二维斑点追踪技术评价心肌梗死患者冠脉内支架术后左室扭转功能变化

刘娟 白文伟 李敬 陈卓

二维斑点追踪技术评价心肌梗死患者冠脉内支架术后左室扭转功能变化

刘娟 白文伟 李敬 陈卓

目的 探讨斑点追踪成像技术（STI）在心肌梗死患者冠脉内支架置入术（PCI）疗效评估中的应用价值。方法 选取2011年3月至2013年5月在昆明医科大学第二附属医院心内科接受PCI治疗的心肌梗死患者30例为病例组，正常对照组35例，对正常对照组及接受PCI治疗的患者在术前，术后1周、1个月、3个月、6个月时进行常规超声心动图检查和斑点追踪成像技术分析，测量左室舒张末期内径（LVDd）、左室舒张末期容积（LVESV）、左室收缩末期容积（LVEDV），以及左室基底段和心尖段收缩期整体旋转角度峰值（Prot-base、Prot-apex），并计算左心室扭转角度峰值（Ptw），比较分析各参数在PCI手术前后的变化，结合分析左室扭转功能的改变。结果 与正常对照组比较，病例组PCI治疗前LVDd、LVESV、LVEDV较对照组扩大，LVEF［（43.74±9.47）%比（58.38±4.37）%］较对照组降低，差异均有统计学意义（P 均＜0.05）；与 PCI治疗前比较，PCI术后 1周 、1个月 LVDd、LVESV、LVEDV及 LVEF都没有明显改变，差异无统计学意义（P均＞0.05）；PCI治疗后 3 个月、6 个月时 LVDd、LVESV、LVEDV 比 PCI治疗前有一定缩小，LVEF［（49.33±11.06）%比（43.74±9.47）%、（53.74±8.06）% 比（43.74±9.47）%］增高，差异均有统计学意义（P 均＜0.05）。病例组术前Prot base［（-4.57±2.16）°比（-8.18±2.67）°］、Prot apex［（5.17±2.25）°比（9.38±2.72）°］、Ptw［（9.74±3.61）°比（17.56±3.41）°］均显著低于正常对照组（P＜0.05）；病例组术后 1 周 Prot base、Prot apex、Ptw 均较术前无明显改善（P＞0.05）。病例组术后 1、3、6 个月 Prot base［（-5.84±2.03）°比（-4.57±2.16）°、（-6.68±2.45）°比（-4.57±2.16）°、（-7.56±2.41）°比 （-4.57±2.16）°］、Prot apex［（6.58±2.86）°比 （5.17±2.25）°、（7.04±3.12）°比 （5.17±2.25）°、（8.75±2.63）°比（5.17±2.25）°］、Ptw［（12.42±4.77）°比（9.74±3.61）°、（13.72±3.86）°比（9.74±3.61）°、（15.82±4.38）°比（9.74±3.61）°］均较术前明显改善（P＜0.05）。结论 心肌梗死导致左室的扭转功能下降，冠状动脉支架术后左心室扭转角度峰值逐步恢复。斑点追逐成像能够定量评价左室扭转功能。

斑点追踪成像技术； 经皮冠状动脉介入治疗； 左室扭转功能

冠心病心肌梗死患者由于冠脉严重狭窄或闭塞，致血供减少或中断，出现相应区域心肌组织变性、坏死，引起左室功能受损。以往国内外关于斑点追踪成像技术评价左室功能的研究报道较多，但多数是关于术后收缩功能的研究，对手术后扭转功能的判断研究相对较少。本研究用斑点追踪成像技术评价冠状动脉内支架植入术前、后左室整体的旋转及扭转运动，为心肌梗死患者冠脉内支架术前、后左室扭转功能的研究开辟新途径。

1 对象与方法

1.1 研究对象

1.1.1 正常对照组 选取2011年3月至2012年6月在昆明医科大学第二附属医院筛选的35例健康体检者，其中男性21例，女性14例，年龄 41～70（53.8±12.6）岁，所有参与者均无器质性心脏病和其他严重影响心功能的全身性疾病，并签署知情同意书。

1.1.2 病例组 选取2011年3月至2013年5月在昆明医科大学第二附属医院心内科接受经皮冠状动脉介入治疗（PCI）的心肌梗死患者30例，其中男性 18 例，女性 12 例，年龄 43～72（55.3±13.2）岁，证实均有狭窄75%以上的单支或多支病变，并成功施行PCI介入治疗。

