三維全容積成像聯合速度矢量技術評價子癇前期患者左室功能

程輝，趙靜，閆敏芳，王俊彥，郭麗霞

1.山西醫科大學附屬長治市人民醫院 a.超聲醫學科；b.婦產科，山西 長治 046000；2.長治醫學院 醫學影像系，山西 長治 046000

引言

妊娠期高血壓是產科常見病，其中子癇前期（Pre eclampsia，PE）是導致產婦和胎兒死亡的主要因素之一，嚴重威脅母嬰生命安全[1]。既往研究報道多為PE對左心收縮功能的影響，然而心臟有效做功不僅要評估心室壁心肌收縮力，同時還需了解室壁運動同步性。本研究旨在應用三維全容積成像技術聯合速度矢量技術評估PE患者左室壁運動及收縮同步性，并綜合評估患者左心室功能，以期為臨床診療提供更有效的影像學指標。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2018年8月至2021年8月來本院婦產科門診及住院部就診且臨床診斷為PE患者，PE診斷參照美國婦產科醫師學會診斷標準[2]：妊娠20周后出現收縮壓≥140 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）和（或）舒張壓≥90 mmHg（7 d內至少間隔6 h以上2次測靜息血壓）伴蛋白尿≥0.3 g/24 h。納入標準：符合PE臨床診斷標準，且超聲心動圖資料完整的患者。排除標準：① 既往有高血壓病、先天性心臟病、心肌病等心血管病史；② 有腎臟病史、甲狀腺功能亢進、長期貧血等病史；③ 有妊娠期糖尿病等產科并發癥；④ 左室射血分數低于55%；⑤ 資料不完整或圖像質量差者。篩選后得到臨床及影像學資料齊全者100例，排除左室射血分數（Left Ventricular Ejection Fraction，LVEF）＜55%者3例，資料不全者13例，合并血糖持續高水平者16例，合并甲功異常者4例，超聲圖像差者16例。最終48例PE患者被納入本研究中，年齡24～39歲。同期選取正常妊娠孕婦30例為對照組，年齡25～33歲。所有研究對象均為單胎妊娠，心電圖正常。本研究經我院醫學倫理委員會批準（批準號2022K001），且孕婦及家屬均知情同意。

1.2 儀器與方法

所有研究對象于住院分娩前進行圖像采集。采用Siemens acusonsc 2000超聲診斷儀，儀器配備4V1探頭，頻率在2.5～3.5 MHz及4Zlc矩陣相控陣探頭，頻率在1～4 MHz。受試者取左側臥位，同步接入心電圖檢測，工作站輸入患者身高、體重。二維超聲分別于左室短軸二尖瓣水平、左室短軸乳頭肌水平、左室短軸心尖部水平、心尖四腔心切面、心尖兩腔心切面、心尖三腔心切面留取動態圖像。隨后使用三維探頭于左室心尖四腔心切面，在二維圖像顯示清晰后，啟動三維成像模式，留動圖。所有圖像均留存3個心動周期。圖像處理采用ACUSON SC2000工作站。VVI技術參數包括：3個水平整體縱向應變峰值（Longitudinal Strain，LS）、左室短軸3個水平整體徑向應變峰值（Radial strain，RS）、左室短軸3個水平整體圓周應變峰值（Circumferential strain，CS）、左室心尖切面3個水平整體縱向速度峰值（Longitudinal Velocity，LV）、左室短軸3個水平整體徑向速度峰值（Radial Velocity，RV）、左室心尖切面3個水平整體縱向應變率（Longitudinal Strain Rate，LSR）、左室短軸3個水平整體徑向應變率（Radial Strain Rate，RSR）、左室短軸3個水平整體圓周應變率（Circumferential Strain Rate，CSR）。三維容積參數包括：LVEF、收縮末期球形指數（End-Systolic Sphericity Index，ESSI）、舒張末期球形指數（End-Diastolic Sphericity Index，EDSI）、16節段收縮末期失同步指數（Systolic Dyssynchrony Index，SDI16）、16節段收縮末期離散度（Dispersion End-Systole，DISPES16）、16節段舒張末期失同步指數（Diastolic Dyssynchrony Index，DDI16）、16節段舒張末期離散度（Dispersion End-Diastole，DISPED16）。常規M超于胸骨旁左室長軸切面啟動自動測量功能，得出左室質量指數（Left Ventricular Mass Index，LVMI）。

1.3 重復性檢驗

從78例研究對象的圖像中隨機抽取10例進行分析。間隔3周后由同一醫師再次分析圖像，計算觀察者內重復性。由另一有經驗的醫師在不知先前測值的情況下分析圖像得到結果, 用于觀察者間重復性分析。兩名醫師均具有3年以上工作經驗的主治醫師。

