超声心动图新技术评价冠心病左心室收缩功能的研究进展

张玲++穆玉明

[摘要] 左心室功能的准确测定对评判患者预后及制订临床治疗方案有着重要意义。超声心动图因具有费用低廉、无创伤及操作简便、可重复等优势，目前已成为临床上评价心功能与同步性的首选。随着超声技术的飞速发展，各种评价左心室功能的新技术也日新月异，其中斑点追踪技术尤为突出。现将超声心动图新技术在左心室收缩功能及同步性评价中的应用进展作一综述。

[关键词] 超声；左室收缩功能；斑点追踪；三维

[中图分类号] R541.4 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）11（c）-0047-04

Research progress of echocardiography for the evaluation of left ventricular systolic function in coronary heart disease

ZHANG Ling MU Yuming

Department of Cardiac Ultrasound Diagnosis， the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University， Xinjiang Uygur Autonomous Region， Urumqi 830011， China

[Abstract] The accurate determination of left ventricular function is important for judging the prognosis of patients and the development of clinical treatment programs. Echocardiography has the advantages of low cost， non-invasive and easy to operate and repeatable. It has become the first choice of clinical evaluation of cardiac function and synchronicity. With the rapid development of ultrasound technology， a variety of new technologies to evaluate left ventricular function are also changing rapidly， of which， speckle tracking technology is particularly prominent. This paper reviews the recent advances of new echocardiographic techniques in the evaluation of left ventricular systolic function and synchronization.

[Key words] Ultrasound； Left ventricular systolic function； Speckle tracking； Three-dimensional imaging

冠心病患者冠脈病变可影响左心室节段室壁收缩运动和左心室收缩同步性改变[1]，因此对左室室壁运动及功能做出准确的随访分析，将为评判患者预后及制订临床治疗方案提供有价值的信息。超声心动图因具有费用低廉、无创伤及操作简便、可重复等优势，目前已成为临床上评价心功能与同步性的首选。随着超声技术的飞速发展，各种评价左心室功能的新技术也日新月异，包括二维斑点追踪成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）技术、实时三维超声心动图（real-time three-dimensional echocardiaography，RT-3DE）及三维斑点追踪成像（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）技术等，现将超声心动图新技术在左心室收缩功能及同步性评价中的应用进展作一综述。

1 超声心动图评估冠心病患者左心室收缩功能

1.1 2D-STI

2D-STI技术是分析软件从二维灰阶图像的室壁中选取一定范围的感兴趣区，根据组织灰阶，随着心动周期自动逐帧追踪心肌回声斑点的运动轨迹，自动计算出斑点的应变参数[2]。斑点追踪技术（STI）不仅时间分辨率高，实用性强，可重复性好，并且无角度依赖性，可以从纵向、径向、圆周运动及旋转和扭转等多方面综合评价心肌运动[3]。

1.1.1 对冠心病早期诊断的应用价值 相关研究[4-6]应用2D-STI获取不同程度冠脉狭窄患者的左心室局部及整体各应变值，发现不同狭窄组间各节段各向应变峰值均存在差异，表明冠心病患者左心室收缩功能均有不同程度受损，且随狭窄程度增加而加重，尤其在重度狭窄组尤为显著，其中长轴应变（LS）为较敏感指标，因此2D-STI技术可以定量评价冠脉狭窄患者的左心室应变，为早期客观预测冠脉病变程度及评估冠心病患者左心室功能提供一个无创、准确、简便的新途径。

1.1.2 对急性心肌梗死（AMI）的评价 胡波等[7]研究表明，应用2D-STI技术可评价不同类型AMI患者室壁节段性运动异常的特点，并能准确检测AMI的受累范围及程度。刘爽等[8]应用2D-STI技术测量AMI患者经皮冠状动脉介入（PCI）术后左心室肌整体长轴应变（GLS），以术后6个月左心室舒张末期容积（LVEDV）≥15%作为左室重构（left ventricular remodeling，LVR）诊断标准，结果显示GLS是LVR的独立预测因子，表明2D-STI可准确预测AMI患者PCI术后LVR。endprint

