三維斑點追蹤技術評價NSTE-ACS患者左室局部心肌功能

孫玉珍，劉玉潔，張 穎，駱永娟

（1.天津醫科大學研究生院，天津300070；2.天津市胸科醫院心血管病研究所，天津300350）

非ST段抬高型急性冠狀動脈綜合征（NSTEACS）包括非ST段抬高型急性心肌梗死（NSTEMI）和不穩定性心絞痛（UAP），據統計，其占美國每年急性冠狀動脈綜合征（ACS）入院量的75%左右，遠高于ST段抬高型急性冠狀動脈綜合征[1]。超聲心動圖目前是臨床上最常用的評價左室功能的方法，具有簡便、無創、可重復、經濟的特點，隨著超聲技術的

不斷發展，3D-STI應運而生，3D-STI可以采集三維超聲心動圖實時圖像，從任意空間角度來顯示心臟結構，通過圖像的心肌回聲斑點信號來追蹤心肌運動軌跡，利用相應的軟件可以量化復雜心臟運動，更準確客觀的評價左室室壁的運動及功能，本文旨在闡述利用3D-STI評價NSTE-ACS患者的局部心肌功能、識別缺血心肌的臨床價值及應用前景。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇2017年7月-2018年4月經天津市胸科醫院確診為NSTE-ACS的103例患者作為研究對象。入選標準：（1）年齡18～80歲之間，符合中華醫學會心血管病學分會2016年頒布的非ST段抬高型急性冠狀動脈綜合征診斷和治療指南（2016）；（2）CAG顯示冠脈分型為右優勢型，且冠脈主要分支≥1支血管狹窄程度大于70%。排除標準：（1）陳舊性心肌梗死，冠脈支架植入術或冠脈搭橋手術史的患者；（2）冠脈造影顯示左主干病變者，三支主干血管中僅遠段或小分支狹窄者；（3）合并心肌病、心臟瓣膜病、慢性心力衰竭、嚴重肝腎功能障礙；（4）急慢性感染及惡性腫瘤者、近期骨骼肌損傷者、自身免疫疾病患者。該臨床試驗在實施過程中本著知情自愿的原則，患者及家屬參與臨床試驗前均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 3D-STI檢查 入院后行3D-STI檢查，采用GE公司生產的VIVID E9超聲診斷儀，配備有4V探頭（頻率1.7~4.0 MHz）。患者左側臥位，連接導聯記錄同步心電圖。囑其平靜呼吸，應用4V三維心臟探頭，經胸于心尖四腔釆集左心室三維全容積動態圖像，將整個左室包括在圖像范圍內，采集4~6個心動周期的錐形圖像后獲得左室的三維全容積圖像，利用在機LVQ軟件將三維全容積圖像自動切割生成多個切面圖像，調整切割線位置及心尖部、左室底部的位置，獲取不同切面后系統自動勾畫左室心內膜邊界，必要時手動調節，軟件將左室壁自動劃分為16個節段。利用軟件獲得左室16節段LS、RS及CS曲線（圖1），計算各節段應變。

圖1 三維斑點追蹤顯像及16節段縱向應變Fig 1 Three-dimensional speckle tracking imaging and 16-segment longitudinal strain

1.2.2 CAG檢查 完成3D-STI及一般檢查后，按照非ST段抬高型急性冠狀動脈綜合征診斷和治療指南（2016）評估NSTE-ACS患者癥狀及臨床表現，進行危險分層，行CAG檢查及血運重建治療，由天津市胸科醫院心內科經驗豐富的高年資介入醫師，應用Philips FD20單向X線球管心血管攝影機及數字成像系統，采用Judkins法完成左、右冠狀動脈造影，對冠脈主要血管左主干（Left Main，LM）、左前降支（Left Anterior Descending Artery，LAD）、左回旋支（Left Circumflex Artery，LCX）、右冠狀動脈（Right Coronary Artery，RCA）進行3個以上多體位投照檢查，由兩名高年資介入醫師對造影結果做出最后的評定，記錄患者病變血管的狹窄程度，基于臨床狀況、合并疾病和病變嚴重程度（包括分布、病變特點和SYNTAX評分）選擇血運重建策略。

1.2.3 冠脈與左室心肌節段對應關系 按照美國超聲心動圖協會（ASE）16節段劃分法將左室心肌劃分為16個節段，其中二尖瓣口水平6個節段，乳頭肌水平6個節段，心尖段水平4個節段，各冠脈具有相對固定的供血節段，LAD主要供應前壁及前間壁，供血區包括：前間隔基底段（BAS）、前間隔中間段（MAS）、室間隔心尖段（ApS）、前壁基底段（BA）、前壁中間段（MA）、前壁心尖段（ApA）。LCX主要供應側壁及后壁，供血區包括：側壁基底段（BL）、側壁中間段（ML）、側壁心尖段（ApL）、后壁基底段（BP）、后壁中間段（MP）。RCA主要供應下壁及下間隔壁，供血區包括：下壁基底段（BI）、下壁中間段（MI）、下壁心尖段（ApI）、下間隔基底段（BIS）、下間隔中間段（MIS）。

