类风湿关节炎患者左室整体收缩功能的超声三维斑点追踪成像技术评价

张瑞芳，段会参，郭海燕，雷留彬，孙璐璐

郑州大学第一附属医院超声科 郑州 450052



类风湿关节炎患者左室整体收缩功能的超声三维斑点追踪成像技术评价

张瑞芳△，段会参，郭海燕，雷留彬，孙璐璐

郑州大学第一附属医院超声科 郑州 450052

超声心动描记术；三维；类风湿关节炎；左室功能；斑点追踪成像；应变

目的：应用超声三维斑点追踪成像(3D-STI)技术分析类风湿关节炎(RA)患者左室心肌应变，评价其左室整体收缩功能。方法：选取RA患者30例(RA组)及年龄、性别相匹配的健康体检者30例(对照组)，分别行经胸常规二维超声心动图获取左室射血分数(LVEF)、左室舒张末期容积(LVEDV)、左室收缩末期容积(LVESV)等指标；采集左室三维全容积动态图像并运用3D-STI分析软件进行分析，获得左室心肌整体纵向应变(GLS)、圆周应变(GCS)、径向应变(GRS)、面积应变(GAS)；比较2组间上述指标的差异。结果：①与对照组比较，RA组GLS、GCS、GRS及GAS均减低，差异有统计学意义(P<0.05)。②GLS、GCS、GRS和GAS诊断RA患者左室收缩功能损伤的曲线下面积分别为0.83、0.74、0.67和0.86。③RA组左室GLS、GCS、GRS、GAS与病程有关(r=0.631、0.365、-0.325、0.680，P均<0.05)。结论：3D-STI能简便、准确评价RA患者左室整体收缩功能的早期变化。

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种慢性的累及全身多系统的自身免疫性疾病，可侵犯心包、心肌、心瓣膜、冠状动脉等结构，引起一系列的心血管病变。近年来，RA导致的心脏损害越来越受到关注。三维斑点追踪成像(three-dimensional speckle tracking imaging,3D-STI)技术作为评价心肌应变的一项新技术，克服了组织多普勒显像的角度依赖性和二维斑点追踪成像技术的空间局限性,其评估左室收缩功能的价值在动物实验和临床研究[1-2]中已经得到初步证实。该研究旨在探讨应用3D-STI技术评价RA患者左室收缩功能的临床价值，现将结果报道如下。

1　对象与方法

1.1研究对象选取郑州大学第一附属医院收治的RA患者30例(RA组)，男8例，女22例，年龄20～65(49.11±11.29)岁,病程(7.49±5.68) a。入选标准：按照2009年美国风湿病学会和欧洲抗风湿病联盟提出的RA分类标准确诊的患者，无心脏病史、心血管事件家族史、高血压病史、糖尿病史。排除标准：声窗不满意，患有其他影响心肌功能的疾病。对照组：年龄、性别与RA组相匹配的健康体检者30例，男5例，女25例，年龄34～62(48.78±10.24)岁；所有受检者常规测量肱动脉血压(收缩压/舒张压)及体质指数(BMI),受检者均获知情同意。

1.2仪器与方法

1.2.1仪器采用日本Toshiba Artida彩色多普勒超声诊断仪，配备PST-30SBT二维探头(频率2.5 MHz)、PST-25SX三维矩阵探头(频率3.0 MHz)，3DT图像采集及处理软件。

1.2.2方法常规超声心动图检查：嘱受检者取左侧卧位，平静呼吸，连接心电图，采用PST-30SBT二维探头测量左室舒张末内径(LVEDD)、左室收缩末内径(LVESD)；采用双平面Simpson法测量左室舒张末期容积(LVEDV)、左室收缩末期容积(LVESV)、左室短轴缩短率(LVFS)及左室射血分数(LVEF)；采用PW方法测定二尖瓣口舒张早期/舒张末期峰值流速(E/A)。

3D-STI图像采集及分析：采用PST-25SX三维矩阵探头，连续采集4个周期的动态三维全容积图像，储存并进行脱机分析。进入4D模式，分别选取心尖四腔和两腔观清晰图像，将左室均分为三等份，选取二尖瓣环基底部2个点及心尖最远端心内膜1个点。进入3DT状态，软件自动勾画出左室心内膜和心外膜边界，必要时可人工移动斑点，保证回声斑点位于心肌内。启动Start按钮，软件可自动得出左室各个方向整体应变曲线及左室整体纵向应变(GLS)、圆周应变(GCS)、径向应变(GRS)和面积应变(GAS)，分析结束后将数据及图像导出。

