超聲分層應變技術評價急性冠狀動脈綜合征患者的心肌功能受損的臨床價值

摘要：目的" 應用超聲分層應變技術評價急性冠狀動脈綜合征（ACS）患者的心肌功能受損程度。方法" 收集2023年1月～2023年11月首都醫科大學附屬北京中醫醫院ACS患者90例，根據患者心電圖表現及血清肌鈣蛋白水平將其分為不穩定型心絞痛組30例、非ST段抬高心肌梗死組30例、ST段抬高心肌梗死組30例。除傳統超聲心動圖指標，應用超聲分層應變技術，分別對心內膜下心肌、中層心肌、心外膜下心肌進行評估。結果" 非ST段抬高心肌梗死組心內膜下心肌長軸應變及圓周應變的絕對值低于正常值參考范圍，長軸應變及圓周應變達峰時間變異程度 高于正常值參考范圍，中層心肌及心外膜下心肌長軸應變、圓周應變、長軸應變及圓周應變達峰時間變異程度位于正常值參考范圍，3層間的差異有統計學意義（Plt;0.05）。結論" 分層應變技術評價ACS患者不同層次心肌的運動受損，特別是對于非ST段抬高心肌梗死，具有更高的敏感度和臨床應用價值。

關鍵詞：急性冠脈綜合征；分層；應變；超聲心動圖

Clinical value of layer?specific quantification to predict the damage of myocardial function in patients with acute coronary syndrome by strain echocardiography

WANG Haoran1， ZHANG Tong1， SHEN Siyuan1， LIU Pengyu1， QI Zhi2， LIU Xuemei2

1School of Traditional Chinese Medicine， Capital Medical University， Beijing 100069， China; 2Department of Ultrasound， Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine， Capital Medical University， Beijing 100010， China

Abstract： Objective To" evaluate the" layer-specific quantification for predicting the damage of myocardial function in patients with acute coronary syndrome （ACS） using strain echocardiography. Methods We prospectively studied 90 patients with ACS in Beijing Hospital of Traditional Chinese Medicine from January 2023 to November 2023， including 30 patients with unstable angina， 30 patients with non-ST segment elevation myocardial infarction and 30 patients with ST segment elevation myocardial infarction according to ECG and serum troponin. Besides traditional echocardiographic parameters， subendocardial myocardium， medial myocardium and subepicardial myocardium were evaluated by layer-specific quantification strain. Results Lower absolute value of longitudinal strain and circumferential strain， longer longitudinal strain dispersion and circumferential strain dispersion with subendocardial myocardium in non-ST segment elevation myocardial infarction group. Longitudinal strain， circumferential strain， longer longitudinal strain dispersion and circumferential strain dispersion with medial and subepicardial myocardium in non-ST segment elevation myocardial infarction group were in normal reference interval. There was significant difference among three layers of myocardium （Plt;0.05）. Conclusion Myocardial function of different layer of myocardium was evaluated by layer-specific quantification strain to predict myocardial damage， especially in patients with non-ST segment elevation myocardial infarction， and have more sensitivity and promises for clinical utility.

