三维超声斑点追踪技术评价不同程度冠状动脉病变患者心肌应变

孙海霞，张亚萍，曹宁

（青海省人民医院心脏超声室，青海 西宁 810007）

三维超声斑点追踪技术评价不同程度冠状动脉病变患者心肌应变

孙海霞，张亚萍，曹宁

（青海省人民医院心脏超声室，青海 西宁 810007）

目的分析三维超声斑点追踪技术评价不同程度冠状动脉病变患者心肌应变的临床价值。方法选择2012年9月-2014年9月，在该院治疗的冠心病患者作为观察组对照，根据病变程度不同分为单支病变组（43例）及多支病变组（49例），另取同期健康体检的正常人56例作为对照组，采用三维超声斑点追踪技术（3D-STE）检测各组患者的一般参数及技术应变参数，并评价左心室射血分数（LVEF）、心输出量（CO）与技术应变参数间的相关性。结果三组患者间的LVEDV、LVESV、LVEF、SV、CO及SPL水平差异无统计学意义（P＞0.05），单支病变组及多支病变组患者的E/A水平明显低于正常对照组患者（P＜0.05）；三组患者间的GLS、GCS、GAS及GRS等技术应变参数水平间差异具有统计学意义（P＜0.05），随着冠脉病变加重，GLS、GCS、GAS及GRS水平降低，单支病变组及多支病变组患者的GLS、GCS、GAS和GRS水平低于正常对照组（P＜0.05）；LVEF、CO水平与GLS、GCS、GAS和GRS水平呈负相关（P＜0.05）。结论三维超声斑点追踪技术可以反映冠心病患者的心肌应变，预测冠脉病变程度，为无创技术诊断冠心病提供了有力支持，有助于患者的病情准确评估及恰当的治疗方案实施。

三维超声斑点追踪技术；冠状动脉病变；心肌

冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）在临床中并不少见，采用超声技术对患者的冠脉病变程度进行准确评估是进行疾病治疗的基础。二维斑点追踪成像技术在临床中应用较多，可以避免组织多普勒的角度依赖性，但是具有回声失落的缺陷[1]。三维超声斑点追踪技术（three-dimensional speckle tracking echocardiography，3D-STE）不受心肌运动方向限制，可以在三维容积内客观准确追踪心肌运动轨迹、评估心肌及血管的复杂变形。本次研究主要分析三维超声斑点追踪技术评价不同程度冠状动脉病变患者病情的临床价值，具体汇报如下：

1 资料与方法

1.1研究对象

2012年9月-2014年9月，在本院诊断为冠心病的患者，均经冠状动脉造影确诊，至少有1支冠状动脉主要分支狭窄率≥50%。排除标准：①先天性心脏病、心脏瓣膜病患者；②伴严重心律失常患者；③既往有心衰、慢性阻塞性肺疾病的患者。最终92例患者符合以上条件成为研究对象，根据病情严重程度分为单支病变组（43例），1支冠脉主要分支狭窄率≥50%。其中，男性24例，女性19例；年龄52～71岁，平均（60.82±7.31）岁。多支病变组（49例），2支及以上冠脉主要分支狭窄率≥50%。其中，男性27例，女性22例；年龄49～78岁，平均（59.81± 9.83）岁。另取同期在本院接受健康体检的、冠脉狭窄率＜50%的人56例作为对照组。其中，男性30例，女性26例；年龄45～76岁，平均（56.09±7.84）岁。各组患者的基线资料差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2仪器

Philipsie33彩色多普勒超声诊断仪，X5-1三维全容积探头，频率1.6～3.2 MHz和S5-1二维探头，频率1.4～2.8 MHz，配有3D-STE分析软件。

1.3操作方法

受检者连接三导联心电图后取左侧卧位，探头于心尖部及胸骨旁取患者心尖部的四腔、两腔及左心长轴观，取二尖瓣水平及乳头肌水平、心尖部左室短轴观二维超声图像。将探头置于心尖部，调整参数后确保取样范围完全包容左心室，获取心尖四腔、两腔心观、左心长轴观的理想图像。嘱患者长吸气并屏住呼吸后，采集4个心动周期的图像后组成左心室的三维全容积图像。

1.4图像分析

进入脱机分析模式，软件将三维容积图自动切割，选择满意的左心室长轴切面，选取左心室舒张末期及收缩末期时的二尖瓣环中点、心尖处内膜一点，软件自动描绘心内膜及心外膜界限。测量出左心室舒张末期容积（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左心室收缩末期容积（left ventricular end-systolic volume，LVESV），获取左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）、每博量（stroke volume，SV）、心输出量（cardiac output，CO）、球形指数（SPL）、二尖瓣口血流速度E峰与A峰比值（E/A）等一般参数。获得左心室整体纵向应变（global longitudinal strain，GLS）、整体周向应变（global circumferential strain，GCS）、整体面积应变（global area strain，GAS）及整体径向应变（global radial strain，GRS）等技术应变参数。

