超声二维斑点追踪技术评价不同程度冠状动脉狭窄患者左心室心内膜及心外膜扭转与解旋运动的研究

牟灵霞，芦桂林，黄 磊，张勇彪，陈 晨

·论著·

超声二维斑点追踪技术评价不同程度冠状动脉狭窄患者左心室心内膜及心外膜扭转与解旋运动的研究

牟灵霞，芦桂林，黄 磊，张勇彪，陈 晨

832000 新疆石河子市，石河子大学医学院第一附属医院功能科(牟灵霞，芦桂林，黄磊，陈晨)，心内科(张勇彪)

【摘要】目的探讨超声二维斑点追踪技术(2D-STI)评价不同程度冠状动脉狭窄患者左心室心内膜、心外膜扭转与解旋运动的特点。方法选取2014年12月—2015年8月在石河子大学医学院第一附属医院心内科住院，并经选择性冠状动脉造影确诊为冠心病的患者55例，依据冠状动脉狭窄程度积分(Gensini积分)分为轻中度狭窄组(Gensini积分≤42.9分，28例)和重度狭窄组(Gensini积分≥43.0分,27例)，采用超声2D-STI全方位分析左心室心内膜、心外膜扭转与解旋运动指标，并分析其与Gensini积分的相关性。结果轻中度狭窄组与重度狭窄组患者性别、体质指数(BMI)、心率、左心室舒张末期容积(LVEDV)、左心室收缩末期容积(LVESV)、左心室射血分数(LVEF)、舒张期左房室瓣前向血流频谱E峰/A峰(E/A)、等容舒张时间(IVRT)比较，差异无统计学意义(P>0.05)；重度狭窄组患者年龄、每搏输出量较轻中度狭窄组降低(P<0.05)。重度狭窄组患者左心室扭转角度峰值(Ptw)、主动脉瓣关闭时间点扭转角度(AVCtw)、左房室瓣开放时间点扭转角度(MVOtw)、解旋率(UntwR)、解旋速度峰值(PUV)、扭转速度峰值(PTV)、心底水平心内膜下心肌旋转角度峰值(rot baendo)、心底水平心外膜下心肌旋转角度峰值(rot baepi)，心尖水平心内膜下心肌旋转角度峰值(rot apendo)、心尖水平心外膜下心肌旋转角度峰值(rot apepi)较轻中度狭窄组降低，解旋速度达峰时间(TPUV)、扭转达峰时间(TPTV)较轻中度狭窄组升高(P<0.05)。冠心病患者Ptw、AVCtw、UntwR、TPUV、rot apendo、rot apepi与Gensini积分呈高度负相关(r=-0.725,P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.848，P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.989，P<0.01；r=-0.964，P<0.01)；TPTV与Gensini评分呈高度正相关(r=0.965，P<0.01)。 结论超声2D-STI可以很好地评价左心室舒张功能，左心室心内膜、心外膜旋转角度的下降程度可以从某种程度上反映冠状动脉的狭窄程度。

【关键词】超声心动描记术；冠心病；冠状动脉狭窄；心室功能,左

牟灵霞，芦桂林，黄磊，等.超声二维斑点追踪技术评价不同程度冠状动脉狭窄患者左心室心内膜及心外膜扭转与解旋运动的研究[J].中国全科医学，2016，19(15)：1852-1855.[www.chinagp.net]

Mu LX,Lu GL,Huang L，et al.Evaluation of the LV twisting and untwisting in patients with different levels of coronary artery stenosis by two-dimensional ultrasonic spot tracking technology[J].Chinese General Practice，2016，19(15)：1852-1855.

近年来冠心病发病率呈年轻化趋势，已成为威胁人类健康的主要疾病之一[1]。而冠心病患者心室收缩与舒张功能受损程度与冠状动脉病变程度相关[2]。所以，早期诊断与鉴别冠心病，意义重大。有研究表明，在左心室射血分数(LVEF)处于参考范围时，左心室舒张功能或已发生异常[3]。所以，对左心室舒张功能的早期研究至关重要。本文通过超声二维斑点追踪技术(2D-STI)对不同程度冠状动脉狭窄患者左心室舒张期进行分析，以期为左心室舒张功能的临床诊断提供有力的理论依据及评价方法。

