三维斑点追踪成像评价轻型系统性红斑狼疮患者左心室收缩功能

Three-dimensional Speckle Tracking Imaging for the Assessment of Left Ventricular Systolic Function of Mild Systemic Lupus Erythematosus

高　帅 GAO Shuai孙志丹 SUN Zhidan徐　静 XU Jing李　碧 LI Bi



三维斑点追踪成像评价轻型系统性红斑狼疮患者左心室收缩功能

Three-dimensional Speckle Tracking Imaging for the Assessment of Left Ventricular Systolic Function of Mild Systemic Lupus Erythematosus

高帅 GAO Shuai
孙志丹 SUN Zhidan
徐静 XU Jing
李碧 LI Bi

【摘要】目的 系统性红斑狼疮（SLE）心脏受损较多，且多数无明显症状。本研究应用三维斑点追踪成像（3D-STI）评价轻型SLE患者的左心室收缩功能，以更早地诊断轻型SLE患者心脏功能改变。资料与方法选择临床确诊的36例轻型SLE患者，并以40例健康志愿者作为对照组。两组受检者均进行常规超声心动图及3D-STI检查，比较两组左心室舒张末期内径（LVEDd）、左心室收缩末期内径（LVEDs）、室间隔舒张末期厚度（IVSd）、左心室后壁舒张末期厚度（LVPWd）、左心室舒张末期容积（LVEDV）、左心室收缩末期容积（LVESV）、左心室射血分数（LVEF）、左心室整体纵向应变（GLS）、左心室整体圆周应变（GCS）、左心室整体径向应变（GRS）及左心室整体面积应变（GAS）。结果研究组GLS、GCS、GRS、GAS均较对照组减低，差异有统计学意义（P<0.05）；研究组LVEDd 、LVEDs、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、LVEF与对照组比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。结论3D-STI可以对轻型SLE患者左心室整体收缩功能的改变做出客观的评价，为临床监测心脏功能提供帮助。

【关键词】红斑狼疮，系统性；超声心动描记术，三维；斑点追踪成像；心室功能，左

论著Original Research

作者单位

辽宁医学院附属第一医院超声科辽宁锦州121000

Department of Ultrasound, the First Affiliated Hospital of Liaoning Medical University,

Jinzhou121000, China

Address Correspondence to: SUN Zhidan

E-mail: szdpost@sina.com

R593.24+1；R445.1

修回日期：2015-10-09

中国医学影像学杂志

2016年 第24卷1期：16-18，23

系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是一种自身免疫反应引起的多系统病变，主要累及多个器官的间质和血管，年轻女性发病率高于男性。SLE心脏受损较多，其中50%以上的SLE患者累及心脏时无明显症状[1]，极易被忽视。常规超声检查只有当心脏的形态及结构发生改变时才能发现病变，但此时心脏受损已达不可逆程度。本研究拟采用三维斑点追踪成像（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）评价轻型SLE患者心脏受累情况，更早地诊断轻型SLE患者心脏功能改变，为临床治疗及干预做出客观评价。

1　资料与方法

1.1研究对象纳入2014年7月—2015年7月在辽宁医学院附属第一医院确诊为SLE的36例患者作为研究组，均符合美国风湿病学会1997年的诊断标准[2]，并根据中华医学会风湿学分会诊断标准诊断为轻型SLE[3]：诊断明确或高度怀疑，但临床症状稳定且无明显内脏损害，系统性红斑狼疮疾病活动性指数积分<10分；常规超声心动图检查左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）≥50%，心脏形态均未发生改变。其中男1例，女35例；年龄24~51岁，平均（38.5±9.2）岁。排除原发性高血压、冠心病、先天性心脏病、糖尿病、肺心病、肥厚型心肌病、目前或年轻时是专业运动员或接受过高强度体能训练等可能影响心脏功能及形态的疾病。选择同期在辽宁医学院附属第一医院进行体检的40例健康志愿者作为对照组，其中男2例，女38例；年龄20~50岁，平均（36.6±8.8）岁，经体检各项指标均在正常范围内，目前或年轻时非专业运动员，并未接受过高强度体能训练。研究组与对照组受检者年龄、性别、体重及身高比较，差异无统计学意义（P>0.05）。本研究所有受检者均签署知情同意书。

