三維斑點追蹤技術聯(lián)合SYNTAX評分評價復雜冠狀動脈疾病

陳曉菲，姜志榮，孫 品，何香芹，王小凡，呂啟鳳，宋曉霞，田 雨

(青島大學附屬醫(yī)院心臟超聲科，山東 青島 266000)

對于以左主干和/或3支主要冠狀動脈病變?yōu)樘卣鞯膹碗s冠狀動脈疾病(coronary artery disease, CAD)，如何選擇治療方式一直是臨床爭議的熱點。SYNTAX評分(SYNTAX score, SS)[1-2]是一種基于CAG的定量評價冠狀動脈病變復雜程度的有創(chuàng)評分工具，可根據(jù)冠狀動脈病變解剖特點對復雜CAD患者評分并追蹤預后；但對于術前評價復雜CAD而言，應用便捷且無創(chuàng)更為重要。三維斑點追蹤成像(three-dimensional speckle tracking imaging, 3D-STI)技術是近年來發(fā)展起的新技術，可準確反映心臟功能[3]。本研究應用3D-STI技術聯(lián)合冠狀動脈SS評價復雜CAD患者左心室心肌功能，探討其對于指導選擇復雜CAD治療方式的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年3月—2019年3月153例就診于青島大學附屬醫(yī)院并擬接受冠狀動脈造影術(coronary angiography, CAG)患者。入選標準：CAG前二維經(jīng)胸超聲心動圖檢查未見明顯室壁節(jié)段性運動異常，射血分數(shù)(ejection fraction, EF)>55%；排除標準：既往經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention, PCI)和冠狀動脈搭橋術(coronary artery bypass grafting, CABG)治療史、陳舊性心肌梗死、心臟瓣膜病、先天性心臟病及心肌病等病史。最終12例因無法獲得可供分析的三維圖像而被排除，141例入選，男81例，女60例，年齡39～81歲，平均(60.9±8.3)歲；根據(jù)CAG結果，以冠狀動脈狹窄>50%作為診斷CAD標準，分為復雜CAD組(3支主要冠狀動脈和/或左主干狹窄>50%，n=78)、非復雜CAD組(單/雙支主要冠狀動脈狹窄>50%，n=30)和對照組(冠狀動脈狹窄≤50%，n=33)；并根據(jù)SS將復雜CAD組分為低分亞組(SS<23，n=26)、中分亞組(23≤SS<33，n=25)及高分亞組(SS≥33，n=27)。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，患者均知情同意。

1.2 儀器與方法 采用Philips EPIQ 7C超聲診斷儀，二維探頭S5-1(1～5 MHz)、三維探頭X5-1(1～5 MHz)，配Tomtec三維圖像分析軟件。同一名檢查者于CAG前48 h內進行圖像采集和分析。

1.2.1 二維超聲 囑患者左側臥、平靜呼吸，連接心電圖。采用S5-1探頭采集常規(guī)二維圖像，測得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, LVEDs)及舒張末期容積(end-diastolic volume, EDV)，并應用Simpson法測量左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)。

1.2.2 三維超聲 切換三維探頭X5-1，獲得標準心尖四腔心切面圖像后，啟用全容積成像，連續(xù)采集4個心動周期圖像，幀頻>20幀/秒。采用Tomtec分析軟件進行脫機分析(圖1)，獲取左心室整體徑向應變(global radial strain, GRS)、整體縱向應變(global longitudinal strain, GLS)、整體圓周應變(global circumferential strain, GCS)、整體三維應變(global three-dimensional strain, G3DS)及16節(jié)段的縱向應變(longitudinal strain, LS)、徑向應變(radial strain, RS)、圓周應變(circumferential strain, CS)和三維應變(three-dimensional strain, 3DS)，計算基底段和中間段6個節(jié)段的平均LS、RS、CS、3DS及心尖段4節(jié)段的平均LS、RS、CS和3DS。

1.3 SS 于超聲檢查后48 h內行CAG，根據(jù)結果對左主干和/或3支主要冠狀動脈病變患者采用冠狀動脈樹16分段法，結合冠狀動脈病變具體特征，對血管直徑≥1.5 mm、直徑狹窄>50%血管的每處病變進行積分，獲得SS[4]。

1.4 重復性檢驗 隨機抽取15例患者, 由2名中級職稱醫(yī)師對圖像進行3D-STI分析, 行觀察者間一致性進行重復性檢驗；再由同一名醫(yī)師對圖像進行第2次分析, 行觀察者內重復性檢驗。

