冠心病患者左心室心肌节段力学和局部容积负荷间关系与左室收缩同步性的研究

张小花，姜志荣，宋家光，张　楠

（1.青岛大学附属医院心脏超声科，山东 青岛　266003；2.山东大学附属省立医院超声科，山东 济南　250021）

冠心病患者左心室心肌节段力学和局部容积负荷间关系与左室收缩同步性的研究

张小花1，姜志荣1，宋家光2，张楠2

（1.青岛大学附属医院心脏超声科，山东 青岛266003；2.山东大学附属省立医院超声科，山东 济南250021）

目的：应用实时三维超声心动图（RT－3DE）和二维斑点追踪（2D－STI）探讨冠心病（CHD）患者左心室心肌节段力学与局部容积负荷间关系在评价左心室收缩不同步方面的临床应用价值，及其与LVEF的相关性。方法：24例心肌缺血患者（心肌缺血组）、26例心肌梗死患者（心肌梗死组）和30例正常对照者（正常组）分别行2D－STI和RT－3DE检查，应用Qlab 8.1软件脱机分析，获得左心室心肌节段力学时间指标（Tls－16%、Trs－12%、Tcs－12%、Trot－12%）及其标准差（Tls－16－SD%、Trs－12－SD%、Tcs－12－SD%、Trot－12－SD%）、左心室心肌局部容积负荷时间指标（Tmsv－16%）及其标准差（Tmsv－16－SD%）、心肌节段力学与局部容积负荷间的时间差（Tlsv%、Trsv%、Tcsv%、Trotv%）。结果：①与正常组比较，心肌缺血组Tls－16%、Tls－16－SD%、Tmsv－16%、Tmsv－16－SD%、Tlsv%有明显差异（P＜0.05）。②与正常组和心肌缺血组比较，心肌梗死组上述时间指标均有明显差异（P＜0.05，P＜0.01）。③心肌梗死组Tlsv%、Trsv%、Tcsv%、Trotv%均与LVEF呈负相关。结论：Tlsv%、Trsv%、Tcsv%、Trotv%可作为评价心肌梗死患者左心室收缩不同步的新参数，Tlsv%可能是预测心肌缺血患者左心室收缩不同步的敏感指标。

冠状动脉疾病；心室功能，左；超声心动描记术

研究表明左心室心肌节段力学与心肌局部容积负荷间的关系可用以评价左心室收缩不同步[1]。冠心病（CHD）患者普遍存在左心室收缩不同步，而左心室收缩不同步与心功能的恶化密切相关，最终导致心力衰竭。因此，早期发现CHD患者的收缩不同步运动对于冠心病的诊疗至关重要。本研究应用实时三维超声心动图（RT－3DE）和二维斑点追踪（2DSTI）对CHD患者左心室心肌力学与局部容积负荷间的关系进行研究，探讨其评价左室收缩不同步的临床应用价值及其与左室射血分数（LVEF）的相关性。

1　资料与方法

1.1研究对象

选取2014年3月—2015年6月我院心内科住院行冠状动脉造影证实冠状动脉主要分支内径狭窄≥50%的CHD患者50例，根据病史、临床表现、心电图、心肌酶学和常规超声心动图检查将其分为心肌缺血组和心肌梗死组。心肌缺血组24例，男16例，女8例，年龄34～81岁，平均（61.3±2.5）岁；心肌梗死组26例，男16例，女10例，年龄32～82岁，平均（60.5±2.8）岁。排除心肌病、先天性心脏病、严重瓣膜病、严重心律失常、心包疾病、慢性阻塞性肺疾病等病变及图像不清晰者。同期冠脉造影阴性 （狭窄＜50%或无狭窄）30例作为正常对照组，其中男17例，女13例，年龄35～83岁，平均（61.8±2.8）岁，均经体格检查、心电图和超声心动图等检查排除心脏疾病。

