三维斑点追踪超声心动图在评价心肌缺血严重性中的应用价值

陈小珠，刘淑军，唐昌忠，康文慧，杨 震

(深圳市龙华新区人民医院超声科， 广东 深圳 518109)

三维斑点追踪超声心动图在评价心肌缺血严重性中的应用价值

陈小珠，刘淑军，唐昌忠，康文慧，杨 震

(深圳市龙华新区人民医院超声科， 广东 深圳 518109)

目的 应用三维斑点追踪超声心动图(3D-STE)评价冠心病缺血心肌与梗死心肌的应变，探讨其在评价左室心肌缺血严重性中的价值。方法 对40例冠心病患者(冠心病组，其中心绞痛20例、心肌梗死20例)及2O例体检正常者(对照组)进行3D-STE检测，得出左室整体纵向应变(GLS)、环周应变(GCS)、径向应变(GRS)、面积应变值(GAS)及各节段纵向应变(LS)、环周应变(CS)、径向应变(RS)、面积应变值(AS)的收缩期峰值，并以冠脉造影(CAG)检测结果为金标准，分析各心肌应变参数与心肌缺血严重性的关系。结果 与对照组对比，冠心病组的左室整体应变(GLS、GCS、GRS及GAS)均降低(P<0.05)。与CAG检测结果比较，左室前壁AS判断心肌严重缺血的最佳截断值、敏感性、特异性及AUC分别为-13.8%、95.0%、95.0%、0.9。结论 3D-STE定量分析梗死心肌和缺血心肌的应变，能够反映心肌缺血的严重程度；节段AS可能是定量评价心肌缺血严重性的良好指标。

三维超声心动图； 斑点追踪； 应变； 心肌梗死； 心肌缺血

左室壁节段性运动异常是常规超声心动图诊断冠心病心肌缺血的要点和难点。常规超声心动图通过识辨二维灰阶图像上显示的左室节段性室壁运动异常(SWMA)及室壁增厚率异常作为诊断冠心病、尤其是心肌梗死的特征，其结果易受观察者主观因素影响,敏感度较低；部分冠心病患者虽已出现严重的冠脉狭窄,常规超声心动图难以检出明显的室壁运动异常，确诊有赖于冠脉造影[1]。为了快速、准确诊断冠心病，已有多种新型超声成像技术先后面世。本文通过三维斑点追踪超声心动图(three dimensional speckle tracking echocardiography，3D-STE)测量左室壁不同节段在三维方向的应变，界定左室梗死心肌和缺血心肌的特征，探讨其在评价左室心肌缺血严重性中的价值，为诊断冠心病心肌缺血严重性提供新的手段。

1 对象与方法

1.1 研究对象

收集2013年12月至2015年12月在深圳市龙华新区人民医院临床确诊的冠心病患者40例(冠心病组)，男32例，女8例，平均(62.57±13.90)岁，所有患者均接受了冠脉造影检查。其中心绞痛患者20例，男15例，女5例，平均年龄(55.34±12.26)岁；急性前壁心肌梗死患者20例，男17例，女3例，年龄(54.37±15.20)岁，梗死时间为6～20 d。另选20例体检正常者作为对照组，男16例，女4例，平均年龄(53．78±13.04)岁。

1.2 设备和检测方法

设备应用GE Vivid E9超声诊断仪，4V矩阵探头，频率1.5～4.0 MHz，4D Auto LVQ分析软件。所有受检者均取左侧卧位，同步记录心电图，经胸心尖四腔观采集左室三维容积动态图像。启动4D Auto LVQ分析软件，获取左室整体纵向应变(GLS)、环周应变(GCS)、径向应变(GRS)、面积应变(GAS)及各节段纵向应变(LS)、环周应变(CS)、径向应变(RS)、面积应变(AS)彩色编码牛眼图。检查每个节段，确保其图像随源2D图像一起移动，调节控触面板上的Segment控件，以突出显示各个节段，并评估追踪质量，按Reject segment可删除追踪效果差的节段，此时将删除被拒绝节段的曲线，在牛眼图中相应节段标记为“×”，按Approve segment可核准先前被拒绝的节段。图像排除标准：1)图像质量不佳，左室17节段中被拒绝节段>3个，或左冠状动脉前降支(LAD)供血节段(包括前壁基底段、前间隔基底段、前壁中间段、前间隔中间段、前壁心尖段、室间隔心尖段、心尖部)中被拒绝节段>2个；2)左心室壁的一个重要部分(>25%)在超声波扇区外；3)采集数据中有一个容积速率低于心率的40%；4)采集含有“缝合”伪像或严重的混响伪像。计算左室前壁收缩期纵向应变(AW-LS)、环周应变(AW-CS)、径向应变(AW-RS)、面积应变(AW-AS)的平均值，比较2组上述参数的差异。以冠脉造影(CAG)结果作为金标准，分别计算AW-LS、AW-CS、AW-RS、AW-AS，判断LAD严重狭窄的最佳截断值、敏感性、特异性及ROC曲线下面积(areas under the ROC curve，AUC)。

