斑点追踪技术联合三维超声心动图评估冠心病患者PCI术后左心室心肌功能和同步性临床研究

王 哲，刘表虎，江 峰，王维娟，汤圣兴

（1. 皖南医学院第一附属医院超声科 皖南医学院超声研究所；2. 皖南医学院第一附属医院心内科，安徽 芜湖 241000）

经皮冠状动脉介入治疗（Percutaneous coronary intervention，PCI）可以使缺血心肌得到有效灌注［1］，心肌功能和同步性也会得到相应改善［2-3］。二维斑点追踪（Two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）具有早期发现潜在心肌功能异常的能力［4］，但同步性检测受二维图像的限制无法同时显示各个节段的运动，而实时三维超声心动图（Real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）可以多个角度观察各个节段心肌运动同步性情况，本研究利用2D-STI和RT-3DE 评估前降支冠状动脉狭窄患者术前及术后不同时期心肌功能与同步性，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2019 年5 月至2020 年12 月皖南医学院第一附属医院经冠状动脉造影检查确诊冠心病且行PCI 治疗的50 例患者为研究对象，男32 例，女18 例，年龄45～70 岁，平均（62.7±8.0）岁。纳入标准：①冠状动脉造影检查显示冠状动脉狭窄程度符合PCI 治疗标准，前降支冠状动脉堵塞＞70%，其余冠状动脉狭窄程度均＜50%；②患者自愿参加此次研究并签署知情同意书。排除标准：①图像显示不清、图像质量差；②心律失常；③左室射血分数＜40%。本研究经我院医学伦理委员会批准。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器 采用Philips EPIQ7C 超声心动图诊断仪，配备常规二维超声系统、三维超声自动定量HeartModel（HM）系统及S5-1、X5-1 探头（频率1～5.0 Hz）。

1.2.2 超声心动图检查方法和数据采集 连接心电图，调节探头分别显示二尖瓣水平、乳头肌水平、心尖水平左室短轴切面，均连续采集4 个连续的心动周期，再调节探头角度清晰显示心尖四腔、三腔及二腔图像，调节图像深度、增益、扇角及聚焦，使左室显示最佳，待心电图稳定后，连续采集4个心动周期超声心动图。再于心尖部取四腔心切面，选取“HMACQ”进入3D 模式，存储连续4 个心动周期全容积动态图像。

1.2.3 超声心动图检查的图像数据分析 采用Qlab 10.4定量分析软件的三维定量分析（3DQA）技术进行分析，获得左心室舒张末期容积（Left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左心室收缩末期容积（Left ventricular end-systolic volume，LVESV）、左心室射血分数（Left ventricular ejection fraction，LVEF）、左室16 节段达最小收缩期容积时间的最大-最小值差（Tmsv-16-diff）、标准差（Tmsv-16-SD）及两参数经RR 间期校正后占心动周期的百分比值（Tmsv-16-diff%、Tmsv-16-SD%）［5］。然后利用Qlab 10.4 定量分析软件的自动心肌运动定量（aCMQ）技术分析心肌应变。进入二维斑点追踪数据分析界面，系统会自动包绕整个左室壁，如包绕不满意，可进行手动调节包绕线使整个左室心肌刚好全部被包绕到感兴趣区内，适当调整感兴趣区域以确保分析效果。随后系统自动分析计算出左室整体纵向应变（GLS）、左室整体圆周应变（GCS）［6］。

1.3 统计学方法 数据采用SPSS 25.0 统计软件进行统计分析。计量资料以±s表示，PCI 术前1 周及术后1个月、6个月测值比较采用随机区组设计的方差分析，两两比较采用配对t检验，参数间相关性采用Pearson 相关性分析。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 冠心病患者PCI 术前、术后左室心肌应变性比较 术后1 个月、术后6 个月GLS、GCS 测值均明显高于术前1 周（GLS：t1=12.202，t2=8.824，P均＜0.001；GCS：t1=11.715，t2=14.669，P均＜0.001）；术后6 个月GLS、GCS 测值高于术后1 个月（GLS：t=4.346，P＜0.001；GCS：t=12.336，P＜0.001），见表1、图1和图2。

