synchrony in patients with coronary heart disease，especially in patients with single or multiple branches 50%

【Key words】 RT-3DE; 3D-STI; Coronary heart disease; Left ventricular systolic function; Synchrony

First-authors address：The Third Affiliated Hospital of Nanchang University，Nanchang 330006，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2019.10.003

三維斑點追蹤成像技術（real-time 3D speckle tracking，3D-STI）為近年來的研究熱點，由于不受聲束及取樣角度方面的影響，能夠追蹤各節(jié)段心內(nèi)膜面區(qū)域的變化，較組織多普勒更有效地反映心肌的節(jié)段性運動[1-4]。實時三維超聲心動圖（real time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）以實時地展現(xiàn)心臟各節(jié)段及整體幾何形態(tài)及運動情況，其容積-曲線時間（volume-time curve，VTC）能定量評估左心室各個節(jié)段收縮同步性[5-7]。本研究旨在探討兩種技術用于評價冠狀動脈不同程度狹窄左心室收縮同步性改變情況，并對其相關性進行探討，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2015年6月-2017年6月在本院心內(nèi)科住院的冠心病患者（CHD組）60例，納入標準：心功能Ⅱ級，左心室射血分數(shù)（LVEF）大于48%。排除嚴重先天性心臟病、心律失常、心肌病、嚴重瓣膜病、心包疾病等病變及三維圖像不清晰者。據(jù)冠狀動脈造影結(jié)果分成兩個亞組，A組32例，單支或多支50%<狹窄≤70%;男16例，女10例;年齡40～80歲，平均（62±4）歲。B組28例，單支或多支狹窄>70%;男15例，女9例;年齡45～81歲，平均（66±6）歲。同期健康體檢者作為正常對照組45例，男28例，女17例;年齡37～80歲，平均（64±5）歲，均經(jīng)詳細檢查排除心臟疾病。該研究經(jīng)倫理學委員會批準，所有受檢者均知情同意。

1.2 儀器與方法 應用Philips iE33 彩超診斷儀檢查，配有三維X3-1（頻率1～3 MHz）及二維S5-1（頻率2～4 MHz）心臟探頭，內(nèi)置QLAB 8.1定量分析軟件及胸前導聯(lián)連心電圖。患者左側(cè)臥位，連接心電圖，以心尖四腔和二腔觀作為基本剖面，確定舒張末期和收縮末期，對前壁、后間隔、下壁、左室側(cè)壁心尖部心內(nèi)膜區(qū)和二尖瓣環(huán)處分別標記5個取樣點，連續(xù)采集3～5個心動周期的三維數(shù)據(jù)保存入機器硬盤，待進行脫機分析。

1.3 觀察指標

1.3.1 RT-3DE參數(shù) 應用Qlab 8.1軟件的3DQ Advanced插件自動計算出左室射血分數(shù)（LVEF）、舒張末容積（EDV）、收縮末容積（ESV）。系統(tǒng)自動顯示出左心室整體與節(jié)段VTC曲線并獲取16個心肌節(jié)段收縮末時間標準差并用R-R間期標準化，得到6、12、16節(jié)段達到最小收縮容積的時間（Tesv）標準差及最大時間差（Tesv-Dif）。

1.3.2 3D-STI參數(shù) 應用Qlab 8.1圖像分析軟件的CMQ功能進行脫機分析，軟件自動生成應變-時間曲線，獲得各節(jié)段縱向、徑向、環(huán)向應變收縮峰值時間的標準差（TLS-16、TRS-12、TCS-12）并計算左心室應變峰值時間與最小收縮容積時間的時間之差（TLSV-16、TRSV-12、TCSV-12）。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件，計量資料以（x±s）表示，兩組間比較采用t檢驗，多組數(shù)據(jù)間比較采用單因素方差分析，計數(shù)資料采用率（%）表示，比較采用字2檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組心臟彩超心功能結(jié)果比較 CHD組EDV、ESV、LVEF與對照組比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），兩組心率、年齡比較差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表1。

2.2 RT-3DE及3D-STI同步性比較 對照組VTC曲線形態(tài)規(guī)則有序，而CHD組顯示曲線雜亂無章，各節(jié)段達到最小收縮容積的時間差異大，見圖1。與對照組比較，B組中各組RT-3DE同步性明顯延長（P<0.01），A組各指標與對照組比較差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;RT-3DE同步性指標中TLS-16、TLSV-16延長（P<0.05）。與A組比較，B組中Tesv-16、Tesv-12、Tesv-6延長差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），而各節(jié)段的時間最大差值明顯延長（P<0.01）;RT-3DE中各指標均明顯延長（P<0.01）。見表2、3。