所有检查均获受检者知情同意，并签署知情同意书。

1.2仪器与方法

仪器：采用Philips iE33超声诊断仪，S5－1探头（频率1～5MHz）及X3－1探头（频率1～3MHz），Qlab 8.1定量分析软件。

方法：受检者左侧卧位，连接心电图导联，S5－1探头行常规二维超声心动图检查后将二维图像的帧频调至＞100 Hz，嘱患者屏气，采集连续4个心动周期胸骨旁左室短轴（二尖瓣、乳头肌和心尖水平）及心尖长轴（四腔、三腔和两腔）动态二维图像并储存。然后换X3－1探头，于心尖处获取理想的心尖四腔心切面后，启动“Full Volume”键，嘱受检者屏气，采集连续4个心动周期的全容积三维数据并储存。应用Qlab 8.1软件的CMQ插件对二维图像进行脱机分析，获得左室16节段纵向应变数据图（图1）、12节段环向、径向应变数据图（图2，3）及心肌短轴12节段的旋转－时间曲线（图4）。从二维应变数据图中获得左室16、12节段纵向、径向、环向收缩期达应变峰值的时间（Tls－16、Trs－12、Tcs－12）及标准差（Tls－16－SD、Trs－12－SD、Tcs－12－SD）；记录心电图QRS波起点至12节段收缩期旋转角度峰值的时间（Trot－12），计算其标准差（Trot－12－SD）。应用Qlab 8.1软件的3DQ Advanced插件对三维图像进行分析，获得左室收缩同步性参数图（图5），记录心电图QRS波起点至左室16节段达最小收缩末容积的时间（Tmsv－16）及标准差（Tmsv－16－SD）。计算各应变峰值时间及旋转角度峰值时间与最小收缩末容积时间之间的时间差（Tlsv、Trsv、Tcsv、Trotv）。比较三组间上述指标间的变化，分析Tlsv、Trsv、Tcsv、Trotv与LVEF的关系。

图12D－STI左室纵向应变数据图。图22D－STI左室环向应变数据图。图3 2D－STI左室径向应变数据图。图4胸骨旁左室乳头肌短轴水平6节段旋转－时间曲线。图5RT－3DE左室收缩同步性参数图。

Figure 1.The left ventricular longitudinal strainparameters derivedfrom2D－STI.Figure 2.The left ventricular circumferential strain parameters derived from 2D－STI.Figure 3.The left ventricular radial strain parameters derived from 2D－STI.Figure 4.The 6 regional rotation－time curves of left ventricle at parasternal papillary muscle short－axis plane.Figure 5.The left ventricular systolic synchronic parameters derived from RT－3DE.

为消除不同受检者间因心率差异造成的影响，将上述时间参数均除以该受检者一个心动周期的持续时间（R－R间期），以百分数表示。以上数据由同一观察者重复测量2次后，另1名医师重复测量1次，计算平均值为最终结果。

1.3统计学分析

采用SPSS 16.0统计软件，计量资料以x±s表示。多组间比较采用单因素方差分析，多组之间两两比较方差齐性时采用LSD检验，方差不齐时采用Dunett’s T3检验。组内差异比较采用LSD法，相关分析采用Pearson分析法，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2　结果

2.13组左室心肌节段力学与局部容积负荷时间指标的比较

与正常组比较，心肌缺血组Tls－16%、Tmsv－16%明显延长（均P＜0.05），其余时间指标无明显差异（均P＞0.05）；与心肌缺血组和正常组比较，心肌梗死组上述时间指标均明显延长 （P＜0.05或P＜0.01）。组内比较时，心肌梗死组左室心肌节段力学时间指标 （Tls－16%、Trs－12%、Tcs－12%、Trot－12%）均较左室局部容积负荷时间指标（Tmsv－16%）明显延迟（均P＜0.05），正常组和心肌缺血组两者无明显延迟（均P＞0.05）（表1）。

