实时三维斑点追踪技术评价早期冠心病左心室收缩功能

李国英，王莎莎，雷辉燕，李叶阔，蔡泽坤，徐琳

实时三维斑点追踪技术评价早期冠心病左心室收缩功能

李国英，王莎莎，雷辉燕，李叶阔，蔡泽坤，徐琳

【摘要】目的：应用超声实时三维斑点追踪技术（RT3D-STI）定量分析冠心病患者早期左心室节段收缩功能，探讨其在冠心病诊断中的应用价值。方法：搜集有胸闷、心绞痛病史，常规超声心动图未见室壁运动异常而经冠状动脉造影证实为冠心病的患者35例（冠心病组）及正常对照组21例，通过三维全容积图像获取左心室心肌收缩末期17节段“牛眼图”，定量分析各节段收缩功能。结果：冠心病组缺血节段亚组与对照组、非缺血节段亚组比较，纵向应变（SLS）、圆击应变（SCS）、径向应变（SRS）、面积应变（SAS）差异均有统计学意义（P＜0.05），而对照组与非缺血节段亚组间各参数比较差异均无统计学意义（P＞0.05）；应用ROC曲线分析表明SAS曲线下面积最大，且所有节段三维应变参数中以SAS＞-26.5%检测缺血心肌节段的敏感度（83.3%）、特异度（80.3%）较好。结论：RT3D-STI可以定量评估冠心病早期左室节段收缩功能，SAS能很好地识别缺血心肌节段，在冠心病早期诊断中有较高的应用价值。

【关键词】实时三维斑点追踪技术；冠心病；收缩；超声检查

作者单位：510000 广州，南方医科大学（李国英）；510010 广州，广州军区广州总医院超声科（李国英、王莎莎、雷辉燕、李叶阔），心血管内科（蔡泽坤、徐琳）

冠状动脉粥样硬化性心脏病（coronary heart disease，CHD）发病率呈不断上升趋势且日趋年轻化，早期、准确评价CHD患者的心肌功能，判断心肌缺血程度非常重要，也一直是医学界关注的热点。实时三维斑点追踪成像（real-time 3Dspeckle tracking imaging，RT3D-STI）的出现，克服了二维斑点追踪技术局限于同一平面时斑点失踪的不足，可基于三维立体空间内反映心肌的实际运动方式［1］。本研究利用RT3D-STI对CHD早期左室各节段收缩功能进行定量分析，旨在探讨其在CHD诊断中的应用价值。

材料与方法

1.研究对象

2014年9月-2014年12月来我院行冠状动脉造影（coronary angiography，CAG）的患者56例，所有患者在常规超声心动图及RT3D-STI检查后24h内接受CAG检查，根据CAG结果分为冠心病组和对照

组。冠心病组35例，其中男32例，女3例，年龄40～81岁，平均（64.97±7.7）岁。对照组21例，男13例，女8例，年龄20～35岁，平均（27.1±7.3）岁。入选标准:窦性心律，有胸闷、胸痛病史排除心脏瓣膜病、心肌病患者；常规超声心动图未见室壁运动异常；排除CAG检查三支主干血管中仅远端狭窄或小分支狭窄者。全部检查均取得患者知情同意。

2.仪器与方法

仪器:采用GE VividE9超声诊断仪，使用M3S探头（1.7～3.3MHZ）及4V探头（1.7～4.0MHz），帧频25～31Hz。CAG检查采用西门子C臂数字减影血管造影系统。

检查方法:被检者静息状态下左侧卧位，连接同步心电图。常规超声心动图观察并记录室壁运动情况。随后转换成4V探头，取心尖四腔切面，进入4D模式，嘱受检者屏气后连续采集4～6个心动周期拼接的左室三维全容积图像，图像采集包括整个左心室壁并清晰显示心内膜。

图像分析:RT3D-STI采用在机LVQ软件自动分析、描绘左室心内膜及心外膜边界，追踪感兴趣区内心肌在三维空间的运动，分别获取左心室节段三维应变，包括纵向应变（segmental longitudinal strain，SLS）、圆周应变（segmental circumferential strain，SCS）、径向应变（segmental radial strain，SRS）、面积应变（segmental area strain，SAS），还可计算得到左室舒张末容积（left ventricular end diastolic volume，LVEDV）、左室收缩末容积（left ventricular end systolic volume，LVESV）、心输出量（cardiac output，CO）、每搏量（stroke volume，SV）、左室射血分数（ejection fraction，EF）、左室舒张末质量（left vertricular end diastolic mass，LVEDM）、左室收缩末质量（left vertricular end systolic mass，LVESM）、球形指数（spherical index，SPI）等基本三维参数。CAG采用Gensini积分方法评价冠状动脉病变程度，即至少一支主要冠状动脉或主要分支的内径狭窄率≥50%作为CHD的诊断标准［2］。超声图像CAG图像分析均由两位有五年以上工作经验的医师进行评估。