图1 冠心病患者术前1周2D-STI图

图2 冠心病患者术后6个月2D-STI图

表1 冠心病患者PCI 术前、术后左室心肌应变性比较/±s

表1 冠心病患者PCI 术前、术后左室心肌应变性比较/±s

注：*P＜0.001，与术前1周比较；#P＜0.001，与术后1个月比较。

GCS-19.39±3.79-21.90±3.38*-24.59±3.64*#185.168 0.000时间术前1周术后1个月术后6个月FP GLS-15.46±5.82-18.25±6.38*-21.38±3.61*#51.536 0.000

2.2 RT-3DE图像测量参数比较

2.2.1 冠心病患者PCI 术前、术后左室收缩功能比较 术后1个月、术后6个月LVEDV、LVESV均明显低于术前1周，LVEF 均高于术前1周（LVEDV：t1=21.802，t2=23.565，P均＜0.001；LVESV：t1=22.336，t2=26.791，P＜0.001；LVEF：t1=27.015，t2=35.081，P均＜0.001）；术后6个月LVEDV、LVESV 低于术后1个月，LVEF高于术后1个月（LVEDV：t=19.144，P＜0.001；LVESV：t=20.176，P＜0.001；LVEF：t=22.474，P＜0.001），见表2、图3A。

表2 冠心病患者PCI术前、术后左室收缩功能比较/±s

表2 冠心病患者PCI术前、术后左室收缩功能比较/±s

注：*P＜0.001，与术前1周比较；#P＜0.001，与术后1个月比较。

时间术前1周术后1个月术后6个月LVEF 41.30±5.53 50.12±5.26*62.23±3.76*#880.010 0.000 FP LVEDV 111.86±8.72 95.37±11.09*79.72±13.75*#499.892 0.000 LVESV 71.78±6.11 52.73±6.08*34.98±8.02*#599.801 0.000

2.2.2 冠心病患者PCI术前、术后左室同步性比较术后1个月、术后6个月Tmsv-16-SD、Tmsv-16-diff、Tmsv-16-SD%、Tmsv-16-diff%均明显低于术前1 周（Tmsv-16-SD：t1=17.155，t2=23.417，P均＜0.001；Tmsv-16-diff：t1=16.190，t2=15.570，P均＜0.001；Tmsv-16-SD%：t1=18.180，t2=23.674，P均＜0.001；Tmsv-16-diff%：t1=14.788，t2=15.943，P均＜0.001）；术后6个月的Tmsv-16-SD、Tmsv-16-diff、Tmsv-16-SD%、Tmsv-16-diff%均低于术后1 个月（Tmsv-16-SD：t=21.408，P＜0.001；Tmsv-16-diff：t=16.705，P＜0.001；Tmsv-16-SD%：t=21.967，P＜0.001；Tmsv-16-diff%：t=11.268，P＜0.001），见表3、图3B。

图3 冠心病患者RT-3DE图

表3 冠心病患者PCI术前、术后左室同步性比较/±s

表3 冠心病患者PCI术前、术后左室同步性比较/±s

注：*P＜0.001，与术前1周比较；#P＜0.001，与术后1个月比较。

Tmsv-16-diff%23.65±3.71 19.28±3.62*15.79±4.06*#218.245 0.000时间术前1周术后1个月术后6个月FP Tmsv-16-SD 58.01±9.84 47.27±9.85*36.86±10.52*#464.699 0.000 Tmsv-16-diff 228.20±36.98 187.12±37.14*152.92±39.44*#314.977 0.000 Tmsv-16-SD%5.97±0.99 4.84±1.00*3.83±1.07*#486.350 0.000

2.3 冠 心 病 患 者PCI 术 后6 个 月GLS、GCS 与LVEF 间相关性分析 术后6 个月GLS 与LVEF 呈明显负相关（r=-0.733，P＜0.001），术后6 个月GCS与LVEF呈负相关（r=-0.334，P＜0.05），见图4。

