超聲心外膜脂肪厚度聯(lián)合心肌分層應(yīng)變參數(shù)預(yù)測冠心病患者冠脈狹窄程度*

安景景 靳通通 閆靜 王小娟 鄧愛云

(1.蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,甘肅 蘭州 730000; 2.蘭州大學(xué)第一醫(yī)院超聲科,甘肅 蘭州 730000;3.蘭州大學(xué)第一醫(yī)院心內(nèi)科超聲室,甘肅 蘭州 730000)

心血管疾病是全世界范圍內(nèi)引起死亡的主要原因,而冠心病(Coronary artery disease,CAD)是心血管疾病最常見的死亡原因,每年有720萬人死亡,占全球總死亡人數(shù)的12%[1]。心外膜脂肪組織(Epicardial adipose tissue,EAT)為位于心肌表面及臟層心包之間的內(nèi)臟脂肪組織,其分布是局部不對稱的,通過產(chǎn)生和分泌脂肪因子及細胞因子,在局部和全身水平調(diào)節(jié)炎癥和致動脈粥樣硬化間的平衡[2]。隨著冠脈狹窄程度的加重,CAD患者心肌缺血由心內(nèi)膜下層向心外膜下層心肌進展[3]。研究指出,EAT及心肌縱向分層應(yīng)變參數(shù)檢測心肌缺血的敏感性較高[4-5]。本研究擬應(yīng)用斑點追蹤分層應(yīng)變技術(shù)獲取CAD患者左室心內(nèi)膜下心肌(GLSendo)、中層心肌(GLSmyo)及心外膜下心肌(GLSepi)整體縱向應(yīng)變,探索EAT聯(lián)合心肌分層應(yīng)變參數(shù)預(yù)測CAD患者冠脈病變嚴重程度,以期為臨床早期預(yù)防及診斷冠脈狹窄提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年9月—2022年9月于蘭州大學(xué)第一醫(yī)院心臟中心行冠脈造影確診為CAD的患者185例,其中男141例,女44例,平均年齡(60.25±9.07)歲。依據(jù)Gensini積分系統(tǒng)[6]對其冠脈病變評分,量化冠狀動脈狹窄的嚴重程度,以Gensini積分45分為界[7]分為輕中度病變組(Gensini積分≤45分)89例和重度病變組(Gensini積分>45分)96例。納入標準:左室射血分數(shù)(LVEF)≥50%且無明顯室壁運動異常者。排除標準:①先天性心臟病、心臟瓣膜病、心包積液、心肌炎、心肌病及嚴重心律失常者。②急慢性肝、腎功能不全者。③出血性或缺血性腦卒中、合并嚴重惡性腫瘤、血液系統(tǒng)疾病或自身免疫性疾病者。④伴嚴重CAD并發(fā)癥或心力衰竭者。⑤對超聲檢查存在相關(guān)禁忌癥或圖像質(zhì)量欠佳者。本研究獲蘭州大學(xué)第一醫(yī)院倫理委員會審批(審批號:LDYYLL2023-245)。

1.2 儀器與方法

1.2.1 生化指標檢測 入院時采集血樣測定血清肌酐、空腹血糖、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)及低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平。

1.2.2 超聲檢查 采用SIEMENS Acuson SC2000的彩色超聲診斷儀,4Vlc探頭(頻率1.25～4.5 MHz),幀頻50～70幀/s。參與者均于冠脈造影前進行超聲心動圖檢查。測量方法:被檢者在平靜呼吸狀態(tài)下左側(cè)臥位,同步記錄心電圖,連續(xù)采集3個心動周期的胸骨旁左心室長軸、胸骨旁短軸、心尖左室長軸、心尖四腔心及心尖兩腔心切面的動態(tài)圖像。圖像分析:①EAT:胸骨旁左心室長軸切面于右室游離壁垂直主動脈環(huán)測量收縮末期(EATs)及舒張末期(EATd)EAT厚度;胸骨旁短軸切面于右室游離壁在乳頭肌中段垂直于室間隔測量EATs及EATd。②心肌縱向分層應(yīng)變參數(shù):將心尖左室長軸、心尖四腔心及心尖兩腔心切面的動態(tài)圖像導(dǎo)入Echo PAC工作站,在分層應(yīng)變模式下,軟件自動將心肌分為3層,計算心肌斑點位置變化,得出GLSendo、GLSmyo及GLSepi。③常規(guī)超聲參數(shù):根據(jù)ASE超聲心動圖測量指南[8],測量舒張末期室間隔厚度(IVSTd)、舒張末期左室后壁厚度(LVPWTd)、左室收縮末期內(nèi)徑(LVESD)、左室舒張末期內(nèi)徑(LVEDD)、二尖瓣口舒張期血流速度(E峰、A峰),計算E/A;用Simpson雙平面法測量LVEF。由不知冠脈造影結(jié)論的高年資超聲醫(yī)師完成以上參數(shù)的測量及分析,于不同心動周期測量3次,取平均值。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料比較 兩組年齡、性別、高血壓、糖尿病、高脂血癥、吸煙史、血清肌酐、空腹血糖、TC、TG、LDL-C、IVSTd、LVPWTd、LVESD、LVEDD、LVEF及E/A比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);病變血管數(shù)量、HDL-C、BMI及腰圍比較,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。