1.2 RT-3DE

RT-3DE技术采用三维矩阵探头实时再现心脏三维立体构像，其全容积成像方式可在后处理中选取感兴趣区域或平面进行任意旋转、切割，并有效重建心腔结构以定量评估心功能，因实时显示心脏的三维立体结构，所以能够动态直观地对心脏功能进行定量评估，相比二维超声的二维平面成像方式有较大优势[9]。RT-3DE全容积成像克服了以心室构型几何学假设为基础测量心室容积以及对不规则心室和病变心室测量准确性低的缺点，其准确性与心脏磁共振成像（测量心室容积的金标准）具有良好的相关性[10-11]。此外其时间-容积曲线和“牛眼图”均能较早地反映冠心病患者左室整体收缩功能未改变时节段性收缩功能[12]。

1.2.1 对冠心病早期诊断的应用价值 孟宪伟等[13]应用RT-3DE定量分析技术获得评左前降支（LAD）狹窄患者左室容积及射血分数参数，发现重度狭窄组LAD供血节段的参数变化较大，表明RT-3DE能够在左室整体容积及射血分数还未发生变化时，较早发现并定量评价左室局部收缩功能，对冠心病的早期诊断有重要价值。

1.2.2 对AMI的评价 万林林等[14]选择临床已确诊的心肌梗死患者，分别利用二维超声心动图Simpson法、RT-3DE全容积法及心脏磁共振成像（CMRI）测量患者LVEDV、每搏输出量（SV）、左室射血分数（LVEF），并将三种方法所测参数进行对比分析，结果显示RT-3DE全容积法所测参数值与CMRI所测结果高度相关，由此认为RT-3DE可以准确评价心肌梗死患者的左室收缩功能。

1.3 3D-STI

3D-STI技术是在RT-3DE及STI基础上发展起来的新技术，是近年来发展的从心肌力学角度评价心功能的新方法，该技术能准确评价左心室整体和局部功能，可以在三维空间内实时地检测冠心病心肌缺血、坏死所致的室壁异常运动，分析其对冠心病定性诊断、病变区域定位以及狭窄对室壁运动的影响[15-18]。目前3D-STI技术对评估冠心病的研究主要有以下特点：

1.3.1 对冠心病诊断的应用价值 孙由静等[19]利用3D-STI技术，得到患者左室心肌各应变值的峰值和达峰时间，运用Logistic二元回归分析将各应变峰值和达峰时间指标联合，并对其采用受试者工作特征曲线分析，结果显示：纵向应变复合指标LS1灵敏度最高。张小杉等[20]对拟行CAG且常规超声心动图检查未见室壁运动异常的疑似冠心病患者50例按CAG结果分为正常对照组（20例）、冠心病组（30例），应用3D-STE与心肌灌注显像诊断冠心病的灵敏度及特异度，发现冠心病组GLS和面积应变（GAS）绝对值较对照组明显减低，以GLS的灵敏度最高。上述研究均提示3D-STE可通过定量评估左室壁整体三维应变，在患者静息条件下对早期心肌缺血所致室壁功能异常进行评估，在冠心病诊断中具有一定的应用价值。

1.3.2 心肌节段性运动研究 室壁节段运动的分析在冠心病的诊断、治疗效果的评估、预后评价等方面具有重要的价值。Maffessanti等[21]应用3D-STI对照分析正常及缺血心肌节段，结果显示3D-STI能更敏感地检测出异常缺血心肌节段，且具有较小的测量偏倚。Kleijn等[22]在3D-STI面积应变定量分析左室整体及节段性运动异常的可靠性研究中得出面积应变区别正常与异常室壁节段的敏感性、特异性及准确性分别为91%、96%、94%，面积应变与目测法分析室壁运动的可靠性分别为0.85、0.69，从而得出评估室壁运动异常时面积应变明显优于目测法。

