基于三維斑點追蹤成像技術評價風濕性心臟病患者二尖瓣置換術后左心室功能研究

趙亞西，曹禮庭，顧鵬，汪海飛，譚雄，賴應龍

風濕性心臟病（rheumatic heart disease，RHD）是心臟瓣膜病變，主要表現為氣促、乏力、咳粉紅色泡沫痰等心功能失代償表現［1］，以二尖瓣病變最為常見［2］。目前，二尖瓣置換術（mitral valve replacement，MVR）是RHD患者的首選治療方法［3］，但部分患者術后心功能無明顯改善，甚至出現惡化傾向，故如何有效評估MVR效果及術后患者臨床預后至關重要［4］。目前，評價左心室功能的傳統方法為半定量法，但其在準確性和可重復性方面存在局限［5］。斑點追蹤成像（speckle tracking imaging，STI）技術是近年發展起來的新型技術，其是通過測量組織位移而獲得心肌組織運動的速度、應變及心臟旋轉角度等指標，從而評價心肌局部和整體運動［6］。目前雖有不少研究應用三維斑點追蹤成像（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）技術評價不同類型心臟病患者左心功能，但均存在隨訪時間較短、樣本量較小、研究人群多為非手術患者或術前患者的情況［7-8］。本研究基于3D-STI技術評價RHD患者MVR后左心室功能，現報道如下。

1 對象與方法

1.1 納入與排除標準 納入標準：（1）年齡23～75歲；（2）同意參加本研究并簽署知情同意書者。排除標準：（1）伴有主動脈瓣狹窄和/或關閉不全者；（2）合并心房顫動、心動過速等其他類型心律失常者；（3）嚴重RHD伴瓣膜損傷者；（4）合并冠心病、先天性心臟病、擴張型心肌病、限制型心肌病、肥厚型心肌病者；（5）合并嚴重的肝、肺、腎臟疾病者；（6）既往有心臟手術史者。

1.2 研究對象 選取2017年11月至2020年11月川北醫學院附屬醫院心臟外科收治的103例行MVR治療的RHD患者作為觀察組，另選取同期80例健康志愿者作為對照組。兩組受試者性別、年齡、高血壓發生率、糖尿病發生率及紐約心臟病協會（New York Heart Association，NYHA）分級比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組受試者一般資料比較Table 1 Comparison of general information between the two groups

1.3 研究方法

1.3.1 儀器及軟件 采用GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，選擇M5S探頭（探頭頻率為3.5 MHz）及4V探頭（探頭頻率為1.5～4.0 MHz）；四維自動左心室定量分析技術、實時三維自動定量分析軟件（EchoPAC PC2011）及HDF5數據處理軟件。

1.3.2 3D-STI技術檢查方法 將三維探頭置于患者心尖，調整扇角、深度、增益等參數以清晰顯示心內膜，獲取心尖四腔心圖像后啟動四維模式，以獲取左心室三維超聲圖像。

1.3.3 軟件分析 應用四維自動左心室定量分析技術分析圖像，分別在三腔、二腔和四腔心尖切片上手動選擇二尖瓣環中點及心內膜頂點，軟件可自動追蹤心內膜和心外膜邊界。自動得出左心室心肌17節段應變牛眼圖及應變-時間曲線，記錄左心室整體心肌應變峰值〔包括整體縱向應變（globle longitudinal strain，GLS）、整體圓周應變（globle ircumferential strain，GCS）、整體徑向應變（global radial strain，GRS）、整體面積應變（global area strain，GAS）〕及左心室17個節段的應變值〔包括縱向應變（longitudinal strain，LS）、面積應變（area strain，AS）、圓周應變（circumferential strain，CS）及徑向應變（radial strain，RS）〕。

1.4 統計學方法 采用SPSS 20.0統計學軟件進行數據處理。符合正態分布及近似正態分布的計量資料以（±s）表示，組間比較采用成組t檢驗，組內比較采用配對t檢驗；計數資料以相對數表示，組間比較采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 左心室整體心肌應變峰值 觀察組術前GLS、GCS、GRS、GAS低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）；觀察組術后3個月GLS、GCS、GRS、GAS高于術前，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩組左心室整體心肌應變峰值比較（±s，%）Table 2 Comparison of left ventricular global myocardial strain peak between the two groups