1资料与方法

1.1临床资料选取2014年12月—2015年8月在石河子大学医学院第一附属医院心内科住院，并经选择性冠状动脉造影确诊为冠心病的患者55例为研究对象，其中男38例，女17例；年龄30～75岁，平均年龄(55.0±12.7)岁。入选标准：依据中华医学会心血管病学分会2012年制定的《非ST段抬高急性冠状动脉综合征诊断和治疗指南》[4]，入选患者年龄要求在75岁及以下；经冠状动脉造影显示有冠状动脉狭窄。排除标准：陈旧性心肌梗死、严重瓣膜反流患者、瓣膜性心脏病、先天性心脏病、心肌病、严重心律失常(包括室性心动过速、心房颤动、频发室性期前收缩)、超声图像质量欠佳影响分析者及心脏彩超检查不能配合者。所有检查取得患者知情同意。

1.2分组冠状动脉狭窄程度积分(Gensini积分) 评分标准如下:(1)冠状动脉狭窄≤25%为1分；(2)冠状动脉狭窄26%～50%为2分；(3)冠状动脉狭窄51%～75%为4分；(4)冠状动脉狭窄76%～90%为8分；(5)冠状动脉狭窄91%～99%为16分；(6)冠状动脉完全闭塞为32分。相应权重系数：(1)左主干×5.0；(2)前降支近段×2.5；(3)前降支中段×1.5；(4)前降支远段×1.0；(5)第一对角支×1.0；(6)第二对角支×0.5；(7)回旋支开口处×3.5；(8)回旋支近段×2.5；(9)回旋支远段×1.0；(10)钝缘支×1.0；(11)左心室后侧支×0.5；(12)右冠状动脉近段、中段、远段、后降支×1.0。评分时，每一条冠状动脉依据其狭窄程度所获得的基本评分乘以该病变血管部位相对应的权重系数，为该处病变的Gensini积分。对于多处病变者，各病变处的Gensini积分总和即为该患者Gensini积分[5]。Gensini积分≤42.9分为轻中度狭窄组(28例)，Gensini积分≥43.0分为重度狭窄组(27例)。

1.3仪器与方法

1.3.1仪器GE Vivid E9超声诊断仪，M5S超声探头，频率为3.5 MHz，帧频70～80帧/s，配有Echo PAC PC 11.1 工作站及应变分析系统。

1.3.2方法图像均采集于患者冠状动脉造影术前1周内。受检者取左侧卧位，连接心电图，连续采集3个心动周期心尖切面四腔观、两腔观、三腔观及胸骨旁左心室短轴切面的左房室瓣水平、乳头肌水平、心尖水平的灰阶动态图像；然后将探头置于心尖四腔心切面，调节帧频至少为25帧/s，嘱患者屏气后连续采集3～6个心动周期的实时全容积图像，并对其进行图像的后期处理及分析。

1.3.3左心室收缩功能指标使用超声诊断仪，将二维超声心动图上室间隔、左心室后壁的图像调至最清晰，利用M型曲线图获得左心室收缩功能的基本情况图，包括心率、左心室舒张末期容积(LVEDV)、左心室收缩末期容积(LVESV)、LVEF、每搏输出量、舒张期左房室瓣前向血流频谱E峰/A峰(E/A)。再根据左心室流入道、左心室流出道血流频谱图确定主动脉瓣关闭时间点(AVC)和左房室瓣开放时间点(MVO)，计算等容舒张时间(IVRT,IVRT=AVC-MVO)。

1.3.4左心室心内膜、心外膜扭转与解旋运动指标将图像导入工作站中，进入“2D”模式，选择心内膜显示清晰的心动周期，在左心室基底段和心尖段短轴切面分别勾画心内膜，调节感兴趣区宽度使其与心肌厚度一致，对显示不佳的节段进行手动微调。所有节段追踪成功后即可获得左心室扭转-时间曲线、左心室扭转角度-时间曲线及左心室解旋速度-时间曲线，获取左心室扭转角度峰值(Ptw)、主动脉瓣关闭时间点扭转角度(AVCtw)即收缩末期扭转角度、左房室瓣开放时间点扭转角度(MVOtw)即舒张末期扭转角度、解旋率(UntwR)、解旋速度峰值(PUV)、扭转速度峰值(PTV)、解旋速度达峰时间(TPUV)、扭转达峰时间(TPTV)，并获取心底水平心内膜下心肌旋转角度峰值(rot baendo)、心底水平心外膜下心肌旋转角度峰值(rot baepi)、心尖水平心内膜下心肌旋转角度峰值(rot apendo)、心尖水平心外膜下心肌旋转角度峰值(rot apepi)。

