二维斑点追踪成像技术评价冠心病患者左心室功能的研究

欧阳晓光　蔡雪蜂

【摘要】 目的 應用二维斑点追踪成像技术（2D-STI）评价冠心病（CHD）患者左心室功能。 方法 选取40例经冠状动脉造影（CAG）确诊的冠心病患者作为冠心病组， 根据CAG结果分为轻度狭窄组（狭窄率50%～70%）、中重度狭窄组（狭窄率>70%）， 各20例;另选取同期25例体检健康者作为对照组。三组均实施2D-STI检测， 比较三组年龄、体质量指数（BMI）、左室舒张末容积（LVEDV）、左室每搏量（SV）、左室射血分数（LVEF）及纵向应变（LS）、径向应变（RS）、圆周应变（CS）参数， 并采用受试者工作特征（ROC）曲线图分析冠心病组患者曲线下面积（AUC）及截断值、特异度、灵敏度。结果 三组年龄、BMI、LVEDV、SV比较， 差异无统计学意义（P>0.05）;中重度狭窄组LVEF为（61.78±8.29）%， 明显低于对照组的（66.52±7.32）%， 差异有统计学意义（P<0.05）;轻度狭窄组和对照组LVEF比较， 差异无统计学意义（P>0.05）。中重度狭窄组LS、RS、CS明显低于轻度狭窄组、对照组， 差异具有统计学意义（P<0.05）;轻度狭窄组LS低于对照组， 差异具有统计学意义（P<0.05）;轻度狭窄组和对照组RS、CS比较差异无统计学意义（P>0.05）。ROC曲线显示：LS诊断价值最佳， AUC=0.95， LS以-17.34%为诊断中重度狭窄的截断值， 灵敏度为95.0%， 特异度为84.4%。结论 运用2D-STI分析左室心肌应变， 可以早期发现冠心病患者左室收缩功能的改变， 为临床评估CHD左心室功能提供了无创、简单的新方法。

【关键词】 二维斑点追踪成像技术;冠心病;左心室功能

【Abstract】 Objective To evaluate the left ventricular function in patients with coronary heart disease （CHD） by two-dimensional speckle tracking imaging （2D-STI）. Methods There were 40 patients with coronary heart disease confirmed by coronary angiography （CAG） as coronary heart disease group， and they were divided by CAG results into mild stenosis group （stenosis rate 50%～70%）， moderate to severe stenosis group （stenosis rate >70%）， with 20 cases in each group. Another concurrent 25 healthy persons undergoing physical examination as control group. Two-dimensional STI was performed in all three groups. Age， body mass index （BMI）， left ventricular end-diastolic volume （LVEDV）， left ventricular stroke volume （SV）， left ventricular ejection fraction （LVEF）， longitudinal strain （LS）， radial strain （RS）， circumferential strain （CS） parameters were compared among the three groups. Area under the curve （AUC） and truncation value， specificity and sensitivity were analyzed by ROC curve. Results Three groups had no statistically significant difference in age， BMI， LVEDV and SV （P>0.05）. Moderate to severe stenosis group had obviously lower LVEF as （61.78±8.29）% than （66.52±7.32）% in the control group， and the difference was statistically significant （P<0.05）. Mild stenosis group had no statistically significant difference in LVEF comparing with the control group （P>0.05）. Moderate to severe stenosis group had obviously lower LS， RS and CS than mild stenosis group and control group， and the difference was statistically significant （P<0.05）. Mild stenosis group had lower LS than the control group， and the difference was statistically significant （P<0.05）. Mild stenosis group and control group had no statistically significant difference in RS and CS （P>0.05）. Receiver operating characteristic （ROC） curve showed that LS had the best diagnostic value， with AUC=0.95. With -17.34% as cut-off value of LS for the diagnosis of moderate-severe stenosis， the sensitivity was 95.0%， and specificity was 84.4%. Conclusion Using 2D-STI to analyze left ventricular myocardial strain can detect early changes of left ventricular systolic function in patients with coronary heart disease. It provides a non-invasive and simple new method for clinical evaluation of left ventricular function in CHD.