1.2.4 NSTE-ACS患者心肌節段分組 首先根據CAG結果所示冠脈狹窄部位，將NSTE-ACS患者分為LAD病變組，LCX病變組及RCA病變組，之后根據冠脈狹窄程度將各冠脈供血心肌節段分為缺血節段組及非缺血節段組，定義各冠脈狹窄率≥70%時對應供血心肌節段為缺血節段，0≤冠脈狹窄率＜70%對應供血心肌節段為非缺血節段。

1.2.5 分析指標 本研究分析由3D-STI技術得到的16個心肌節段的LS、CS、RS，比較其在缺血節段組與非缺血節段組間是否存在統計學差異，利用ROC曲線評價各應變診斷效能。

1.3 統計學方法 采用SPSS19.0統計軟件，計量資料以±s表示，計數資料采用例（%）表示，2組間參數比較采用兩獨立樣本t檢驗，繪制ROC曲線，確定曲線下面積（AUC）及最佳截斷值，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基線資料 根據入選及排除標準，共納入103例NSTE-ACS患者，其中NSTEMI患者39例，UA患者64例，男性58例，女性55例，合并高血壓患者70例，合并糖尿病患者31例，平均年齡（61.43±9.40）歲。

2.2 CAG結果及分組情況 103例NSTE-ACS患者的CAG結果顯示，LAD病變組77個，LCX病變組43個、RCA病變組33個。按照冠脈狹窄程度及前述標準，將各冠脈供血節段分為缺血節段組及非缺血節段組，其中LAD缺血節段462個，非缺血節段156個；LCX缺血節段215個，非缺血節段300個；RCA缺血節段165個，非缺血節段350個。共有缺血節段842個，非缺血節段806個。

2.3 兩組間心肌應變參數比較 與非缺血節段相比，LS在LAD、LCX、RCA供血區缺血節段均降低，具有統計學意義（P＜0.05），在各冠脈近段供血區更為顯著（P＜0.01）；缺血節段CS在LAD供血區的基底段及中間段，LCX供血區、RCA供血區較非缺血節段降低，具有統計學意義（P＜0.05）；缺血節段RS在各冠脈供血區較非缺血節段差異均無統計學意義（P＞0.05）（表 1～3）。

表1 缺血節段組與非缺血節段組左室各節段縱向應變LS比較（%）Tab 1 Comparison of LS of the left ventricle segments between the ischemic segment group and the non-ischemic segment group(%)

2.4 ROC曲線確定3D-STI診斷缺血心肌敏感指標 應用ROC曲線評價各節段LS、CS、RS指標的診斷價值，并進行比較（表4），LS在左室各節段診斷缺血心肌均具有統計學意義（P＜0.05），CS在BA、BAS、BL、BP、ML、MP、ApL、BI、BIS、MIS、ApI 11 個心肌節段中診斷缺血心肌具有統計學意義（P＜0.05），將LS、CS在上述11個節段的AUC進行比較，發現在BIS及ML這兩個節段LS較CS具有更高的診斷效能（P＜0.05），余節段 LS、CS二者的 AUC 無統計學差異（P＞0.05）。預先設定敏感度為80%，尋找不低于該限值的最大特異度的切值點，作為篩選缺血心肌的最佳應變截斷值，并得到其敏感度及特異度（表 5）。

表2 缺血節段組與非缺血節段組左室各節段環向應變CS比較（%）Tab 2 Comparison of CS of left ventricle segments between ischemic segment group and non-ischemic segment group(%)

表3 缺血節段組與非缺血節段組左室各節段徑向應變RS比較（%）Tab 3 Comparison of RS of the left ventricle segments between the ischemic segment group and the non-ischemic segment group(%)

表5 截斷值的選擇及敏感度、特異度Selection of cutoff values, sensitivity and pecificity

3 討論

NSTE-ACS是臨床上發病率極高的一類心血管疾病，其臨床表現多樣、病情不穩定，常常存在多支多處病變[2]，在心電圖上無明確定位。如果不能得到及時診治，可產生心律失常、血流動力學改變、心功能進行性下降，甚至心源性猝死的不良后果。目前指南認為，NSTE-ACS患者入院后應根據癥狀及臨床表現、心電圖及實驗室檢查完成危險分層，選擇緊急（＜2 h）、早期（＜24 h）或擇期（＜72 h）侵入血運重建治療[3]。因此早期評估NSTE-ACS患者缺血心肌部位、程度，對指導血運重建策略就顯得極為重要。目前超聲心動圖是臨床上評價患者缺血部位、程度及心功能的主要手段，但其通過診斷醫師肉眼目測法診斷心肌室壁運動障礙，受患者心室構型及切面角度、醫師經驗的影響，客觀性較差[4]。

