应用二维斑点追踪成像技术评价早期心肌功能受损的临床价值

曹怡，杨慧，王燕，陶满，曾萍，李滨滨，吴红宁

(东南大学医学院附属南京市胸科医院 超声诊断科，江苏 南京　210029)



应用二维斑点追踪成像技术评价早期心肌功能受损的临床价值

曹怡，杨慧，王燕，陶满，曾萍，李滨滨，吴红宁

(东南大学医学院附属南京市胸科医院 超声诊断科，江苏 南京210029)

[摘要]目的：探讨应用二维斑点追踪成像(2D- speckle tracking imaging，2D- STI)技术评价冠心病合并心血管危险因素患者早期心肌功能受损的临床价值。方法：根据冠状动脉造影结果将冠心病合并心血管危险因素的患者分为冠状动脉狭窄≥75%的冠心病组(A组)31例，冠状动脉轻度狭窄(<50%)组(B组)38例，另选35例正常人作为对照组(C组)。均行常规二维超声检查，采集心尖左室长轴、四腔和二腔观的二维灰阶动态图像，应用STI软件分析长轴方向左室18节段收缩期纵向应变和心尖左室长轴总应变(GLPS- LAX)、四腔总应变(GLPS- A4C)、二腔总应变(GLPS- A2C)及左室长轴平均总应变(GLPS- AVG)。利用受试者工作特征(ROC)曲线获取提示早期心肌功能受损应变值的截点。结果：(1) 常规超声参数比较：3组间二维超声测值比较差异无统计学意义(P>0.05)。(2) 2D- STI参数比较：A组在前间隔、前壁、后间隔、侧壁的所有节段，后壁的基底段、中间段，下壁的中间段、心尖段收缩期纵向应变均减低，与C组比较差异有统计学意义(P<0.05)。B组在前间隔与前壁的基底段、中间段，后间隔的所有节段，侧壁的心尖段收缩期纵向应变减低，与C组比较差异有统计学意义(P<0.05)。与B组比较，A组在前间隔的所有节段，前壁的中间段、心尖段，下壁、后壁的心尖段收缩期纵向应变减低，差异有统计学意义(P<0.05)。A组、B组的GLPS- LAX、GLPS- A4C、GLPS- A2C、GLPS- AVG均低于C组，差异有统计学意义(P<0.05)。ROC曲线分析整体室壁基底段、中间段、心尖段，提示早期心肌功能受损的应变值截点分别为-17.5%、-19.5%、-23.5%；敏感性分别为51.3%、65.6%、83.8%，特异性分别为84.3%、66.4%、53.8%。结论：应用2D- STl技术能够早期、定量评价冠心病合并心血管危险因素患者左室心肌功能。

[关键词]超声心动描记术； 斑点追踪成像； 冠心病； 心肌功能

冠状动脉造影是确诊冠心病的金标准，但有创、价格较为昂贵，临床上难以让可疑冠心病的患者接受。超声心动图因无创、价廉等优点，在临床普查中具有一定优势，随着超声新技术如斑点追踪成像等技术的发展，为定量评价室壁运动增加了新手段。本研究应用二维斑点追踪成像(2D- STI)技术对不同程度冠心病且合并心血管危险因素患者的左室心肌功能进行定量分析，探讨该技术对此类患者心肌功能受损的早期诊断价值。