表1　3组左室心肌节段力学与局部容积负荷时间指标的比较（±s）

表1　3组左室心肌节段力学与局部容积负荷时间指标的比较（±s）

注：与正常组比较，1：P＜0.05，2：P＜0.01；与心肌缺血组比较，3：P＜0.05，4：P＜0.01；组内与Tmsv－16%比较，5：P＜0.05。

组别　T l s －1 6% 　T r s －1 2% 　T c s －1 2% 　T r o t －1 2% 　T m s v －1 6%正常组　4 0 .4 9 ± 6 .2 6 　3 9 .8 1 ± 7 .5 0 　4 0 .6 4 ± 5 .2 3 　4 2 .3 5 ± 7 .4 1 　4 2 .2 8 ± 3 .6 5心肌缺血组　5 0 .9 1 ± 6 .4 21　4 4 .1 8 ± 6 .9 5 　4 5 .2 3 ± 7 .0 4 　4 7 .2 6 ± 4 .3 2 　5 1 .3 0 ± 5 .2 71心肌梗死组　6 8 .7 4 ± 6 .1 82，3，5　7 9 .4 6 ± 5 .2 42，4，5　6 9 .0 7 ± 7 .5 62，3，5　6 8 .7 1 ± 8 .8 62，3，5　5 9 .4 9 ± 8 .5 62，3

2.23组间左室心肌节段力学与局部容积负荷时间指标标准差的比较

与正常组比较，心肌缺血组 Tls－16－SD%、Tmsv－16－SD%有明显差异（P均＜0.05），其余时间指标的标准差均无明显差异（P均＞0.05）。与心肌缺血组和正常组比较，心肌梗死组上述时间指标的标准差均有明显差异（P＜0.05或P＜0.01）（表2）。

表2　3组间左室心肌节段力学与局部容积负荷时间指标标准差的比较（±s）

表2　3组间左室心肌节段力学与局部容积负荷时间指标标准差的比较（±s）

注：与正常组比较，1：P＜0.05，2：P＜0.01；与心肌缺血组比较，3：P＜0.05，4：P＜0.01。

组别　T l s －1 6 －S D% 　T r s －1 2 －S D% 　T c s －1 2 －S D% 　T r o t －1 2 －S D% 　T m s v －1 6 －S D%正常组　5 .4 3 ± 3 .1 6 　5 .3 7 ± 1 .9 7 　8 .3 4 ± 3 .1 5 　4 .4 5 ± 1 .8 2 　0 .9 4 ± 0 .2 1心肌缺血组　9 .4 8 ± 3 .5 71　6 .0 5 ± 2 .0 1 　9 .2 6 ± 3 .2 1 　5 .1 8 ± 1 .2 7 　2 .5 1 ± 1 .3 11心肌梗死组　1 1 .8 4 ± 4 .1 82，3　1 0 .9 8 ± 3 .1 42，4　1 1 .7 7 ± 3 .9 62，3　7 .9 8 ± 3 .0 61，3　5 .4 7 ± 3 .7 62，3

2.33组间左室心肌节段力学与局部容积负荷间时间差的比较

与正常组比较，心肌缺血组Tlsv%有明显差异（P＜0.05），其余时间差未见明显差异（P均＞0.05）；与正常组和心肌缺血组比较，心肌梗死组 Tlsv%、Trsv%、Tcsv%、Trotv%均有明显差异 （P＜0.05或P＜0.01）（表3）。

表3　3组间左室心肌节段力学与局部容积负荷间时间差的比较（±s）

表3　3组间左室心肌节段力学与局部容积负荷间时间差的比较（±s）

注：与正常组比较，1：P＜0.05，2：P＜0.01；与心肌缺血组比较，3：P＜0.01，4：P＜0.05。

组别　T l s v% 　T r s v% 　T c s v% 　T r o t v%正常组　4 .3 6 ± 1 .2 3 　4 .6 7 ± 2 .2 0 　3 .6 9 ± 1 .8 1 　2 .8 6 ± 1 .3 6心肌缺血组　2 .3 1 ± 0 .8 11　5 .1 2 ± 3 .2 1 　4 .7 2 ± 2 .3 8 　3 .2 1 ± 2 .1 5心肌梗死组 1 1 .2 0 ± 5 .8 12，3　1 7 .1 2 ± 3 .2 12，31 0 .7 2 ± 2 .3 82，37 .2 1 ± 2 .1 51，4