3.统计学分析

采用SPSS19.0软件进行统计学分析。计量资料用均数±标准差（x±s）表示。组间比较采用单因素方差分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。采用ROC曲线分析各节段三维应变参数对冠心病的定性诊断价值。

图1　对照组AS“牛眼图”颜色均匀一致，应变曲线整齐、规律。 图2 冠心病组AS“牛眼图”，左前降支中段缺血心肌节段颜色分布不均、部分节段暗淡，应变曲线紊乱。 图3 各节段三维应变参数ROC曲线。

结 果

CGA结果显示冠心病组中左前降支近中段狭窄21支，左回旋支近中段狭窄14支，右冠状动脉近中段狭窄7支。虽然冠状动脉的分布存在解剖变异，各分段仍有相对固定的冠状动脉供血。按照美国超声心动图协会建议的17节段划分法［3］进行划分，假定三支冠脉主干血管中任意一支狭窄率≥50%时所对应的供血心肌节段为缺血节段，共有缺血心肌节段252个，非缺血心肌节段343个，正常组心肌节段357个。

冠心病组与对照组间基本三维参数LVEDV、LVESV、CO、SV、SPI、EF、LVEDM及LVESM比较，P值均＞0.05，差异无统计学意义（表1）。

表1　冠心病组与对照组间基本三维参数比较

冠心病组“牛眼图”颜色分布不均，部分节段颜色暗淡，应变曲线紊乱，对照组中LS、CS、RS、AS“牛眼图”颜色分布均匀一致。与对照组心肌节段比较，冠心病组中缺血心肌亚组节段SLS、SRS、SAS、SCS差异均有统计学意义（P＜0.05），而非缺血心肌亚组节段参数SLS、SAS、SCS差异均无统计学意义（P＞0.05）。冠心病组间缺血节段与非缺血节段比较各节段参数差异均有统计学意义（P＜0.05，表2，图1、2）。

应用三维应变ROC曲线分析示曲线下面积（area under curve，AUC）均在0.70～0.90之间，且SLS＞SAS＞SRS＞SCS。以SAS＜-26.5%检测缺血心肌节段的敏感度为83.3%，特异度为80.3%（表3，图3）。以-26.5%为临界值，绝对值＜26.5%者为阳性节段，＞26.5%者为阴性节段，经检测缺血心肌亚组中阳性节段210个，阴性42个；非缺血心肌亚组中阳性节段49个，阴性294个；正常对照组阳性节段91个，阴性266个。

表3　各应变参数诊断冠心病的ROC曲线分析结果

讨 论

超声心动图是无创评估心肌缺血的重要检查手段，常用的节段性室壁运动异常评估指标在发生心肌梗死时，具有良好的敏感性和特异性，但存在主观依赖性、受相邻正常心肌运动的影响以及依据缺血程度不同导致部分患者未见室壁运动异常等缺陷。近年来二维斑点追踪技术克服了相邻心肌牵拉的影响，可准确、定量评估缺血心肌局部和整体收缩功能。但心脏的运动是包含了心肌增厚、缩短、扭转、旋转等一系列复杂的三维运动，RT3D-STI在传统二维斑点追踪技术基础上获得左心室心肌的三维运动参数。本研究选择经CAG证实而室壁运动正常的CHD患者，采用RT3DSTI技术分析三维运动参数，探讨其在CHD早期定量评估左室各节段收缩功能中的临床应用价值。

本研究结果显示，冠心病组与对照组间LVEDV、LVESV、CO、SV、EF、LVEDM、LVESM、SPI等基本三维参数差异均无统计学意义（P＞0.05），说明两组间具有很好的可比性。通过冠心病组与正常对照组组间及组内比较，缺血节段SLS、SCS、SAS、SRS绝对值较对照组正常心肌节段及冠心病组非缺血节段均减低，差异均有统计学意义（P＜0.05），而对照组与非缺血节段组间比较，除SRS外，其它参数差异均无统计学意义，说明各三维应变参数都能识别出缺血心肌节段，并能很好地与非缺血节段相区分，该结论与相关文献报道相符［4］。应用ROC曲线分析显示，SLS、SAS、SRS、SCS曲线下面积均在0.7～0.9之间，其中SLS最大。同时，SLS、SRS、SAS诊断的敏感度都达到80%以上，而特异度则SAS（80%）明显高于SLS （73%）和SRS（66%），说明SAS能敏感地检测出心肌缺血部位，具有很高的敏感度及特异度。在心肌缺血时左室心肌AS“牛眼图”亦能直观地区分出缺血心肌节段，表现为颜色暗淡，分布不均，应变曲线紊乱；而对照组“牛眼图”颜色分布均匀一致，应变曲线整齐，这一