1.3 统计学方法

2 结果

冠心病组心绞痛患者与急性前壁心肌梗死患者的左室整体应变各参数均较对照组明显降低(P<0.05)，见表1。

表1 2组左室整体应变各参数比较 ±s，%

*P<0.05与对照组比较。

冠心病组左室壁节段应变规律消失，急性前壁心肌梗死患者前壁及前间壁的长轴、短轴收缩期峰值各应变值及平均应变值均严重减低(图1)。而正常组左室长轴纵向和左室短轴环周收缩期峰值应变及平均应变从心尖水平至中间段水平再到基底水平呈逐渐减低的趋势，左室短轴径向收缩期峰值应变及平均应变从心尖水平至中间段水平再到基底水平呈逐渐增大的趋势。急性前壁心肌梗死患者前壁和前间壁节段AS值较对照组显著减少(P<0.05)，见表2。

左侧为6个左室切面的灰阶图，右上图为左室17节段AS-时间曲线，右下图为17节段AS牛眼图。

组别n前间壁前壁侧壁后壁下壁后间壁冠心病组 心绞痛20-25.4±6.5-16.4±4.8-20.9±5.2-23.9±6.9-26.0±5.6-26.6±7.4 心肌梗死20-16.4±5.4*-10.1±3.5*-19.9±6.2-22.9±7.0-25.8±6.7-22.6±5.7对照组20-36.5±8.5-35.7±7.2-28.2±6.5-27.5±7.6-29.3±5.3-33.4±7.8

*P<0.05与对照组比较。

以CAG为金标准，左室前壁各应变参数均可用来判断前壁严重缺血，AUC均在0.7～0.9之间，有一定准确性；特别是AW-AS，以-13.8%为截断值，判断前壁严重缺血的敏感性、特异性均可达95.0%，AUC为0.9。见表3。

表3 冠心病前壁严重缺血各应变参数ROC曲线分析

+:阳性；-：阴性。

3 讨论

随着超声探头技术及分析软件的不断进展与更新，实时三维心脏超声图像质量、帧容积数及图像定量分析能力不断完善。目前实时三维斑点追踪超声心动图(3D-STE)可获取较高帧容积的动态三维心脏图像，通过逐帧追踪三维灰阶图像的上自然斑点信号，获取左心室整体及各节段的纵向、环周、径向、面积应变-时间曲线，并以牛眼图的形式显示上述各项参数值。

本研究采用3D-STE检测40例冠心病患者(其中心绞痛患者20例、急性前壁心肌梗死患者20例)左室壁不同节段在三维方向的应变，并与20例正常者对照，结果显示对照组左室长轴纵向和左室短轴环周收缩期峰值应变及平均应变从心尖水平至中间段水平再到基底段水平呈逐渐减低的趋势，而左室短轴径向收缩期峰值应变及平均应变从心尖水平至中间段水平再到基底段水平呈逐渐增大的趋势，与马静等[2]报道的结果一致。这个结果的产生可能与左室心肌特有的解剖结构相关：左室壁由内纵、中环、外斜三层不同的螺旋肌束构成，內纵及外斜肌自心基底部向心尖部助推，使心室腔沿纵径缩短，在心尖部产生大的纵向及环周形变以保证最大能效的泵血，故心尖部产生的纵向及环周应变最大；中层的环形肌束在心室基底段水平和中间段水平构成比例较大，在心尖水平构成比例较小，使心室腔内径在基底段水平和中间段水平有效缩小的径向应变大，心尖部所起的作用最小，即心尖部径向应变最小。而冠心病组的左室各水平的长轴、短轴收缩期峰值应变及平均应变却没有此变化规律，考虑其可能原因是由于冠状动脉狭窄，导致心肌缺血受损，心肌组织发生重构甚至紊乱，导致原本正常的心肌收缩力学特性发生变化[3]；其中急性前壁心肌梗死患者心肌节段各应变值及平均应变值严重减低，特别是面积应变。本研究以CAG结果作为金标准，分别计算AW-LS、AW-CS、AW-AS、AW-RS，LS、RS、AS的AUC均在0.8～0.9，对预测冠状动脉左前降支的严重狭窄有一定的准确性；尤其左室前壁面积应变收缩期峰值，以-13.8%为截断值，判断前壁严重缺血的敏感性、特异性均可达95.0%，AUC为0.9。这与王丁等[4]的研究结论相似。Ternacle等[5]研究明确指出3D-STE的应变能够判断冠心病心肌缺血的严重程度。Leosco等[6]报道3D-STE研究缺血心肌应变标记出的心肌运动异常节段与心脏SPECTI-MIBG的标记一致。