3D-STI是近來超聲心動圖領域的重要更新，其不依賴幾何構型假設，利用全容積成像采集整體左心室三維信息，可從任意空間角度顯示心室腔的立體解剖結構,克服了傳統超聲心動圖在心室構型、切面角度、客觀性等方面受限的缺點。3D-STI利用心肌應變（strain，S）量化心肌運動，S指心臟收縮舒張過程中心肌長度的變化值占心肌原長度的百分數，表示心肌變形的程度。已有研究證實3D-STI能夠更準確、定量的評估心肌功能，識別心肌運動障礙，準確的評估心肌功能變化，尤其對輕微室壁節段運動異常具有較佳的優勢[5-7]，提高了超聲心動圖在臨床應用中的地位和價值。正常左心室心肌由呈右手螺旋的內層心肌、環形包繞的中層心肌及呈左手螺旋的外層心肌構成[8]，根據心臟的解剖學特點，心肌運動表現為四種形式，并在三個空間方向上產生應變：縱向運動，即心臟長軸方向的運動，產生LS；徑向運動，即短軸方向的運動，產生RS；周向運動，即沿心臟短軸圓周方向的環形運動，產生CS；扭轉運動，即左室心尖部與基底部旋轉方向相反的運動，包括扭轉和解旋，從而完成心臟的收縮及舒張。

有研究表明冠脈嚴重狹窄時，左室大部分節段（除間隔壁基底段）的LS較對照組均明顯減低，同時利用ROC曲線證實LS可以預測冠脈主要供血區發生的缺血[9]。Cai等[10]運用3D-STI評估急性NSTEMI患者，以CAG結果計算出SYNTAX評分作為冠狀動脈病變嚴重程度依據，結果顯示整體LS與SYNTAX 評分顯著相關（r=0.678，P＜0.001)，能夠獨立預測冠狀動脈病變程度。本研究結果顯示，三支主要冠脈供血區缺血節段組的LS較非缺血節段組均降低，尤其在冠脈近段狹窄時，LS減低更為明顯（P＜0.01），應用ROC曲線同樣證實LS在冠脈支配各節段均具有統計學意義。而缺血節段組的CS則在LAD供血區的基底段及中間段，LCX、RCA支配節段較非缺血節段組降低，ROC曲線分析顯示CS在LAD供血區基底段、LCX供血區、RCA供血區基底段具有統計學意義，而RS在缺血節段組與非缺血節段組之間差異均無統計學意義。利用ROC曲線綜合分析各節段提示LS曲線下面積最大（LS＞CS＞RS），通過預先設定敏感度為80%選取最佳截斷值，回旋支支配各節段及右冠中遠段供血節段應變在LS較CS具有更高的特異度，因此LS具有較高的診斷效能，筆者得出LS為早期評估缺血心肌節段部位及程度的敏感指標。當3D-STI檢測出心肌節段LS減低時，證實該部分心肌節段相應供血冠脈存在狹窄病變，且存在LS下降的心肌節段更多，缺血范圍越廣泛，提示冠脈病變越靠近近段或狹窄程度較重。CS則可用于部分缺血心肌節段的識別，RS則不能作為判斷缺血心肌的敏感參數。余子恒等[11]利用3D-STI同樣證實，X綜合征患者較正常對照組LS有改變，但RS及CS改變并不明顯。于艾嘉等[12]則發現LS較RS、CS預測冠心病患者中LAD狹窄≥50%診斷價值高，與本研究結論一致。這一結論分析其原因可能為：（1）正常人心肌纖維中縱行心肌纖維占70%，環形心肌纖維占30%，且心內膜主要由縱行心肌纖維構成[11]，根據心肌解剖特點及心肌缺血發生過程，冠脈出現狹窄導致心肌缺血，首先影響心內膜層，心肌縱向運動功能受損，LS率先出現減低。（2）冠脈輕度狹窄時，心內膜缺血出現縱向運動障礙，此時圓周和徑向運動可通過冠脈血流儲備代償性增強，隨著冠脈狹窄程度的增加、缺血的加重，血流儲備難以代償，圓周和徑向心肌運動逐漸受累，CS、RS的減低才會隨之體現[13]。（3）冠脈近段出現狹窄時，全段供血心肌節段會出現缺血，因此影響的范圍及程度較大，所以LS在基底段較中間段及心尖段有更顯著的減低。

綜上所述，筆者建議NSTE-ACS患者入院后應用3D-STI技術，以LS為診斷指標，在術前早期無創定位缺血心肌節段及病變血管，預測缺血程度，指導下一步血運重建治療，在臨床上具有很高的應用價值。本研究同樣存在一些局限性，納入樣本例數較少，后期將擴大樣本量研究，并應用3D-STI技術追蹤分析血運重建術后心肌功能改善情況，評估NSTE-ACS患者預后，進一步探索3D-STI技術的臨床應用前景。