三维斑点追踪技术评价不同程度主动脉瓣狭窄患者左室收缩功能

姜艳娜 徐 升 赵 洋

主动脉瓣狭窄是临床常见的心脏瓣膜性疾病，病程较长，治疗方案主要取决于主动脉瓣的狭窄程度及是否合并临床症状或存在左室收缩功能障碍［1］，而临床症状的出现和左室收缩功能状态决定患者的预后［2］，故于左室收缩功能下降前准确评价不同程度主动脉瓣狭窄患者左室功能改变对临床治疗方案的选择具有重要意义。三维斑点追踪（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）技术可在三维空间内实时追踪心肌斑点运动，能早期、准确地评价心肌功能改变［3］。本研究应用3D-STI 技术评价不同程度主动脉瓣狭窄患者左室功能，旨在为临床治疗方案的制定提供参考依据。

资料与方法

一、研究对象

选取2016 年1 月至2018 年5 月于我院就诊的主动脉瓣狭窄患者66 例，根据狭窄程度分为轻度狭窄组25 例［主动脉瓣口峰值流速＜3 m/s，平均跨瓣压差＜20 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）或主动脉瓣口面积＞1.5 cm2）］，男15 例，女10 例，年龄49～73 岁，平均（61.76±11.34）岁；中度狭窄组21 例（主动脉瓣口峰值流速3～4 m/s，平均跨瓣压差20～40 mm Hg 或主动脉瓣口面积1.0～1.5 cm2），男12 例，女9 例，年龄51～72 岁，平均（60.46±10.94）岁；重度狭窄组20 例（主动脉瓣口峰值流速＞4 m/s，平均跨瓣压差＞40 mm Hg 或主动脉瓣口面积＜1.0 cm2），男12 例，女8 例，年龄52～74 岁，平均（61.96±11.61）岁。另选年龄、性别相匹配的健康志愿者30 例为对照组，男18 例，女12 例，年龄50～70 岁，平均（61.57±10.24）岁。所有入选者心电图检查均为窦性心律，左室射血分数（LVEF）＞50%，近期均经冠状动脉造影或冠状动脉CT 排除冠状动脉明显狭窄（≥50%），并排除其他瓣膜中度以上病变、既往心脏病手术史及其他可能对检测结果造成影响的疾病。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有受检者均签署知情同意书。

二、仪器与方法

1.仪器：使用GE Vivid E 9 彩色多普勒超声诊断仪，4V探头，频率1.7～3.5 MHz；M5SC探头，1.7～3.4 MHz。

2.方法：患者取左侧卧位，使用M5SC 探头于胸骨旁左室长轴切面常规测量左室舒张末期内径（LVDD）、左室收缩末期内径（LVSD）、室间隔厚度（IVSd）及左室后壁舒张末期厚度（LVPWd），应用Simpson 双平面法测量LVEF；使用4V探头获得心尖四腔观，调整仪器以清晰显示心内膜图像。点击4D按钮，帧频大于心率的40%，采集左室三维全容积图像，EchoPAC 软件脱机分析，自动描绘左室心内膜及心外膜边界，如自动描绘不准确时可手动调整，软件自动追踪感兴趣区内心肌在三维空间中的运动，获取三维LVEF、左室整体峰值纵向应变（GLS）、圆周应变（GCS）、面积应变（GAS）及径向应变（GRS）。若超过3个节段无法跟踪，排除此图像。

3.重复性研究：从96 例受检者的三维动态图像中随机抽取10例，由两名超声医师分别进行心肌整体应变分析，用于观察者间重复性检验；间隔2周后再由其中一名医师对上述图像进行分析，用于观察者内重复性检验。

三、统计学处理

应用SPSS 20.0统计软件，计量资料以x±s表示，两组间比较行LSD-t 检验，多组间比较采用单因素方差分析。采用Pearson 相关分析法分析LVEF 与各应变参数间的相关性；观察者内及观察者间重复性检验采用Bland-Altman分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、各组常规超声心动图检查参数比较

轻度、中度狭窄组各参数与对照组比较差异均无统计学意义；重度狭窄组IVSd 和LVPWd 与对照组及轻度、中度狭窄组比较，差异均有统计学意义（均P＜0.01），LVEF、LVDD、LVSD 比较差异均无统计学意义。见表1。

表1 各组常规超声心动图检查参数比较

表1 各组常规超声心动图检查参数比较

与重度狭窄组比较，*P＜0.01。 LVDD：左室舒张末期内径；LVSD：左室收缩末期内径；IVSd：室间隔厚度；LVPWd：左室后壁舒张末期厚度；LVEF：左室射血分数

LVEF（%）66.21±3.21 66.70±3.67 66.51±4.54 65.53±4.62组别对照组轻度狭窄组中度狭窄组重度狭窄组LVDD（mm）45.48±3.53 45.29±3.79 45.93±4.08 46.24±4.46 LVSD（mm）26.43±3.57 27.02±4.13 27.31±4.53 28.47±4.96 IVSd（mm）9.22±0.79*9.20±0.63*9.89±1.21*11.94±1.98 LVPWd（mm）9.27±1.03*9.20±1.15*9.54±1.21*11.84±1.45

