分層應變評估急性冠狀動脈綜合征患者經皮冠狀動脈介入術后心肌功能

陳筱雪，馬江偉，賀倩倩，王 琮，王鳳翎，范林艷，楊少玲*，趙 坤

(1．安徽理工大學醫學院，安徽 淮南 232000；2.安徽理工大學附屬奉賢區中心醫院心血管內科，3.心臟血管超聲科，上海 201499)

經皮冠狀動脈介入(percutaneous coronary intervention, PCI)是歐洲心血管病協會推薦的治療高風險急性冠狀動脈綜合征(acute coronary syndrome, ACS)的方式[1]。術后療效評估及長期隨訪觀察是冠心病二級預防的重點，但目前臨床仍然缺乏客觀、定量、實時、非侵入性和精確評價PCI術后左心功能的方法[2]。M型、二維Simpson法超聲心動圖測量左心室射血分數(left ventricular ejection fraction, LVEF)是臨床最常用的左心功能評價方法，但側重于分析左心室整體心功能。組織多普勒成像(tissue Doppler imaging, TDI)僅能評價局部心肌運動情況。左心室壁內膜、中層、外膜心肌對缺血缺氧敏感性不同，對心內膜最敏感，早期評價心內膜受損程度有助于了解心肌功能極早期改變。基于二維斑點追蹤成像(two-dimensional speckle tracking imaging, 2D-STI)的心肌分層應變是近年來發展的超聲新技術，可同時分析左心室壁3層心肌運動情況，能夠突破常規心臟超聲對整體室壁運動分析的限制，有可能發現極早期心肌功能異常。本研究探討縱向分層應變技術評估PCI術后ACS患者心肌功能的臨床應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年6月—2019年2月于安徽理工大學附屬奉賢區中心醫院成功接受PCI術的25例ACS患者(PCI組)，其中男24例，女1例，年齡35～76歲，平均(58.7±10.7)歲，收集其高血壓史、糖尿病史和血脂及用藥情況和PCI術前術后心肌酶譜包括高敏肌鈣蛋白-Ⅰ(high sensitivity cardiac troponin Ⅰ, hs-cTnⅠ)、肌酸激酶同工酶-MB(creatine kinase isoenzyme-MB, CK-MB)和肌紅蛋白(myoglobin, Mb)等信息。納入標準：符合急性ST段抬高型心肌梗死和非ST段抬高型ACS診斷和治療指南[3-4]。排除標準：心源性休克、先天性心臟病、心肌病、嚴重瓣膜病及植入起搏器后患者。PCI成功標準：心肌梗死溶栓治療(thrombolysis in myocardial infarction, TIMI)血流分級≥3且殘余狹窄<20%。LVEF降低標準：<50%。血脂異常標準：總膽固醇(TG)≥2.27 mmol/L，總甘油三酯(total cholesterol, TC)≥6.19 mmol/L，低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein-cholesterol, LDL-C)≥4.14 mmol/L或高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein-cholesterol, HDL-C)<1.04 mmol/L。同時納入25名健康志愿者為對照組，男21名，女4名，年齡33～77歲，平均(56.9±11.6)歲。本研究經醫院倫理委員會批準，所有研究對象均知情同意。

1.2 儀器與方法

1.2.1 二維圖像獲取 采用GE Vivid E9超聲心動儀，M5S探頭。囑受檢者左側臥，平靜呼吸；連接同步心電圖，采集二尖瓣環側壁組織多普勒顯像(tissue Doppler imaging， TDI)靜態圖像及心內膜面清晰、至少連續3個心動周期的心尖四腔觀、心尖兩腔觀和左心室長軸觀二維動態圖像(頻率1.7～3.3 MHz，幀頻：50～70幀/秒)存儲備用。

1.2.2 常規超聲心動圖圖像分析 用M型超聲心動圖獲取左心室收縮末期內徑(left ventricular end-systolic diameter, LVDs)和左心室舒張末期內徑(left ventricular end-diastolic diameter, LVDd)，以TDI獲取二尖瓣環側壁S峰值速度(lateral S')，雙平面Simpson法獲取LVEF值。

