實時三維超聲心動圖聯合二維斑點追蹤顯像技術評價冠狀動脈慢血流患者左房結構及相位功能改變

邢雨蒙 陳 永樂 孔 德紅 顏 彥 舒先紅， 潘翠珍，△

（1復旦大學附屬中山醫院心臟超聲診斷科 上海 200032；2上海市影像醫學研究所 上海 200032；3上海市心血管病研究所 上海 200032）

冠狀動脈慢血流（coronary slow flow，CSF）是指冠狀動脈造影（coronary angiography，CAG）時未見明顯狹窄性病變，但血管遠端出現血流充盈延遲的現象[1］。微血管及血管內皮細胞功能障礙、彌漫性血管粥樣硬化、炎癥反應、脂肪代謝紊亂以及血小板功能異常等可能在CSF 發生發展中起到作用[2-5］。研究認為左房大小及功能的改變是評估許多心血管疾病預后的可靠指標[6］，因此早期識別CSF 患者左房功能變化具有重要意義。當前，很多學者認為CSF 患者存在左室重塑及功能受損[7-8］，但關于CSF 對左房功能影響的研究尚不多見。因受肺靜脈、左心耳形狀、房間隔傾斜位置等解剖結構因素影響，傳統二維超聲在測量左房時具有局限性。 本研究旨在應用實時三維超聲心動圖（realtime three-dimensional echocardiography，RT-3DE）聯合二維斑點追蹤顯像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）定量 評估CSF 患者左房功能的早期改變。

資料和方法

研究對象選取2016年11月至2019年2月因胸痛在復旦大學附屬中山醫院行CAG 檢查并確診為CSF 的患者35例，剔除圖像質量欠佳者3例，最終 納 入32例 作 為CSF 組：男19例，女13例，年 齡36～68歲，平均年齡（55.63±7.56）歲。納入標準：采用校正的TIMI 血流幀數法（the corrected thrombolysis in myocardial infarction frame count，cTFC），即至少存在1 支冠狀動脈cTFC＞27 幀，且病變血管狹窄程度＜40%。排除標準：合并心律失常、心肌病、瓣膜病、左室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）＜55%、冠狀動脈擴張、先天性心臟病，既往心肌梗死及各種心臟手術史、惡性腫瘤、嚴重高血壓、肝腎功能不全、血液及免疫系統疾病等。選取30例同一時期年齡、性別相匹配的CAG 檢查結果正常者作為對照組（排除標準同前）：男15例，女15例，年齡33～67歲，平均年齡（54.83±7.83）歲。

測量儀器使用Philips Epic 7c 彩色多普勒超聲診斷儀（探頭型號：S5-1 和X5-1，頻率：2～4 MHz和1～5 MHz）采集圖像，并配備Philips Qlab10.4 脫機分析工作站。

圖像采集囑患者左側臥位，待其呼吸平穩后連接心電圖并記錄心率，使用S5-1 探頭采集并存儲心尖左室長軸觀、心尖四腔觀及心尖兩腔觀切面的超聲圖像（連續5 個心動周期），獲取并記錄以下超聲參數：左房前后徑（left atrial diameter，LAD）、左室舒張末期（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）及收縮末期容積（left ventricular end-systolic volume，LVESV）、LVEF（通過雙平面Simpson 法獲得）、二尖瓣舒張早期及舒張晚期血流峰值流速（E 值、A 值）及舒張早期二尖瓣環室間隔側組織速度（e，值），通過計算得到E/A 及E/e，值。囑患者平靜呼吸后屏氣，切換X5-1 探頭并點擊“full volume”模式獲取連續4個心動周期上述切面的全容積圖像。

