超声心动图评价冠心病患者乳头肌功能的临床研究

孟湘，刘昕，张金库

保定市第一中心医院 a.超声科；b.病理科，河北 保定 071000

超声心动图评价冠心病患者乳头肌功能的临床研究

孟湘a，刘昕a，张金库b

保定市第一中心医院 a.超声科；b.病理科，河北 保定 071000

目的应用斑点追踪成像技术（Speckle Tracking Imaging，STI）评价冠心病患者乳头肌的功能，探讨乳头肌功能改变与冠脉狭窄程度之间的相关性，为更好的筛选出评价乳头肌功能的参数提供依据。方法收集冠心病患者96例为病例组，正常对照组66例，经胸采集二维图像及三维全容积图像。获得评价乳头肌功能的相关参数：前后乳头肌的缩短率（Fractional Shortening，FS）、前后乳头肌到二尖瓣前瓣环的距离（Length between the Posterior or Anterior Papillary Muscle Tips and the Contralateral Anterior Mitral Annualr，APM-AMA、PPM-AMA）、二尖瓣瓣叶闭合面积（Mitral Leaflet Closure，MLC）、乳头肌间距离（Interpapillary Muscle Distance，IPMD）、前后乳头肌相对于左室前壁的角度变化（AngI、AngII）。应用2D-STI技术得到参数：前、后乳头肌（Anterior Papillary Muscle，APM；Posterior Papillary Muscle，PPM）的纵向峰值应变（Longitudinal Strain，LS）、纵向应变达峰时间（Peak Time，PT）及达峰延迟时间（Delay Time，DT）（APT和PPT差值的绝对值）。比较组间乳头肌的功能以及探讨乳头肌功能和冠脉狭窄程度之间的关系。结果病例组与对照组相比，一般参数左室舒张末径（Left Ventricular Internal Diameter at End-Diastole，LVIDd）、左室舒张末容积（Left Ventricular End Diastolic Volume，LVEDV）、左室收缩末容积（Left Ventricular Systolic Diastolic Volume，LVSDV）等之间差异无统计学意义（P＞0.05），参数PPM-FS、IPMD、MLC、ALS、PLS及DT差异有统计学意义（P＜0.05）；冠状动脉Gensini积分与ALS、PLS、MLC、PPM-FS、IPMD有相关性，r分别为-0.60、-0.78、0.53、-0.53、0.54。结论应用2D-STI技术能够准确定量的评价冠心病心肌缺血导致的乳头肌功能障碍，并且测量参数ALS、PLS、MLC、IPMD对评估冠心病患者乳头肌功能具有一定的意义。

超声心动描记术；心肌缺血；斑点追踪显像；乳头肌功能；冠脉狭窄

引言

乳头肌是连接室壁和二尖瓣的装置，乳头肌附近室壁缺血或梗死导致的乳头肌功能不全是冠心病患者最常见并发症。乳头肌功能不全引起二尖瓣瓣叶对合不良，研究表明缺血性二尖瓣反流是冠心病患者心力衰竭和死亡的危险因素，削弱单纯血运重建治疗的远期效果[1-2]。因此早期对二尖瓣装置进行评估，有助于患者预后的改善。

二维斑点追踪成像技术（2D-Speckle Tracking Imaging，2D-STI）是基于斑点追踪原理的一种新方法[3]，对二维图像依赖性较小，可以定量、客观、无创并且从多个方向乳头肌形变进行评价[4]。本研究旨在应用2D-STI评价冠心病患者乳头肌功能，运用Pearson相关性分析探讨乳头肌功能损害和冠脉狭窄程度之间的相关性，有助于临床早期更准确的估测乳头肌功能，对冠心病患者的预后有重要意义。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择2015年9月～2016年3月于保定市第一中心医院心内科就诊的冠心病患者104例，其中男61例，女43例，年龄45～78岁，平均（58.2±7.25）岁。入选标准：所有研究对象均有心绞痛或心肌梗死病史，行冠状动脉造影冠脉狭窄程度＞50%，均行常规超声心动图检查，窦性心律。排除标准：先天性心脏病、心肌病、心脏瓣膜病、心力衰竭、慢性阻塞性肺疾病。排除图像质量差、患者资料不全等患者8例，最终96例患者纳入研究对象，男50例，女46例，年龄43～78岁，平均（60.47±7.48）岁。