2.4心肌梗死组时间差与LVEF相关性分析

心肌梗死组Tlsv%、Trsv%、Tcsv%、Trotv%均与LVEF呈负相关，其中Trsv%与LVEF的相关性最高（r=－0.82，P＜0.01）（表4）。

表4　心肌梗死组时间差与LVEF相关性分析

3　讨论

左心室心肌节段协调有序地舒缩是心脏实现有效泵血的基础。CHD患者普遍存在左心室收缩不同步，左心室收缩不同步与心功能的恶化密切相关，最终导致心力衰竭，因此早期发现CHD患者的不同步运动对于CHD的诊疗至关重要。超声心动图因其无创、操作简便、费用低廉、可重复性等优点成为临床评价左室收缩同步性的首选方法。但Chung等[2]研究结果对常规超声心动图评价心脏同步性的价值提出质疑。

RT－3DE和2D－STI是近年发展起来的新技术。RT－3DE通过定量分析左心室16节段容积－时间变化曲线，测得各节段达最小收缩末容积时间及其标准差，在评估左心室机械同步运动方面有着无可比拟的优势。2D－STI则克服了多普勒角度依赖性、周围心肌的牵拉及心脏整体运动的干扰，能自动追踪心肌内声学斑点在整个心动周期中的空间运动轨迹，定量分析左室纵向、径向、环向应变及旋转等心肌运动的力学指标，通过获得各节段达收缩期应变峰值、旋转峰值的时间及其标准差，全面、准确地评价左心室收缩同步性。

本研究中缺血组与正常组比较，RT－3DE显示左室局部容量负荷时间指标（Tmsv－16%）及标准差（Tmsv－16－SD%）较正常组明显延长，与Takeuchi等[3]的研究结果一致，证明RT－3DE能定量评价整体收缩功能未显出异常之前就已存在的不同步运动。2D－STI显示左心室心肌节段力学时间指标中只有Tls－16%、Tls－16－SD%较正常组明显延长，其余指标无明显差异，究其原因：心内膜下肌纤维对纵向运动影响最大，径向及圆周运动与中层环形肌密切相关[4]，心脏旋转运动则与心外膜下和心内膜下肌纤维收缩时产生反方向的运动有关。心肌缺血首先从心内膜开始，在左心功能损害不明显时，心外膜的扭转运动仍发挥代偿作用[5]，故心肌缺血组患者心肌纵向运动受损明显，导致Tls－16%、Tls－16－SD%延长。心肌梗死组患者病变区域纵形、环形及螺旋形心肌均受累，局部心肌发生形变的能力明显减低，造成左心室纵向、径向、环向及旋转运动障碍，左室不同步收缩，所以左心室心肌节段力学时间指标 （Tls－16%、Trs－12%、Tcs－12%、Trot－12%）及其标准差（Tls－16－SD%、Trs－12－SD%、Tcs－12－SD%、Trot－12－SD%），左室局部容量负荷时间指标（Tmsv－16%）及标准差（Tmsv－16－SD%）均较正常组和心肌缺血组延长（P＜0.05，P＜0.01），左心室心肌节段力学时间指标中尤以Trs－12%、Trs－12－SD%延长为著，与相关研究一致[6]。

在对左心室心肌节段力学与局部容积负荷间时间差的比较中，我们发现正常组两种时间指标无明显差异，因为正常人左室心肌节段收缩期达旋转角度峰值的时间在收缩末[7]，而左室心肌节段达最小收缩末容积的时间亦在收缩末，两者间无延迟。尽管正常人左室心肌节段收缩期达应变峰值的时间一般在收缩中期[8]，但经R－R间期标化后，两者无明显延迟。说明正常人左室心肌节段力学与左室局部容积负荷间保持同步协调关系，心脏能有效泵血满足机体需要。心肌梗死组患者左室心肌节段力学与左室局部容积负荷间协调同步关系丧失，左心室由迅速、同步类似球形的整体收缩变成缓慢、不同步的节段性收缩，心肌节段收缩期达峰时间 （Tls－16%、Trs－12%、Tcs－12%、Trot－12%）均较达最小收缩末容积的时间 （Tmsv－16%）延长，以致Tlsv%、Trsv%、Tcsv%、Trotv%较正常组和心肌缺血组明显延长。心肌缺血组患者由于左心室心肌节段力学时间指标与左室局部容积负荷时间指标均较正常组不同程度延长，组内比较时两种时间指标间无明显差异，但心肌缺血组Tlsv%与正常组比较有统计学差异，说明Tlsv%可能是评价心肌缺血组患者左室收缩不同步的敏感指标。