二、各组3D-STI检查参数比较

与对照组比较，轻度狭窄组GLS 降低（P＜0.05），GRS、GCS及GAS差异无统计学意义；与对照组和轻度狭窄组比较，中度狭窄组GLS、GRS 均降低，GCS 增加，差异均有统计学意义（均P＜0.05），GAS差异无统计学意义；与对照组、轻度狭窄组及中度狭窄组比较，重度狭窄组GLS、GRS 均降低，GCS 增加，差异均有统计学意义（均P＜0.05），GAS差异无统计学意义。见表2和图1。

表2 各组3D-STI检查参数比较 %

表2 各组3D-STI检查参数比较 %

与对照组比较，△P＜0.05；与轻度狭窄组比较，▲P＜0.05；与中度狭窄组比较，*P＜0.05。LVEF：左室射血分数；GLS：纵向应变；GCS：圆周应变；GAS：面积应变；GRS：径向应变

GRS 47.53±7.08 46.67±6.42 43.56±6.74△▲39.43±7.29△▲*组别对照组轻度狭窄组中度狭窄组重度狭窄组LVEF 63.79±7.69 63.47±8.21 62.01±5.79 61.73±6.57 GLS 20.65±3.02 17.28±3.22△15.08±2.87△▲13.77±3.11△▲*GCS 21.54±3.24 21.27±3.12 24.25±3.28△▲27.88±4.63△▲*GAS 33.56±4.42 33.13±4.25 32.03±3.54 32.23±4.01

图1 各组GLS检测图

三、相关性分析

相关性分析结果显示，3D-STI 所测LVEF 与GLS、GCS、GAS、GRS 均呈正相关（r=0.71、0.59、0.79、0.57，均P＜0.01）。

四、重复性检验

左室各应变值在观察者内及观察者间均有良好的一致性。见表3。

表3 左室各应变值观察者内及观察者间一致性检验

讨 论

主动脉瓣狭窄患者左室排血受阻、左室后负荷增加，心肌会发生代偿性肥厚以维持正常的LVEF，然而随着病情进展，增加的压力负荷超过左室的代偿机制，使心肌缺血、纤维化加剧，LVEF 下降，同时肥厚的左室顺应性下降，左室舒张末期压力进行性升高，最终发展为慢性心力衰竭。瓣膜置换是治疗主动脉瓣狭窄的主要方法，但当LVEF 减低时行主动脉瓣置换预后较差，3D-STI技术可早期检测左室亚临床心肌损伤，其敏感性优于LVEF。本研究应用3D-STI 技术评价不同程度主动脉瓣狭窄患者的左心收缩功能，旨在探讨其在早期评价主动脉瓣狭窄患者心脏功能改变中的临床价值。

本研究结果显示，轻度狭窄组患者GLS 已开始减低，说明主动脉瓣轻度狭窄时左室收缩功能就已受损，原因可能是主动脉瓣狭窄时左室后负荷增加，局部室壁应力增大，导致心内膜下心肌缺血、纤维化。GLS 是反映心内膜下纵行心肌纤维的运动，对缺血和室壁应力均较敏感，可观察心肌功能的细微差异，随着狭窄程度的增加，左室壁代偿性肥厚以降低室壁应力增加的影响，但会导致心肌耗氧量增加，心内膜下冠状动脉终末支分布密度相对减少，使耗氧与供需失衡，心肌功能损伤加重，GLS 持续减低。动物实验［4］表明，压力负荷轻度增加时即可引起GLS 的改变，随着压力的逐渐增大，GRS 才开始减低。本研究结果显示，轻度狭窄组患者GRS 无明显改变，中、重度狭窄组患者GRS 均减低，原因是GRS 反映心肌在短轴切面上室壁增厚的程度，而左室壁一半的增厚程度由心内膜纤维决定［5］，轻度狭窄时虽然GLS减低，但并未影响心肌在短轴方向的运动。GCS为中层环形心肌纤维在心肌短轴方向上的圆周运动，曲率半径小于纵向纤维，受缺血和室壁应力影响均较小，当GLS、GRS 均降低时，GCS 增高，以补偿纵向和径向收缩功能减低的影响，维持心脏正常的收缩功能，本研究中、重度狭窄组患者GCS 均较对照组和轻度狭窄组增加（均P＜0.05），与以往研究［6］结果一致。

本研究相关性分析结果显示，3D-STI 所测LVEF与GLS、GAS相关性较高，可能与左室纵行心肌纤维所占比例较大有关。GAS 是3D-STI 技术的特有参数［7］，为GLS 和GCS 运动的综合，表示心肌面积的变化率更能客观、准确地评价心肌整体及局部功能，虽然本研究中各组比较并无明显差异，但其细微变化即可反映左室整体的收缩运动情况，且重复性较好。

本研究的局限性：①样本量较少，未对心脏的扭转及旋转运动进行分析；②3D-STI技术对图像质量要求较高，为防止拼接错位有时需要患者较长时间保持同一体位；③手动调节内外膜边界时，可能造成测量误差。

综上所述，主动脉瓣轻度狭窄时心脏功能已受损，随着狭窄程度的增加，心脏功能受损越重。3D-STI可在LVEF 减低前早期、客观、准确地评价不同程度主动脉瓣狭窄患者的心脏功能改变，为临床治疗方案的制定提供有价值的参考依据。