1.2仪器与方法采用GE vivid E9彩色多普勒超声诊断仪，配有4V-D探头，频率1.5~4.0 MHz。受检者取左侧卧位，平静呼吸，同步连接心电图。使用4V-D探头，先在2D模式上选择标准心尖四腔切面，然后转换成4D模式，帧频>25帧/秒，然后嘱受检者屏气，连续采集4个心动周期的三维全容积图像并存储。记录常规超声指标，包括左心室舒张末期内径（left ventricular end-diastolic diameter，LVEDd）、左心室收缩末期内径（left ventricular end-systolic diameter，LVEDs）、室间隔舒张末期厚度（interventricular septal depth，IVSd）、左心室后壁舒张末期厚度（left ventricular posterior wall depth，LVPWd）、左心室舒张末期容积（left ventricular enddiastolic volume，LVEDV）、左心室收缩末期容积（left ventricular end-systolic volume，LVESV）、LVEF。

1.3图像分析在“Measure”菜单中选择“Volume”下的“4D AUTO LVQ”功能键，选取心尖四腔清晰图像，调节基线与二尖瓣后叶重合。4D Auto LVQ软件自动勾画出左心室内膜及外膜边界，如不满意可手动调整描记曲线，确认勾画后，软件可自动算出收缩期整体纵向应变（global longitudinal strain，GLS）、收缩期整体圆周应变（global circumferential strain，GCS）、收缩期整体径向应变（global radial strain，GRS）、收缩期整体面积应变（global area strain，GAS），并做出应变值曲线。

1.4统计学方法采用SPSS 17.0软件，计量资料组间比较采用成组资料t检验，P<0.05表示差异有统计学意义。

2　结果

2.1常规超声指标比较两组LVEDd、LVEDs、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、LVEF比较，差异均无统计学意义（P>0.05），见表1。

2.23D-STI指标比较研究组GLS、GCS、GRS、GAS均低于对照组，两组比较，差异均有统计学意义（P<0.05），见表2及图1、2。

表1　两组常规超声指标比较

表2　两组超声3D-STI指标比较（%）

3　讨论

SLE好发于育龄期女性，心脏是SLE的主要受损器官之一，SLE心肌损害的病理基础是由于纤维蛋白样变性、炎症细胞浸润及肌束间结缔组织水肿所致[4]；也有学者认为心肌病变与抗心磷脂抗体、抗心肌抗体及抗核糖核蛋白抗体有关，目前尚无定论。SLE也可造成血管内皮损伤，引发冠状动脉病变，导致相应冠状动脉供血区域心肌缺血[5-7]。上述原因均可导致心肌形变能力减低，进而减弱心脏收缩功能。心肌活检是诊断心肌受累的“金标准”，但为有创性检查，一般患者很难接受，临床应用受到很大的限制，超声检查相对于心肌活检来说具有安全、无创、易接受等优势。

