三维斑点追踪技术诊断不同危险分层主动脉狭窄患者的临床价值

姜美廉 魏 珊 王正义

主动脉狭窄（aortic stenosis，AS）为常见心脏瓣膜性疾病［1］。先天性主动脉瓣结构异常、风湿热后遗症及老年性主动脉瓣钙化均是引起AS 的主要因素。AS临床症状主要表现为呼吸困难、心绞痛、心悸、多汗，严重时可能出现猝死［2］。当患者AS 病情持续恶化而未得到及时治疗时，其左室代偿能力会出现障碍，左室收缩能力明显降低，左室射血分数（LVEF）下降，此时即便对患者进行主动脉瓣置换术，预后也不理想［3］。AS程度、左室收缩功能障碍及是否合并临床症状是制定患者治疗方案的重要依据，其预后也会受左室收缩功能和临床症状的影响［4］。因此准确评估不同危险分层AS患者左室功能有助于临床制定合适的治疗方案。近年来，随着超声技术的不断发展，三维斑点追踪（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）技术作为一种新型超声检查技术无需要对心室进行几何假设，可早期准确评估心肌功能，并能对心肌斑点在三维空间中的运动进行实时追踪，已逐渐应用于临床［5］。本研究旨在探讨3D-STI 技术在不同危险分层AS 患者诊断中的应用价值，以期为临床诊治提供参考。

资料与方法

一、研究对象

选取我院2020年1月至2021年12月收治的79例AS 患者，根据狭窄程度［6］分为轻度组30 例（主动脉瓣口面积1.5～3.0 cm2）、中度组25 例（主动脉瓣口面积1.0～＜1.5 cm2）及重度组24 例（主动脉瓣口面积＜1.0 cm2）。轻度组中男19 例，女11 例，年龄51～79 岁，平均（69.54±4.33）岁，体质量指数（BMI）22～29 kg/m2，平均（24.99±2.11）kg/m2；中度组中男12例，女13例，年龄50～78岁，平均（68.14±3.83）岁，BMI 23～29 kg/m2，平均（25.19±2.01）kg/m2；重度组中男14例，女10例，年龄50～76 岁，平均（67.54±4.49）岁，BMI 22～29 kg/m2，平均（24.54±2.22）kg/m2。纳入标准：①均行心电图检查，符合《美国心脏瓣膜疾病治疗指南》［7］中AS 诊断标准；②肝、肾功能均无明显异常；③均能配合治疗。排除标准：①合并恶性肿瘤、急性脑血管疾病及其他严重瓣膜病变；②既往有心脏手术史；③存在精神及言语交流障碍，无法配合治疗。另选我院同期36 例健康志愿者为对照组，其中男17 例，女19 例，年龄50～75 岁，平均（68.25±4.21）岁，BMI 23～29 kg/m2，平 均（25.67±2.03）kg/m2。各组一般资料比较差异均无统计学意义。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有受试者均知情同意。

二、仪器与方法

使用Philips EPIQ 7C 彩色多普勒超声诊断仪，常规超声心动图检查使用S5-1 探头，频率1～5 MHz；3D-STI 检 查 使 用X5-1 探 头，频 率1～3 MHz；配 备TomTec 工作站。受检者取左侧卧位，先行常规超声心动图检查，待呼吸平稳后记录同步心电图，于左室心尖两腔心和四腔心切面使用双平面Simpson 法测量LVEF；于左室长轴切面或短轴切面使用M 型超声心动图测量左室舒张末期后壁厚度（LVPWT）、左室舒张末期内径（LVEDD）、舒张末期室间隔厚度（IVST）及左室收缩末期内径（LVSD）。然后行3D-STI 检查，获取左室心尖四腔切面，适当调节心电图增益，待图像显示清晰后点击4D 键，于心率＜帧频40%时采集左室三维全容积图像，使用TomTec 工作站分析软件（4D LV-Analysis 3.1）进行脱机分析，自动描绘左室心外膜边界及心内膜，对自动描绘不准确的图像可采用手动调整，软件自动追踪三维空间中心肌运动状态，同步获得LVEF、整体面积应变（GAS）、整体圆周应变（GCS）、整体径向应变（GRS）、整体纵向应变（GLS）、三维应变率（3D-strain）、扭矩、扭曲角度、旋转角度。所有参数均重复测量3 次取平均值，以上操作均由3 位具有5 年以上工作经验的超声医师完成，结果出现分歧时协商讨论达成一致。

