四维斑点追踪技术评价急性心肌梗死PCI术后左心功能的价值

林秀梅，夏晴，王博能，刘萍，朱雯，郭燕，马桂凤

1. 潍坊医学院附属医院 超声科，山东 潍坊 261031；2. 昌邑市柳疃中心卫生院，山东 潍坊 261300；3. 潍坊医学院 医学影像学院，山东 潍坊 261053

引言

急性心肌梗死（Acute Myocardial Infarction，AMI）是冠状动脉急性、持续性缺血缺氧的基础上发生的，主要表现为心前区剧烈持续疼痛，头晕、出汗、呼气困难等不适，严重者会出现心律失常、休克、心力衰竭，甚至死亡等[1-2]，目前临床上治疗的有效方法是经皮冠状动脉介入治疗（Percutaneous Coronary Intervention，PCI），此方法能迅速开通梗死的血管、改善心肌缺血、有效减少梗死范围。四维斑点追踪显像技术（Four-Dimensional Speckle Tracking Imaging，4D-STI）是将实时三维超声与斑点追踪成像技术相结合，可以在三维空间上更全面的评价心脏功能[3]。为探究4D-STI对AMI PCI术后左房和左室功能定量评估价值，本研究选取33例患者作为研究对象，同时将PCI术后患者的心功能与健康人进行对比，以为临床评价再灌注后心肌功能恢复情况作为对照。

1 临床资料与方法

1.1 一般资料

收集我院2016年11月1日至2018年10月1日AMI PCI术患者33例，纳入标准：① 窦性心律；② 身体状况良好，可以配合左侧卧位并且能够自主屏气数秒以便于检查；③ 经胸超声心动图图像展示清楚，可清楚的展示左心室心内膜边界。排除标准：① 糖尿病、心肌病变、瓣膜病变、高血压病、病态窦房结综合征、心房纤颤等心律失常病变以及相关其他疾病的患者；② 疾病对心脏有影响的患者；③ 不配合检查或图像质量较差的患者。其中男性21例，女性12例，年龄30～73岁，平均年龄（56.83±9.27）岁。同期经体格检查、心电图检查以及超声心动图检测显示均无心脏病变及其他器质性疾病，选择健康对照组45例，男性25例，女性20例，年龄30～73岁，平均年龄（50.63±10.83）岁。

1.2 仪器及操作方法

采用彩色多普勒超声诊断仪（GE Vivid E95），使用心脏探头（二维M5S-D和四维4V），同时还配备四维成像及定量分析软件（Echo PAC）。

1.2.1 常规二维超声心动图

使用二维心脏探头M5S-D，调节频率为频率1.0～3.0 MHz，每秒帧频≥25帧，测量各组左心房前后径（Left Atrial Anteroposterior Diameter，LAD）、左心室舒张末内径（Left Ventricular End-Diastolic Diameter，LVEDD)、左心室收缩末内径（Left Ventricular End-Systoliic Diameter，LVESD），舒张末期室间隔厚度（End Diastolic Ventricular Septal Thickness，IVST），舒张末期左室后壁厚度（End Diastolic Left Ventricular Posterior Wall Thickness，LVPWT）。

1.2.2 4D-STI测量

嘱被检查者仰卧于检查床，平静呼吸休息15 min后，均让患者采取左侧卧位，连接胸前导联心电图，检查电极接触是否良好，待波形数据稳定后，方可行超声心动图检查。采用四维心脏超声相控阵扇形探头，探及标准的四腔心切面，按下4V-D按钮，打开四维全容积成像系统，开启全容积模式进行搜集，显像时每秒帧频≥25帧，连续存储3个，该图像由5～6个心动周期拼接而成，每秒帧频≥25 Hz。嘱患者屏住呼吸5～10 s，采集心动周期内全容积动态变化，将图像进行保存。将保存的四维维图像导入Echo PAC软件，使用4D-Volume功能对保存的左房四维图像进行分析，在左室收缩和舒张末期末期均选择二尖瓣前叶根部和左房顶部一点，软件将自动识别左房心内膜轮廓，同时出现轮廓线，对不满意的部分可手动调整（整个研究由一位医师取图，测量三次以上，取平均值），不能将左心耳、肺静脉包括在内，利用4D-Volume软件，软件自动生成左房-时间容积曲线（Volume-Time Curve，VTC），同时得出左房最大容积（Maxima Left Atrial Volume，LAVmax）、左房最小容积（Minimal Left Atrial Volume，LAVmin），左房收缩期前容积（Left Atrial Pre-Atrialcontraction Volume，LAVpre），左心房总排空容积（Left Atrial Total Emptying Volume，LAVt）、左心房被动排空容积（Left Atrial Passive Emptying Volume，LAVp）、左心房主动排空容积（Left Atrial Active Emptying Volume，LAVa），每组数据进行三次测量取其平均值。然后根据相关公式计算出左房不同时期射血分数，左心房总射血分数（Left Atrial Total Ejection Fraction，LAVtEF)、左心房被动排空分数（Left Atrial Passive Emptying Fraction，LAVpEF）、左心房主动排空分数（Left Atrial Active Emptying Fraction，LAVaEF）、左心房容积指数（Left Atrial Volume Index，LAVI）。并可得到左心房整体纵向应变（Global Longitudinal Strain，GLS）、整体径向应变（Globa Radial Strain，GRS）、整体圆周应变（Global Circumferential Strain，GCS）；对保存的左室四维图像进行分析，自动描记心内膜及心外膜边界，使其更加精确，开启分析软件，可自动得左心室射血分数（Left Ventricular Ejection Fraction，LVEF）、并且逐段对心肌进行斑点追踪分析，从而得到左心室心肌四维GLS、GRS、GCS和整体面积应变（Globa Area Strain，GAS）。