圖像分析將所有圖像資料導入Philips Qlab10.4 工作 站。RT-3DE 圖 像 分 析：選 擇3DQ 模式，分別于左房心內膜面標記取樣點，系統自動生成時間-容積曲線（圖1），測量左房3 個時相（左室收縮期、左室舒張早期、左室舒張晚期）的容積，經體表面積標準化后得到左房最大容積指數（left atrial maximum volume index，LAVImax）、收縮前容積指數（left atrial pre-atrial contraction volume index，LAVIpreA）及最小容積指數（left atrial minimum volume index，LAVImin）。通過公式計算進一步得到：左房總射血分數（left atrial total emptying fraction， LATEF） = （LAVImax-LAVImin）/LAVImax；左房被動射血分數（left atrial passive emptying fraction， LAPEF） = （LAVImax-LAVIpreA）/LAVImax；左 房 主 動 射 血 分 數（left atrial active emptying fraction， LAAEF） =（LAVIpreA-LAVImin）/LAVIpreA。 2D-STI 圖像分析：選擇aCMQ 選項，分別于心尖四腔觀和心尖兩腔觀切面繪制感興趣區（將取樣點標記于二尖瓣環左房側壁、二尖瓣環房間隔側及左房頂部），手動調節感興趣區至最佳位置。系統自動生成應變、應變率曲線（圖2），測量左房舒張早期、收縮期及舒張晚期的平均峰值應變（LAScd、LASr、LASct）及應變率（pLASRcd、pLASRr、pLASRct）。最后納入統計分析的為兩個切面獲取的參數平均值。

圖1 RT‐3DE 生成的左房容積曲線Fig 1 The volume curve of left atrium formed by RT‐3DE

圖2 2D‐STI 生成的左房應變（A）及應變率（B）曲線Fig 2 The curves of LA strain（A）and strain rate（B）formed by 2D‐STI

重復性檢驗隨機抽取20例入組對象，選取2名對試驗方案不知情的主治醫師分別進行RT-3DE及2D-STI 左房參數的測量（觀察者間變異性），其中一名醫師間隔2 周時間以相同步驟再次測量上述參數（觀察者內變異性）。

統計學分析選擇SPSS 22.0 軟件進行統計分析，連續性變量用（±s）表示，分類變量用百分比表示。兩組數據間的比較選擇獨立樣本t檢驗（正態分布）或Wilcoxon 秩和檢驗（非正態分布）。率的比較采用χ2檢驗。左房參數之間的相關性采用Pearson 分析。 用組內相關系數（intraclass correlation coefficient，ICC）反映左房參數測量的可重復性。P＜0.05 為差異有統計學意義。

結果

一般臨床資料比較CSF 組與對照組的一般臨床資料組間差異無統計學意義。與對照組CAG結果相比，CSF 組左前降支（left anterior descending branch，LAD）、左 回 旋 支（left circumflex artery，LCX）、右冠狀動脈（right coronary artery，RCA）的TFC 值及三者之和除以3 獲取的平均TFC 值（mean-TFC）均明顯增大（P均＜0.05，表1）。

表1 兩組間一般臨床資料及CAG 結果比較Tab 1 Comparison of clinical and angiographic characteristics between the two groups [n（%）or ±s］

表1 兩組間一般臨床資料及CAG 結果比較Tab 1 Comparison of clinical and angiographic characteristics between the two groups [n（%）or ±s］

BSA：Body surface area；HR：Heart rate；SBP：Systolic blood pressure；DBP：Diastolic blood pressure；TFC：Thrombolysis in myocardial infarction frame count；LAD：Left anterior descending branch；LCX：Left circumflex artery；RCA：Right coronary artery.

Variables Male Age（y）Smoking BSA（m2）HR（bpm）SBP（mmHg）DBP（mmHg）Hypertension Diabetes TFC-LAD TFC-LCX TFC-RCA TFC-mean CSFP group（n=32）19（59.4）55.63±7.568（25.0）1.75±0.1568.03±7.96125.06±11.7476.44±7.727（21.9）3（9.4）43.64±12.2138.34±15.1839.47±13.6540.48±10.62 Control group（n=30）15（50.0）54.83±7.836（20.0）1.72±0.1172.13±9.58122.57±10.0775.47±6.805（16.7）2（6.7）20.70±2.1519.23±1.7719.93±1.9819.96±1.50 t /χ2 0.5500.4050.2211.050-1.8380.8950.5240.2690.15310.1426.8447.76010.483 P 0.4590.6870.6380.2930.0710.3740.6020.6040.696＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