表1 兩組一般資料及常規(guī)超聲指標比較

2.2 兩組EAT及心肌分層縱向應(yīng)變參數(shù)比較 兩組EATs及GLSendo、GLSmyo及GLSepi比較,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),EATd比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2、圖1～3。

圖1 CAD患者的EATs

圖2 CAD患者的GLSendo、GLSmyo及GLSepi Figure 2 GLSendo, GLSmyo, GLSepi in CAD patients

圖3 CAD患者節(jié)段性應(yīng)變曲線

表2 兩組EAT及心肌縱向分層應(yīng)變參數(shù)比較

2.3 影響CAD患者冠脈狹窄程度的多因素Logistic回歸分析 本研究納入的自變量較多,故在進行多因素Logistic回歸分析前,不同變量間進行相關(guān)性檢驗,相關(guān)性熱圖顯示變量間沒有顯著相關(guān)性,表示各變量間相互獨立,不存在共線性(圖4)。多因素Logistic 回歸分析結(jié)果顯示,EATs、GLSendo、GLSmyo、GLSepi、BMI、腰圍及病變血管數(shù)量為CAD患者冠脈重度狹窄的危險因素,HDL-C為保護性因素(P<0.05),見表3。

圖4 變量間相關(guān)性熱圖

表3 影響CAD患者冠脈狹窄程度的多因素Logistic回歸分析

2.4 EATs、心肌縱向分層應(yīng)變參數(shù)及二者聯(lián)合預(yù)測CAD患者冠脈狹窄程度的ROC曲線 EATs、GLSendo、GLSmyo、GLSepi及EATs聯(lián)合分層應(yīng)變參數(shù)預(yù)測冠脈狹窄程度的AUC值分別為0.729(0.654～0.803)、0.709(0.634～0.785)、0.675(0.594～0.755)、0.673(0.594～0.752)、0.820(0.760～0.880);最佳截斷值分別為7.18 mm、-17.21%、-16.96%、-13.64%及0.495。見表4、圖5。

圖5 EATs、分層應(yīng)變參數(shù)及二者聯(lián)合預(yù)測冠脈狹窄程度的ROC曲線

表4 EATs、分層應(yīng)變參數(shù)及二者聯(lián)合預(yù)測CAD患者冠脈狹窄程度的ROC曲線分析結(jié)果

3 討論

心外膜是脂肪刺激后發(fā)生反應(yīng)的重要場所,它可將EAT從心臟的營養(yǎng)來源轉(zhuǎn)變?yōu)榫植垦装Y病灶中心[9]。炎癥激活的免疫細胞會分泌促炎細胞因子,影響心外膜脂肪細胞功能及旁分泌;反過來,EAT 作為高濃度炎性細胞因子的儲存庫,大量分泌脂聯(lián)素、瘦素等的炎性細胞因子及脂肪細胞因子[10-11],促進免疫細胞浸潤和激活。這種惡性循環(huán)為全身低度炎癥創(chuàng)造了一個最佳微環(huán)境[12],增強脂肪分解、游離脂肪酸釋放、缺氧、氧化應(yīng)激,從而推動CAD進程。研究指出,EAT與CAD患者高危斑塊、冠脈病變血管數(shù)目及更為嚴重的CAD密切相關(guān)[13]。這與心外膜脂肪細胞的大小和肥厚程度有關(guān),并且EAT驅(qū)動胰島素抵抗可能是介導(dǎo)冠脈狹窄的重要因素之一[14-15]。常規(guī)超聲評估心肌功能時以整個心肌壁厚度為基礎(chǔ),而不考慮各層心肌間的差異,但左心室3層心肌的變形能力和功能各不相同。每個心肌層的變形不是獨立的,存活心肌收縮可能牽引相鄰的非存活心肌導(dǎo)致變形,非存活心肌也會對鄰近存活心肌的收縮產(chǎn)生負面影響,每層心肌的變形是該層內(nèi)心肌主動收縮和相鄰心肌被動牽引的總和[16]。因此,準確、有效地評估這些層面可能會提高診斷的準確性和對CAD嚴重程度的理解。