1.3 统计学方法

采用SPSS 18.0统计分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示，三组比较选择单因素方差分析，组内之间两两比较选用LSD-t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 AMI组及对照组之间一般情况的比较

AMI组与健康对照组之间一般情况比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）（表 1）。

表1 AMI组与对照组一般资料测值比较

2.2 对AMI PCI术前、术后组及对照组左房心功能参数进行比较

左房功能相关参数比较：三组左房功能参数除了LAD外，其余参数之间均存在差异，且具有统计学意义。两两 比 较 发 现 AMI PCI术 前 组 LAVmax、LAVpre、LAVmin、LAVt、LAVtEF、LAVa、LAVaEF、LAVI均 比 术 后 和 对照组增大，LAVP、LAVPEF均比术后和对照组减小，且差异均具有统计学意义（P值均＜0.05）；AMI PCI术后LAD、LAVmax、LAVpre、LAVmin、LAVt、LAVtEF、LAVa、LAVaEF、LAVI、LAVP、LAVPEF与对照组相比差异均无统计学意义（P＞0.05）。4D-STI发现AMI PCI术前整体GLS、GRS、GCS均比术后和对照组减小，且差异均具有统计学意义（P均＜0.05）；AMI PCI术后整体GLS、GRS、GCS与对照组差异均无统计学意义（P＞0.05）。同时还发现LAD在三组之间差异均无统计学意义（P＞0.05）（表2）。

表2 左房心功能参数比较（±s）

表2 左房心功能参数比较（±s）

注：*代表与术后组左房功能参数比较，P＜0.05；#代表与对照组左房功能参数比较P＜0.05。

左房心功能参数 术前 术后 对照组 P值LAD/mm 39.7±3.6 30.3±3.1 28.4±4.1 0.001 LAVmax/mL 43.3±5.1*# 36.1±2.8 34.4±3.4 ＜0.001 LAVmin/mL 16.4±4.5*# 13.1±2.7 11.6±2.1 0.001 LAVpre/mL 30.5±3.9*# 20.4±3.5 18.6±3.9 0.001 LAVt/mL 30.1±5.5*# 22.3±3.7 20.9±4.3 0.001 LAVtEF/% 0.68±0.08*#0.64±0.03 0.62±0.04 ＜0.001 LAVP/mL 11.6±3.6*#15.04±4.1 16.58±3.7 0.001 LAVPEF/% 0.25±0.08*#0.42±0.05 0.51±0.04 0.001 LAVa/mL 16.2±3.2*# 11.3±2.4 9.0±2.8 ＜0.001 LAVaEF/% 0.57±0.09*#0.41±0.14 0.32±0.13 ＜0.001 LAVI 30.1±2.9*# 21.3±2.1 18.4±3.1 0.001 GLS -20.1±3.2*#-26.2±2.6 -28.3±3.9 ＜0.001 GCS -22.6±3.8*#-29.6±4.6 -32.2±3.4 0.001 GRS 28.3±3.5*# 39.3±4.7 42.8±3.6 0.001

2.3 对AMI PCI术前、术后组及对照组左室心功能参数进行比较

左室功能相关参数比较：三组左室功能参数中除了IVST、LVPWT外，其余参数之间均存在差异，且具有统计学意义。发现AMI PCI术前LVEDD、LVESD均比术后组和对照组增大，LVEF均比术后和对照组减小，且差异均具有统计学意义（P值均＜0.05）；AMI PCI术后LVEDD、LVESD、LVEF与对照组差异均无统计学意义（P值均＜0.05）。4D-STI测得的整体GLS、GRS、GCS、GAS相比，发现AMI PCI术前组均比术后和对照组降低，且差异具有统计学意义（P值均＜0.05）；AMI PCI术后与对照组相比差异无统计学意义（P＞0.05）（表3，图1～5)。

表3 左室心功能参数比较（±s）

表3 左室心功能参数比较（±s）

注：*代表与术后组左室功能参数比较，P＜0.05；#代表与对照组左室功能参数比较P＜0.05。

左室心功能参数 术前 术后 对照组 P值LVEDD/mm 54.3±4.2*# 48.6±2.8 46.2±3.9 ＜0.001 LVESD/mm 32.1±3.2*# 25.1±3.7 22.1±3.4 0.001 LVEF/mm 44.2±5.2*# 58.7±3.1 62.2±2.8 ＜0.001 IVST/cm 1.0±0.2 1.1±0.3 0.8±0.2 0.08 LVPWT/cm 0.9±0.3 1.2±0.3 1.1±0.3 0.10 GLS -15.9±3.6*# -22.5±4.1-24.3±3.7 0.002 GRS 21.2±4.8*# 28.2±3.1 30.8±3.6 0.001 GCS -12.4.±2.9*#-18.6±4.2-20.9±3.2 0.001 GAS -19.6±5.8*# -24.8±5.6-26.3±4.3 0.002