1对象与方法

1.1对象与分组

在我院心内科住院可疑冠心病、合并心血管危险因素的患者入选本研究，入选标准：左室射血分数正常(≥55%)，二维超声未见节段性窒壁运动异常，冠状动脉造影单支或多支病变，窦性心律。排除标准：冠状动脉造影正常，心肌梗死，支架术后，起搏器术后，房颤，合并其他心血管或全身系统性疾病。共入选69例患者，根据造影结果分为冠状动脉狭窄≥75%组(A组)31例，男20例，女11例，年龄45～72岁，平均(55.2±8.6)岁；冠状动脉轻度狭窄(<50%)组(B组)38例，男19例，女19例，年龄44～71岁，平均(54.6±8.1)岁。合并主要的心血管危险因素包括糖尿病、高血压、高脂血症等。主要的危险因素及诊断标准如下。高血压：收缩压≥140 mmHg和/(或)舒张压≥90 mmHg(至少测量两次)，排除继发性高血压；糖尿病：空腹血糖≥7.0 mmol·L-1和(或)葡萄糖耐量试验2 h血糖或随机血糖≥ 11.1 mmol·L-1；血脂异常：总胆固醇≥5.18 mmol·L-1和(或)低密度脂蛋白≥3.37 mmol·L-1和(或)甘油三酯≥1.7 mmol·L-1。由心内科专业医师在DSA室行冠脉造影。另选35例正常人作为对照组(C组)，为2013年1月至2014年12月本院健康体检者，男23例，女12例，年龄39～70岁，平均(50.8±10.3)岁；经体检、胸片、心电图及超声心动图等检查除外全身或系统性疾病。

1.2仪器与方法

采用美国GE Vivid E9彩色多普勒超声诊断仪，M5S探头，2～4 MHz，40～90帧·s-1，探测深度15～18 cm，配备 GE Echo PAC超声工作站。受检者左侧卧位，平静呼吸，连接心电图，常规超声测量后分别采集心尖左室长轴、四腔和二腔观的二维灰阶动态图像，取稳定清晰的3个心动周期图像存盘，上述切面均要求图像标准化。

1.3数据测量

1.3.1常规2D指标测量左房收缩末期内径并用体表面积标准化获得标化后的左房内径(LADI)，左室舒张末期内径(LVDd)，左室收缩末期内径(LVDs)，室间隔厚度(IVSTd)，左室后壁厚度(LVPWTd)，Simpson法获得左室射血分数(LVEF)。

1.3.22D- STI模式启动存贮的动态图像，应用STI软件自动追踪心肌，分别对心尖位左室二腔、三腔及四腔切面动态图像进行分析，获得左室长轴方向18节段收缩期纵向应变，同时获取GLPS- LAX、GLPS- A4C、GLPS- A2C、GLPS- AVG的值。

1.4统计学处理

2结果

2.1一般资料比较

3组间年龄、心率差异无统计学意义(P>0.05)；A组、B组较C组血压、血糖、血脂增高(P<0.05)，而A组与B组之间比较差异无统计学差异(P>0.05)，见表1。

组别n年龄/岁心率/次·min-1收缩压/mmHg舒张压/mmHg空腹血糖/nmol·L-1甘油三脂/nmol·L-1总胆固醇/nmol·L-1低密度脂蛋白/nmol·L-1A组3155.2±8.273.3±9.6142.0±14.3a90.3±13.2a7.3±1.0a1.9±0.9a5.4±1.0a3.3±0.5aB组3854.6±8.172.1±10.3140.1±12.6a88.6±15.1a6.9±1.4a1.8±1.0a5.3±1.1a3.2±0.6aC组3550.8±10.370.4±7.8122.3±15.172.2±10.84.8±1.11.2±0.83.8±0.91.8±0.4

与C组比较，aP<0.05

2.2常规超声心动图参数的比较结果

3组间LADI、LVDd、LVDs、IVSTd、LVPWTd、LVEF 差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

组别nLADI/mm·m-2LVDd/mmLVDs/mmIVSTd/mmLVPWTd/mmLVEF/%A组3122.3±3.949.3±4.933.6±3.19.1±0.89.0±0.963.2±2.8B组3822.1±4.148.1±3.932.1±3.59.0±0.78.9±1.062.9±3.0C组3521.9±3.347.6±4.532.3±3.28.9±0.98.8±0.863.7±2.9

2.3二维斑点追踪参数比较

18个节段收缩期纵向应变：与C组比较，A组在前间隔、前壁、后间隔、侧壁的所有节段，后壁的基底段、中间段，下壁的中间段、心尖段收缩期纵向应变均减低，差异有统计学意义(P<0.05)；与C组比较，B组在前间隔与前壁的基底段、中间段，后间隔所有节段，侧壁的心尖段收缩期纵向应变减低，差异有统计学意义(P<0.05)；与B组比较，A组在前间隔的所有节段，前壁的中间段、心尖段，下壁、后壁的心尖段收缩期纵向应变减低，差异有统计学意义(P<0.05)；见表3。