【Key words】 Two-dimensional speckle tracking imaging; Coronary heart disease; Left ventricular function

1 资料与方法

1. 1 一般资料 选取本院2017～2018年就诊的40例经CAG确诊的冠心病患者作为冠心病组。纳入标准：存在胸痛、胸闷症状， 临床诊断为冠心病;超声心动图检查未发现明显节段性室壁运动异常;CAG证实3支冠脉至少1支管腔狭窄>50%。 排除标准：心肌梗死、心房颤动（房颤）、严重心脏瓣膜病、先心病和心肌病患者。根据CAG结果将冠心病组分为轻度狭窄组（狭窄率50%～70%）、中重度狭窄组（狭窄率>70%）， 各20例。另选取本院同期25例体检健康者作为对照组。

1. 2 仪器与方法 使用飞利浦 IE33 彩色多普勒超声仪， 探头S5-1， 频率1.0～3.0 MHz， 配有QLAB 8.1脱机版分析工作站。超声检查：常规二维、M超测量;双平面Simpson法测量;获取LVEDD、LVESD、SV及LVEF等参数， 测量3次取平均值。采集左室短轴、左室长轴、心尖四腔和两腔切面包含3个心动周期的动态图像， 存盘备分析。分析：动态图像导入QLAB8.1软件进行分析。以四腔心切面为例， 进入CMQ界面， 选取三个点（二尖瓣前瓣、后瓣和心尖点）， 软件自动勾画出心内膜区域， 手动微调感兴趣区域， 软件自动计算出室间隔和侧壁的基底段、中间段、心尖段的LS、RS及CS参数。

1. 3 观察指标 比较三组年龄、BMI、LVEDV、SV、LVEF及LS、RS及CS参数， 并采用ROC曲线图分析冠心病组患者AUC及截断值、特异度、灵敏度。

1. 4 统计学方法 采用SPSS17.0统计学软件对数据进行统计分析。计量资料以均数±标准差（ x-±s）表示， 采用t检验;计数资料以率（%）表示， 采用χ2检验;各项参数的检验效能用ROC曲线， 确定AUC及最佳截断点。P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2. 1 三组年龄、BMI、LVEDV、SV、LVEF比较 三组年龄、BMI、LVEDV、SV比较， 差异无统计学意义（P>0.05）;中重度狭窄组LVEF低于对照组， 差异有统计学意义（P<0.05）;轻度狭窄组和对照组LVEF比较， 差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。

2. 2 三组各应变参数比较 对照组应变曲线较规则， LS从基底部到心尖部递增， 牛眼图显示左室壁各节段呈均匀的红色;冠心病组应变曲线无序， 应变峰值低于相同节段对照组， 缺血节段牛眼图显示红色变浅。中重度狭窄组LS、RS、CS明显低于轻度狭窄组、对照组， 差异具有统计学意义（P<0.05）;轻度狭窄组LS低于对照组， 差异具有统计学意义（P<0.05）;轻度狭窄组和对照组RS、CS比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。

2. 3 冠心病组患者AUC及截断值、特异度、灵敏度 ROC曲线显示：LS以-20.16%作为诊断轻度狭窄的截断值， 其灵敏度为75.0%， 特异度为49.0%， AUC=0.52;LS、RS、CS均可用来筛选中重度狭窄， LS诊断价值最佳， AUC=0.95， LS以 -17.34%作为诊断中重度狭窄的截断值， 灵敏度为95.0%， 特异度为84.4%。见表3， 图1。

