三维斑点追踪技术评价冠状动脉不同程度病变患者左房容积及功能

赵燕芹 陈晓菲 孙 品 何香芹 孙瑞聪 姜志荣

心脏由冠状动脉及其各分支供血，当供血动脉发生粥样硬化致使管腔狭窄甚至闭塞时，心肌缺乏血液供应导致缺血缺氧，严重者甚至坏死，由此引发的心脏病称之为冠状动脉粥样硬化性心脏病（以下简称冠心病）。以往研究［1］对冠心病患者左室功能的变化较关注，对左房的关注很少。左房在全心动周期中起着储存、管道、辅助泵的重要作用，与左室功能密切相关，其辅助泵功能可增加左室充盈量的20%～30%。研究［2-3］表明，左房的扩大及左房容积指数的增加影响冠心病患者的长期预后，可以作为心血管不良事件及患者死亡的独立预测因子。三维斑点追踪（threedimensional speckle tracking imaging，3D-STI）技术可以追踪三维空间内的心肌运动轨迹，提供心肌的形变及心腔的容积参数。本研究旨在探讨3D-STI技术在评价冠状动脉不同程度病变患者左房容积及功能中的价值。

资料与方法

一、研究对象

选取2020年3～8月在我院经冠状动脉造影确诊的冠心病患者81例，男45例，女36例，年龄46～82岁，平均（62.03±8.20）岁。根据冠状动脉造影的结果，按照Gensini评分标准［4］分为轻度病变组31例（Gensini评分＜25分）、中度病变组26例（25分≤Gensini评分＜50分）、重度病变组24例（Gensini评分≥50分），纳入评分的冠状动脉包括左主干、左前降支开口处和近中段及其第一和第二对角支、左回旋支近中远段及其钝缘支、右冠状动脉近中远段及后降支、后外侧支等，轻、中、重度病变组病变总支数及左旋支病变支数分别为62、95、99支及15、20、22支。排除高血压病、糖尿病、原发性心肌病、心房颤动、瓣膜病变、先天性心脏病、心脏传导性疾病、心率＞100次/min或＜60次/min及其他心律失常患者。另选同期健康体检者31例为对照组，心电图、冠状动脉造影及常规超声心动图检查均未见明显异常的，其中男17例，女14例，年龄44～76岁，平均（58.06±7.72）岁。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有研究对象均知情同意。

二、仪器与方法

1.常规超声心动图检查：使用Philips iE 33彩色多普勒超声诊断仪，S5-1二维探头，频率1～5 MHz；X5-1三维探头，频率1～3 MHz。受试者取左侧卧位，在平静呼吸状态下行常规超声心动图检查，于胸骨旁左室长轴切面测量左室舒张末期内径（LVEDd）、左房前后径（LAD），于心尖四腔心切面，应用Simpson法测量左室射血分数（LVEF）；脉冲多普勒测量二尖瓣口左室舒张早期血流峰值速度（E），组织多普勒测量二尖瓣环室间隔侧舒张早期心肌峰值运动速度（e’），并计算E/e’。切换至三维X5-1探头，同步连接心电图，取标准清晰的心尖四腔心切面，启动全容积成像，采集连续4个心动周期的三维图像存储以供脱机分析。

2.3D-STI检测：应用TomTec工作站对存储的三维图像进行离线分析，选取左房内膜显示清晰的图像，将取样线的一端置于二尖瓣环的中点，另一端置于左房的顶点，软件自动描绘左房的心内膜，适当手动修正内膜面，排除左心耳及肺静脉的影响，启动“Analyse”按钮，获取左房应变曲线及容积-时间曲线。应变曲线可获取左房整体圆周、纵向、径向应变（GCS、GLS、GRS）。容积-时间曲线结合心电图可获得心电图T波终末的左房最大容积（LAVmax）、心电图R波顶点的左房最小容积（LAVmin）、心电图P波起始的左房收缩前容积（LAVpre），经体表面积标化后可获得相应的容积指数即LAVImax、LAVImin、LAVIpre，计算左房总排空分数（LAEF）、左房被动排空分数（LApEF）、左房主动排空分数（LAaEF），计 算 公 式：LAEF=（LAVImax-LAVImin）/LAVImax*100%；LApEF=（LAVImax-LAVIpre）/LAVImax*100%；LAaEF=（LAVIpre-LAVImin）/LAVImin*100%。