表2 兩組左心室整體心肌應變峰值比較（±s，%）Table 2 Comparison of left ventricular global myocardial strain peak between the two groups

注：GLS=整體縱向應變，GCS=整體圓周應變，GRS=整體徑向應變，GAS=整體面積應變；t1、P1值為對照組與觀察組術前比較結果，t2、P2值為觀察組術前與術后3個月比較結果

images/BZ_43_1274_1002_2281_1061.png對照組 80 24.63±7.22 27.65±8.09 42.15±10.28 37.61±9.77觀察組術前 103 14.40±3.02 14.21±4.22 26.80±4.22 16.92±4.20觀察組術后3個月 103 20.26±5.16 23.71±6.80 35.77±7.24 28.30±7.45 t1值 12.998 14.516 13.745 19.327 P1值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 t2值 4.772 3.577 4.922 7.315 P2值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.2 左心室17個節段的應變值

2.2.1 左心室17個節段的LS 對照組與觀察組術前、觀察組術后3個月與術前基底段前側壁、下側壁、下壁和中間段下壁及心尖段側壁、下壁的LS比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；觀察組術前基底段前間壁、前壁、下間壁和中間段前間壁、前壁、前側壁、下側壁、下間壁及心尖段前壁、間壁、心尖的LS高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）；觀察組術后3個月基底段前間壁、前壁、下間壁和中間段前間壁、前壁、前側壁、下側壁、下間壁及心尖段前壁、間壁、心尖的LS低于術前，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 兩組左心室17個節段的LS比較（±s）Table 3 Comparison of LS of 17 segments of left ventricle between the two groups

表3 兩組左心室17個節段的LS比較（±s）Table 3 Comparison of LS of 17 segments of left ventricle between the two groups

注：t1、P1值為對照組與觀察組術前比較結果，t2、P2值為觀察組術前與術后3個月比較結果

節段 對照組（n=80）觀察組術前（n=103）觀察組術后3個月（n=103） t1值 P1值 t2值 P2值基底段前間壁 -17.31±5.60 -10.27±3.17 -14.38±4.30 10.739 ＜0.001 7.808 ＜0.001前壁 -19.35±6.47 -12.24±4.05 -16.27±5.28 9.096 ＜0.001 6.146 ＜0.001前側壁 -18.26±6.32 -17.33±5.80 -17.65±5.87 1.034 0.302 0.394 0.694下側壁 -17.34±6.19 -16.57±5.92 -17.11±6.08 0.856 0.393 0.646 0.519下壁 -16.35±6.04 -16.10±5.94 -16.37±5.99 0.280 0.780 0.325 0.746下間壁 -17.30±6.21 -11.26±5.92 -14.80±6.05 6.701 ＜0.001 3.974 ＜0.001中間段前間壁 -17.92±6.35 -12.23±3.34 -14.83±5.04 7.812 ＜0.001 4.364 ＜0.001前壁 -15.90±5.12 -11.12±2.80 -13.46±4.22 8.054 ＜0.001 4.689 ＜0.001前側壁 -16.53±5.77 -10.04±2.55 -15.92±5.14 10.209 ＜0.001 10.400 ＜0.001下側壁 -17.48±6.03 -15.63±4.29 -17.13±5.87 2.423 0.016 2.094 0.038下壁 -17.72±6.14 -16.50±5.93 -17.36±6.10 1.359 0.176 1.026 0.306下間壁 -18.16±6.40 -12.04±3.37 -15.08±5.22 8.335 ＜0.001 4.966 ＜0.001心尖段前壁 -14.52±4.28 -8.43±2.36 -11.43±4.36 12.247 ＜0.001 6.141 ＜0.001側壁 -15.46±6.27 -14.90±6.20 -15.33±6.25 0.603 0.547 0.464 0.643下壁 -16.28±6.41 -15.83±6.30 -16.18±6.36 0.581 0.562 0.397 0.692間壁 -17.85±6.78 -11.27±4.30 -14.08±4.41 7.960 ＜0.001 4.630 ＜0.001心尖 -15.52±6.20 -8.22±2.40 -12.45±4.36 10.947 ＜0.001 8.626 ＜0.001