本研究同时发现心肌梗死组Tlsv%、Trsv%、Tcsv%、Trotv%与LVEF间有良好负相关性，即不同步程度越明显，左心室整体收缩功能越差，提示不同步运动可导致左心室收缩功能损害，与相关研究一致[8]。

本研究的不足：①病例数较少，有待进一步扩大样本。②本研究中RT－3DE采用的是同一个心动周期各节段的运动分析，2D－STI则采用不同心动周期的节段分析，存在一定局限性。③目前应用的Qlab 8.1分析软件只能提供短轴方向12节段的同步性指标，可能会影响研究结果。

综上所述，左心室节段力学与局部容积负荷间的不同步指标Tlsv%、Trsv%、Tcsv%、Trotv%可作为评价心肌梗死患者左心室收缩不同步的新参数，Tlsv%可能是预测心肌缺血患者左心室收缩不同步的敏感指标。

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Relationship of myocardial segmental mechanics and regional volume change with left ventricular systolic synchrony in patients w ith coronary heart disease

ZHANG Xiao-hua1,JIANG Zhi-rong1,SONG Jia-guang2,ZHANG Nan2
(1.Department of Cardiac Ultrasound,the Affiliated Hospital of Qingdao University,Qingdao Shandong 266003,China; 2.Department of Ultrasound,Shangdong Provincial Hospital Affiliated to Shangdong University,Jinan 250021,China)

Objective:To explore the relationship of myocardial segmental mechanics and regional volume change with left ventricular systolic asynchrony in patients with coronary heart disease(CHD)by real－time three－dimensional echocardiography (RT－3DE)and two－dimensional speckle imaging(2D－STI).M ethods:Twenty－four patients with myocardial ischemia(myocardial ischemia group),26 patients with myocardial infarction(myocardial infarction group)and 30 normal subjects(control group)were enrolled in this study.All patients were measured with 2D－STI and RT－3DE.Images were acquired and analyzed off－line on Qlab 8.1 station.The left ventricular myocardial segmental mechanics time indexes and standard deviation(Tls－16%,Trs－12%, Tcs－12%,Trot－12%,and Tls－16－SD%,Trs－12－SD%,Tcs－12－SD%,Trot－12－SD%),the left ventricular regional volume change time index and standard deviation(Tmsv－16%and Tmsv－16－SD%)were obtained,respectively.The difference between myocardial segmental mechanics and regional volume change(Tlsv%,Trsv%,Tcsv%,Trotv%)were calculated.Results:Compared with control group,Tls－16%,Tls－16－SD%,Tmsv－16%,Tmsv－16－SD%and Tlsv%were significantly prolonged(P＜0.05) in myocardial ischemia group.Compared with myocardial ischemia group and control group,all the above time indexes had significant differences(P＜0.05,P＜0.01)in myocardial infarction group.Tlsv%,Trsv%,Tcsv%and Trotv%were significantly negatively correlated with LVEF,respectively in myocardial infarction group.Conclusion:Tlsv%,Trsv%,Tcsv%and Trotv% can become new indicators to assess the left ventricular asynchrony in myocardial infarction patients.Tlsv%is a potential sensitive indicator to evaluate the left ventricular asynchrony in myocardial ischemia patients.

Coronary disease;Ventricular function,left;Echocardiography

R541.4；R540.45

A

1008－1062（2016）07－0471－04

2015－12－09

张小花（1969－），女，山东东营人，副主任医师。现工作单位为东营市人民医院。E－mail：zhxhqd1969＠126.com

姜志荣，青岛大学附属医院心脏超声科，266003。E－mail：jiangzhirong2＠163.com