Gensini積分方便快捷,研究指出,其評估致命和非致命的心血管事件至關(guān)重要,在長期隨訪中具有預(yù)測心血管事件的價值[17]。因此,本研究選用Gensini積分評價冠狀動脈病變嚴重程度。本研究結(jié)果顯示,隨著CAD患者冠狀動脈狹窄程度增大,EATs逐步增厚,GLSendo、GLSmyo及GLSepi逐漸降低(P<0.05)。Naryzhnaya等[18]研究指出,EAT是預(yù)測重度冠狀動脈粥樣硬化較優(yōu)指標,葡萄糖/胰島素代謝的全身損傷及血清脂聯(lián)素的減少是嚴重冠狀動脈粥樣硬化患者EAT脂肪細胞氧化應(yīng)激作用強度的獨立決定因素。Zhang等[19]研究發(fā)現(xiàn),隨著冠脈狹窄程度增加,心內(nèi)膜下層心肌、中層心肌及心外膜下心肌功能依次降低,且GLSendo識別復(fù)雜CAD 并預(yù)測急性冠脈綜合征患者冠狀動脈病變的嚴重程度診斷效能高于GLSmyo及GLSepi。本研究結(jié)果與其基本一致。左心室壁由心內(nèi)膜、心肌中層和心外膜層組成,各層的形變不均勻,與其他兩層相比,心內(nèi)膜層最容易受到缺血性損傷的影響[20]。一方面,心內(nèi)膜層心肌直接承受來自心室面血液流動帶來的壓力沖擊,并暴露于冠狀動脈血液循環(huán)中,最易受到缺血影響[21]。此外,缺血再灌注損傷期間心臟平衡是由心肌細胞和常駐細胞直接和間接的相互作用網(wǎng)絡(luò)維持,在冠狀動脈發(fā)生閉塞后心內(nèi)膜層心肌從血流再灌注中恢復(fù)至正常狀態(tài)較為困難[22]。Li等[23]的研究發(fā)現(xiàn),左心室心肌應(yīng)變隨著冠狀動脈狹窄的加重而在不同水平上降低,當預(yù)測冠狀動脈狹窄率>50%時,縱向應(yīng)變的診斷效能高于徑向及圓周應(yīng)變(AUC=0.899、0.873、0.723)。在心血管系統(tǒng)疾病中,縱向應(yīng)變通常先于圓周及徑向應(yīng)變受損,這可能是由于中層心肌的曲率半徑比縱向肌纖維的曲率半徑要小,從而帶來的應(yīng)力相對較低,因此推遲了心肌功能異常出現(xiàn)的時間[24]。

理論上,EAT及心肌縱向分層應(yīng)變參數(shù)均為預(yù)測冠狀動脈病變嚴重程度的獨立危險因素,推測二者聯(lián)合應(yīng)用對CAD患者冠脈狹窄無創(chuàng)診斷價值更大。本研究發(fā)現(xiàn),EATs預(yù)測冠脈重度狹窄的效能高于GLSendo、GLSmyo、GLSepi(OR=1.553vs1.287vs1.198vs1.233), 但各指標單獨預(yù)測時敏感度及特異度均相對較低,聯(lián)合使用時AUC值高達0.820,敏感度高達0.813,特異度高達0.708。因此,EATs聯(lián)合分層應(yīng)變參數(shù)對CAD患者冠脈狹窄程度的無創(chuàng)診斷價值較大。此外,僅EATs為冠脈狹窄嚴重程度的預(yù)測因素,而EATd則無預(yù)測能力。在某些情況下,最大的EAT厚度可能與真實心動周期中收縮末期或舒張末期并不對應(yīng),故超聲心動圖應(yīng)在何時測量EAT是一個有爭議的話題,目前還沒有明確的共識。但Iacobellis等[25]強烈建議于收縮末期測量最大EAT厚度,這可能與舒張期EAT被擠壓有關(guān)。因此,在臨床實踐中不僅要注重節(jié)段性室壁運動異常這一常規(guī)征象,更應(yīng)重視患者EAT及心肌縱向分層應(yīng)變參數(shù)的變化趨勢,當常規(guī)超聲缺乏節(jié)段性室壁運動異常的證據(jù),但患者分層應(yīng)變參數(shù)明顯減低,且EAT顯著增厚時,不能排除缺血性心肌病的診斷。

本研究的局限性:①對超聲應(yīng)變參數(shù)選擇較為片面,只納入了左室縱向分層應(yīng)變值,徑向應(yīng)變及圓周應(yīng)變等并未納入。②僅在胸骨旁左室長軸及短軸兩個標準切面測量EAT厚度,并未觀察其余切面的EAT情況。③樣本量較小,僅為單中心數(shù)據(jù),未來仍需多中心、大樣本、高質(zhì)量的研究進一步驗證。

4 結(jié)論

隨CAD患者冠脈狹窄程度增加,EATs逐步增厚,心肌縱向分層應(yīng)變參數(shù)逐步降低,二者均可預(yù)測冠脈狹窄,聯(lián)合時診斷效能更優(yōu)。