2.2.2 左心室17個節段的AS、CS 對照組與觀察組術前、觀察組術后3個月與術前基底段前側壁、下側壁、下壁和中間段前側壁、下側壁、下壁及心尖段側壁、下壁、心尖的AS、CS比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；觀察組術前基底段前間壁、前壁、下間壁和中間段前間壁、前壁、下間壁及心尖段前壁、間壁的AS、CS高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）；觀察組術后3個月基底段前間壁、前壁、下間壁和中間段前間壁、前壁、下間壁及心尖段前壁、間壁的AS、CS低于術前，差異有統計學意義（P＜0.05），見表4～5。

表4 兩組左心室17個節段的AS比較（±s）Table 4 Comparison of AS of 17 segments of left ventricle between the two groups

表4 兩組左心室17個節段的AS比較（±s）Table 4 Comparison of AS of 17 segments of left ventricle between the two groups

注：t1、P1值為對照組與觀察組術前比較結果，t2、P2值為觀察組術前與術后3個月比較結果

節段 對照組（n=80）觀察組術前（n=103）觀察組術后3個月（n=103）t1值 P1值 t2值 P2值基底段前間壁 -26.81±8.45 -18.32±5.21 -22.19±7.10 8.358 ＜0.001 4.460 ＜0.001前壁 -27.84±8.60 -9.04±6.02 -23.45±7.50 17.377 ＜0.001 15.207 ＜0.001前側壁 -27.56±8.35 -26.55±8.24 -26.34±8.16 1.611 0.109 0.184 0.854下側壁 -23.64±6.22 -22.37±5.80 -23.51±6.19 1.457 0.147 1.400 0.163下壁 -29.58±9.37 -28.64±9.26 -28.84±9.33 0.677 0.499 0.154 0.877下間壁 -29.63±9.42 -20.07±6.83 -25.18±8.11 7.141 ＜0.001 4.379 ＜0.001中間段前間壁 -28.81±7.54 -20.42±5.19 -24.95±6.80 4.009 ＜0.001 5.112 ＜0.001前壁 -29.42±9.55 -20.40±4.77 -24.76±7.30 8.343 ＜0.001 4.871 ＜0.001前側壁 -35.90±11.28 -34.37±10.28-34.45±10.33 0.957 0.340 0.052 0.959下側壁 -33.27±10.24 -32.30±9.60 -32.78±10.20 0.726 0.469 0.420 0.675下壁 -32.57±9.60 -31.15±8.74 -32.42±9.49 1.044 0.298 0.999 0.319下間壁 -27.71±8.40 -19.52±5.33 -23.35±6.38 8.033 ＜0.001 4.676 ＜0.001心尖段前壁 -26.34±6.85 -17.90±5.12 -22.08±6.40 9.539 ＜0.001 5.176 ＜0.001側壁 -22.73±5.70 -21.30±5.46 -21.65±5.63 1.424 0.086 0.423 0.651下壁 -20.53±4.19 -19.37±4.10 -20.17±4.18 1.880 0.062 1.387 0.167間壁 -27.63±6.90 -18.75±3.26 -24.56±5.08 11.517 ＜0.001 9.386 ＜0.001心尖 -19.65±4.10 -18.62±3.77 -19.16±3.86 1.877 0.062 1.016 0.311

表5 兩組左心室17個節段的CS比較（±s）Table 5 Comparison of CS of 17 segments of left ventricle between the two groups

表5 兩組左心室17個節段的CS比較（±s）Table 5 Comparison of CS of 17 segments of left ventricle between the two groups