采集健康自愿者66例作为正常对照组，男37例，女29例，年龄46～67岁，平均（57.3±8.27）岁。入选标准：经常规体检排除心脏相关疾病及高血压、糖尿病等病史。

1.2 仪器与方法

采用GE Vivid E9彩色多普勒超声诊断仪，4 V探头，频率1.5～4.0 MHz，Echo PAC工作站对动态影像进行脱机分析软件。

（1）二维测量。受检者左侧卧位，平静呼吸状态下同步记录心电图，连续采集3个心动周期的心尖四腔、二腔及胸骨旁左室长轴二维动态灰阶图像存储，确保留取的心动周期内两组乳头肌能完整显现，必要时采用非标准切面。①测量两组乳头肌舒张末及收缩末长度，进而得出乳头肌缩短率（Fractional Shortening，FS）；② 乳头肌的移位：测量收缩期乳头肌尖端到二尖瓣前瓣环的距离（Length between the Papillary Muscle Tips and the Contralateral Anterior Mitral Annualr，PM-AMA），于左室乳头肌短轴切面，测量乳头肌间距离（Interpapillary Muscle Distance，IPMD）[5]，以左室腔中心为原点，测量前后乳头肌相对于左室前壁的角度变化（AngI、AngII）；③ 检查过程中在2D模式下显像完整、清晰的心尖四腔观图像后转换至4D模式，嘱患者呼气后屏气采集动态三维全容积图像，调节图像，使二尖瓣前后叶及瓣环所围成的面积清晰显像，选择“Area（Crop Plane）”按键，描计收缩期二尖瓣瓣叶与瓣环水平所围成的面积，得到瓣叶闭合面积（Mitral Leaf l et Closure，MLC），来了解瓣叶牵拉程度。以上数据均测量3次取平均值。

（2）乳头肌各应变值测量。应用Echo PAC工作站对动态影像进行脱机分析，应用STI技术将感兴趣区（Region of Interest，ROI）分别定位于前、后乳头肌，得到两条应变曲线，结合心电图和心动周期进行分析，测量参数：前外侧乳头肌纵向峰值应变（Anterior Longitudinal Strain，ALS）、后内侧乳头肌纵向峰值应变（Papillary Longitudinal Strain，PLS）、APT、PPT以及PT延迟时间（Delay Time，DT）。每个数值测量3遍，取平均值。

（3）冠状动脉狭窄的程度与范围以冠状动脉Gensini积分来表示[6]。根据冠状动脉狭窄程度计分：≤25%计1分，25%～＜50%计2分，50%～＜75%计4分，75%～＜90%计8分，90%～＜99%计16分，99%～100%计32分；根据狭窄部位乘以不同系数：左主干×5；回旋支开口处×3.5；左前降支近段、回旋支近段×2.5；左前降支中段×1.5；第一对角支、第二对角支、回旋支钝缘支、远段、右冠状动脉近段、中段、远段、后降支×1；右冠状动脉左室后支×0.5，Gensini积分为各冠状动脉分支积分之和。

（4）重复性检验。随机抽取15例患者，由2名同工作经验的检查医师以相同的方法对APM-FS、PPM-FS、IPMD、MLC、ALS、PLS及DT等参数进行测量分析，用于观察者间的重复性检验；由同一名检查者对同一患者的动态图像再次进行分析，用于观察者内的重复性检验。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 对照组及病例组参数比较