Keywords： acute coronary syndrome; layer; strain; echocardiography

急性冠狀動脈綜合征（ACS）定義為包括一系列由冠狀動脈粥樣硬化斑塊破裂導致急性血栓形成而引起的臨床表現，其重要的首發癥狀是胸痛，根據心電圖表現及生物標志物水平（肌鈣蛋白）確定診斷流程將ACS分為不穩定型心絞痛（UA）、非ST段抬高型心肌梗死 （NSTEMI）及ST段抬高型心肌梗死（STEMI），其中UA和NSTEMI可統稱為非ST段抬高型急性冠狀動脈綜合征（NSTEACS）［1］。超聲心動圖做為評估心臟結構和功能的便捷、無創檢查手段，可提供心臟房室容量、左右心室收縮和舒張功能、室壁厚度、瓣膜功能和心腔及大動脈壓力等豐富信息。臨床實踐中，節段性室壁運動評分是描述室壁運動異常最為常用的指標［2］。然而，并非所有的ACS都會出現節段性室壁運動異常，僅出現心肌細胞纖維化的UA 和非透壁心肌梗死的NSTEMI 通常不出現節段性室壁運動異常，并且一部分側支循環建立較好或“被動牽拉”的透壁性STEMI也不會出現節段性室壁運動異常，超聲心動圖結果呈現“陰性”表現［3］。心室肌的解剖學結構分為淺、中、深3層，ACS特別是NSTEACS，雖然未出現傳統超聲心動圖“陽性”表現，但是已經出現淺層心室肌，即心內膜下心肌運動功能的受損。為揭示這種早期的、微細的受損，本研究將心肌分為3層，應用分層應變技術，探討ACS不同類型、不同心肌層次（心內膜下心肌、中層心肌及心外膜下心肌）的運動變化規律，轉變傳統超聲結果”陰性”表現。既往應用分層應變對ACS患者進行的研究，多著眼于局部節段應變峰值的變化，即局部心肌節段收縮功能的研究，對于心肌運動的同步性及協調性研究較少，并且對于ACS中NSTEMI和STEMI研究較多，納入UA患者較少［4-7］。本研究全面納入UA、NSTEMI和STEMI患者，豐富節段應變峰值信息，并關注心肌運動同步化研究，為臨床診斷和治療提供依據。

1" 資料與方法

1.1" 一般資料

收集2023年1月～2023年11月首都醫科大學附屬北京中醫醫院門診及住院首發急性冠脈綜合征患者90例，根據患者心電圖結果、血清肌鈣蛋白檢測結果進行確診及分組，其中UA組30例、NSTEMI組30例、STEMI組30例。納入標準：依據《ESC非ST段抬高急性冠脈綜合征治療指南（2020）》，胸痛、胸部不適為首發癥狀。排除標準：既往心肌梗死病史；既往心臟手術病史；中-重度瓣膜反流、房顫、嚴重室性心律失常、心肌病、先天性心臟病、肝硬化、妊娠期婦女及聲窗嚴重不佳者。3組間一般資料的差異無統計學意義（Pgt;0.05，表1）。

1.2" 儀器與方法

采用Philips CX 50超聲診斷儀，配備頻率2～4 MHz扇掃探頭。應用Qlab 9.0軟件進行斑點追蹤成像分析，所采用聲學切面為胸骨旁左室短軸系列切面（自二尖瓣瓣環水平至心尖水平），心尖四腔心、兩腔心及三腔心切面，并保證幀頻足夠（60～90幀/s），此過程中囑患者控制呼吸，動態電影取樣時長為3個心動周期。

根據美國超聲心動圖學會標準應用Simpson's法計算左心室射血分數（LVEF）。將左心室分為18個節段，對每個節段室壁運動進行評分，評分標準為：1分（運動正常），2分（運動減低），3分（無運動），4分（反常運動），總結各節段室壁運動評分之和除以所計算節段數量，由此計算室壁運動評分指數（WMSI），WMSI正常值參考范圍≤1分。

應用Qlab 9.0軟件對所儲存動態二維圖像進行二維長軸應變（LS）及圓周應變（CS）分析，將心肌分為3層，即心內膜下心肌、中層心肌及心外膜下心肌，在心尖四腔心、三腔心及兩腔心切面，左室系列短軸切面標記感興趣區域，將左室分為18個節段，每個節段分為三層進行標記分析。左室長軸應變（GLS）由軟件直接計算得出。軟件計算出每個節段每層的二維長軸應變及圓周應變，并記錄每個節段應變達峰時間，計算每個節段應變達峰時間的變異程度（圖1）。LS、CS及GLS為負數，正常值參考范圍≤-18%。節段長軸應變達峰時間變異程度（LS-D）及節段圓周應變達峰時間變異程度（CS-D）正常值參考范圍≤45 ms。

1.3" 重復性分析

評價各測量指標的觀察者內差異時，隨機抽取20個圖像由1位超聲檢查者進行測量，間隔1月后由同一檢查者再次對同批圖像進行測量。評價各測量指標的觀察者間差異時，隨機抽取20個圖像由1位超聲檢查者進行測量，再由另一位超聲檢查者在不知前次結果的情況下進行測量。觀察者內和觀察者間的變異通過計算平均百分比誤差進行評估，平均百分比誤差為兩測量值之間的絕對差值與其二者均值的百分比。