图1　轻型SLE患者应变曲线及17节段牛眼图。A~D分别为GLS、GCS、GRS、GAS，箭头示整体应变值均小于正常人

图2　正常人应变曲线及17节段牛眼图。A~D分别为GLS、GCS、GRS、GAS

常规超声已经用于监测SLE患者的心脏功能改变，但此检查只能对心脏大小、形态、射血分数及舒张功能等常规项目做出诊断。由于心脏运动有其独特的复杂性，故常规超声很难用于监测一些早期SLE心脏形态及常规功能并未发生明显改变的患者。组织多普勒成像、二维斑点追踪成像（2D-STI）均在一定程度上对复杂的心肌运动做出了量化测量，但组织多普勒成像有角度依赖性、2D-STI在二维平面不能完全追踪斑点运动[8]等。3D-STI在三维立体空间层面对心肌组织斑点进行追踪，在一定程度上减少了信息缺失，与正常心脏结构及功能有更好的耦合性[9]。郭娟等[10]应用3D-STI与2D-STI同时对正常青年左心室收缩功能进行测量，研究结果显示GAS与LVEF有更好的相关性。近年已有研究对甲状腺功能减退、2型糖尿病及肥厚型心肌病患者左心室功能进行3D-STI研究，并取得了有价值的结果[11-13]。

本研究结果显示，研究组与对照组常规超声测量指标无明显差异，而研究组GLS、GCS、GRS、GAS的应变值均较对照组降低（P<0.05），这与既往应用2D-STI研究SLE患者左心室功能[14-15]的结果基本一致，其原因可能为免疫复合物沉积于心肌造成心肌炎症，使心肌形变能力下降。SLE患者本身血管内皮易损伤，冠状动脉内皮受损导致冠心病提早发生，病变的冠状动脉相应供血区域心肌细胞供血减少，使心肌形变能力下降，上述原因致使SLE患者心肌的形变能力降低，进一步发展将引起心脏收缩功能下降。3D-STI测得的应变是心脏的整体应变，较2D-STI测得的结果更具有代表性，并且应用3D-STI所得面积应变仍降低，结合GLS、GCS、GRS结果表明3D-STI可以更早、更全面地反映SLE患者左心室的收缩功能改变。

本研究的局限性在于研究样本量较小，未排除受检者地域等特异性因素的影响，研究结果仍需进一步探讨。同时，3D-STI也有其自身的局限性：①3D-STI要求清晰、高质量的图像；②图像后处理时心内膜的人为描记是否准确；③患者的心率、体型等客观因素影响等[16]。

总之，3D-STI可以更敏感、更准确地评价早期SLE患者左心室收缩功能，尤其是3D-STI所独有的GAS与LVEF的相关性更高，可以为临床治疗及评估治疗效果提供更客观、更全面的依据。

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（本文编辑张春辉）

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24(1): 16-18, 23

【Abstract】Purpose Heart damage occurs frequently in patients with systemic lupus erythematosus(SLE), and most of the patients have no obvious symptoms. In this study, three-dimensional speckle tracking imaging (3D-STI) was used to assess the systolic function of left ventricle, for early diagnosis of cardiac function changes in patients with mild SLE.Materials and Methods Thirty-six patients with clinical diagnosed mild SLE were enrolled and 40 healthy volunteers were selected as control group. All the participants underwent both conventional echocardiographic and 3D-STI examinations, left ventricular end-diastolic diameter (LVEDd), left ventricular end-systolic diameter (LVEDs), interventricular septal depth (IVSd), left ventricular posterior wall depth (LVPWd), left ventricular end-diastolic volume (LVEDV), left ventricular end-systolic volume (LVESV), left ventricular ejection fraction (LVEF), left ventricular global longitudinal strain (GLS), left ventricular global circumferential strain (GCS), left ventricular global radial strain (GRS) and left ventricular global area strain (GAS) were compared between the two groups.Results The GLS, GCS, GRS and GAS of the study group were all lower than the control group, and the difference was statistically significant (P<0.05). There was no statistically significant difference between the two groups on LVEDd, LVEDs, IVSd, LVPWd, LVEDV, LVESV and LVEF (P>0.05).Conclusion 3D-STI is able to make an objective evaluation of the left ventricular systolic function for patients with mild SLE, and provide help for clinical cardiac function monitoring.

【Key words】Lupus erythematosus, systemic; Echocardiography, three-dimensional; Speckle tracking imaging; Ventricular function, left

收稿日期：2015-08-19

中图分类号

通讯作者孙志丹

Doi：10.3969/j.issn.1005-5185.2016.01.005