3 讨论

冠心病作为常见的心血管疾病， 发病率和死亡率居高不下， 严重危害人类健康。节段性室壁运动异常是冠心病患者心肌缺血的特征性表现， 早于血清心肌酶和心电图ST的改变。超声心动图是观察室壁运动的良好诊断方法， 但是实际操作上存在困难， 一方面肉眼观察主观性强， 很难区分轻微的室壁运动异常， 另一方面对医生经验要求较高。2D-STI可以通过计算机软件识别心肌斑点信号， 能科学、快速、全面地获取心肌各节段的应变和应变率等信息， 大大提高了诊断的准确性和效率。2D-STI与组织多普勒成像相比， 无角度依赖性， 通过分析左室心肌的LS、RS、CS， 定量评估心肌运动及心肌局部收缩功能[1]。本次研究使用QLAB脱机版软件评价冠心病患者左室应变等参数， 从生成的牛眼图中可以直观看出冠心病缺血节段颜色的变化。

超声心动图评估左心室功能具有简单、直观、无创等优点。目前对左心室功能的评定多数是通过M超测量EF值。当出现节段性室壁运动异常时， 准确性会降低。尽管双平面Simpson法可提高准确性， 但是该方法易受图像质量影响， 当心内膜显示不清时， 测量误差较大。

根据心肌纤维排列的特征， 左室纵向心肌纤维主要分布于心内膜和心外膜下， 收缩时产生纵向运动;中层是环形心肌纤维位， 在收缩时产生径向和圆周运动。心肌纤维以纵向纤维最多， 约占总数的70%， 故心肌缺血对纵向运动的影响更大。当冠状动脉狭窄时， 到达心内膜下心肌的血流量显著减少。

冠状动脉狭窄程度较轻时， 首先是心内膜下心肌缺血、缺氧， 心肌纵向运动首先减低， 而中膜、心外膜心肌仍可维持心肌正常动动[2]， 所以在轻度狭窄时LVEF与正常健康者无明显差异。本研究结果显示， 轻度狭窄组LS低于对照组， 差异具有统计学意义（P<0.05）;轻度狭窄组和对照组RS、CS比较差异无统计学意义（P>0.05）。刘艳午等[3]研究31例冠心病患者， 发现冠脈所支配缺血心肌节段纵向、径向、圆周运动峰值应变均较正常对照组减低， 尤以LS明显， 在截断值为-17.58%时灵敏度为93%， 特异度为52%。近年来研究发现， 左室长轴功能相关参数是评价左室收缩功能早期损害的敏感指标[4]。左室长轴方向的运动对心泵血功能起着重要作用， 而LS正是体现了长轴方向的运动。本研究结果显示， 中重度狭窄组LVEF为（61.78±8.29）%， 明显低于对照组的（66.52±7.32）%， 差异有统计学意义（P<0.05）;轻度狭窄组和对照组LVEF比较， 差异无统计学意义（P>0.05）。以LS诊断价值最佳， 截断值为-17.34%时， 诊断灵敏度为95.0%， 特异度为84.4%。分析心肌LS的变化， 可以早期发现冠心病患者左心室功能的改变。

综上所述， 2D-STI通过分析左室心肌应变， 可以早期发现冠心病患者左室收缩功能的改变， 为临床评估CHD左心室功能提供了无创、简单的新方法。

参考文献

[1] 马春燕， 张妍， 刘爽， 等. 二级斑点追踪成像评价长期右心室心尖部起搏对左室心肌功能的影响. 中国超声医学杂志， 2013， 29（5）：419-422.

[2] 黄红梅， 刘艳午， 曹礼庭， 等. 三维斑点追踪成像评价不同程度冠状动脉狭窄患者左心室整体收缩功能. 中国超声医学杂志， 2014， 30（9）：786-789.

[3] 刘艳午， 黄红梅， 曹礼庭， 等. 二维斑点追踪技术评价冠心病患者缺血心肌的应变、旋转和扭转的研究. 中国超声医学杂志， 2014， 30（7）：609-613.

[4] 颜社平， 王银荣， 闫瑞玲， 等. 二尖瓣环位移与实时三维超声心动图评价心力衰竭患者左心室功能的对比研究. 中国超声医学杂志， 2013， 29（12）：1078-1082.

[收稿日期：2019-01-16]