1.2.3 分層應變圖像分析 在 EchoPac(Version 113)工作站選取較穩定心動周期，進入2D-strain測量界面。分別于心尖四腔觀、心尖兩腔觀和左心室長軸觀切面勾畫心內膜，生成ROI。系統自動將左心室壁分為內膜、中層心肌和外膜，獲得相應切面的心內膜下心肌縱向應變(longitudinal strain of endocardium, LSendo)、中層心肌縱向應變(longitudinal strain of mid-myocardium, LSmid)和心內膜下心肌縱向應變(longitudinal strain of epicardium, LSepi)。計算各切面各層心肌縱向應變均值，獲得心內膜下整體心肌縱向應變(global longitudinal strain of endocardium, GLSendo)、中層整體心肌縱向應變(global longitudinal strain of mid-myocardium, GLSmid)和心外膜下整體心肌縱向應變(global longitudinal strain of epicardium, GLSepi)，并計算整體心肌收縮期縱向應變跨壁梯度(ΔGLS=GLSendo-GLSepi)，計算GLSendo、GLSmid和GLSpei均值獲得左心室整體縱向應變(global longitudinal strain, GLS)結果。

1.3 統計學分析 采用SPSS 22.0統計分析軟件。計量資料用±s表示，計數資料以百分比(%)表示。

圖1 患者男，67歲， PCI組 A.術前造影，右冠狀動脈可見明顯狹窄處(箭)，血流灌注不佳； B. PCI術后造影，右冠狀動脈原狹窄處(箭)，血流灌注良好

計量資料組間比較根據是否呈正態分布選擇t檢驗或秩和檢驗，計數資料比較用χ2檢驗。P<0.05為差異具有統計學意義。

于2組中分別連續選取5人的圖像，由2名超聲科醫師采用盲法進行縱向分層應變分析，分析觀察者組間變異；由上述1名醫師間隔2周后對相同圖像再次進行縱向應變分析，分析觀察者組內變異。以Spearman相關系數進行評價。

2 結果

2.1 PCI組及對照組基線資料 2組年齡及性別差異均無統計學意義(P均>0.05)。PCI組高血壓、糖尿病和血脂異常患者均常規服藥控制。PCI組患者術后hs-cTnI、CK-MB及Mb均較術前明顯下降(P均<0.05)，見表1、2。PCI組患者術前術后冠狀動脈造影見圖1。

表1 PCI組患者基線特征

注：ACEI:血管緊張素酶抑制劑；ARB：血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑

表2 PCI組術前、術后實驗室檢查數據(ng/ml，±s)

表2 PCI組術前、術后實驗室檢查數據(ng/ml，±s)

時間點hs-cTnICK-MBMbPCI術前21.29±18.1832.34±41.44134.74±191.09PCI術后1.49±2.442.27±5.2539.09±20.16Z值-4.292-4.049-3.514P值<0.001<0.001<0.001

2.2 PCI組與對照組常規超聲心動圖參數比較 PCI組LVDd與對照組差異無統計學意義(P>0.05)，PCI組LVDs高于對照組(P<0.05)，lateral S'和LVEF明顯低于對照組(P均<0.05)。見表3。

2.3 左心室縱向分層應變 2組各切面左室壁各層心肌縱向應變(絕對值)及各層整體心肌縱向應變(絕對值)均由內向外降低，心內膜層應變最大，心外膜層應變最小(P均<0.05)。PCI組各切面各層心肌縱向應變(絕對值)及各層整體心肌縱向應變(絕對值)均低于對照組(P均<0.05)；心內膜層與心外膜層應變跨壁梯度(絕對值)明顯低于對照組(P均<0.05)，見表4、5。左心室縱向收縮期峰值應變牛眼圖，見圖2、3。