1.5统计学方法

采用SPSS 18.0软件对上述数据进行统计学分析，两组间计量资料采用t检验、三组间计量资料采用方差分析、两两比较采用LSD法，相关性分析采用一元线性回归，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1一般参数

三组患者间的LVEDV、LVESV、LVEF、SV、CO及SPL水平差异无统计学意义（P＞0.05），单支病变组及多支病变组患者的E/A水平明显低于正常对照组患者（P＜0.05），见表1。

2.2技术应变参数

三组患者间的GLS、GCS、GAS及GRS等技术应变参数水平间差异具有统计学意义（P＜0.05），随着冠脉病变加重，GLS、GCS、GAS及GRS水平降低，单支病变组及多支病变组患者的GLS、GCS、GAS及GRS水平低于正常对照组（P＜0.05），见附图。

2.3LVEF、CO与技术应变参数间的相关性

Spearman秩相关分析显示，LVEF、CO水平与GLS、GCS、GAS及GRS水平呈负相关（P＜0.05），见表2。

表1 各组患者的3D-STE一般参数水平比较（±s）

表1 各组患者的3D-STE一般参数水平比较（±s）

组别LVEDV/mlSV/mlCO/LSPLE/A单支病变组87.62±8.6550.88±5.073.56±0.780.39±0.071.03±0.11多支病变组88.09±7.9351.93±5.283.61±0.950.37±0.060.92±0.08 LVESV/mlLVEF/% 34.72±6.1958.81±3.17 35.01±6.5859.15±3.57对照组84.92±8.8250.28±5.393.58±0.810.38±0.051.15±0.19 33.94±6.1261.27±3.82 F值0.424 0.4920.7130.5245.82 P值0.420.290.310.290.013 0.7280.559 0.390.51

图1 三组患者的技术应变参数GLS、GCS、GAS及GRS比较

表2 LVEF、CO与技术应变参数间的相关性

3 讨论

三维超声斑点追踪技术（3D-STE）是临床超声技术进展的新成果，其建立在实时三维超声心动图、二维超声斑点追踪技术的基础上，可以不受心肌运动方向限制、客观准确的追踪心肌及冠脉的运动轨迹。心肌及冠脉的运动是三维空间内的复杂运动，3D-STE运用模式匹配技术直接追踪三维容积状态下的三维矢量运动，可以减少斑点的“失追踪”[2]。

冠心病患者的节段性室壁运动异常在疾病早期就可发生，常规超声检查结果可无任何异常发现。有研究认为，二维超声斑点技术适用于无节段性室壁异常运动的患者的冠脉检查，而3D-STE可以更加全面、真实、准确的追踪到心肌声学斑点在三维空间内的运动，不仅可以评估左心室的整体收缩状态，还可以更准确的识别心肌缺血所致局部收缩功能障碍的心肌节段[3]。

左心室舒张末期容积（LVEDV）、左心室收缩末期容积（LVESV）是反应心脏基础形态的指标，左心室射血分数（LVEF）、博出量（SV）、心输出量（CO）、球形指数（SPL）、二尖瓣口血流速度E峰与A峰比值（E/A）是反应心脏功能状态的临床常用指标，一般在患者的心脏功能发生严重障碍时发显现出异常[4-5]。上述研究结果显示三组患者间的LVEDV、LVESV、LVEF、SV、CO及SPL水平差异无统计学意义（P＞0.05），单支病变组及多支病变组患者的E/A水平明显低于正常对照组患者（P＜0.05），可见LVEDV、LVESV、LVEF、SV、CO及SPL虽然是反应心脏功能的基础指标，但是其在不同冠脉病变患者中的差异不甚明显，反而言之不能用以上指标来准确判断患者的冠脉病变程度。

冠心病患者的冠脉病变可以导致心肌各个方向上的运动发生改变，其中左心室整体纵向应变（GLS）可以反应心内膜长轴方向的心肌长度变化率，整体周向应变（GCS）代表是心内膜圆周方向的心肌长度变化率，整体面积应变（GAS）代表心内膜面积的变化情况，整体径向应变（GRS）代表垂直心内膜方向上的心室壁增厚变化情况[6-7]。3D-STE联合纵向及环向的应变来计算冠心病患者的局部心室壁运动情况，可以最大程度的减少误差、突出纵向及环向的协同运动特性，同时GAS在评价局部心肌形变方面具有更大优势。上述研究结果显示：随着冠脉病变加重，GLS、GCS、GAS及GRS水平降低，单支病变组及多支病变组患者的GLS、GCS、GAS及GRS水平低于正常对照组（P＜0.05），提示GLS、GCS、GAS和GRS是反映冠心病患者心肌应变减低情况的敏感指标，其不同水平可以反应患者的冠脉病变程度。