左室长轴、四腔和二腔观的平均应变值比较：与C组比，A组、B组的GLPS- LAX、GLPS- A4C、GLPS- A2C、GLPS- AVG均减低，差异有统计学意义(P<0.05)；与B组比较，A组GLPS- LAX、GLPS- A4C、GLPS- A2C、GLPS- AVG均减低，差异有统计学意义(P<0.05)。见表4。

2.4ROC曲线检测诊断早期心肌功能受损截点结果

应用2D- STI技术获得的应变值来判断早期心肌功能受损，在整体基底段、中间段、心尖段应变值的截点分别为-17.5%、-19.5%、-23.5%；曲线下面积分别为0.700、0.704、0.718，敏感性分别为51.3%、65.6%、83.8%,特异性分别为84.3%、66.4%、53.8%。

3讨论

%

与C组比较，aP<0.05； 与B组比较，bP<0.05

%

与C组比较，aP<0.05； 与B组比较，bP<0.05

内皮损害、左心室肥厚、动脉粥样硬化直到发生冠心病时间可能要5~10年。冠心病导致的心肌缺血、心肌梗死和恶性心律失常等都是心脏性猝死直接原因[2]。因此，对冠心病合并多种心血管危险因素患者心脏大体结构尚未改变而心脏功能受损的早期发现具有重要意义。

多数冠心病患者虽然有冠脉狭窄，但常规二维超声难以检出明显的室壁运动异常。传统二维超声心动图依靠目测法定性分析室壁运动，或依靠室壁运动计分法半定量分析室壁运动，均存在较多主观性及经验性。通过二维或M型超声测量依赖图像的清晰度及观察者的主观判断，而许多LVEF正常的患者其心功能可能已经存在异常改变，容易被忽视[3]。且对范围较小的室壁运动异常容易漏诊，也不能早期发现室壁运动异常，对异常运动的心室壁无法准确定量，临床应用受限。

2D- STI是在二维图像的基础上，通过逐帧追踪心肌回声斑点的运动轨迹自动计算出斑点的应变参数[4]的方法。斑点追踪成像是新发展的室壁运动分析技术，可追踪识别心肌组织内回声斑点的空间运动，具有时间分辨率高以及不受声束夹角影响等优势[5]。心脏的二维超声图像由许多均匀分布于心肌内的声学斑点组成，这些斑点与心肌组织同步运动，斑点追踪成像能够连续追踪每个斑点运动轨迹，并定量分析心肌组织运动速度、应变、应变率，从而可以精确反映心肌功能状态。

心血管危险因素引起的一系列心肌代谢和结构异常及心室壁内微小血管病变，逐步影响心脏收缩、舒张功能。冠状动脉发生狭窄时首先引起心内膜心肌收缩功能障碍，而心内膜层主要由纵向心肌构成，损伤时主要反映在长轴方向运动功能异常。有研究表明：左心室纵向心肌舒缩产生的左室长轴方向心肌运动在左心室泵血中起重要作用[6]。心内膜下心肌的纵向应变值的改变能更敏感地反映心肌的病变[7]。因此，本研究主要观察受试者的心肌纵向应变的变化。目前，综合评价左室收缩功能的标准虽已建立，但局部心室功能异常常出现在全心功能有明显变化之前，故局部心室功能的检测更为重要[8]。冠状动脉狭窄时，常规超声心动图常表现为正常，但局部心肌的收缩及舒张功能可能已经发生损伤[9]。斑点追踪成像技术可定量评价左心室各节段室壁运动，对探测心肌的亚临床改变具有相当的优越性[10]。本研究所选取的具有心血管危险因素的冠心病患者虽冠状动脉造影呈现不同程度狭窄，但术前常规超声示LVEF正常、未见明显的室壁运动异常，房室腔内径无明显改变。在采用2D- STI技术分析左室壁运动后发现，与对照组比较，合并心血管危险因素且冠脉狭窄<50%患者左室壁部分节段纵向收缩期应变及整体平均应变值均不同程度减低；而合并心血管危险因素且冠脉狭窄≥75%的患者左室壁纵向收缩期应变值和平均应变值减低更为明显。在应用常规超声检测左室整体收缩功能正常情况下，2D- STI可早期发现整体及局部心肌功能的减退，提示患者已存在整体及节段性室壁运动异常的可能。这与既往研究所示2D- STI显示缺血或梗死的心肌节段应变显著低于运动正常的心肌节段[11]相一致。应用ROC曲线评价左心室心肌整体应变参数，判断早期心肌功能受损的应变值在基底段、中间段、心尖段曲线下面积均>0.7，准确性较好，截点数值可为临床诊断早期心肌功能受损提供一定的参考价值，当应变值低于此截点时需引起临床重视，不排除有心肌功能受损的风险。