2结果

2.1两组患者一般资料及左心室收缩功能指标比较轻中度狭窄组与重度狭窄组患者性别、体质指数(BMI)、吸烟率、高血压检出率、糖尿病检出率、心率、LVEDV、LVESV、LVEF、E/A、IVRT比较，差异无统计学意义(P>0.05)；重度狭窄组患者年龄、每搏输出量较轻中度狭窄组降低，差异有统计学意义(P<0.05，见表1)。

2.2两组患者左心室心内膜、心外膜扭转与解旋运动指标比较重度狭窄组患者Ptw、AVCtw、MVOtw、UntwR、PUV、PTV、rotbaendo、rotbaepi、rotapendo、rotapepi较轻中度狭窄组降低，TPUV、TPTV较轻中度狭窄组升高，差异有统计学意义(P<0.05，见表2)。

2.3冠心病患者左心室心内膜、心外膜扭转与解旋运动指标与Gensini积分的相关性冠心病患者Ptw、AVCtw、UntwR、TPUV、rotapendo、rotapepi与Gensini积分呈高度负相关(r=-0.725,P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.848，P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.989，P<0.01；r=-0.964，P<0.01)；TPTV与Gensini评分呈高度正相关(r=0.965，P<0.01)；PUV、PTV与Gensini积分呈低度正相关(r=0.377,P<0.01；r=0.470，P<0.01)；MVOtw与Gensini积分呈低度负相关(r=-0.429，P<0.01)；rotbaendo、rotbaepi与Gensini积分无直线相关关系(r=0.265，P>0.05；r=0.089，P>0.05)。

3讨论

冠心病主要是由于营养心肌的血管发生狭窄甚至闭塞导致的心脏室壁相应心内膜及心外膜的缺血，进而影响左心室收缩功能及舒张功能，近年来其发病呈低龄化、高发病率等趋势[6]。而对于左心室舒张功能的研究，左心室扭转及解旋运动指标更为直观、具体。本研究基础资料显示，重度狭窄组与轻中度狭窄组E/A无差异，只有在较严重的心肌损害情况下，左心室收缩功能才会对心脏产生影响，不能排除在左心室收缩功能发生损害之前其舒张功能或已有异常，进而不排除冠状动脉狭窄程度首先引起左心室舒张功能的变化，与Shimoni等[3]研究相似。

冠心病患者心肌缺血首先从心内膜开始，心肌处于缺血、缺氧的环境，心肌细胞与收缩蛋白遭到破坏，心肌能量供应不足，再加上钙离子超负荷等因素，肌束收缩能力下降，纵向运动减弱，进一步影响中层心肌的圆周运动[7]，进而影响心脏心尖水平、乳头肌水平、左房室瓣水平的径向运动。而左心室扭转运动的变化早于左心室解旋运动，起源于收缩末期，主要发生于等容舒张末期，二者共同组成左心室的舒张功能[8]。本研究中，Ptw、UntwR随着冠状动脉狭窄程度的加重而降低，提示心肌缺血对于心脏舒张功能的降低起到了一定作用，并说明2D-STI可以定量评价左心室舒张功能。作为反映左心室在等容舒张期内解旋速度的UntwR，其降低可作为左心室舒张功能降低的很好体现。Maragiannis等[9]亦提出，左心室的UntwR是评价左心室舒张功能的一个重要新指标，本研究结果与之相似。

表1　两组患者一般资料及左心室收缩功能指标比较

注：BMI=体质指数，LVEDV=左心室舒张末期容积，LVESV=左心室收缩末期容积，LVEF=左心室射血分数，E/A=舒张期左房室瓣前向血流频谱E峰/A峰，IVRT=等容舒张时间；a为χ2值；吸烟定义为一生中连续或累积吸烟6个月或以上者

表2　两组患者左心室心内膜、心外膜扭转与解旋运动指标比较±s)

注：Ptw=左心室扭转角度峰值，AVCtw=主动脉瓣关闭时间点扭转角度，MVOtw=左房室瓣开放时间点扭转角度，UntwR=解旋率，PUV=解旋速度峰值，PTV=扭转速度峰值，TPUV=解旋速度达峰时间，TPTV=扭转达峰时间，rot baendo=心底水平心内膜下心肌旋转角度峰值，rot baepi=心底水平心外膜下心肌旋转角度峰值，rot apendo=心尖水平心内膜下心肌旋转角度峰值，rot apepi=心尖水平心外膜下心肌旋转角度峰值

本研究中，心底水平心内膜及心外膜为顺时针运动，心尖水平为逆时针运动，随着冠状动脉病变的加重，旋转角度呈现相应降低的趋势，此结果与Wang等[10]的研究结果相似。随着病情的进展及冠状动脉血管Gensini积分的升高，部分左心室扭转与解旋运动指标出现进一步延迟与减低。