3.重复性检验：从所有冠心病患者中随机选取15例，由同一具有5年经验的超声医师对3D-STI的图像间隔2周进行2次分析，进行观察者内重复性检验；由另一具有5年工作经验的超声医师对同一组图像进行分析，进行观察者间重复性检验。

三、统计学处理

结 果

一、各组基本资料比较

各组性别、年龄、身高、体质量、体表面积比较差异均无统计学意义；轻、中、重度病变组左旋支病变支数占比比较差异无统计学意义。见表1。

表1 各组基本资料比较

二、各组常规超声心动图参数比较

各组LVEDd、LAD、e’、E/e’、LVEF比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。与对照组比较，轻、中度病变组LAD、E/e’均增大，e’降低，重度病变组LVEDd、LAD、E/e’均增大，e’、LVEF均降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；与轻度病变组比较，中度病变组E/e’增大，e’降低，重度病变组LAD、LVEDd、E/e’均增大，e’、LVEF均降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；与中度病变组比较，重度病变组LAD、E/e’均增大，e’、LVEF均降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。见表2。

表2 各组常规超声心动图参数比较（±s）

表2 各组常规超声心动图参数比较（±s）

与对照组比较，*P＜0.05；与轻度病变组比较，#P＜0.05；与中度病变组比较，@P＜0.05。LVEDd：左室舒张末期内径；LVEF：左室射血分数；LAD：左房前后径；e’：二尖瓣环室间隔侧舒张早期心肌峰值运动速度；E/e’：二尖瓣口左室舒张早期血流峰值速度与二尖瓣环室间隔侧舒张早期心肌峰值运动速度比值

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三、各组3D-STI参数比较

各组LAVImin、LAVIpre、LAVImax、LAEF、LApEF、LAaEF、GLS、GCS、GRS比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。与对照组比较，轻度病变组GLS和GCS均降低，中、重度病变组LAVImin、LAVIpre均增大，LAEF、LApEF、GLS、GCS、GRS均降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。与对照组和轻度病变组比较，中、重度病 变 组LAVIpre、LAVImin均 增 大，LAEF、LApEF、GLS、GCS均降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。与中度病变组比较，重度病变组LAVIpre、LAVImin、LAVImax均增大，LAEF、LApEF、LAaEF、GLS、GCS、GRS均降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。见表3和图1～4。

图1 对照组（女，44岁）左房3D-STI图

表3 各组3D-STI参数比较（±s）

表3 各组3D-STI参数比较（±s）

与对照组比较，*P＜0.05；与轻度病变组比较，#P＜0.05与中度病变组比较，@P＜0.05。LAVImax：左房最大容积指数；LAVImin：左房最小容积指数；LAVIpre：左房收缩前容积指数；LAEF：左房总排空分数；LApEF：左房被动排空分数；LAaEF：左房主动排空分数；GCS：整体圆周应变；GLS：整体纵向应变；GRS：整体径向应变

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四、LAVImin、LAVIpre、LAVImax、GCS、GLS及GRS与Gensini评分的相关性分析

冠心病患者LAVImin、LAVIpre与Gensini评分均呈正相关（r=0.769、0.550，均P＜0.05），LAVImax与Gensini评分无相关性（r=0.348，P＞0.05）；GCS、GLS、GRS与Gensini评分均呈负相关（r=-0.618、-0.577、-0.549，均P＜0.05）。