两组间年龄、性别、LVIDD、LVEDV、LVSDV、LAD、LAA、LVEF差异无统计学意义（P＞0.05）；两组相比，病例组参数PPM-FS、ALS、PLS均低于对照组，参数IPMD、MLC均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）（表1～2，图1）。

2.2 病例组乳头肌相关参数与Gensini积分的相关性

病例组积分为：（38.52±14.41）。病例组AMP-AMA、PMP-AMA、AngI、AngII、DT与Gensini积分无相关性（P＞0.05），参数ALS、PLS、PPM-FS与Gensini积分呈中等负相关，参数MLC、IPMD与Gensini积分呈中等正相关（P＜0.01）（表3）。

图1 对照组与病例组ALS曲线

2.3 重复性检验

分析结果显示同一观察者内及观察者间测量重复性好，部分主要参数测量结果见表4。

表1 病例组和对照组一般参数的比较

表2 病例组和对照组二维测量及应变参数的比较

表3 病例组乳头肌相关参数与Gensini积分的相关性分析

表4 观察者内和观察者间测量重复性检验 (%)

3 讨论

近年来，随着人们生活习惯及饮食结构的改变，冠心病的发病率呈现出了明显的上升趋势[7-9]。以前冠心病多发于老年人，现在也逐渐向年轻化的趋势发展，发病率和死亡率呈逐年上升趋势，已经成为当今严重危害人们健康的心血管病之一。

冠心病心肌缺血可以影响二尖瓣装置的任一部分。乳头肌功能不全最早被肯定为是引起缺血性二尖瓣反流的最主要原因[7]。乳头肌功能正常可以保证牵拉住瓣叶，防止瓣叶由于收缩时左心室压力的迅速升高脱入左心房。因此乳头肌功能出现任何异常都会影响二尖瓣的功能，导致反流的发生，其对心功能影响较大，预后相对较差[10]。Hicke等[11]研究发现，合并有重度二尖瓣反流者一年后死亡率是40%，中度二尖瓣反流者是17%，轻度二尖瓣反流者是10%，无二尖瓣反流者是6%。目前治疗方法包括药物治疗和手术治疗，药物治疗只是改善患者症状，不能从根本上解决问题，因此以手术治疗为主，目前外科手术越来越关注乳头肌功能的改善，筛选出更好的评价乳头肌功能的参数对临床治疗方案的选择起着重要的意义，有利于患者预后的改善。

本研究结果显示，病例组的PLS、ALS、PPM-FS减低，说明心肌缺血延及乳头肌时其收缩功能减低，与白文娟等[12]的研究结果一致。供应乳头肌的血管多为冠脉终末支血管，当心肌缺血能量供应不足时，收缩功能易受到损害。并且乳头肌是二尖瓣装置中受力最大的装置。病例组的MLA增加，心肌缺血累及乳头肌附近室壁时乳头肌位置改变，二尖瓣的牵拉力增加，瓣叶闭合点下移，因此闭合面积增加。病例组的DT增大，说明心肌缺血可以导致两组乳头肌不同步运动[13]。正常情况下，两组乳头肌运动具有同步性。心肌缺血后导致两组乳头肌不同步可能与其供血特点及对缺血敏感程度不同有关。此外乳头肌与室壁激动有适当的时间关系，当心肌缺血后心肌发生不均匀复极化，电信号传导通路阻滞，乳头肌激动时间的差异导致两组乳头肌不能同步收缩。