三、统计学处理

应用SPSS 22.0统计软件，计量资料以±s表示，组间比较采用独立样本t检验。相关性分析采用Spearman相关分析法。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、各组常规超声心动图参数比较

重度组LVPWT 及IVST 均高于其余各组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；各组其余参数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参数比较（±s）

表1 各组常规超声心动图参数比较（±s）

与对照组比较，aP＜0.05；与轻度组比较，bP＜0.05；与中度组比较，cP＜0.05。LVPWT：左室舒张末期后壁厚度；LVEF：左室射血分数；IVST：舒张末期室间隔厚度；LVEDD：左室舒张末期内径；LVSD：左室收缩末期内径

LVSD（mm）26.87±3.46 27.19±3.51 27.01±3.87 27.54±4.02组别对照组轻度组中度组重度组LVPWT（mm）9.41±1.13 9.36±1.09 9.44±1.33 11.68±1.88abc LVEF（%）66.78±3.08 66.54±2.94 66.46±2.88 66.65±3.01 IVST（mm）9.24±0.84 9.29±1.01 9.33±1.12 12.04±1.95abc LVEDD（mm）45.55±3.56 45.31±3.67 45.84±3.84 46.33±4.15

二、各组3D-STI参数比较

中度组和重度组GCS 均高于对照组和轻度组，且重度组高于中度组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；中度组和重度组GRS和GLS均低于对照组和轻度组，且重度组低于中度组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；轻、中、重度组3D-strain 均依次降低，且低于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。轻、中、重度组扭矩、扭曲角度及旋转角度均依次升高，且高于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。各组GAS、LVEF比较差异均无统计学意义。见图1和表2。

图1 经阴道超声检查示子宫增大、肌壁回声明显减低

图1 各组GLS检测图

表2 各组3D-STI参数比较（±s）

表2 各组3D-STI参数比较（±s）

与对照组比较，aP＜0.05；与轻度组比较，bP＜0.05；与中度组比较，cP＜0.05。GAS：整体面积应变；GCS：整体圆周应变；GRS：整体径向应变；GLS：整体纵向应变；3D-strain：三维应变率

旋转角度（°）5.64±1.11 6.52±1.24a 8.02±1.35ab 9.44±1.62abc组别对照组（36）轻度组（30）中度组（25）重度组（24）GAS（%）33.98±4.32 33.05±4.44 32.55±4.50 32.18±4.49 GCS（%）21.59±3.32 21.66±3.36 25.32±3.71ab 27.77±4.01abc GRS（%）47.52±7.04 47.88±7.12 41.29±6.45ab 37.25±6.05abc GLS（%）21.57±3.12 18.02±2.44a 15.21±2.01ab 13.22±2.22abc LVEF（%）66.78±3.08 66.54±2.94 66.46±2.88 66.65±3.01 3D-strain（s-1）0.34±0.04 0.30±0.04a 0.27±0.03ab 0.23±0.03abc扭矩（°/cm）1.75±0.29 2.01±0.32a 2.49±0.33ab 2.71±0.44abc扭曲角度（°）7.35±1.24 10.01±3.22a 12.54±3.47ab 14.88±3.77abc

三、相关性分析

AS 危险分层与LVPWT、IVST、GCS、扭矩、扭曲角度及旋转角度均呈正相关（均P＜0.001），与GRS、GLS及3D-strain均呈负相关（均P＜0.001）。见表3。