2.4 觀察者組內及組間變異 左心室壁整體縱向分層應變參數的觀察者組內和組間變異均較小，一致性和重復性較好，見表6。

3 討論

M型法和雙平面Simpson法測量的LVEF是臨床最常用的評估左心收縮功能的參數，但受限于心臟幾何形態和左心容量負荷改變，無法反映左心室心肌收縮力的潛在狀態，對心肌受損早期無癥狀性左心室功能障礙并不敏感[5-6]。本研究中，PCI組患者LVEF、左心室壁各層心肌縱向應變和整體心肌縱向應變(絕對值)均明顯低于對照組，提示ACS患者PCI術后心肌收縮功能仍未完全恢復，可能與心肌缺血、梗死區域心肌細胞頓抑、冬眠和壞死程度有關[7]。PCI術后ACS患者部分頓抑或冬眠心肌細胞可恢復正常，亦有部分心肌細胞發生不可逆性壞死，導致左心收縮功能減弱[8]。盡管本研究PCI組LVEF明顯低于對照組，但除1例LVEF<50%外，其余患者LVEF均≥52%，屬于正常范圍，與WANG等[9]的結果相符，提示左心室壁縱向分層應變技術可檢出LVEF正常型左心心肌收縮功能受損。多項研究表明，左心室壁整體縱向應變技術檢測的GLS是評價左心功能和患者預后的有效指標[10-11]，但未考慮室壁不同層面的運動特點。正常左心室壁由內、中、外三層走行不一的心肌纖維構成，各層具有不同的運動方式：心內膜下心肌纖維為右手螺旋+60°走向，主要負責縱向運動；中層心肌纖維為環形走向，主要負責圓周運動；心外膜下心肌纖維為左手螺旋-75°走向，主要負責扭轉和解旋運動[12]。本研究對照組左心室壁各層縱向應變及整體心肌縱向應變(絕對值)大小并不相同，符合左心室壁三層心肌運動功能特點，與SHI等[13]的結果一致。

表3 2組常規超聲心動圖參數比較(±s)

表3 2組常規超聲心動圖參數比較(±s)

分組LVDd(mm)LVSd(mm)LVEF(%)lateralS'(cm/s)PCI組46.60±3.2929.08±3.9463.84±6.498.72±2.37對照組45.00±3.2727.08±2.3170.32±3.6010.84±2.23Z/t值1.725-2.066-4.166-3.256P值0.0910.039<0.0010.002

表4 2組左心室縱向分層應變參數比較(%，±s)

表4 2組左心室縱向分層應變參數比較(%，±s)

組別心尖四腔觀LSendoLSmidLSepi心尖兩腔觀LSendoLSmidLSepi左心室長軸觀LSendoLSmidLSepiPCI組-18.95±4.89-14.80±8.85-13.52±7.04-18.32±4.75-16.21±4.31-14.51±3.96-19.96±5.67-15.34±8.95-14.62±3.81對照組-23.90±2.67-21.06±2.31-18.58±2.26-23.16±4.10-20.21±2.86-18.38±3.44-23.87±4.69-20.87±4.09-18.26±3.61Z/t值4.442-4.435-4.0283.8583.8743.6882.661-3.0863.462P值<0.001<0.001<0.001<0.001<0.0010.0010.0110.0020.001

表5 2組左心室GLS分層應變參數比較(%，±s)

表5 2組左心室GLS分層應變參數比較(%，±s)

分組GLSendoGLSmidGLSepi△GLSGLSPCI組-19.07±5.10-15.45±7.60-14.22±5.11-4.85±4.00-16.25±4.64對照組-23.64±3.87-20.71±3.15-18.41±3.12-5.24±1.49-20.92±3.30Z/t值6.182-6.296-5.943-3.2267.103P值<0.001<0.001<0.0010.001<0.001

表6 縱向分層應變參數重復性檢驗

既往研究表明，心肌缺血缺氧后形態和功能改變主要發生在心內膜層，呈現“Wave front”現象，即隨病情發展，心肌壞死由心內膜下心肌逐漸擴展至心外膜下心肌[14-15]，可能與心內膜代謝速率比心外膜高，對氧與灌注血流量需求更高，而心內膜下冠狀動脈分布為末梢級血管，遠離心外膜層的冠狀動脈主干特點有關[16]。因此，相對于整體縱向應變技術，分層應變技術可分析室壁三層心肌主動和被動運動，評估心肌功能更具優勢[17]。正常人中，左心室心內膜下心肌收縮期縱向應變高于心外膜下心肌，存在一定跨壁梯度(△GLS)。本研究中PCI組和對照組均存在△GLS，但PCI組△GLS(絕對值)明顯低于對照組，提示PCI患者心內膜整體縱向應變減低幅度大于心外膜，心內膜下心肌受損程度更嚴重，與朱靜靜等[18]的結果一致。辛開榮等[19]發現，隨時間延長，△GLS(絕對值)逐漸增大，即心內膜整體縱向應變恢復早于心外膜。本研究結果提示，分層應變能較敏感較早期反映PCI術后各層心肌運動變化情況，可用于判斷PCI術后患者治療恢復情況，具有較高臨床應用價值。然而本研究樣本量較小，需開展大樣本研究進一步驗證。

綜上所述，縱向分層應變可早期、精確檢測ACS患PCI術后左心室心肌收縮功能改變，有助于臨床識別早期左心功能異常。