1.2 仪器与方法 受检者左侧卧位，平静呼吸，连接胸导联心电图，超声心动图仪器同步记录心电图。采用内置QLAB8.1分析软件的PHILIPS iE33彩色多普勒超声诊断仪，应用 S5-1心脏探头（频率 1～5 MHz，帧频 60～90 帧/s），多切面观察，常规超声心动图测量各腔室内径，在左室长轴切面测量左心室舒张末内径（LVDd），并在心尖四腔切面及两腔切面应用双平面Simpson′s法测量左室舒张末期容积（LVEDV）、左室收缩末期容积（LVESV）、左心室射血分数（LVEF）；然后受检者于呼气末屏气，分别储存二尖瓣水平和心尖水平左室短轴切面的二维灰阶动态图像，帧频＞60帧/s，图像储存时应保持心率一致。取连续3个心动周期的清晰二维灰阶图像，以备分析处理。图像要求包含完整的所要分析的心肌，并尽可能清晰显示心内膜与心外膜；短轴切面应尽量呈圆形，置于图像中央。取左室心底切面时应避开瓣环，并清晰可见二尖瓣前后叶活动；取心尖切面时要求图像上无乳头肌显示，尽可能靠近心尖且心室腔未消失。将存储的二维图像使用CMQ分析插件进行在机分析，选择图像分析模式，选取心内膜显示清晰的图像，定帧于收缩末期，手动确定左心室长轴及短轴切面中心，选取两侧瓣环和心尖三点以上的左室心内膜后，软件将自动识别心内膜及心外膜，勾画出心内膜、心外膜曲线，生成感兴趣区域（ROI）可随左室壁同步运动，调整中心线（AP4）或中心点（SAXM）内线及外线，可手动调整ROI宽度，使ROI的面积刚好覆盖在左室心肌上，手动调节ROI直至满意覆盖心内膜和心外膜。启动软件追踪功能，系统将自动追踪感兴趣区域内的回声斑点，经系统软件自动逐帧追踪和计算处理后，通过描记心动周期中各个时间点对应旋转角度、扭转角度峰值得到旋转和扭转曲线图（见图1A），系统自动显示左心室内膜旋转、外膜旋转、平面旋转和平面扭转曲线。软件数据处理后，显示6条节段扭转－时间曲线和一条整体扭转－时间曲线（见图1B），并得到左心室短轴基底部、心尖部旋转角度峰值（Ptw base、Ptw apex）。左心室扭转角度峰值（Ptw）=心尖部整体旋转角度－基底部整体旋转角度。上述参数均测量3次取其平均值记录分析。

1.3 统计学方法 采用SPSS 13.0统计软件进行数据分析。各测量数据以±s表示，两组间计量资料的比较采用独立样本t检验，术前与术后比较采用配对样本t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

正常对照组和病例组手术前、后常规心脏超声参数比较：与正常对照组比较，病例组PCI术前LVDd、LVESV、LVEDV 较对照组扩大，LVEF 比对照组降低，差异有统计学意义（P均＜0.05）；与PCI治疗前比较，PCI术后1周、1个月LVDd、LVESV、LVEDV及LVEF都没有明显改变，差异无统计学意义（P均＞0.05）；PCI治疗后 3个月、6个月时LVDd、LVESV、LVEDV比PCI治疗前及PCI治疗后1个月都有一定缩小，LVEF增高，差异有统计学意义（P均＜0.05）。见表 1。

正常对照组与病例组手术前后心底、心尖平面旋转角度及左室整体扭转角度检测结果比较：与术前比较，病例组术后1周，心尖、心底短轴切面整体旋转角度（Prot）及Ptw无明显变化；病例组术后1个月、3个月、6个月Prot及Ptw与术前比较均明显增加（P＜0.05），且随时间推移Prot及Ptw逐渐增加。见表2。

3 讨论

二维斑点追踪成像（STI）技术是最新发展起来的超声心动图技术，它利用高分辨率的二维灰阶图像分析声学斑点的运动轨迹，因此具有较高的时间分辨率，同时又不受心脏整体运动和角度的影响[1]，能更真实、准确地反映心肌变形及心功能情况，另外还具有无创、实时、定量、重复性好等优点[2]。STI可以精确获得回声斑点的运动信息，而检测值只与组织自身的位移有关而与角度无关，可无角度依赖地评价心肌室壁运动[3]。二维斑点追踪成像技术对评价左室的扭转与解旋方面有独到的优势[4]。

