四维自动左室定量分析技术在急性心肌梗死冠脉支架植入术后左室功能评价中的应用

陈 珂,韩东刚,魏亚娟,金 鑫,麻妙艳,孙 露

(西安交通大学医学部第二附属医院医用超声研究室,西安 710004;*通讯作者,E-mail:eastg2006@126.com)

急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是由于心脏冠状动脉血供急剧减少或中断所导致的心肌缺血坏死,冠脉支架植入术能够在短时间内改善病变区域心肌供血状态,因此术后对左心室局部及整体收缩功能准确评估对于评价疗效及预后有重要临床意义。超声三维斑点追踪技术能够通过追踪超声图像中的声学斑点信号,获取心肌整体及局部三维空间内相应心动周期的位移信息,并采用四维自动左室定量分析技术(4-dimensional auto left ventricular quantification,4D-LVQ)相对准确地分析心脏整体收缩功能[1]。本研究旨在应用4D-LVQ观察急性心肌梗死患者冠脉支架置入术前后左心收缩功能变化,为指导临床治疗及评估预后提供一定的信息。

1 资料与方法

1.1 研究对象

按照2015年中华医学会制定的《中国急性ST段抬高型心肌梗死诊断及治疗指南》[2],选取2015-07～2018-04在我院心内科住院确诊为ST段抬高型急性心肌梗死的患者54例,其中男35例,女19例,年龄50-81岁,其中左前降支、左回旋支及右冠状动脉单支病变狭窄者分别有18,15,14例,另外7例为多支冠脉狭窄。

纳入标准:①心电图示ST段抬高,T波倒置,病理性Q波(伴或不伴轻度心律失常);②超声心动图检查示节段性室壁运动异常(不包括室壁瘤和弥漫性运动减低);③心肌坏死标志物异常;④冠脉造影存在单支或多支病变,或存在侧支循环。所有患者均于发病12 h内行冠状动脉造影术并成功植入支架。选取同期门诊及住院的年龄、性别匹配、经病史、心电图、超声心动图排除冠心病50例患者作为对照组,男29例,女21例,平均年龄53-80岁。所有研究对象均需排除合并严重心律失常、瓣膜病、心肌病、心包疾病、先心病、慢性阻塞性肺病、肝肾功能不全及恶性肿瘤者。

1.2 仪器与方法

使用GE Vivid E 9彩色多普勒超声诊断仪,M5S-D探头(频率1.7-4.3 MHz);4V-D相控阵扇形探头(频率1.5-4.5 MHz),配备4D-LVQ分析软件。

所有受检者在介入手术前,手术后1 d、1周及3月分别行心脏超声检查。检查者平静呼吸,左侧卧位,连接胸导联心电图,使用M5S-D相控阵扇形探头行常规超声心动图检查,采用双平面Simpson’s法测量受检者左心室容积和射血分数。切换4V-D探头,得到心尖四腔或两腔心观的理想图像后,嘱被检查者屏住呼吸,启动实时三维全容积成像系统,帧频>40帧/s,连续存储4个心动周期全容积动态图像。应用4D-LVQ软件,分别于舒张末期及收缩末期心尖四腔切面的二尖瓣环水平和心尖部描计3点勾画心内膜,然后依次点击“Volume waveform”、“LV Msss”、“4D Strain ROI”、“4D Strain Results”。仪器分析左心室整体收缩期峰值纵向应变(global longitudinal systolicstrain,GLS)、环向应变(global circular strain,GCS)、径向应变(global radial strain,GRS)、面积应变值(global area strain,GAS)、舒张末期容积(end-diastolic volumes,EDV)、收缩末期容积(end-systolic volumes,ESV)、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 一般临床情况比较

与对照组相比,病例组患者平均年龄、体质量指数(BMI)、血脂、吸烟、男性、糖尿病比例无显著差异(P>0.05,见表1)。

表1 病例组与对照组一般临床情况比较Table 1 Comparison of general clinical indexes between case group and control group

2.2 病例组冠脉支架植入术前后与对照组的常规超声参数比较

病例组术前左心室EDV、ESV高于对照组,LVEF低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05),病例组整体收缩功能降低。术后1 d,病例组左心室EDV、ESV、LVEF略有改善,但与病例组术前各参数比较差异无统计学意义。术后1周、3月较术前相比上述参数显著改善,且呈递增趋势,差异有统计学意义(P<0.05,见表2)。