五、重复性检验

GCS、LAVImin在观察者内及观察者间均表现出良好的重复性。见图5。

图2 轻度病变组（男，56岁）左房3D-STI图

图5 GCS、LAVImin在观察者内及观察者间Bland-Altman分析图

讨 论

图3 中度病变组（女，53岁）左房3D-STI图

图4 重度病变组（男，60岁）左房3D-STI图

冠心病是常见的严重危害人类健康的疾病，发病率呈逐年上升趋势，临床医师除了关注并控制患者致病的危险因素外，还应关注缺血心脏的风险分层，以便早期干预治疗及预后评估。以往研究［5］多是针对冠心病患者左室功能的改变，对左房功能研究尚少，但左房与左室关系密切，在调节左室充盈中发挥重要作用，其功能变化可以反映左室舒张功能的变化。3DSTI技术可以从三维层面获取左房的容积及应变参数，即使左房结构重塑左房体积扩大不对称的情况下也有其独特的优势。本研究通过应用3D-STI技术分析冠状动脉不同病变程度患者左房容积及功能，旨在为临床及时合理的治疗干预、评估患者预后提供依据。本研究采用Gensini评分法将冠心病患者分为轻、中、重度病变三组，较单纯依据冠状动脉病变支数分组更充分地考虑了冠状动脉病变的部位及严重程度，分组更为客观。但左房主要由冠状动脉左旋支近段的分支灌注，左室主要由左前降支供血，部分由左旋支及其他分支供血。左旋支病变主要影响左房力学性能，对左房辅助泵功能影响显著［6］。本研究设计分组时虽未充分考虑冠状动脉供血房室的病变支，但统计了轻、中、重度病变组患者左旋支病变占比，结果显示三组左旋支病变占比比较差异无统计学意义，排除了左旋支病变对冠心病患者左房辅助泵功能的影响。

常规心动图超声参数中，E/e’是早期被用于评估左室舒张功能的参数之一，与e’联合使用，在评价左室舒张功能障碍方面发挥重要作用［7］。本研究中，E/e’在轻、中、重度病变组持续增大，e’持续减小，组间比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），表明冠心病患者左室舒张功能随冠状动脉病变的严重程度持续受损。但有研究［7］认为在LVEF正常时，E/e’不应被用作评估左室舒张功能的独立工具，需结合肺静脉收缩期反向血流Ar波持续时间、Ar波持续时间与二尖瓣A峰持续时间比值、E峰减速时间及三尖瓣反流峰值速度等参数综合评价。本研究重度病变组LVEF与轻、中度病变组比较差异虽均有统计学意义（均P＜0.05），但均属正常范围，表明应用E/e’评价左室舒张功能有一定的局限性。研究［8］发现，左房容积在左室舒张功能障碍早期即已改变，左房与左室的充盈关系密切，左房容积及应变可以反映左室舒张功能的变化，而3D-STI技术可以提供左房的容积及应变参数。

3D-STI技术可获取LAVIpre、LAVImin、LAVImax、GLS、GCS、GRS等参数，容积指数通过计算可以获取LAEF、LApEF、LAaEF等参数。其中LAVImin、LAVImax、LAEF代表左房的储存功能，LAVIpre、LApEF代表左房的管道功能，LAaEF代表左房的辅助泵功能。本研究结果显示，中、重度病变组与轻度病变组和对照组比较，LAVIpre、LAVImin均增大，LAEF、LApEF均降低，重度病变组LAaEF降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。表明心肌运动能力在冠心病轻度病变时即已出现较为明显的改变，中、重度病变患者左房储存及管道功能均已受损，重度病变患者受损程度更重，且其辅助泵功能亦受损。与高磊等［9］研究结果一致。应变参数中，轻度病变组与对照组、中度病变组比较，GLS、GCS均降低，重度病变组与其他各组比较，GLS、GCS、GRS均降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。表明冠心病轻度病变患者左房心肌运动能力即已降低，且GLS、GCS较GRS能更敏感地反映左房心肌运动能力的减弱。这与左房心肌的收缩以深层心肌为主，而深层心肌以纵向和圆周走行为主有关。

本研究相关性分析显示，冠心病患者LAVImin、LAVIpre与Gensini评分均呈正相关（r=0.769、0.550，均P＜0.05），LAVImax与Gensini评分无相关性（r=0.348，P＞0.05）；GCS、GLS、GRS与Gensini评分均呈负相关（r=-0.618、-0.577、-0.549，均P＜0.05）。表明随着冠状动脉病变程度的加重，心肌运动能力减弱，舒张功能受损加重，LAVImin、LAVIpre持续增大，GCS、GLS、GRS持续降低。其中LAVImin、GCS与Gensini评分相关性最强，故对其行重复性检验，发现LAVImin、GCS在观察者间及观察者内均有良好的可重复性，表明3D-STI技术可广泛应用于临床。

综上所述，3D-STI技术可通过分析左房容积及应变参数，综合评价冠状动脉不同程度病变患者左房容积及功能，可为冠心病轻度病变患者的早期干预治疗，以及预测其不良心血管事件提供更敏感、更有利的依据。但本研究仅考虑了冠状动脉严重程度，未充分考虑冠状动脉供血房室病变支的影响，也未能充分避免冠状动脉侧支循环代偿的影响，且样本量小，重复性检验也不够全面，需以后扩大样本进一步深入探讨。