注：t1、P1值為對照組與觀察組術前比較結果，t2、P2值為觀察組術前與術后3個月比較結果

節段 對照組（n=80）觀察組術前（n=103）觀察組術后3個月（n=103） t1值 P1值 t2值 P2值基底段前間壁 -16.45±5.28 -8.64±2.29 -12.62±3.37 13.528 ＜0.001 9.988 ＜0.001前壁 -20.77±6.41 -11.55±3.27-15.77±5.28 12.640 ＜0.001 6.896 ＜0.001前側壁 -15.79±5.11 -14.56±4.34-15.24±5.02 1.759 0.080 1.040 0.300下側壁 -14.46±4.70 -13.75±3.51-14.36±3.84 0.676 0.500 1.119 0.265下壁 -19.56±6.38 -18.07±4.21-19.55±5.30 1.898 0.059 1.944 0.053下間壁 -18.35±5.22 -11.27±2.76-14.72±4.28 11.809 ＜0.001 6.875 ＜0.001中間段前間壁 -14.72±4.26 -8.62±2.44 -11.24±3.36 12.190 ＜0.001 6.403 ＜0.001前壁 -16.65±5.30 -9.05±3.02 -12.58±5.19 12.226 ＜0.001 5.966 ＜0.001前側壁 -23.57±6.80 -22.08±6.12-22.14±6.18 1.556 0.122 0.070 0.944下側壁 -16.42±6.18 -15.24±5.83-15.90±5.93 1.323 0.188 0.805 0.422下壁 -14.45±3.38 -13.56±3.17-14.48±3.45 1.830 0.069 1.343 0.181下間壁 -12.80±2.39 -7.11±1.56 -9.16±2.05 19.422 ＜0.001 8.076 ＜0.001心尖段前壁 -12.95±3.40 -6.93±2.04 -9.53±3.42 14.859 ＜0.001 6.626 ＜0.001側壁 -15.17±5.28 -14.55±5.29-14.62±5.17 0.787 0.432 0.096 0.923下壁 -14.76±5.12 -13.70±4.66-14.46±5.04 1.462 0.146 1.056 0.292間壁 -15.78±6.70 -8.82±2.19 -12.55±4.33 9.890 ＜0.001 7.586 ＜0.001心尖 -15.87±6.76 -14.45±6.70-14.92±5.16 1.417 0.158 0.564 0.573

2.2.3 左心室17個節段的RS 對照組與觀察組術前、觀察組術后3個月與術前基底段前側壁、下側壁、下壁、下間壁和中間段前側壁、下側壁、下壁、下間壁及心尖段側壁、下壁、間壁的RS比較，差異無統計學意義（P＞0.05）；觀察組術前基底段前間壁、前壁和中間段前間壁、前壁及心尖段前壁、心尖的RS高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）；觀察組術后3個月基底段前間壁、前壁和中間段前間壁、前壁及心尖段前壁、心尖的RS低于術前，差異有統計學意義（P＜0.05），見表6。

表6 兩組左心室17個節段的RS比較（±s）Table 6 Comparison of RS of 17 segments of left ventricle between the two groups

表6 兩組左心室17個節段的RS比較（±s）Table 6 Comparison of RS of 17 segments of left ventricle between the two groups