表2 病例组与对照组的常规超声参数比较Table 2 Comparison of two dimensional ultrasonic parameters between case group and control group

2.3 病例组冠脉支架植入术前后应变参数比较

病例组术前左心室GLS、GCS、GRS及GAS的绝对值较对照组明显减低,差异具有统计学意义(P<0.05)。病例组进行冠脉支架植入术治疗1 d后与术前对比GLS、GCS、GRS及GAS均无明显变化,差异不具有统计学意义,术后1周、术后3月各应变参数绝对值较术前相比明显增大,差异具有统计学意义(P<0.05,见表3、见图1)。

3 讨论

急性心肌梗死患者进行冠状动脉支架植入术能够及时开通梗死血管,改善心肌灌注,限制心肌坏死范围,从而改善心肌收缩功能。超声心动图评价左心室整体收缩功能已成为临床诊断的主要手段,具有操作简单、无创伤等特点,在实际临床工作中广泛应用。斑点追踪是通过识别心肌回声斑点来追踪其运动轨迹,能够从机械力学角度评价心肌的收缩及舒张功能[1,3]。但二维斑点追踪技术具有角度依赖性,当心肌运动方向与声束方向之间的角度>200°时会导致对实际应变和应变率的低估。随着三维超声斑点技术的发展,该技术能够追踪三维空间内心肌斑点的运动,可测量各个方向上的心肌应变值,克服二维斑点追踪技术的缺点,更准确地反映心肌的变形和运动[4,5]。Luis等[6]研究表明,三维斑点追踪技术可以有效评估左心收缩功能下降的患者(LVEF<50%)的心肌功能,且该技术可重复性高,处理图像过程高效。此外,还有研究表明采用三维斑点追踪技术评估冠脉重度狭窄冠心病患者左心功能具有较高的敏感性及特异性[7]。4D-LVQ软件在三维斑点追踪成像基础上自动分析多项指标,有研究表明该技术对于评估左室整体及节段收缩功能有效、可行[8,9],具有临床价值。

表3 病例组冠脉支架植入术前后整体应变参数的比较Table 3 Comparison of global strains before and after coronary stent implantation in case group

A-D分别为实时4D-LVQ技术分析病例组左心室整体收缩期峰值纵向、环向、径向及面积应变的曲线图,其中白色曲线为整体应变曲线,GRS是径向室壁增厚变化百分率,GLS是纵向局部心肌长度变化百分率,GCS是环向局部心肌长度变化百分率,GAS是心内膜面积变化百分率;右下角为瞬时应变值的彩色编码靶心图,左下角的G为瞬时整体应变值

本研究采用4D-LVQ对ST段抬高型心肌梗死患者的左心室整体收缩期峰值应变指标分析,评估左室整体收缩功能的变化。研究结果发现,ST段抬高型心肌梗死患者与正常对照组相比,LVEF下降,GLS、GCS、GRS、GAS等应变参数绝对值均减低,表明因突发的心肌供血减少或中断,心肌纵向、径向及圆周形变及运动均发生变化,整体收缩功能下降。随后对进行急诊冠状动脉支架植入术治疗的病例组手术前后进行对比,发现术后1 d与术前相比,左室整体收缩期峰值应变及LVEF的差异不具有统计学意义,分析其原因可能与心肌顿抑相关,因缺血时间与程度的不同,心肌收缩功能恢复的时间有差异,因此在手术改善供血后的短期内,左室整体应变无明显增加。通过术后1月、术后3月的复查评估后发现,左心室容量(ESV、EDV)逐渐缩小,4D-LVQ检测分析左心收缩期峰值整体应变绝对值较术前相比增加,曲线逐渐趋于规则,LVEF也明显改善,差异具有统计学意义。本研究表明采用4D-LVQ评估急性心肌梗死患者冠脉支架植入术后1-3月,心肌收缩功能逐步改善,急诊冠脉支架植入术能有效阻止和逆转急性心肌梗死后左心室重构,左心室整体收缩功能可得到明显改善,且发现该治疗的恢复过程需要一定的时间。

综上所述,4D-LVQ能够准确定量分析心肌运动的信息,获得室壁运动、心脏整体收缩功能参数,客观评价急性心肌梗死冠脉支架植入术后恢复情况,为临床判断预后、调整治疗方案提供依据。