2D- STI技术可以为常规超声心动图检查无法发现的早期心肌功能受损提供了一种新的无创、有效的检查方法。为临床定量评价左心室局部及整体收缩功能提供了简便实用、准确可靠的新方法。

本研究的不足之处在于心肌变形实际为三维复杂空间的形态改变，2D- STI检测的仍是二维变形，有一定的局限性，随着三维超声及三维斑点追踪技术的发展，将可更真实、全面地反映心肌运动情况。

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Diagnostic value of the change of early myocardium function in patients by two- dimensional speckle tracking imaging

CAO Yi，YANG Hui，WANG Yan，TAO Man，ZENG Ping，LI Bin- bin，WU Hong- ning

(DepartmentofEchocardiography，NanjingChestHospitalAffiliatedtoMedicalCollegeofSoutheastUniversity，Nanjing210029，China)

[Abstract]Objective: To evaluate the change of early myocardial function in patients with coronary heart disease associated with risks factors by two- dimensional speckle tracking imaging(2D- STI). Methods: The patients with coronary heart disease associated with risks factors were divided into two groups according to the coronary artery angiography. 31 patients with coronary heart disease (stenosis ≥75%) were in group A， 38 patients with coronary mild stenosis(stenosis<50%) were in group B， 35 normal controls were in group C.Dynamic images were recorded from the left ventricular long axis view，the four- chamber view，the two- chamber view. The peak systolic longitudinal strains of 18 segments were obtained by 2D- STI. Results: The peak systolic longitudinal strain of all segments in anterior septum，anterior wall，posterior septum，lateral wall;the basal and middle segments in posterior wall;the middle and apical segments in inferior wall were significantly decreased in group A than the group C(P<0.05).The peak systolic longitudinal strain of the basal and middle segments in anterior septum and anterior wall;all segments in posterior septum;the apical segment in the lateral wall were significantly decreased in group B than the group C(P<0.05).The peak systolic longitudinal strain of all segments in anterior septum;the middle and apical segments in anterior wall; the apical segments in inferior wall and posterior wall were significantly decreased in group A than the group B(P<0.05).The GLPS- LAX，GLPS- A4C，GLPS- A2C and GLPS- AVG were significantly decreased in group A and group B than the group C(P<0.05). The ROC curve analysis showed the cutoff point of the strain were -17.5%，-19.5%，-23.5% in basal segment， middle segment and apical segment， with sensitivity of 51.3%,65.6%,83.8% and specificity of 84.3%,66.4%,53.8%. Conclusions: 2D- STI can realize quantitative assessment of left ventricular myocardium function and can be used to identify the early change in patients with coronary heart disease associated with risks factors．

[Key words]echocardiography; speckle tracking imaging; coronary heart disease; myocardium function

doi:10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.01.010

[中图分类号]R543.3； R445.1

[文献标识码]A

[文章编号]1671- 6264(2016)01- 0046- 05

[通信作者]吴红宁E- mail:wuhongningdr@126.com

[作者简介]曹怡(1979-)，女，江苏南京人，主治医师，医学硕士。E- mail:caoyi2119@126.com.

[基金项目]南京市医学科技发展项目(YKK13092)

[收稿日期]2015- 06- 22[修回日期] 2015- 09- 21

[引文格式] 曹怡，杨慧，王燕，等.应用二维斑点追踪成像技术评价早期心肌功能受损的临床价值[J].东南大学学报:医学版，2016，35(1)：46- 50.

·论著·