1.3.3 定量评价不同狭窄程度冠心病患者左心室收缩功能 应用3D-STI技术比较不同狭窄程度心肌整体应变参数差异的相关研究[23-24]提示，3D-STI技术评价无室壁运动异常冠心病患者左心室整体收缩功能，其中GAS是敏感性及可重复性最高的参数。随着狭窄程度增加，参数受损加重并以GAS最显著。刘芳等[25]应用3D-STI技术自动测量左心室壁17节段的应变参数，发现3D-STI能够检测到中度以上狭窄病变冠脉长轴应变的变化，该研究还指出，长轴应变是较为敏感的指标，能够发现严重影响心肌血流灌注的重度冠脉狭窄，上述结果与以往的研究一致[26]。此外，该团队还发现病变冠脉供血区域左心室壁节段面积应变（AS）均有不同程度的减低，且狭窄程度越重，AS减低越明显。相关分析显示，AS与冠状动脉Gensini积分之间呈显著负相关，提示3D-STI可定量评价左心室壁局部收缩功能，其中AS是较为敏感的指标。

2 心室运动同步性评价

RT-3DE通过定量分析左心室17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和最大差，在评估左心室机械同步运动方面有着无可比拟的优势[9]。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，定量分析各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和最大差，全面、准确地评价左心室收缩同步性。相较于2D-STI，3D-STI是在三维立体空间上实时追踪回声斑点，避免了在二维平面上斑点“飞出”的情况，准确性更高，其应变指标中的AS是3D-STI引入的一个全新的参数，用以评价室壁整体和节段运动面积应变依从于心内膜的变化，代表了心内膜表面的形变，是纵向和圆周方向上应变的复合。研究结果显示AS能够准确评价左心室局部和整体收缩功能，并且重复性较好[22]。Wen等[27]认为AS可体现左心室功能发生的任何微小改变，即使整体纵向和圆周收缩峰值应变尚未出现具有统计学意义的减低时，AS通过对两者加权，可表现出统计学差异，对左心室心肌收缩功能异常的检测可以更早、更敏感[28]。

3 其他无创影像学技术评价左心室功能

3.1 放射性核素endprint

放射性核素心室造影技术不以心室的几何学形态为重，而是依据心室的放射性计数在收缩和舒张不同阶段的变化获得心功能参数[29]，所以在评价左心室整体和局部功能方面具有独特的优越性。但此种检查方法有放射性，此外价格昂贵、药源稀缺、技术复杂等原因使其临床应用受限。

3.2 CMRI

CMRI是一种图像能垂直于心脏固有轴线排列的特殊三维技术，可以准确区分每一心动周期的不同时相，即空间及时间分辨率很高，获得的图像清晰，心内膜边界容易辨认，因此在显示心脏结构方面独具明显优势，尤其因CMRI测定心功能采用多平面Simpson法，真实反映左心室的几何形状，所以在心室腔变形或室壁节段运动异常等情况下也能获得直观、精确的定量信息[30]，其左心室容积的定量指标一度成为“金标准”。但其禁忌证较多且费用昂贵，检查时间较长，不适合急诊检查。

3.3 多層螺旋CT（MSCT）

MSCT不但能有效地无创性评价冠状动脉狭窄情况，而且能在此基础上利用原始数据进行左室短轴的MPR重建并进行左心室功能的定量分析[31]，对冠心病患者的诊治和预后评估意义重大。除外X线辐射，低时间分辨率造成的运动伪影以及由于肥胖造成的图像噪声是其劣势。

4 小结与展望

随着超声心动图的飞速发展，超声新技术更是层出不穷，并且在不断更新与完善，尤其三维斑点追踪技术的发展，将更加真实、全面地反映心肌的运动情况，为临床提供更准确的信息，在评价心脏收缩及运动同步性方面具有更广阔的应用前景。

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（收稿日期：2017-08-03 本文编辑：张瑜杰）endprint