注：t1、P1值為對照組與觀察組術前比較結果，t2、P2值為觀察組術前與術后3個月比較結果

節段 對照組（n=80）觀察組術前（n=103）觀察組術后3個月（n=103） t1值 P1值 t2值 P2值基底段前間壁 39.53±11.27 27.36±8.11 33.26±10.05 8.491 ＜0.001 4.637 ＜0.001前壁 39.80±11.42 23.40±6.52 32.35±9.56 12.237 ＜0.001 8.060 ＜0.001前側壁 41.45±12.39 38.92±10.71 39.80±11.15 1.480 0.141 0.578 0.564下側壁 32.55±7.52 30.63±5.70 32.27±6.65 1.965 0.051 1.794 0.074下壁 40.16±12.24 38.62±11.07 40.06±12.11 0.891 0.374 0.891 0.374下間壁 39.54±11.36 38.22±10.17 38.45±10.26 0.827 0.409 0.151 0.880中間段前間壁 41.92±12.35 26.32±8.05 32.53±10.47 10.310 ＜0.001 4.772 ＜0.001前壁 41.83±12.25 30.24±9.43 36.14±10.52 7.233 ＜0.001 4.238 ＜0.001前側壁 40.36±11.21 38.53±10.06 39.42±10.53 1.161 0.247 0.620 0.536下側壁 41.15±12.08 39.22±10.69 39.45±10.80 1.144 0.254 0.154 0.878下壁 40.63±11.30 38.24±10.04 39.36±10.19 1.451 0.149 0.763 0.446下間壁 39.85±11.07 38.05±10.86 39.75±10.03 1.103 0.272 1.167 0.245心尖段前壁 37.42±10.28 27.14±6.80 32.41±8.44 8.119 ＜0.001 4.935 ＜0.001前側壁 29.80±7.16 28.63±6.03 28.94±6.12 1.199 0.232 0.366 0.715下壁 30.32±8.05 28.31±5.76 29.24±6.03 1.968 0.051 1.132 0.259間壁 39.62±12.06 38.34±12.01 38.60±12.04 0.714 0.476 0.155 0.878心尖 29.42±9.05 18.62±6.55 25.27±8.03 9.362 ＜0.001 6.513 ＜0.001

3 討論

RHD是我國常見的心臟病類型，由于人口老齡化進程加劇，近年來RHD發生率呈逐年增長趨勢。臨床常采用MVR治療RHD，其可有效促使心肌細胞激活、恢復左心室功能［9-11］。但在臨床實踐中發現，部分RHD患者MVR后仍存在心功能惡化傾向，故有效評估MVR治療效果具有重要的臨床意義［11］。

3D-STI技術是基于三維超聲和二維STI技術發展的新型技術，其是通過采集左心室容積圖像，并在三維空間跟蹤心肌回聲點軌跡和心內膜邊界，進而建立心肌三維運動信息，計算相應截面應變值，以評價左心室局部和整體收縮功能［12-13］。此外，3D-STI技術相關軟件還可以計算心肌的扭轉和旋轉運動，并利用內部分析軟件在相互垂直的兩幅斷層圖像上識別心室最大直徑，避免低估左心室值，有效評價左心室各節段功能［14-15］。本研究結果顯示，觀察組術前GLS、GCS、GRS、GAS低于對照組，與矯妮等［16］研究結果相一致，其原因可能如下：RHD患者心肌氧合血流量減少，心肌細胞和心肌收縮蛋白受損，心肌代謝紊亂，因此左心室整體心肌應變能力下降。本研究結果還顯示，觀察組術后3個月GLS、GCS、GRS、GAS高于術前，表明基于3D-STI技術發現，MVR可有效改善RHD患者左心室整體心肌應變峰值，分析其原因可能如下：心肌血流再灌注后其收縮功能有所恢復，從而使左心功能進一步改善。本研究還分析了左心室17個節段的應變值，結果顯示，觀察組術后3個月基底段前間壁、前壁、下間壁和中間段前間壁、前壁、前側壁、下側壁、下間壁及心尖段前壁、間壁、心尖的LS低于術前，基底段前間壁、前壁、下間壁和中間段前間壁、前壁、下間壁及心尖段前壁、間壁的AS、CS低于術前，基底段前間壁、前壁和中間段前間壁、前壁及心尖段前壁、心尖的RS低于術前，表明基于3D-STI技術發現，MVR可有效改善RHD患者左心室部分節段的應變值，尤其是基底段、中間段及心尖段前壁的應變值，與李浩［17］研究結果一致。

綜上所述，基于3D-STI技術發現，MVR可有效改善RHD患者左心室整體心肌應變峰值及左心室部分節段的應變值，對RHD患者MVR治療效果具有一定判斷價值。

作者貢獻：趙亞西進行文章的構思與設計，研究的實施與可行性分析，結果分析與解釋，負責撰寫、修訂論文，負責文章的質量控制及審校，并對文章整體負責、監督管理；曹禮庭、顧鵬、汪海飛、譚雄、賴應龍進行數據收集、整理、分析。

本文無利益沖突。