乳头肌功能与Gensini积分作相关性分析，国内外尚无类似研究。Gensini积分是综合病变的程度、位置、多重病变的累积作用、末端血管的管径及功能、心功能状态等来判断冠心病的严重程度。本研究结果显示，IPMD与Gensini积分成正相关，心肌缺血早期心脏形态学尚未改变时，常产生散在性心肌细胞萎缩、营养不良和纤维组织增生，随着缺血程度的加重和范围的扩大，左心室发生形态学改变即局部重构，乳头肌向后下方移位，IPMD增加，进而对瓣叶牵拉力增加，二尖瓣前后叶闭合点下移，因此MLA也会增加。Gensini积分与PLS的相关性最好，因为左心室收缩时乳头肌承受的机械作用最大，同时两组乳头肌的供血特点不同：APM供血多来自左冠状动脉前降支的对角支和回旋支的边缘支双重供血，而PPM多由右冠状动脉的单支终支血管供应，所以PPM对缺血更敏感，易受到缺血损害，随着冠脉狭窄程度的加重，应变值降低。结果发现2D-STI测得的参数ALS、PLS比二维超声测得的参数APM-FS、PPM-FS相关性好，表明2D-STI评价乳头肌收缩功能优于二维超声。

综上所述，冠心病心肌缺血会导致乳头肌功能障碍及形态异常，目前评价冠心病乳头肌功能尚没有金标准，因此本文将用于判断冠脉狭窄程度的Gensini积分与评价乳头肌功能的相关参数进行相关性分析，从一个新的角度对乳头肌功能进行分析，对以后的临床研究具有一定的意义。

本研究存在一定的局限性：两组乳头肌多由多支组成，为了研究方便只选取其中较大支，而并未证明单支乳头肌和整体乳头肌的关系，有待进一步研究证实。

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本文编辑 聂孝楠

Clinical Research of Echocardiography in Assessment of Papillary Muscle Function in Patients with Coronary Artery Disease

MENG Xianga, LIU Xina, ZHANG Jin-kub
a.Department of Ultrasonography; b.Department of Pathology, Baoding No.1 Central Hospital, Baoding Hebei 071000, China

ObjectiveTo evaluate papillary muscle function in coronary artery disease patients by twodimensional speckles tracking imaging (2D-STI), this paper investigated the correlation of the papillary muscle function and the degree of coronary artery stenosis, and provided the basis for screening the parameters of evaluating papillary muscle function.MethodsCollecting 96 patients with coronary heart disease as case group and 66 healthy volunteers as control group, two-dimensional images and the three-dimensional full volume dynamic images of left ventricular were collected. Routine parameters for evaluation of papillary muscle function: fractional shortening (FS), length between the posterior or anterior papillary muscle tip sand the contralateral anterior mitral annular (APM-AMA, PPM-AMA), mitral leaflet closure (MLC), interdistance papillary muscle (IPMD), AngⅠ (the angle between the anterior papillary muscle and the anterior LV free wall), AngⅡ (the angle between the posterior papillary muscle and the anterior LV free wall), anterior and posterior papillary muscle longitudinal strain (ALS, PLS), peak time (PT) and delay time (DT) were aquiredred respectively. Papillary muscle function among the groups were compared, and the relationship between papillary muscle function and the degree of coronary artery stenosis was explored.ResultsCompared with control group, there were no signif i cant statistically differences in routine parameters of left ventricular internal diameter at end-diastole (LVIDd), left ventricular end-diastolic volume (LVEDV) and left ventricular systolic diastolic volume (LVSDV) (P＞0.05). PPM-FS, IPMD, MLC, ALS, PLS and DT in case group were signif i cantly different comparedwith control group (P＜0.05). ALS, PLS, MLC, APM-FS, PPM-FS, IPMD were signif i cantly correlated with Gensini score (r=-0.60, -0.78, 0.53, -0.43, -0.53, 0.54, P＜0.05).ConclusionApplication of 2D-STI technology can accurate quantitative evaluation of coronary artery disease myocardial ischemia caused by papillary muscle dysfunction, and measurement parameters of ALS and PLS measured by 2D-STI were most signif i cantly corrected with the degree of coronary artery stenosis.

echocardiography; mitral vavel regurgitation; myocardial ischemia; speckle tracking imaging; papillary muscle function; coronary artery stenosis

R445.1；R541.4

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.04.015

1674-1633(2017)04-0054-04

2016-10-10

2016-10-31

刘昕，主任医师，研究方向为心血管超声。

通讯作者邮箱：lxlx001@126.com