表2　左室缺血、非缺血心肌节段与对照组心肌节段应变参数比较

结果与理论上心肌缺血发生发展进程相符；冠心病早期心肌缺血发生在心内膜下层心肌，中层心肌及外层心肌影响较小，LS主要由心内膜下纵行排列的心肌纤维收缩所引起，故SLS对缺血节段较为敏感；而由RT3D-STI技术中LS结合CS提出的一种新的综合指标-AS，指心内、外膜之间心肌单位面积形变大小，综合反应了心肌在各个方向上的运动情况［5］，理论上测量更准确，通过本次研究表明AS作为一项综合三维应变参数，能更客、观准确地评价心肌形变，该参数具有很好的应用前景［6，7］。

我们以SAS＜-26.5%为临界值检测出无论正常对照组还是缺血或非缺血节段亚组均出现有与理论值不符的阴性或阳性节段，考虑为如下原因:①在静息状态下冠状动脉血流储备可达到6～7倍，可能出现部分理论缺血区域心肌无缺血改变；②冠状动脉本身解剖分布存在个体差异，人为简单划分供血节段存在一定的误差，而使节段应变值与真实冠状动脉狭窄程度不相吻合；③RT3D-STI对图像质量要求较高，由于时间和空间分辨力较低，对心内膜识别能力不够最终影响到测量值的真实性。本研究样本量较小，可能产生选择偏倚，尚需扩大样本进一步研究。

综上所述，RT3D-STI可定量评估冠心病心肌各节段三维应变，特别是SAS能很好地识别缺血心肌，在冠心病早期诊断中具有很高的应用价值。

参考文献：

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•综述•

Evaluation of left ventricular systolic function early in patients with coronary heart disease by real-time three-dimensionalspeckle tracking imagingechocardiography

LI Guo-ying，WANG Sha-sha，LEI Hui-yan，et al.Southern Medical University，Guangzhou 510000，P.R.China

【Abstract】Objective:To assess the value of real-time 3Dspeckle tracking imaging echo cardiography（RT3D-STI）in quantitative analyze of early systolic function of left ventricle segments in patients with coronary heart disease.Methods: Thirty-five patients with a history of chest tightness，angina pectoris，no wall motion abnormalities shown by conventional ultrasound examination and coronary heart disease confirmed by coronary angiography were selected for our study as the disease group，and the other 21healthy cases as the control group.17segments of"bovine eye chart" were obtained by full volume three dimensional images of left ventricle，and segmental systolic function was quantitatively analyzed.Results:In comparison of ischemic segments subgroup of coronary heart disease group with non-ischemic segments subgroup of control group，there were statistical significant difference of the absolute value of systolic longitudinal strains（SLS），systolic circumferential strains（SCS），systolic radial strains（SRS）and systolic area strains（SAS）between ischemic segment subgroup of coronary heart disase group and the non-ischemic segment subgroup of control group（P＜0.05）.There was no significant difference of there parameters between the non-ischemic segment subgroup and the control group（P＞0.05）. The ROC curve analysis showed that SAS had the maximum of area under curve（AUC），and SAS＞-26.5%for detection of myocardial ischemic segments had the highest specificity and sensitivity in all the three dimensional segmental strain parameters.Conclusion:RT3D-STI can quantitatively evaluate the left ventricular segmental systolic function early in the coronary heart disease，and SAS has a higher value in the early diagnosis of coronary heart disease because of its better detection of myocardial ischemic segments.

【Key words】Real-time 3Dspeckle tracking imaging；Coronary disease；Constriction；Ultrasonography

收稿日期:（2015-01-09 修回日期:2015-03-26）

基金项目：广东省科学技术厅科技计划基金资助项目（2013A022100036）

通讯作者：王莎莎，E-mail:wss878333@163.com

作者简介：李国英（1983-），女，湖南人，硕士研究生，主治医师，主要从事心血管超声研究工作。

DOI:10.13609/j.cnki.1000-0313.2015.05.022

【中图分类号】R541.4；R445.1

【文献标识码】A

【文章编号】1000-0313（2015）05-0599-03