1.4 統計學分析

采用SPSS 20.0軟件進行統計分析，計量資料以±s表示，例數用n（%）表示。兩組間比較用獨立樣本t檢驗，繪制受試者工作特征（Receiver Operating Characteristic，ROC）曲線，計算ROC曲線下面積（Area Under Curve，AUC），分析相關參數對PE患者左心功能受損的診斷效能，相關性分析采用雙變量Pearson相關分析。用組內相關系數評價組間和組內多次測量的可信度，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 組間臨床資料及超聲心動圖參數比較

臨床資料中PE組收縮壓、舒張壓均高于對照組（P＜0.05）；其他組間參數統計學差異不明顯（P＞0.05），見表1。PE組LS、RS、CS、LV、LSR均小于對照組，LVMI、SDI16、DISPES16均大于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。組間其他參數比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。VVI參數牛眼圖顯示：與對照組相比，PE組多數節段LS、LSR偏小。收縮末期容積牛眼圖顯示：對照組各節段顏色偏于一致，PE組節各段間顏色多樣。收縮期同步性曲線顯示：對照組各曲線間趨近，峰谷走行較同步；PE組各曲線間分散，峰谷走形較紊亂，見圖1。

圖1 PE患者與對照組左室應變牛眼圖、應變率牛眼圖、收縮末期容積牛眼圖及容積時間曲線

表1 組間臨床資料比較（±s）

表1 組間臨床資料比較（±s）

組別 PE組（n=48）對照組（n=30） t值 P值年齡/歲 29.72±6.11 29.20±3.77 0.33 0.69身高/cm 159.63±5.41 159.80±4.92 -0.14 0.87體表面積/m2 1.65±0.78 1.63±0.67 0.30 0.74收縮壓/mmHg 147.36±15.42 109.40±12.55 9.91 ＜0.001舒張壓/mmHg 97.89±10.32 76.00±6.67 8.06 ＜0.001心率/（次/min） 81.22±12.13 80.50±8.08 0.16 0.83孕齡/周 38.00±1.66 39.00±1.33 -0.14 0.87

表2 組間超聲心動圖參數比較（±s）

表2 組間超聲心動圖參數比較（±s）

注：LS：縱向應變峰值；RS：徑向應變峰值；CS：圓周應變峰值；LV：縱向速度峰值；RV：徑向速度峰值；LSR：縱向應變率；RSR：徑向應變率；CSR：圓周應變率；LVMI：左室質量指數；EDSI：舒張末期球形指數；ESSI：收縮末期球形指數；DDI16：16節段舒張末期失同步指數；SDI16：16節段收縮末期失同步指數；DISPED16：16節段舒張末期離散度；DISPES16：16節段收縮末期離散度。

?

2.2 分析各參數對PE患者心功能受損的診斷效能

對組間差異較顯著的參數（P＜0.001）作ROC曲線，分析顯示：參數（LVMI、LS、LSR、SDI16、DISPES 16）聯合對診斷PE患者左心室功能受損的AUC為0.882，95%CI為0.806～0.958，靈敏度及特異度分別為82.43%和81.36%，均高于單獨檢查各項指標，見表3、圖2。

圖2 LVMI、LS、LSR、SDI 16、DISPES 16及參數聯合對診斷PE患者左心室功能受損的ROC曲線分析

表3 各參數對PE患者心功能受損的診斷效能

2.3 相關性分析結果

PE組LVMI與SDI16、DISPES16呈正相關，LSR與SDI16、DISPES16呈負相關（P＜0.05），見表4和圖3。

圖3 PE組左室壁運動參數及左室質量指數與左室同步性參數相關性分析

表4 PE組各參數相關性分析

2.4 重復性檢驗

SDI16、DISPES 16、LVMI、LS、LSR組內相關系數分別為 0.95、0.96、0.92、0.93、0.94，95%CI分別為 0.86～0.98、0.86～0.98、0.84～0.96、0.85～0.97、0.860～0.97。組間相關系數為 0.93、0.93、0.90、0.91、0.92，95%CI為 0.78～0.97、0.79～0.97、0.76～0.95、0.78～0.95、0.78～0.96（均P＜0.01）。

3 討論

PE對妊娠期患者危害極大，可并發心力衰竭、肺水腫、胎盤早剝等嚴重并發癥，導致不良妊娠結局，增加產后罹患心血管疾病風險。既往研究報道多為PE對左心室收縮、舒張功能的影響，然而心臟有效做功不僅要評估心室壁心肌力學指標，同時還需了解室壁運動同步性。