螺旋形心肌带理论认为，心肌带由一条螺旋缠绕形成的横纹肌肌带构成[11]。心脏正常心肌纤维呈3层分布，包括心内膜下、中层、心外膜下心肌纤维。每层心肌纤维排列方向不同，心内膜下心肌纤维自基底段到心尖段呈右手螺旋状排列，中层心肌纤维呈环形排列，外膜下心肌纤维自基底段至心尖段呈左手螺旋状排列。而内膜运动的损害早期提示心肌缺血，外膜运动的减低提示心肌发生透壁性的损害[12]。在本研究中，rot apendo、rot apepi与Gensini积分呈高度负相关，而rot baendo、rot baepi与Gensini积分无直线相关关系，这一结果表明，左心室心尖部水平旋转程度从某种程度上可以反映冠状动脉的狭窄程度。

关于应用超声2D-STI评价不同程度冠状动脉狭窄患者左心室心内膜、心外膜扭转与解旋运动特点的深入应用价值，目前尚存在局限性：因本研究样本量较少，需增加样本量对结果进一步校正检验，没有与其他检查进行对比研究；需要较清晰的二维超声心动图图像，对于检查者技术具有一定要求；只能评估二维图像，不能对于现在复杂的三维立体结构进行分析，有待于进一步提高。

综上所述，超声2D-STI可以定量观察冠心病患者左心室心内膜、心外膜扭转与解旋运动的变化，可以在一定程度上反映冠状动脉的狭窄程度，进而较直观地判断左心室早期舒张功能的变化，可作为早期临床冠心病定位诊断及预后判断的无创、客观、有效的检查方法。

作者贡献：牟灵霞进行试验设计与实施、资料收集整理、撰写论文、成文并对文章负责；牟灵霞、黄磊、张勇彪、陈晨进行试验实施、评估、资料收集；芦桂林进行质量控制及审校。

本文无利益冲突。

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(本文编辑：陈素芳)

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Evaluation of the LV Twisting and Untwisting in Patients With Different Levels of Coronary Artery Stenosis by Two-dimensional Ultrasonic Spot Tracking Technology

MULing-xia,LUGui-lin,HUANGLei，etal.

DepartmentofFunction,theFirstAffiliatedHospitaloftheMedicineCollege,ShiheziUniversity，Shihezi832000,China

【Abstract】ObjectiveTo investigate the characteristics of the LV twisting and untwisting of patients with different levels of coronary artery stenosis by two-dimensional ultrasonic spot tracking technology(2D-STI).MethodsFrom December 2014 to August 2015,we enrolled 55 patients who were admitted into the Department of Cardiology of the First Affiliated Hospital of the Medicine College,Shihezi University and were definitely diagnosed as coronary disease by selective coronary angiography.According to the integral of coronary artery stenosis(Gensini integral),the patients were divided into two groups:mild and moderate group(n=28) and severe group(n=27).The indexes of LV twisting and untwisting were analyzed using 2D-STI all-around analysis,and their correlation with Gensini integral was analyzed.ResultsMild and moderate group and severe group were not significantly different in gender,BMI,heart rate,LVEDV,LVESV,LVEF，E/A and IVRT(P>0.05);severe group was lower than mild and moderate group in age and LVSV (P<0.05).Severe group was lower than mild and moderate group in Ptw,AVCtw,MVOtw,UntwR,PUV,PTV,rot baendo,rot baepi,rot apendo and rot apepi,and was higher than mild and moderate group in TPUV and TPTV (P<0.05).Ptw，AVCtw，UntwR，TPUV，rot apendo，rot apepi of patients with coronary heart disease had negative correlation with Gensini integral (r=-0.725,P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.848，P<0.01；r=-0.794，P<0.01；r=-0.989，P<0.01；r=-0.964，P<0.01)；TPTV had positive correlation with Gensini integral(r=0.965，P<0.01).Conclusion2D-STI can evaluate the left ventricular diastolic function well,and the descending degree of the rotation angle of the inner and outer membrane of ventriculus sinister can reflect the degree of coronary artery stenosis to some extent.

【Key words】Echocardiography；Coronary disease；Coronary stenosis；Ventricular function,left

通信作者：芦桂林，832000 新疆石河子市，石河子大学医学院第一附属医院功能科；E-mail：690821295@qq.com

【中图分类号】R 541.1

【文献标识码】A

doi：10.3969/j.issn.1007-9572.2016.15.024

(收稿日期：2015-09-10；修回日期：2016-03-07)

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