三维斑点追踪超声心动图在心尖肥厚型心肌病诊断中的应用

夏良华， 董 云， 孟凡霞， 陈 田， 张宇辉， 张 波

(同济大学附属东方医院医学超声科，上海 200120)

心尖肥厚型心肌病(apical hypertrophic cardio-myopathy， AHCM)是肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy， HCM)的一种特殊亚型，其肥厚部位主要限于左室心尖部，AHCM发病以家族聚集性多见，约50%的HCM(包括AHCM)患者有家族史[1]。AHCM缺乏特异的临床症状及体征，文献报道30%～40%的AHCM患者无症状，较常见的症状是胸部不适，如胸闷、胸痛和心悸[2-3]。二维超声心动图是AHCM患者首选的影像学检查，但常由于心尖部图像质量差而出现漏诊。本研究拟应用三维斑点追踪超声心动图定量测定左心室心尖部心肌应变及旋转角度，结合心脏MRI检查，分析心尖部心肌肥厚程度与心肌应变及旋转角度改变的相关性，从而评价三维斑点追踪在心尖肥厚型心肌病的鉴别诊断及病变程度判断中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2018年6月—2019年12月于同济大学附属东方医院心脏MRI确诊的42例AHCM患者，依据MRI测量的左室心尖部心肌厚度，分为两个组： 早期心尖肥厚型心肌病组(pre-apical hypertrophic cardi-omyopathy， P-AHCM)和典型心尖肥厚型心肌病组(typical apical hypertrophic cardiomyopathy， T-AHCM)。其中P-AHCM组(舒张末期左室心尖壁厚度≥12 mm且<15 mm)20例，其中男9例，女11例，年龄36～75岁，平均(57.80±11.44)岁；T-AHCM组(舒张末期左心尖壁厚度≥15 mm)22例，其中男11例，女11例，年龄35～82岁，平均(58.86±12.63)岁。纳入标准： 心脏MRI测量左室心尖部厚度≥12 mm；单纯性AHCM，心肌肥厚未累及室间隔；左心室流出道压差≤20 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。并排除高血压及瓣膜病等因素引起的继发性心室肥厚。另外选取20例健康被检者作为对照(对照组)，其中男10例，女10例，年龄35～70岁，平均(53.45±10.19)岁。所有研究对象均为窦性心律。磁共振医生和超声心动图医生双盲互对检查结果。

1.2 心脏MRI检查

AHCM患者排除MRI检查禁忌证，心率<80次/min，使用1.5T MRI扫描仪(Achieva，Philips公司)进行扫描。采用心电及呼吸双门控监测，扫描序列包括黑血、电影、心肌灌注及延迟强化序列。以3.5 mL/s的速率静脉注射0.2 mmol/kg马根维显(德国拜耳公司)，追加20 mL生理盐水，10～15 min后测定舒张末期左心室心尖部心肌厚度(图1A、B)，并根据测量的结果进行AHCM分型。扫描切面包括左室长轴、左室短轴及左室二腔心、四腔心。

1.3 超声心动图检查及3D-STE分析

所有受检者应用东芝(日本Toshiba公司)Aplio Artida(SSH-880CV)型彩色超声诊断仪,PST-30SBT二维探头(频率2.5～5 MHz)和PST-25SX三维矩阵探头(频率1～3 MHz)，获取二维及三维全容积动态图像。应用彩色超声诊断仪内置3D STE在机分析软件对LVG3DS、左心室心尖部四个节段LV3DS及旋转角度等等三维应变参数进行分析(图1C～F)，比较三组间上述指标的差异。

1.4 统计学方法

2 结 果

2.1 常规超声心动图诊断AHCM准确性分析

用常规超声心动图测量的左室心尖部厚度绘制ROC曲线，以分析常规超声心动图诊断P-AHCM及T-AHCM的准确性，P-AHCM及T-AHCM的ROC曲线下面积分别为0.856、0.975(图2)。常规超声心动图诊断P-AHCM的灵敏度(85.7%)和特异度(75.0%)，诊断T-AHCM的灵敏度(90.5%)和特异度(90.0%)。

2.2 AHCM患者左室整体三维应变及心尖部节段三维应变改变

与对照组比较，P-AHCM组和T-AHCM组LVG3DS、左室心尖水平四个节段LV3DS均减低(P<0.05)，且T-AHCM组左室心尖水平四个节段LV3DS减低较P-AHCM组更为显著(P<0.05)，而P-AHCM组和T-AHCM组间的LVG3DS差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

2.3 AHCM患者左心室心尖部旋转角度改变

与对照组比较，P-AHCM组和T-AHCM组G-Rot、左室心尖水平四个节段Rot测值均增加(P<0.05)，且T-AHCM组左室心尖水平四个节段Rot增加较P-AHCM组更为显著(P<0.05)，见表2。

表2 各组间心尖水平各节段旋转角度峰值和整体旋转角度峰值的比较Tab.2 Comparison of segmental rotation angle and global rotation angle among groups