1.4" 統計學分析

應用SPSS16.0軟件對數據進行統計學分析，計量資料以均數±標準差表示，評分類計量資料以中位數（上下四分位數）表示，采用方差分析對UA組、NSTEMI組和STEMI組的計量數據進行分析；計數資料以n（%）表示，組間比較采用卡方檢驗。以Plt;0.05為差異有統計學意義。

2" 結果

2.1" 傳統超聲心動圖指標

UA組LVEF、WMSI及GLS位于正常值參考范圍，NSTEMI組LVEF、WMSI及GLS位于正常值參考范圍，而STEMI組LVEF及GLS低于正常值參考范圍，WMSI高于正常值參考范圍，3組間差異有統計學意義（Plt;0.05，表2）。

2.2" 分層應變指標

UA組心內膜下心肌、中層心肌、心外膜下心肌節段LS、LS-D及CS-D位于正常值參考范圍，3組間差異無統計學意義（Pgt;0.05）；NSTEMI組心內膜下心肌LS及CS的絕對值低于正常值參考范圍，LS-D及CS-D高于正常值參考范圍，中層心肌及心外膜下心肌LS、CS、LS-D、CS-D位于正常值參考范圍，3層間的差異有統計學意義（Plt;0.05）；STEMI組3層心肌LS及CS的絕對值低于正常值參考范圍，LS-D及CS-D高于正常值參考范圍，3層之間的差異無統計學意義（Pgt;0.05，表3）。

3" 討論

ACS的病理學本質為冠狀動脈粥樣硬化斑塊破裂導致急性血栓形成，造成冠狀動脈管腔狹窄，引發局部血氧供應失衡，而造成的一系列的心肌損傷，心肌損傷的程度取決于冠狀動脈管腔狹窄的程度，心肌損傷后進而影響心肌的收縮和舒張運動［8-10］。UA表現為彌漫性心肌細胞壞死而引發的心肌細胞纖維化；NSTEMI表現為心內膜下心肌梗死，主要累及心室壁內層1/3心肌，為非透壁性心肌梗死；而STEMI心肌梗死范圍累及心室壁全層，為透壁性心肌梗死［11-15］。超聲心動圖做為評估心臟結構和功能的便捷、無創檢查手段，可提供心臟房室容量、左右心室收縮和舒張功能、室壁厚度、瓣膜功能和心腔及大動脈壓力等豐富信息。LVEF是評價左室收縮功能的重要指標。節段性WMSI是描述室壁運動異常最為常用的指標。然而，并非所有的ACS都會出現節段性室壁運動異常或LVEF減低，原因如下：局部心肌側支循環建立，對失衡的血氧供應進行補償；周圍血供正常的心肌對病變部位心肌進行“被動”牽拉，出現運動“假正常化”；冠狀動脈管腔狹窄程度與節段性室壁運動異常成正相關，病變冠狀動脈管腔狹窄率超過70%為節段性室壁運動出現的節點［16-18］。在傳統常規超聲心動圖檢查的基礎上，二維斑點追蹤成像技術特別是其中的左室長軸應變GLS，無角度依賴性，可以客觀定量地評價心室的收縮運動功能［19-23］。本研究結果表明，UA組LVEF、WMSI及GLS位于正常值參考范圍，NSTEMI組LVEF、WMSI及GLS位于正常值參考范圍，而STEMI組LVEF及GLS明顯低于正常值參考范圍，WMSI明顯高于正常值參考范圍，3組差異有統計學意義（Plt;0.05），符合ACS從UA到NSTEMI，再到STEMI，心肌細胞病變逐漸加重的病理生理學變化和過渡。