表3 超声参数与AS危险程度的相关性分析

讨 论

AS 患者在疾病初期心脏可代偿性弥补因左室负压增加所造成的LVEF 下降［8］。随着AS 进展，患者心脏负荷急剧增加，心肌厚度也相应增加，严重时会发生左室重构［9-10］。目前AS 的主要治疗方法是心脏瓣膜置换术，而患者预后与LVEF 相关，LVEF 越高，提示患者预后越好［11］。研究［12］显示，应用3D-STI 检测左室相关参数可以评估冠状动脉粥样硬化性心脏病患者冠状动脉病变程度及预后情况，且其评估患者预后的敏感性优于LVEF。基于此，本研究旨在探讨3DSTI 在不同危险分层AS 患者诊断中的应用价值，以期为临床治疗提供参考。

本研究常规超声心动图参数比较显示，重度组LVPWT 和IVST 均高于其余各组，差异均有统计学意义（均P＜0.05），原因可能为当AS 程度增加后，心肌承受负荷严重增加，此时若负荷超出心肌所承受范围，患者LVEF 也会下降，而机体为了保证LVEF 正常，会代偿性地增加心肌细胞和室壁厚度。GLS可以反映心内膜纤维化运动能力，同时GCS 和GRS 也可以反映心肌细胞收缩能力及心脏短轴切面情况［13］。因此，本研究应用3D-STI 检测各组GAS、GCS、GRS 及GLS，结果发现中度组和重度组GCS 均高于对照组和轻度组，而GRS 和GLS 均低于对照组和轻度组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。与姜艳娜等［14］研究结果一致。表明当AS程度增加时，患者左室收缩功能会出现不同程度的损伤。GLS 可以反映心内膜中心肌纵向运动状态，患者AS 程度加重会使左室负荷上升，增加局部室壁应力，从而造成心内膜心肌中血液循环受阻，使心肌处于缺血状态，导致纤维化出现，加上狭窄程度增加导致心肌耗氧量增加等原因，加重了心肌损伤。研究［15］发现当心肌压力负荷增加到一定程度时，GRS 才会降低。GRS 是心肌短轴切面上室壁厚度的反映，当AS 症状较轻时心肌短轴方向运动通常不会受到太大影响，故GRS 在中、重度组中明显下降。GCS 在中度和重度组明显上升的原因可能与心肌径向及纵向收缩能力受损有关，其进行代偿性增加以维持心脏功能正常收缩。

心肌在运动过程中还存在扭曲和旋转，可反映左室代偿机制。研究［16］证实，心脏的扭曲和旋转运动是评价心功能的敏感指标。3D-STI具有较高的敏感性，可更直观地观察心肌组织的空间改变，反映心肌不同方向的收缩功能，从而准确判断心功能。本研究结果显示，随着AS程度增加，患者扭矩、扭曲角度及旋转角度均明显升高，而3D-strain 明显降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。提示3D-STI可检出AS患者早期病变。扭曲、旋转在一定程度上代偿了左室长轴收缩功能不全，当患者AS程度加重时，射血阻力增加，心内膜下心肌供血受限，左室代偿能力不足以对患者产生功能支持，导致左室长轴收缩功能不足，舒张功能受损，增大了扭转角度，进而引发相关症状［17］。

本研究相关性分析显示，AS 危险分层与LVPWT、IVST、GCS、扭矩、扭曲角度及旋转角度均呈正相关（均P＜0.001），与GRS、GLS 及3D-strain 均呈负相关（均P＜0.001）。与丁钱山等［18］研究结论相似。说明AS程度越高，患者心肌纵向及径向收缩能力越差，提示临床可通过检测心肌整体应变参数和心脏扭矩、扭曲、旋转改变情况来判断疾病危险程度。

综上所述，3D-STI可通过检测心肌整体应变及心脏扭曲、旋转情况评估不同危险分层AS 患者的心功能，对早期AS病情评估具有重要作用。但本研究样本量较少，3D-STI 对心内膜显示清晰度要求较高，而现有技术应用时帧频偏低，导致追踪心内膜时会出现一定偏差，今后需扩大样本量，完善3D-STI 技术进一步分析。