心肌由心内膜面和心外膜面的螺旋状肌束及中间大致呈水平排列的环行肌束组成。心肌纤维的这三种排列方式决定心脏的运动形式不仅是长轴纵向、横向和短轴径向、圆周方向，还有立体空间的扭转运动等[5-7]。左心室的扭转运动整体表现为收缩期基底部顺时针方向旋转，心尖部逆时针方向旋转；解旋运动为心尖部、基底部的运动方向与扭转运动反方向的运动，且发生于舒张期。左室扭转角度为心尖部旋转角度和基底部旋转角度绝对值之和，扭转运动是左室高效射血的主要动力，扭转角度的大小与心肌收缩力密切相关。左室的解旋运动使心腔的血液从左心房进入左心室，反映左心室的舒张功能[8,9]。左室扭转的大小取决于室壁心肌收缩力。有研究表明，心室扭转运动不仅对心肌自身收缩性敏感，且受左室前后负荷的影响较小，是相对独立的评价心脏舒缩运动的心功能指标[10]。有研究[11]发现，当左室心肌的收缩力下降、顺应性降低及心腔的空间构形发生改变时，左室扭转运动也随之减弱。Hui等[12]的研究表明，健康人的室壁心肌扭转有不均衡性，心内膜下扭转角度大于心外膜下扭转角度，各节段之间也存在差异。以上说明扭转与 SV、LVEF等常规超声指标比较在反映心肌收缩功能上可能更敏感。

表1 两组左室舒张末期内径、舒张末期容积、收缩末期容积、射血分数比较（±s）

表1 两组左室舒张末期内径、舒张末期容积、收缩末期容积、射血分数比较（±s）

注：与正常组比较，aP＜0.05；与同组术前比较，bP＜0.05；与同组术后1个月比较，cP＜0.05

组别 例数 LVDd（cm） LVEDV（ml） LVESV（ml） EF（%）正常对照组 35 4.72±0.78 98.45±14.53 46.79±6.66 58.38±4.37术前病例组5.82±0.83a161.29±34.35a111.54±17.96a43.74±9.47a术后 1 周 5.76±0.74 155.37±39.74 103.54±15.86 44.88±11.98术后 1 个月 5.65±0.85 147.37±32.54 97.51±12.86 46.73±10.67术后 3 个月 5.32±0.56bc121.53±24.84bc70.85±13.56b49.33±11.06bc术后 6 个月 5.14±0.63bc110.65±16.28bc54.74±15.96bc53.74±8.06bc30

表2 两组手术前后左室扭转角度测值比较（±s）

表2 两组手术前后左室扭转角度测值比较（±s）

注：与正常对照组比较，aP＜0.05；与同组术前比较，bP＜0.05；与同组术后1个月比较，cP＜0.05

组别 Prot base（°） Prot apex（°） Ptw（°）正常对照组 -8.18±2.67 9.38±2.72 17.56±3.41 5.17±2.25a9.74±3.61a5.34±2.25 9.73±4.53 6.58±2.86b12.42±4.77b7.04±3.12b13.72±3.86b8.75±2.63bc15.82±4.38bc例数35术前病例组术后1周术后1个月术后3个月术后6个月30-4.57±2.16a-4.69±2.54-5.84±2.03b-6.68±2.45b-7.56±2.41bc

本研究结果显示，正常对照组心尖、心底部各个切面的旋转峰值和达峰时间较一致，基底部和心尖部在收缩期呈反向旋转，左室整体扭转呈逆时针方向；收缩期旋转角度峰值的绝对值为心尖段水平大于基底段水平。病例组术前心尖部及基底部Prot及Ptw均明显低于正常对照组（P＜0.05），整体 Prot峰值与正常对照组相比明显降低且曲线形态变化差异较大，存在节段上不同一、波动幅度及形式上的不一致。考虑心肌梗死患者左室整体Ptw发生变化可能与心肌缺血、纤维化限制了左室扭转运动有关，而心肌的旋转和扭转角度下降可能与心室重构、升部和降部纤维之间夹角变大有关[13]。病例组术后1个月、3个月心尖、心底短轴切面整体旋转角度及左室整体扭转角度较术前均明显增加（P＜0.05）；术后6个月各指标与术前及术后1个月比较均显著改善（P＜0.05）。研究表明，PCI术后1个月即检测到伴随左室心功能的上升，患者左室旋转、扭转运动呈逐步增强趋势，整体旋转及扭转峰值较术前明显增大，考虑与PCI术后心肌血供的尽快恢复，有效降低了心肌缺血面积，使心肌收缩功能较早改善有关，表明心肌再灌注治疗的疗效较显著。随着缺血心肌再灌注时间的延长，PCI术后6个月时左室基底部及心尖部的Prot及Ptw已接近恢复至正常水平。