心室肌的解剖學結構分為淺、中、深3層，淺層為斜行肌束、中層為環形肌束、深層為縱行肌束。正是因為心肌這種互相交錯的層次造成心肌運動時的扭轉、拉伸、縮短以維持正常的收縮功能。既往研究應用2D-STI評價心肌運動功能時，所獲得的應變參數多為心肌全層應變指標，很少單獨體現各層心肌的運動變化規律。既往一項建立心肌梗死的大鼠模型的動物實驗中，用分層應變技術對老鼠的超聲心動圖結果進行后處理，得出心內膜、中層及心外膜的圓周應變峰值及室壁全層應變峰值，將所得結果與組織學對心肌梗死深度的估計用線性回歸方法進行分析，得出心內膜圓周應變峰值具有更好的敏感度及特異度的結論，據此推論在心肌梗死的早期，膠原沉著、瘢痕組織形成及心室重構發生之前，心肌的損傷是非透壁的，因此心內膜圓周應變峰值更優于室壁全層應變峰值［24］。越來越多的研究將心肌分為不同的層次（2層或3層），應用2D-STI對ACS患者進行研究，但是研究多著眼于局部節段應變峰值的變化，即局部心肌節段收縮功能的研究，對于心肌運動的同步性及協調性研究較少，并且對于ACS中NSTEMI和STEMI研究較多，較少納入UA患者進行共同研究［4-7］。本研究不僅局限于心肌節段的應變峰值變化的測量，更著眼于局部心肌節段的應變達峰時間的測量，并推演其達峰時間的變異程度，進而評價局部心肌用的協調性及同步性。本研究結果顯示，NSTEMI組心內膜下心肌LS及CS的絕對值均低于正常值參考范圍，LS-D及CS-D均高于正常值參考范圍，中層心肌及心外膜下心肌LS、CS、LS-D、CS-D大部分位于正常值參考范圍，3層間數據差異有統計學意義（Plt;0.05），表明心內膜下心肌的受損程度更大，包括運動功能受損（LS、CS）和協調性受損（LS-D、CS-D）。UA組3層心肌LS、LS-D、CS及CS-D均位于正常值參考范圍，但3層間數據差異無統計學意義（Pgt;0.05），表明未探及明顯的3層心肌運動功能受損（LS、CS）和協調性受損（LS-D、CS-D）。 STEMI組3層心肌LS及CS的絕對值均低于正常參考值范圍，LS-D及CS-D均高于正常值參考范圍，但3層間數據差異無統計學意義（Pgt;0.05），為明確的3層心肌運動功能受損（LS、CS）和協調性受損（LS-D、CS-D）。以上結果符合UA為心肌細胞纖維化，NSTEMI為非透壁性心肌梗死，而STEMI心肌梗死為透壁性心肌梗死的病理學基礎。

有研究發現GLS與傳統超聲心動圖指標對比，對心力衰竭，特別是LVEF保持的心力衰竭，是良好的獨立預測指標［25］。通過對LVEF保持的NSTEACS患者PCI術前的分層左室長軸應變進行分析，有研究發現分層左室長軸應變對于不良心血管事件發生有良好的預測作用［26］。也有學者指出分層左室長軸應變對于提示ACS患者發生心力衰竭或心源性猝死的發生就有獨特的診斷性及特異性［27］。以上研究結果充分說明，分層應變參數不僅對ACS患者不同層次心肌運動受損相關，對于ACS的預后也能提供更多有利預測價值。本研究為初探性研究，存在一定的局限性。因此，對于未來的深入研究，除了進一步加大樣本含量，還將增加分層應變參數與ACS臨床預后和終點相關性的研究，特別是針對ACS患者嚴重并發癥，包括心力衰竭和心源性猝死等，為ACS診斷、治療及預后提供更多敏感指標，探討更多有意義的臨床臨床應用價值。

綜上，本研究將分層應變技術應用ACS心肌運動的研究中，探討不同心肌層次（心內膜下心肌、中層心肌及心外膜下心肌）的運動變化規律，轉變傳統超聲結果“陰性”表現，發現和評價早期心臟功能受損，特別是針對NSTEMI，可以為臨床診斷和治療提供更加敏感指標和有益支持。

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（編輯：熊一凡）

基金項目：首都醫科大學本科生科研創新訓練項目（XSKY2023352）；首都醫科大學附屬北京中醫醫院院級課題（LY201808）

作者簡介： 王昊冉，在讀本科生，E-mail： wanghaoran@ccmu.edu.cn；張 彤，在讀本科生，E-mail： zhangtong@ccmu.edu.cn；申思遠，在讀本科生，E-mail： shensiyuan@ccmu.edu.cn. 王昊冉、張" 彤、申思遠為共同第一作者

通信作者：齊" 治，博士，副主任醫師，E-mail：qizhimaomao@126.com