2.3 相關性分析 散點圖及對數(shù)回歸分析顯示CHD組LVEF與Tesv-16呈顯著負相關（r=-0.702，P<0.01），回歸方程：y=102.08-16.26lnx;與TLS-16呈負相關（r=-0.638，P<0.01），回歸方程：y=108.26-15.40lnx，而Tesv-16與TLS-16呈正相關（r=0.603，P<0.01），回歸方程：y=-27.48+15.30lnx，見圖2～4。

3 討論

左心室心肌是縱向、徑向、旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)各種運動綜合的復雜幾何運動，而RT-3DE及3D-STI這兩種方法均可分析左心室各節(jié)段收縮及舒張期三維應變能力，可作為早期診斷冠心病的非侵入檢查方法[8-9]。筆者通過研究，發(fā)現(xiàn)B組（單支或多支狹窄>70%）患者RT-3DE中左室各節(jié)段達到最小收縮容積時間的標準差及最大差值（Tesv、Tesv-Dif）等參數(shù)與正常對照組比較，時間顯著延長（P<0.01），3D-STI的同步性指標也是如此，說明患者冠狀動脈狹窄>70%時所引發(fā)的左心室壁節(jié)段性運動明顯異常，實時三維中各節(jié)段達到最小收縮容積時間明顯不一致，時間最大差值增大，表現(xiàn)為時間延長;在斑點追蹤中各節(jié)段縱向、徑向、環(huán)向應變等時間明顯延長（P<0.01）。冠狀動脈狹窄>70%時實時三維和斑點追究蹤中的時間最大差值與其他兩組對比均明顯延長，差異顯著，進一步說明了患者狹窄導致的心肌缺血引起的相應節(jié)段收縮延遲，而與正常節(jié)段達峰時間的加大。CHD組由于左心室收縮的不同步，到達舒張及收縮末容的時間不一致從而導致EDV、ESV、LVEF的改變，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.01）。通過對CHD組進行散點圖及對數(shù)回歸相關性分析顯示說明兩種技術的相關性良好，見圖2～4。本研究應用最新的3D-STI呈現(xiàn)冠心病患者不同程度的狹窄的左心室的收縮同步性改變情況，進行心臟幾何學多維重建，以及分析心臟16、12、12節(jié)段的長軸運動、徑向運動和圓周運動上的時間應變，彌補了組織多普勒成像的角度依賴及冠狀動脈造影技術有創(chuàng)、昂貴的缺點[10-12]。并可早期發(fā)現(xiàn)容積時間、長軸、徑向應變等數(shù)值改變，識別正常心肌組織代償性變化，大大提高了對狹窄程度不重如單支或多支50%<狹窄≤70%缺血性心肌診斷性[13-14]。

分析其原因可能與患者心肌缺血時最先影響心內(nèi)膜，而心內(nèi)膜下心肌對長軸運動影響較大，徑向及圓周方向的運動與中層環(huán)形肌纖維密切相關，表現(xiàn)為斑點追蹤A組中的只TLS-16及TISV-16與對照組有改變，隨著狹窄程度加重損害了中層及心肌外膜層而出現(xiàn)TCS及TRS改變，這也其他學者研究結(jié)果一致[15-16]。冠狀動脈狹窄較輕患者早期就有同步性改變，而二維彩超很難判斷具體的某一節(jié)段的失常，兩種超聲方法可以提高其診斷性，使得冠心病患者得于早期診斷，減少了因冠脈造影檢查帶來的不便，具有一定的臨床意義[17-18]。RT-3DE與3D-TSI仍有些不足之處，如其對圖像質(zhì)量有較高的要求，聲窗不好的患者限制了使用，以及時間和空間分辨力亦有待于提高等[19-20]。另外RT-3DE、3D-STI對比研究發(fā)現(xiàn)前者同步性指標敏感性更好，特別是Tesv-Dif，但特異性不如后者，如兩種方法共同使用可以取長補短。

參考文獻

[1]劉海蘭，葉雪存，崔亮，等.實時三維超聲心動圖容積-時間曲線評價心臟再同步化術后的左心室舒張早期同步性[J].中華超聲影像學雜志，2014，23（3）：194-198.