综上所述，尽管心肌梗死患者左室旋转和扭转运动均受到严重损害，但PCI术后随着治疗时间的延长其旋转和扭转运动可逐渐恢复。STI技术可以安全无创、稳定精确、重复地评价心肌梗死患者左室整体旋转及扭转运动。

图1 左室基底部及心尖部旋转角度曲线图

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Application of speckle tracking imaging in evaluation of the left ventricular torsion functions in patients with myocardial infarction after percutaneous coronary intervention

LIU Juan，BAI Wen-wei，LI Jing，et al.Department of Cardiology，the Second Affiliated Hospital of Kunming Medical University，Kunming 650000，China

Objective Using speckle tracking imaging technology（STI），the evaluation of percutaneous coronary intervention（PCI）in patients with myocardial infarction before and after the changes of left ventricular torsion function，to explore the application value of STI in evaluating curative effect of PCI.Methods From 2011 March to 2013 May in Department of Cardiology of myocardial infarction patients treated with PCI and 30 cases of the Second Affiliated Hospital of Kunming Medical University as the case group，35 healthy people as normal control group.The normal control group and PCI group

echocardiography and speckle tracking imaging before PCI and one week，one month，three months，six months after PCI，measured left ventricular diastolic dimension，left ventricular end-diastolic volume，left ventricular end-systolic volume，calculation the values apical rotation，basal rotation and left ventricular twist.The correlations were analyzed before and after PCI with treatment stage in PCI group.Results Compared with the control group，LVDd，LVESV，LVEDV were significantly increased and LVEF［（43.74±9.47）%vs（58.38±4.37）%］were significantly decreased in PCI group before PCI（P＜0.05）.Compared with before the PCI group，LVDd，LVESV，LVEDV and LVEF were not significantly different after one week and one month of PCI（P＞0.05）.Compared with before PCI，LVDd，LVESV，LVEDV were significantly decreased and LVEF［（49.33±11.06）%vs（43.74±9.47）%，（53.74±8.06）%vs（43.74±9.47）%］were significantly increased in after three months and six months of PCI（P＜0.05）.Compared with the control group，the values apical rotation［（-4.57±2.16）°vs（-8.18±2.67）°］，basal rotation［（5.17±2.25）°vs（9.38±2.72）°］and left ventricular twist［（9.74±3.61）°vs（17.56±3.41）°］were significantly decreased in PCI group before PCI（P＜0.05）.Compared with before the PCI group，the values apical rotation，basal rotation and left ventricular twist were not significantly different after one week of PCI（P＞0.05）.Compared with before the PCI group，the values apical rotation［（-5.84±2.03）°vs（-4.57±2.16）°，（-6.68±2.45）°vs（-4.57±2.16）°，（-7.56±2.41）°vs（-4.57±2.16）°］，basal rotation［（6.58±2.86）°vs（5.17±2.25）°，（7.04±3.12）°vs（5.17±2.25）°，（8.75±2.63）°vs（5.17±2.25）°］and left ventricular twist［（12.42±4.77）°vs（9.74±3.61）°，（13.72±3.86）°vs（9.74±3.61）°，（15.82±4.38）°vs（9.74±3.61）°］were significantly improved after one month，three months and six months of PCI（P＜0.05）.Conclusion The left ventricular torsion functions in patients with myocardial infarction were significantly decreased.The patients myocardial segments rotation and untwist angle increased after PCI.STI technology could quantitative evaluation of torsion functions.

Speckle tracking imaging； Percutaneous coronary intervention； Left ventricular torsion functions

云南省教育厅科学研究基金项目（项目编号：2010C078）

650000 云南省昆明市，昆明医科大学第二附属医院心内科

10.3969/j.issn.1672－5301.2014.12.002

R542.2+2

A

1672-5301（2014）12-1064－04

2014-10-22）