2.4 AHCM患者3D-STE诊断灵敏度及特异度分析

应用左室心尖水平各节段LV3DS、LVG3DS、左室心尖水平各节段Rot以及G-Rot分别绘制P-AHCM、T-AHCM ROC曲线(图3)，以筛查和鉴别诊断P-AHCM、T-AHCM。除心尖水平前壁LV3DS、左室侧壁LV3DS外，其余各指标ROC曲线下面积均大于0.7，T-AHCM诊断ROC曲线中有多项指标(LVG3DS、Grot、心尖水平室间隔LV3DS、前壁Rot、下壁Rot及侧壁Rot)曲线下面积大于0.9，但在P-AHCM诊断ROC曲线中仅有G-Rot曲线下面积接近0.9(表3～4)。以G-Rot 4.88为截断值，诊断P-AHCM灵敏度100%，特异度70%；以G-Rot 5.17为截断值，诊断T-AHCM灵敏度95%，特异度80%。

图3 3D-STE指标诊断AHCM的ROC曲线Fig.3 The ROC curve of 3D-STE parameters in the diagnosis of AHCMA： 左室心尖各节段LV3DS及LVG3DS诊断P-AHCM的ROC曲线；B： 左室心尖各节段LV3DS及LVG3DS诊断T-AHCM的ROC曲线；C： 左室心尖各节段Rot及G-Rot诊断P-AHCM的ROC曲线；D： 左室心尖各节段Rot及G-Rot诊断T-AHCM的ROC曲线

表3 3D-STE诊断P-AHCM ROC曲线分析Tab.3 Analysis of ROC curve in diagnosis of P-AHCM by 3D-STE

表4 3D-STE诊断T-AHCM ROC曲线分析Tab.4 Analysis of ROC curve in diagnosis of T-AHCM by 3D-STE

3 讨 论

HCM是临床常见心血管疾病，起病隐匿、病程较长，往往是在超声心动图检查时才被发现，发现率约为0.5%，且以30～40岁最为多见，随年龄增长，心肌肥厚程度反而减轻，持续性的心肌肥大会导致心功能逐步失代偿，并恶化为心力衰竭[4-5]。AHCM是HCM的一种较为罕见的表型，最早由日本学者Sakamoto等[6]报道，主要以V4～V6巨大倒置T波及左室造影呈“鸟嘴样”改变为特征，其发病机制尚未完全明确，目前被认为是常染色体显性遗传疾病，国内文献统计AHCM约占HCM的16%[2]。心电图对AHCM有筛选价值，具有较高的敏感性高，而特异性较差[7]。因超声检查具有无创、费用低及普及率高等优势，心脏超声仍然是临床上诊断AHCM的主要方法。心脏MRI检查对于AHCM具有较高的诊断效能[8]，对疑似该病的患者可进一步采取MRI检查以明确诊断。而心脏MRI检查由于检查费用高、检查时间长及普及率低等原因，难以广泛应用于AHCM的诊断。本研究通过对所有AHCM患者进行心脏MRI检查，测定舒张末期左心室心尖部心肌厚度，并根据韦云青等[9]的分析方法将患者分为两个组，即P-AHCM组(12 mm≤舒张末期左室心尖壁厚度<15 mm)和T-AHCM组(舒张末期左心尖壁厚度≥15 mm)。

3D-STE是从二维斑点追踪优化而来，能够追踪到心肌任何方向的斑点运动，获得的应变和应变率更符合真实的心室空间结构，能够同时获得心肌位移矢量的三个空间组成部分并在机分析[10-11]。HCM患者左室心肌整体及节段性收缩应变及应变率均降低，表明出现早期亚临床心肌功能受损，且室壁越厚，收缩功能受损越严重，而3D-STE能敏感地反映出这些心肌力学变化[12]。本研究通过应用3D-STE定量测定左室心尖部心肌三维应变的改变，发现P-AHCM组和T-AHCM组心尖水平4个节段的LV3DS、LVG3DS均明显低于正常组，且T-AHCM组心尖水平各节段LV3DS减低更低于P-AHCM组；通过对各三维应变指标的ROC曲线分析，发现应用各指标诊断P-AHCM、T-AHCM均具有较高的灵敏度及特异度；表明3D-STE能够准确的反映出AHCM患者心尖肥厚心肌力学改变。

左室旋转功能是心脏运动功能重要组成部分，旋转运动在射血过程中起着重要作用[13-14]。三维斑点追踪技术在评价左室旋转功能的可靠性和可行性已经得到了证实，为心脏旋转的研究提供了好的方法[15-16]。本研究应用3D-STE旋转角度(Rot)分析AHCM患者左室心尖旋转的改变，发现P-AHCM组和T-AHCM组左室整体旋转角度(G-Rot)、心尖水平四个节段Rot均明显高于正常对照组，且T-AHCM组心尖水平四个节段Rot高于P-AHCM组。通过ROC曲线分析，发现以G-Rot诊断P-AHCM、T-AHCM曲线下面积分别为0.88和0.96，具有较高诊断价值。此外，本研究还发现在诊断T-AHCM时，左室心尖部3D-STE三维应变参数与旋转角度参数均具有较高的灵敏度和特异度，而在诊断P-AHCM时，左室心尖部3D-STE旋转角度参数的灵敏度及特异度明显高于三维应变参数，提示左室心尖部3D-STE旋转角度参数可以为早期AHCM临床诊断提供重要依据。

综上所述，3D-STE能够定量测定AHCM患者心尖部心肌应变及旋转运动的改变，在该疾病的诊断、鉴别诊断及病变程度判断中的具有重要应用价值。3D-STE还具有实时、动态、立体、省时、可重复等优势，在常规超声心动图诊断AHCM不明确时，尤其是诊断P-AHCM时，结合3D-STE分析可以提高AHCM诊断准确性，为临床提供诊断AHCM的准确、简便、低费用的辅助检查方法。