超聲參數比較兩組間常規超聲心動圖參數LVEDV、LVESV、LVEF、LAD、E/A、E/e，差異均無統計學意義（表2）。RT-3DE 與2D-STI 參數：與對 照 組 相 比，CSF 組LAVImax、LAVIpreA、LAVImin 增 加，但LATEF、LAPEF、LASr、LAScd、pLASRr、pLASRcd 降低（P均＜0.05，表3、4）。雖然CSF 組LAAEF、pLASRct 較對照組有所升高，但兩組間差異無統計學意義。

表2 兩組間常規超聲心動圖參數結果比較Tab 2 Comparison of conventional echocardiographic data between the two groups （±s）

表2 兩組間常規超聲心動圖參數結果比較Tab 2 Comparison of conventional echocardiographic data between the two groups （±s）

LAD：Left atrial diameter；LVEDV：Left ventricular end-diastolic volume；LVESV：Left ventricular end-systolic volume；LVEF：Left ventricular ejection fraction.

Parameters LAD（mm）LVEDV（mL）LVESV（mL）LVEF（%）e’（cm/s）E/A E/e’CSFP group（n=32）38.19±4.6583.29±19.2633.57±10.4060.04±7.348.41±1.510.98±0.228.56±2.40 Control group（n=30）36.83±2.3681.23±18.7130.17±8.1162.91±5.339.48±2.701.09±0.308.13±2.36 t 1.4300.4261.512-1.751-1.931-1.7410.477 P 0.1580.6710.1360.0850.0580.0880.715

表3 兩組間RT‐3DE 參數結果比較Tab 3 Comparison of RT3DE data between the two groups（±s）

表3 兩組間RT‐3DE 參數結果比較Tab 3 Comparison of RT3DE data between the two groups（±s）

LAVImax：Left atrial maximum volume index；LAVIpreA：Left atrial pre-atrial contraction volume index；LAVImin：Left atrial minimum volume index；LATEF：Left atrial total emptying fraction；LAAEF：Left atrial active emptying fraction；LAPEF：Left atrial passive emptying fraction.

Parameters LAVImax（mL/m2）LAVIpreA（mL/m2）LAVImin（mL/m2）LATEF（%）LAAEF（%）LAPEF（%）CSFP group（n=32）23.64±4.2115.63±2.989.58±1.7759.47±2.1838.40±5.2333.83±5.88 Control group（n=30）21.16±4.7212.97±3.148.02±1.7361.74±4.5137.57±4.9738.65±5.94 t 2.1893.4103.515-2.5420.641-3.212 P 0.0320.0010.0010.0170.5240.002

相關性分析Pearson 相關性分析提示，CSF 患者LATEF 與LASr、pLASRr（r=0.657 和0.400），LAPEF 與LAScd、pLASRcd（r=0.569 和0.745），LAAEF 與pLASRct（r=0.488）均 呈 正 相 關（P均＜0.05）。

表4 兩組間2D‐STI 參數結果比較Tab 4 Comparison of 2D‐STI data between the two groups（±s）

表4 兩組間2D‐STI 參數結果比較Tab 4 Comparison of 2D‐STI data between the two groups（±s）

Refer to Fig 2.

Parameters LASct（%）LASr（%）LAScd（%）pLASRct（s-1）pLASRr（s-1）pLASRcd（s-1）CSFP group（n=32）16.06±2.3933.69±4.1717.63±3.19-2.88±1.132.03±0.80-1.83±0.91 Control group（n=30）16.27±3.5037.50±5.6321.23±2.94-2.85±0.992.59±1.18-2.41±0.89 t-0.269-3.043-4.619-0.092-2.1802.520 P 0.7890.003＜0.0010.9270.0330.014

重復性檢驗觀察者內左房參數的變異性測量值為：LAVImax（ICC=0.93）、LAVIpreA（ICC=0.91）、LAVImin（ICC=0.93）、LASr（ICC=0.94）、LAScd（ICC=0.91）、LASct（ICC=0.91）、pLASRr（ICC=0.94）、pLASRcd （ICC=0.93）、pLASRct（ICC=0.92）；觀察者間左房參數的變異性測量值為：LAVImax （ICC=0.89）、LAVIpreA （ICC=0.88）、LAVImin（ICC=0.89）、LASr（ICC=0.92）、LAScd（ICC=0.89）、LASct（ICC=0.91）、pLASRr（ICC=0.92）、pLASRcd （ICC=0.93）、pLASRct（ICC=0.89）。 以上數據提示通過RT-3DE 及2DSTI 獲取的左房參數可重復性較好。