1.5 統(tǒng)計學分析 采用 SPSS 22.0統(tǒng)計分析軟件。計數(shù)資料以頻數(shù)和/或百分比表示，多組間比較應用χ2檢驗，計量資料以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，進一步兩兩比較應用LSD-t檢驗。繪制ROC曲線，分析各指標檢測不同程度復雜CAD的敏感性，采用Pearson線性相關分析觀察整體應變參數(shù)與SS的相關性，以Bland-Altman法檢測結果的重復性。P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 CAG及SS 3組間年齡及性別差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。復雜CAD 組低分、中分、高分3亞組間SS逐漸增大(P均<0.05)，年齡及性別差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表1、2。

2.2 常規(guī)超聲參數(shù)比較 3組常規(guī)二維超聲參數(shù)間差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，見表1。復雜CAD 組3亞組間常規(guī)二維超聲參數(shù)差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，見表2。

2.3 3D-STI參數(shù)比較 對照組、非復雜CAD組和復雜CAD組整體及平均節(jié)段應變參數(shù)均呈減小趨勢(P均<0.05)。非復雜CAD組各整體應變，基底段和心尖段LS及中間段LS、RS、CS、3DS均較對照組減低(P均<0.05)，復雜CAD組各3D-STI參數(shù)均較對照組減低(P均<0.05)；復雜CAD組各整體應變，基底段LS、CS、3DS，中間段LS、RS、3DS及心尖段LS、3DS較非復雜CAD組減低(P均<0.05)，見表3。

復雜CAD組低分、中分和高分亞組間各整體應變，基底段LS、3DS，中間段和心尖段LS、RS、CS、3DS均呈減小趨勢(P均<0.05)。中分亞組GLS、G3DS及心尖段RS、LS、3DS較低分亞組減低(P均<0.05)，高分亞組GLS、GRS、GCS、G3DS及基底段LS、3DS，中間段和心尖段LS、RS、CS、3DS較低分亞組減低(P均<0.05)；高分亞組GLS、G3DS，中間段LS、3DS及心尖段RS較中分亞組減低(P均<0.05)。見表4。

表1 3組患者一般資料及常規(guī)二維超聲心動圖參數(shù)比較

表2 復雜CAD組中各SS 亞組患者一般資料及常規(guī)二維超聲心動圖參數(shù)比較

注：*：與低分亞組比較，P<0.05；#：與中分亞組比較，P<0.05

圖1 復雜冠心病各亞組3D應變牛眼圖及16節(jié)段應變曲線 A.低分亞組； B.中分亞組； C.高分亞組

2.4 3D-STI整體應變參數(shù)對不同程度復雜CAD的檢測價值 ROC曲線分析結果顯示，G3DS、GLS、GRS、GCS檢測低分亞組的AUC分別為0.784、0.765、0.732、0.709，G3DS的AUC最大，截斷值為-32.14%時敏感度為74.36%，特異度為71.43%；中分亞組AUC分別為0.810、0.799、0.761、0.733，G3DS的AUC最大，截斷值為-31.79%時敏感度為80.77%，特異度為66.29%；高分亞組AUC分別為0.805、0.813、0.765、0.746，GLS的AUC最大，截斷值為-15.83%時敏感度77.78%，特異度72.81%。見圖2。

2.5 3D-STI整體應變參數(shù)與SS的相關性Pearson線性相關分析示復雜CAD患者左心室GLS、GRS、GCS及G3DS均與SS呈負相關(r=-0.548，-0.366，-0.411，-0.556，P均<0.05)。

2.6 重復性檢驗Bland-Altman分析顯示3D-STI技術測量G3DS觀察者內及觀察者間一致性均良好(圖3)。

3 討論

對于復雜CAD，重建血運方式主要包括CABG及PCI，需要經(jīng)過權衡選擇最佳方案。通過追蹤不同冠狀動脈SS分組不良心腦血管事件(major adverse cardiovascular and cerebral events, MACCE)發(fā)生率，可評價CABG及PCI對于治療不同程度復雜CAD的價值，指導臨床選擇術式及術前用藥等[5]；而3D-STI的出現(xiàn)使定量評價心肌收縮與舒張功能成為可能[6]。

ZHANG等[7]等應用心肌分層應變技術獲取二維心肌應變參數(shù)，發(fā)現(xiàn)心內膜心肌縱向應變對于檢測復雜CAD更具優(yōu)勢，且與SS有良好相關性。由于心臟為三維空間內的立體結構，基于二維平面的二維斑點追蹤技術(two-dimensional speckle tracking imaging, 2D-STI)存在一定局限性，而3D-STI對于心肌局部和整體收縮功能評價效果優(yōu)于2D-STI[8-9]，LS與冠狀動脈病變程度有較高相關性[10]。

表3 3組患者左心室整體應變與平均節(jié)段應變參數(shù)比較(±s)

表3 3組患者左心室整體應變與平均節(jié)段應變參數(shù)比較(±s)