图4 冠心病患者PCI术后6个月GLS、GCS与LVEF的相关性散点图

3 讨 论

PCI 治疗是临床上采用比较广泛的治疗方法。目前大多数研究没有明确冠心病患者的冠状动脉狭窄的部位和数量，且没有与术前进行对比。左前降支是左心室心肌的主要供血血管，其所支配的左室前壁及前间壁在心室收缩中最为重要，且支配范围较广、侧支循环较差，故前降支冠状动脉狭窄对心肌功能和同步性影响较其他单支冠状动脉更为显著［7］。因此本次研究着重研究单支冠状动脉狭窄对心肌功能和同步性的影响。

左心室三层心肌走形各异，纵行运动是由于心内膜心肌纵向发生形变，用GLS 表示；环形运动为中层心肌沿心室短轴圆周方向产生形变，用GCS 表示。MENG Y 等［8］研究发现心肌功能受损后心肌运动不同步。超声影像技术检查具有无创性，是判断冠心病患者预后的必要手段，2D-STI 可以不受角度依赖、心肌运动以及周围组织牵拉影响，定性、定量评估心肌运动，判断患者术后心肌改善情况［9］。2D-STI是在二维水平上通过测量GCS、GLS 分析心肌运动变化［10-11］，并不能显示各个心肌节段在一个心动周期内的运动同步性。RT-3DE 正好弥补此不足，可以在一个心动周期内获取多个二维图像，提高z 轴方向的效果，通过三维参数数据库对比分析进行三维重建，从而获得准确的三维超声心动图［3，12］，并通过分析心肌节段的时间-容积曲线来评价收缩同步性，具有无可替代的作用［8，13］。手动3DE 操作复杂繁琐，整个过程耗时且不便，3DE自动分析测量方法（Heart model，HM）是一种新的自动化算法，能够在三维超声心动图中定量计算出左心容积参数［14-15］，且HM 评估更有效率，不需要调整轴、心环相位或左心室轮廓边缘，提高了结果的可重复性。

本次研究发现术前1 周患者心肌功能、同步性均明显下降，且GLS 较GCS 下降更明显。由于纵向运动的心内膜下纤维在心肌缺血和纤维化时更加脆弱［2］，常表现为心内膜心肌首先出现缺血，因此纵轴收缩力的变化是亚临床心肌损伤的敏感指征［16］。有研究表明PCI术后患者心肌功能的恢复主要依靠顿抑心肌、冬眠心肌。本研究结果显示PCI 术前1周LVEDV、LVESV、Tmsv-16-SD 等同步性指标均高于术后1 个月、术后6 个月，PIC 术前1 周的LVEF、GLS、GCS 测值均低于术后1 个月、术后6 个月，术后6 个月与术后1 个月对比，各项参数均明显改善，GLS、GCS、LVESV、LVEDV、LVEF 及Tmsv-16-SD 等同步性相关参数均较术前明显改善，并随时间的延长，心肌功能和同步性均得到一定恢复。且术后6个月GLS、GCS 与LVEF 呈明显负相关，GLS 在维持LVEF 中可能起着重要作用，对评估心室收缩功能的改善有较高临床价值。由于PCI 术后1 个月犯罪血管短暂恢复血供，心肌短时间内获得血流再灌注，缺血心肌部分功能得到恢复，心肌收缩同步性也得到相应改善。PCI 术后6 个月随着心肌灌注时间的延长，顿抑心肌、冬眠心肌功能已经大部分恢复如初。术后患者的心肌功能和同步性运动随着时间的推移逐渐得到明显改善［17-18］。2D-STI 联合RT-3DE 技术可以直观反映冠心病患者心肌功能与同步性变化。

与以往研究相比，本次研究对象更加精准，着重研究单支冠状动脉重度狭窄对心肌功能的影响，且通过长期追踪随访，更加凸显PCI 术后患者心肌功能变化趋势。局限性包括：⑴本研究入组人数少，结论必须在多中心大样本研究中证实，且取得的图像质量有待于进一步加强。⑵本研究的时间截点不够丰富，未于术后即刻、术后一周时间截点进行心肌评估。