图1 4D-STI对AMI PCI术后组左室EF的测量

图2 4D-STI对AMI PCI术后组左室GLS的测量

图3 4D-STI对AMI PCI术后组左室GRS的测量

图5 4D-STI对AMI PCI术后组左室GAS的测量

3 讨论

AMI是目前临床较为常见的一种心血管疾病，也是最易引起老年人死亡的疾病[4]，虽然从近几年的数据中显示死亡率逐年减低，但是AMI的发病率却依旧很高，局势并不乐观。心肌梗死主要病因是冠状动脉发生病变，而供应心脏、心肌的血管主要来自冠状动脉，冠状动脉一旦发生病变，便会导致心肌缺血缺氧，进而引起心肌运动异常。治疗AMI PCI技术作为首选[5]，该技术针对狭窄或闭塞冠状动脉进行扩张，使得病变血管的内径即可恢复正常，血液可顺利地通过，使得心肌细胞恢复正常的血供，进而可以有效地改善心功能。因此，精准地对急性心梗死介入治疗术后，心脏功能的恢复情况进行评估，对评价AMI患者的预后具有重要的临床意义。评估心肌功能的常用检查方法是超声检查，临床上评价心功能最为常用的检查是二维超声心动图，但对于心肌梗死的患者来说，梗死区心肌和非梗死区心肌的活动发生了改变，对其无法进行准确、有效的测量。组织多普勒显像对组织运动情况可以进行定性或定量观察[6-8]，通过对局部心肌各个时段的运动速度、频移振幅进行量化，从而更加直观地反映该处组织的运动情况，但其易受角度的限制，不可以精确的评估心尖部心肌的运动改变[9]，同时还容易被心脏及呼吸运动的影响，难以得到较为准确的结果。心脏斑点追踪技术与常规二维超声心动图的结合，是在超声二维灰阶声像图的基础上，把构成心肌的不同像素点通过实时追踪，对心肌所有的像素点标记出来，得到心肌不同方向（纵向、径向、旋转、扭转）运动的应变，进而得到不同方向的心肌收缩与舒张功能。该技术的优势是由于其没有角度依赖性，相应的可以估算心肌的应变，并且能从多个方向进行对左心室整体、局部的心肌功能来进行评估，比如应变及应变率等参数，现在已广泛应用在临床、实验研究中。由于该技术可以对心脏收缩和舒张功能进行评估，所以可以对影响心功能疾病（冠心病、心肌梗死等）的诊断及预后提供理论依据[10]。与此同时，二维斑点追踪成像技术也有其自身的不足，在跟踪心肌声学斑点时追踪的切面不能跟踪三维空间上的斑点，只能在二维之上，而心肌的运动是三维的（在三维空间中的不断运动），所以在整个心脏运动的周期里，如果声学斑点运动范围较大，超出所选的二维剖面时，二维斑点追踪成像技术则必须提高帧频，才可以完成对声学斑点的跟踪，并且一旦部分斑点运动范围更大，范围直接大到二维切面以外时，则完全不能被跟踪到[11-14]。四维斑点成像技术的出现解决了以上提到的问题，它将实时三维超声与斑点追踪成像技术相结合[15]，对心肌不同实相的运动轨迹进行追踪，因此，测量的数值更加准确、有效。大量研究表明，发生AMI之后应用四维斑点成像技术对心肌收缩峰值应变进行测量，将所得的应变值与磁共振成像研究得到的结果进行对照、分析，发现应用四维斑点成像技术测量所得的梗死区心肌的应变值变化与磁共振成像得到的结果存在很好的相关性[16-18]，可见四维斑点成像技术对判断心肌梗死患者的预后有着重要的作用。近年来，关于左房应变准确性提高了很多，而且临床应用的数据日益增多[19]。虽然4D-STI最开始是为了研究心室的功能，但它在应用于评估心房腔功能上逐渐增加：心房纵向应变代表的是一个极为有价值的参数，可用于在不同的情况下分析左房的功能[20]。使用该技术就只需要获取心尖四腔观的全容积数据，并通过使用这些数据来进行下一步的分析和整理，非常明显的减少了获取图像的时间，以及分析数据所需的时间[21]。故本研究利用该技术这一优势对AMI PCI术后患者的心功能恢复情况进行探究，但以往学者只是将重点放在左室收缩功能上，本研究是对左房和左室心功能进行检测，同时又将PCI术后的患者心功能与健康人进行对比，发现应用4D-STI技术可以定量对AMI患者PCI术后左心功能的变化进行评价，为PCI疗效评定和CHD预后判定提供有效的理论依据，而且对AMI的患者进行及时有效的PCI治疗后患者的左室功能大致可恢复正常。