組別GLSLS基底段中間段心尖段GRSRS基底段中間段心尖段復雜CAD組(n=78)15.40±2.40*#14.42±2.69*#14.66±3.10*#16.27±3.45*#38.31±3.28*#34.91±3.98*38.98±4.20*#41.30±4.64*非復雜CAD組(n=30)16.88±2.68*15.91±3.44*16.13±3.18*17.97±3.81*40.16±3.56*36.12±3.7440.96±4.47*42.73±4.00對照組(n=33)18.84±2.1317.35±2.1718.64±2.4320.04±3.5642.03±3.0337.37±3.2343.16±3.3844.83±4.91F值24.28213.57820.77213.30515.3805.11212.5676.974P值<0.001<0.001<0.001<0.001<0.0010.007<0.0010.001組別GCSCS基底段中間段心尖段G3DS3DS基底段中間段心尖段復雜CAD組(n=78)26.73±2.92*#23.84±3.32*#27.45±3.06*28.82±4.31*29.79±3.46*#26.33±3.83*#30.26±3.92*#32.08±5.17*#非復雜冠心病組(n=30)28.09±3.22*25.62±3.3627.95±3.88*29.99±5.2132.85±3.98*29.51±4.9932.02±4.96*35.03±5.19對照組(n=33)29.90±2.2025.88±2.6330.79±3.0831.95±3.8134.71±3.2531.58±4.2235.17±3.6136.78±5.95F值14.7246.33112.3785.83224.81519.97816.6779.828P值<0.0010.002<0.0010.004<0.001<0.001<0.001<0.001

注：*：與對照組比較，P<0.05；#：與非復雜CAD組比較，P<0.05

表4 復雜CAD組中各SS 亞組患者左心室整體應變與平均節(jié)段應變參數(shù)比較(±s)

表4 復雜CAD組中各SS 亞組患者左心室整體應變與平均節(jié)段應變參數(shù)比較(±s)

組別GLSLS基底段中間段心尖段GRSRS基底段中間段心尖段低分亞組(n=26)16.75±1.8315.57±2.2416.22±2.3618.48±2.9839.83±2.6935.76±3.2840.57±4.0143.76±3.92中分亞組(n=25)15.45±2.28*14.57±2.7715.19±3.2115.74±3.08*38.13±3.8134.72±5.1138.76±3.9341.27±5.08*高分亞組(n=27)14.04±2.29*#13.17±2.59*12.67±2.62*#14.65±3.18*36.70±2.99*34.28±3.3437.64±4.26*38.94±3.65*#F值10.6115.97911.72810.7236.4152.2843.4978.561P值<0.0010.004<0.001<0.0010.0050.1090.0350.001組別GCSCS基底段中間段心尖段G3DS3DS基底段中間段心尖段低分亞組(n=26)28.01±2.5424.61±2.8628.54±2.6330.16±3.9531.79±3.1828.15±4.0832.12±4.0034.84±3.48中分亞組(n=25)26.71±2.9123.81±3.4027.52±3.1728.60±3.8829.66±3.04*26.14±3.1030.01±2.9432.08±5.76*高分亞組(n=27)25.51±2.83*22.88±3.6925.99±3.33*27.38±4.36*27.74±3.06*#24.76±3.57*28.69±3.91*#29.43±4.70*F值5.4151.2993.6123.86311.3295.8895.8618.691P值0.0060.2790.0320.025<0.0010.006<0.0010.001

注：*：與低分亞組比較，P<0.05；#：與中分亞組比較，P<0.05

圖3 應用3D-STI技術測量G3DS的Bland-Altman分析 A.觀察者內； B.觀察者間

本研究聯(lián)合應用3D-STI技術與SS評價復雜CAD患者左心室功能。即使無明顯室壁節(jié)段性運動異常，但隨冠狀動脈病變復雜程度加重，左心室整體和基底段、中間段、心尖段節(jié)段應變均呈下降趨勢，尤以縱向應變及三維應變?yōu)橹鳾11]。三維應變?yōu)樾募≡谌S方向上應變的綜合，據(jù)此能更為全面評估心肌功能。心肌缺血時，三維應變亦可出現(xiàn)較為顯著的減弱[12]。復雜CAD患者以3支和/或左主干病變?yōu)橹饕卣鳎嬖诓煌潭泉M窄及側支形成等，整體應變可更為全面反映整體心臟功能，各組間差異較平均節(jié)段應變更顯著，G3DS和GLS檢測復雜CAD各亞組的敏感性最強。復雜CAD組GLS、GCS、GRS、G3DS均與SS呈負相關，提示整體應變參數(shù)可在一定程度上反映復雜CAD患者冠狀動脈病變程度，聯(lián)合SS對治療有一定指導作用。

本研究存在局限性：目前對于SS的臨床可操作性存在爭議[13]； 3D-STI技術處于發(fā)展階段，仍有諸多不足，如對圖像要求較高且存在主觀性等；SS與整體應變的相關性略差，對其實際應用價值有待進一步觀察。