[2] Vamvakidou A，Gurunathan S，Senior R.Novel techniques in stress echocardiography：a focus on the advantages and disadvantages[J].Expert Rev Cardiovasc Ther，2016，14（4）：477-494.

[3]孫由靜，汪芳，張瑞生，等.應用三維斑點追蹤技術對正常成人左室心肌三維應變的初步研究[J].中國超聲醫(yī)學雜志，2013，29（10）：902-905.

[4] Kurt M，Tanboga I H，Aksakal E.Two-Dimensional Strain Imaging：Basic principles and Technical Consideration[J].Eurasian J Med，2014，46（2）：126-130.

[5] Ylёnen K，Eerola A，Vettenranta K，et al.Three-dimensional echocardiograph-y and cardiac magnetic resonance imaging in the screening of long-term survivors of childhood cancer after cardiotoxic therapy[J].Am J Cardiol，2014，113（11）：1886-1892.

[6] Ren B，Vletter W B，McGhie J，et al.Single-beat real-time three-dimensional echocardiographic automated contour detection for quantification of left ventricular volumes and systolic function[J].Int J Cardiovasc Imaging，2014，30（2）：287-294.

[7] Cochet H，Bullier E，Gerbaud E，et al.Absolute quantification of left ventricular global and regional function at nuclear MPI using ultrafast fast CZT SPECT：initial validation versus cardiac MR[J].Nucl Med，2013，54（4）：556-563.

[8]田川，李玉宏.實時三維超聲成像及斑點追蹤評價冠狀動脈再通術前后左心室功能變化[J].解放軍醫(yī)學院學報，2014，35（9）：930-933.

[9]張小杉，哈斯，李治安，等.超聲實時三維斑點追蹤技術在冠心病診斷中的應用價值[J].中國超聲醫(yī)學雜志，2014，30（11）：994-997.

[10] Ng A C，Goo S Y，Roche N，et al.Epicardial Adipose Tissue Volume and Left Ventricular Myocardial Function Using 3-Dimensional Speckle Tracking Echocardiography[J].Can J Cardiol，2016，32（12）：1485-1492.

[11] Luis S A，Yamada A，Khandheria B K，et al.Use of threed dimensional speckle tracking echocardiography for quantitative assessment of global left ventricular funct-ion：A comparative study to three-dimensional echocardiography[J].Journal of the American Society of Echocardiography：official publication of the American Society of Echocardiography，2014，27（3）：285-291.

[12] Yu W，Wong S J，Cheung Y F.Left ventricular mechanics in adolescents and young adult-s with a history of Kawasaki disease：analysis by three-dimensional speckle tracking echocardiography[J].Echocardiography，2014，31（4）：483-491.

[13] Cai Z，Dai J，Wu D，et al.The value of 3-dimensional longitudinal strain in the evaluation of complex coronary lesions in non-ST-segment elevation acute coronary syndrome patient[J].Medicine（Baltimore），2016，95（39）：e4667.

[14] Zhou Q，Deng Q，Huang J，et al.Evaluation of left ventricular mechanical dyssynchrony in patients with heart failure after myocardial infarction by reaitime three dimensional echocardiography[J].Saudi Med J，2012，33（3）：256-261.

[15]張小花，姜志榮，孫安華，等.實時三維超聲心動圖和二維斑點追蹤技術對冠心病患者左心室收縮同步性的評價[J].中國超聲醫(yī)學雜志，2016，32（10）：901-904

[16] Ternacle J，Gallet R，Champagne S，et al.Changesin three-dimensional speckle-tracking-derived myocardial strain during percutaneous coronary intervention[J].J Am So c Echocardiogr，2013，26（12）：1444-1449.

[17] Altman M，Bergerot C，Aussoleil A，et al.Assessment of left ventricular sy-stolic function by deformation imaging derived from speckle tracking：a comparison between 2D and 3D echo modalities[J].Eur Heart J Cardiovasc Imaging，2014，15（3）：316-323.

[18] Bhave N M，Lang R M.Evaluation of left ventricular structure and function by three-dimensional echocardiography[J].Curr Opin Crit Care，2013，19（5）：387-396.

[19] Hioki A，Masuda K，Asanuma T，et al.Application of three-dimensional speckle tracking echocardiography to assess left ventricular regional work using wall tension-regional area loop[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol，2015，308（10）：1258-1264.

[20]徐盼，周愛云.超聲三維斑點追蹤成像研究進展[J].中國介入影像與治療學，2014，11（10）：695-698.

（收稿日期：2018-10-15） （本文編輯：周亞杰）