鉴于常规心脏参数指标对冠心病患者的冠脉病变程度评估能力不足，以及3D-STE技术应变参数对冠脉病变程度的敏感性及准确性，3D-STE技术应变参数与一般参数间的相关性引起我们的关注。上述研究结果显示：LVEF、CO水平与GLS、GCS、GAS及GRS水平呈负相关（P＜0.05），提示GLS、GCS、GAS和GRS的水平变化与LVEF、CO水平具有直接相关性，在反应心肌应变同时可以代表心脏功能指标水平，也凸显了3D-STE的独特优势[8]。

三维超声斑点追踪技术（3D-STE）技术能够定量评价不同程度冠状动脉病变患者的心肌应变，能更准确识别缺血所致局部收缩功能障碍的心肌节段，测量准确性及可重复性高，可以预测冠心病患者的冠脉病变情况，具有重要的临床应用价值，也可用于治疗效果的判断及治疗方案的及时改变。

[1]裴莉平,王小丛,张艳丽,等.三维超声斑点追踪技术评价冠心病患者左室扭转运动[J].中国超市医学杂志,2012,28(5):417-420.

[2]DOMSIK P,KALAPOS A,LENGYEL C,et al.Correlations between mitral annular and left atrial functionas assessedby three-dimensionalspeckle-trackingechocardiographyinhealthy volunteers.Results from the MAGYAR-Healthy Study[J].Orv Hetil, 2014,155(38):1517-1523.

[3]王秋霜,智光.三维超声斑点追踪技术评价心脏功能的研究进展[J].临床心血管杂志,2015,31(5):471-474.

[4]YUDA S,SATO Y,ABE K,et al.Inter-vendor variability of left ventricular volumes and strains determined by three-dimensionalspeckle tracking echocardiography[J].Echocardiography,2014,31 (5):597-604.

[5]陈莹,刘昕,王建华.实时三维斑点追踪成像技术评价无节段性室壁运动异常的不同程度冠状动脉病变患者的心肌应变[J].中国医学影像技术,2014,30(4):1495-1499.

[6]KOVÁCSA,TAPOLYAIM,CELENGC,etal.Impactof hemodialysis,left ventricular mass and FGF-23 on myocardial mechanicsinend-stagerenaldisease:athree-dimensional speckle tracking study[J].Int J Cardiovasc Imaging,2014,30(7): 1331-1337.

[7]李阳,邓又斌,黄润青,等.实时三维超声心动图斑点追踪技术评价扩张型心肌病患者左室收缩功能[J].临床超声医学杂志,2013, 15(6):369-373.

[8]ENZENSBERGER C,DEGENHARDT J,TENZER A,et al.First experience with three-dimensional speckle tracking(3D wall motion tracking)in fetal echocardiography[J].Ultraschall Med,2014, 35(6):566-572.

（王荣兵 编辑）

Evaluation of myocardial strain in patients with different severity of coronary artery disease by three-dimensional speckle tracking echocardiography

Hai-xia SUN,Ya-ping ZHANG,Ning CAO
(Department of Echocardiography,Qinghai Provincial People's Hospital,Xining, Qinghai 810007,P.R.China)

【Objective】To analyze clinical significance of three-dimensional speckle tracking echocardiography on evaluating myocardial strain in patients with different severity of coronary artery disease.【Methods】Coronary artery disease patients enrolled in our hospital from September 2012 to September 2014 were chosen as observation group,according to severity divided into single-vessel disease group(43 cases)and multi-vessel disease group(49 cases),another 56 cases of normal healthy volunteers were chosen as control group,and three-dimensional speckle tracking echocardiography(3D-STE)was used to detect patients'general parameters and technical strain parameters, the relationship between LVEF,CO and technical strain parameters were evaluated.【Results】LVEDV,LVESV, LVEF,SV,CO,SPL levels among three groups had no statistical significance(P＞0.05),E/A level in single-vessel disease group patients and multi-vessel disease group patients was significantly lower than that in normal control group patients(P＜0.05);GLS,GCS,GAS,GRS levels among three groups patients had significant difference(P＜0.05),GLS,GCS,GAS,GRS level decreased as the aggravation of coronary artery disease,these levels in singlevessel disease group were lower than in control group(P＜0.05);LVEF,CO levels had negative relationships with GLS,GCS,GAS,GRS levels(P＜0.05).【Conclusion】Three-dimensional speckle tracking echocardiography can accurately reflect the severity of coronary artery disease,help accurately assess the patient's condition,and imple－ment appropriate treatment program.

three-dimensional speckle tracking echocardiography;coronary artery disease;myocardium

R445.1

B

1005-8982（2015）25-0095-04

2015-02-15