討論

研究報道，在因胸痛行CAG 的患者中，CSF 的檢出率為1%～7%，其中80% 以上的患者存在反復發作性胸痛，20% 左右因癥狀嚴重須再入院治療[9-10］。雖然CSF 患者無明顯冠脈狹窄，但臨床中可出現反復心絞痛、急性心肌梗死、心律失常，甚至心臟猝死等不良事件[11-12］。左房在調節左室充盈壓及維持正常心臟功能中具有重要意義，主要作用于以下3 個時相[13］：（1）儲器功能，在心臟收縮期收集經肺靜脈回流的血液；（2）傳導功能，在舒張早期協助左房血液流入左室；（3）泵功能，在舒張末期心房收縮進一步促進左室充盈。因此，準確評估左房相位功能有助于了解疾病進展和預后。但由于長期缺乏關注，CSF 的病理學機制及其對左房的影響至今仍未闡明。

當前，臨床中常采用雙平面Simpson 法評估左房功能，但其應用具有局限性，如操作繁瑣（需分別測量3 個時相的容積）、耗時且重復性較差。 RT-3DE 作為一項新技術，逐漸應用于左房容積及功能的評估中，其測量準確性高于傳統二維超聲且與心臟磁共振具有較好的一致性[14-15］。2D-STI 無超聲角度依賴性，能通過定量評估心肌變形能力來反映心肌受損程度，研究發現2D-STI 獲取的應變及應變率參數可定量評估左房相位功能，且測量結果與磁共振相 關性較高[16］。 本研究應用RT-3DE 聯合2D-STI 定量評價CSF 患者左房3 個時相的功能，發現CSF 患者左房容積指數（LAVImax、LAVIpreA、LAVImin）均較對照組增大，提示CSF 患者左房發生重構。 與對照組相比，CSF 患者LATEF、LAPEF、LASr、LAScd、pLASRr、pLASRcd 均 降低，提示左房儲器及傳導功能均受損。研究認為彌漫性冠脈鈣化、內膜增厚、冠脈血流儲備受損都可能與CSF 心肌功能受損有關[17］。推測引起CSF 患者心房功能改變的機制可能為：隨著心肌順應性受損，為保持足夠左室射血量，左房壓增高以克服增高的左室舒張壓，這一現象可導致肺靜脈血流回流受阻，致使左房儲器功能受損。此外，增加的左室僵硬度及左室內壓共同阻礙左房血液流入左室，導致左房傳導功能受損。隨著左房內殘存血量增多，左房逐漸松弛擴張，可能引起儲器功能進一步降低。

本研究中，CSF 組的LAAEF、pLASRct 較對照組有增高趨勢，但兩組間差異無統計學意義，提示CSF 患者早期發生儲器及傳導功能受損時，泵功能可能發生代償性改變。而Li 等[18］研究認為，CSF 患者存在LATEF、LAAEF 降低，LAPEF 雖較對照組有所降低，但未達到統計學差異，這一結果可能與兩組研究選取的入組對象的冠脈受累支數及受累血管分布不同、冠脈血流幀數差異等有關。本研究具有一定的局限性，由于樣本量較少且獲取的左房參數未與心臟磁共振參數進行比較，CSF 對左房相位功能的影響及機制有待后期擴大研究樣本量進一步證實。

綜上所述，CSF 患者早期出現左房增大且儲器功能及傳導功能受損，泵功能可能出現代償性增高。RT-3DE 與2D-STI 一致性較好，兩者聯合可更加方便、準確地定量評估CSF 患者左房結構及相位功能的早期改變。

作者貢獻聲明邢雨蒙 數據整理和分析，論文構思和撰寫。陳永樂，孔德紅 研究設計，圖像采集。顏彥 臨床入組對象篩選和數據收集。舒先紅 可行性分析，圖像整理。 潘翠珍 圖像采集、整理和保存，論文指導。

利益沖突聲明所有作者均聲明不存在利益沖突。