對于左室同步性評估，目前主要基于三維斑塊追蹤和全容積成像技術，兩種技術均可以無負荷及幾何假設依賴性。Bhambhani等[3]對這兩種技術在評價左室同步性方面進行比較研究發現，三維全容積成像評估左室機械性同步障礙方面診斷價值更高。三維全容積成像是以容積之比計算左心室各節段動態變化，獲取左室收縮同步性參數，可定性及定量地反映左室收縮同步性，對于心臟收縮同步性的評價具有優越性[4]。速度矢量技術是一種基于二維斑點追蹤技術的新型成像技術，它結合了斑點跟蹤和心內膜輪廓跟蹤，該技術對圖像質量要求不高，且無角度依賴性。Badran等[5]對比三維斑點追蹤技術與VVI技術在評估肥厚型心肌病左室縱向應變中的應用的研究中發現VVI技術能夠成功追蹤到更多節段室壁的運動。本研究應用三維全容積成像技術聯合速度矢量成像技術通過對PE患者左室壁運動及收縮同步性進行研究，綜合評估患者左心室功能，旨在為臨床診療提供更加全面有效的影像學參數。

本研究中，PE組LVMI大于對照組，可能與PE的發生過程有關，有文獻[6-7]報道PE患者抗血管生成/促血管生成失衡，全身小動脈痙攣，血壓升高，心臟后負荷增加，從而導致左室重構。左室重構過程中如心肌細胞肥大、纖維化，間質膠原纖維沉積等病理性改變會減弱心肌各個方向收縮運動[8]。本研究中PE組LVEF未見明顯減低，LS、LV、LSR均小于對照組，這3個參數是左室壁縱向運動指標，左心室的收縮功能主要是由心肌縱行纖維完成，心室運動時心肌從基部到心尖的縮短和延長幅度最大，所以心肌運動減弱時會在縱軸方向上優先表現出來。而各層的肌纖維是連續的，心肌的變形是各層心肌運動的總和[7]，當心肌運動減弱到一定程度，其在徑向和圓周方向上的運動減弱也會表現出來[9]。本研究中RS、CS均小于對照組，說明左室整體縱向應變、徑向應變、圓周應變均減低，這與國內外研究結果一致[10-11]。

正常人的心臟活動表現為心房和心室有序的收縮和舒張活動。三維全容積成像顯示：對照組的左心室16節段約在心臟的同一時間點達到最小收縮容積；PE組出現機械延遲，最重要的表現是心室收縮和舒張不同步，16個節段達到最小收縮容積的時間點會有所不同，因此，體積-時間曲線顯示出不規則性和同步性喪失（圖1g和h）。其機制可能為PE的發生引起左室心肌重構，心肌細胞肥大、纖維化，間質膠原纖維沉積等病理生理改導致電生理特性發生改變，造成電信號傳導延遲及電機械偶聯障礙, 加之左室肥厚時跨壁復極離散度增加, 從而導致心臟機械收縮異質性[12-13]，當心肌細胞肥大增生可導致心肌缺血相對加重，也會影響心肌運動同步性[14]。Xing等[15]研究發現，肥厚性心肌病患者SDI16、DISPES16明顯降低，同時認為左室舒張功能障礙嚴重程度與SDI 16呈顯著相關性。本研究中PE組SDI16、DISPES16大于對照組，說明PE患者存在左室收縮同步性下降，但DDI與對照組比較差別不明顯，這與Xing等[15]研究結果不同，分析原因可能是肥厚性心肌病患者左心室舒張功能障礙更明顯，研究對象左室收縮同步性受影響的嚴重程度不同所致。本研究ROC曲線分析顯示5個參數（LVMI、LS、LSR、SDI16、DISPES16）聯合對診斷PE患者心功能受損的診斷價值最大。說明綜合評估左心功能可以更有效發現PE患者心功能受損情況。

本研究進一步分析發現，LSR、LVMI 與SDI16、DISPES16存在一定相關關系，LSR、LVMI可能作為判斷左室收縮同步性是否異常的預測指標，許建萍等[16]研究顯示LVMI與左室收縮同步性獨立相關。本研究中PE以輕度為主，未能進行不同程度PE患者之間比較，且產后隨訪未進一步比較左心功能變化，同時樣本量過小，未來仍需大樣本、多方面進行驗證。

4 結論

三維全容積成像聯合速度矢量技術能定量評價PE患者左室壁運動及左室收縮同步性，且對左心室功能評估更加全面，可以更有效、早期發現PE患者左室功能異常變化。