综上所述，3D-STE研究梗死心肌和缺血心肌的应变，能够反映局部和整体心肌运动，判断心肌的缺血变化及严重程度。节段面积应变值(AS)可能是定量评价心肌缺血严重性的良好指标。

[1] 张文杰，司芩，杨璐.动态心电图与超声心动图诊断冠心病无症状性心肌缺血的价值比较[J].现代仪器，2011,17(4):24-25.

[2] 马静，陈明.三维斑点追踪成像技术评价冠心病患者左心室心肌应变的临床价值[J].山西医科大学学报，2013,44(52)：342-345.

[3] 丁晓明，张旖文，杨性安.三维斑点追踪技术判断冠状动脉左前降支重度狭窄的价值[J].心脑血管病防治，2013,13(3):179-182.

[4] 王丁，邓又斌，黄润青，等.超声三维斑点追踪技术定量评价不同部位心肌梗死患者心功能的研究[J].中国超声医学杂志，2013，29(7)：610-614.

[5] Ternacle J,Gallet R,Champagne S,et al.Changes in three-dimensional speckle-tracking-derived myocardial strain during percutaneous coronary intervention[J].J Am Soc Echocardiogr，2013，26(12):1444-1449.

[6] Leosco D,Parisi V,Pellegrino T,et al.Alterations of left ventricular deformation and cardiac sympathetic derangement in patients with systolic heart failure：a 3D speckle tracking echocardiography and cardiac I-MIBG study[J].Eur J Nucl Med Mol Imaging，2015，42(10):1601-1611.

(责任编辑：况荣华)

Assessment of Myocardial Ischemia Severity by Three-Dimensional Speckle Tracking Echocardiography

CHEN Xiao-zhu,LIU Shu-jun,TANG Chang-zhong,KANG Wen-hui,YANG Zheng

(DepartmentofUltrasound,LonghuaNewDistrictPeople’sHospital,Shenzhen518109,China)

Objective To assess the value of strains of ischemic and infarcted myocardium for reflecting the severity of left ventricular myocardial ischemia by using three-dimensional speckle tracking echocardiography(3D-STE) in patients with coronary heart disease(CHD).MethodsThe 3D-STE was performed in 40 patients with CHD(CHD group,20 patients with angina pectoris and 20 patients with myocardial infarction) and 20 normal subjects(control group) to obtain the left ventricular global and segmental longitudinal strain(LS),circumferential strain(CS),radial strain(RS) and area strain(AS).The relationship between myocardial strain parameters and severity of myocardial ischemia was analyzed using coronary angiography(CAG) as the gold standard.Results Compared with control group,left ventricular global strain(GLS,GCS,GRS and GAS),especially anterior and anteroseptal LS,RS and AS,significantly decreased in CHD group(P<0.05).Compared with CAG results,optimal truncation value,sensitivity,specificity and AUC of left ventricular anterior wall AS for judging severe myocardial ischemia were -13.8%,95.0%,95.0% and 0.9,respectively.Conclusion Quantitative analysis of strains of ischemic and infarcted myocardium with 3D-STE can reflect the severity of myocardial ischemia.Segmental AS may be a good indicator for assessing the severity of myocardial ischemia.

three-dimensional echocardiography; speckle tracking; strain; myocardial infarction; myocardial ischemia

2016-07-22

深圳市龙华新区科技计划项目(1030099)

陈小珠(1964—)，女，硕士，主任医师，主要从事心血管超声的临床应用研究。

R445.1

A

1009-8194(2016)10-0058-04

10.13764/j.cnki.lcsy.2016.10.022