1.3统计学处理采用SPSS 17.0进行统计学处理。RA组与对照组间一般资料、常规超声结果及3D-STI指标(GLS、GRS、GCS及GAS)结果的比较均采用两独立样本的t检验；绘制3D-STI测量指标的受试者工作特征(ROC)曲线，分析各指标的检测效能；RA组3D-STI测量指标与病程的关系采用Pearson相关进行分析。检验水准α=0.05。

2　结果

2.12组间一般资料及常规超声测量结果比较见表1。2组间比较，差异均无统计学意义。

表1　2组间一般资料及常规超声测量指标的比较

1 mmHg=0.133 kPa。

2.22组间3D-STI测量指标比较见表2。RA组左室GLS、GRS、GCS及GAS均较对照组减少，差异有统计学意义。

表2　2组间3D-STI测量指标比较　%

2.33D-STI测量指标检测RA患者左室收缩功能损伤的价值ROC曲线见图1。由图1可知，左室GLS、GCS、GRS和GAS的曲线下面积分别为0.83、0.74、0.67和0.86，其中GAS曲线下面积最大。

图1　3D-STI技术各应变参数的ROC曲线图

2.4RA组3D-STI测量指标与病程的关系左室GLS、GCS、GRS、GAS与病程有关(r=0.631、0.365、-0.325、0.680，P均<0.05)。

3　讨论

3D-STI是基于实时三维超声心动图和斑点追踪技术的基本原理发展起来的在三维立体空间范围内追踪心肌运动轨迹的一种新技术。它采用实时三维超声矩阵探头，同时获取一个锥体容积内的真实立体图像而无需进行图像重建，并获得左室心肌16节段的应变和不同步参数，弥补了二维斑点追踪成像技术“跨平面失追踪”的缺陷，能在三维空间内真实全面地反映心肌的复杂运动，对于评价左室收缩功能有更多的优势。初步研究[3]表明，该技术具有简单可行且重复性好的优点，能够对各个方向的心肌形变做出定量分析。

RA患者关节外的表现以心血管受累最为常见，RA病死者中约40%死于心血管疾病，其中缺血性心脏病和心力衰竭是死亡的主要原因[4]，早期发现RA患者左室收缩功能的损伤并及时干预对于预防不良心血管事件的发生具有一定的价值。该研究中30例RA患者常规超声心动图检查结果与对照组比较显示，2组间 LVEF、LVFS、E/A等参数差异均无统计学意义，可能因为RA患者心脏病变早期起病隐匿，常规超声心动图通过左室容积变化及室壁运动得出LVEF评价左室收缩功能，并不能直接检出心肌损伤早期运动的微小变化。部分RA患者虽经2种或2种以上药物联合治疗后病情仍有活动[5]，血液中炎症因子的长期存在导致心肌的缺血性改变、心肌细胞胶原沉着、间质纤维化，甚至引起弥漫性坏死性或肉芽肿性心肌炎，这一系列病理生理改变可累及心肌内、外层纵行心肌及中层环形心肌，最终导致各层心肌不同方向上收缩形变能力下降。该研究中RA患者左室GLS、GRS、GCS及GAS均较对照组减低，证实3D-STI可以敏感检测到心肌缺血引起的心肌功能改变，Seo等[1]亦在阻断羊的冠状动脉血流引发心肌缺血的实验中证明了此观点。3D-STI每单位采集容积可以产生几千个追踪点，并能在较小的组织运动位移范围内(2 mm)获得较高的测量精度(0.4 mm)[6]，因此3D-STI对于检出心肌应变变化可能较传统超声评价指标有更高的敏感度。

该研究中ROC曲线显示，左室GLS、GCS、GRS和GAS的曲线下面积分别为0.83、0.74、0.67和0.86，这表明各参数对于诊断RA患者左室收缩功能早期损伤均有一定价值，其中GAS更为敏感。GAS作为3D-STI技术评价左室收缩功能的新参数，通过追踪心内膜边界面积的变化反映心肌的应变，它综合了GLS和GCS，能更真实、全面地反映室壁的运动[7]。RA患者心肌缺血及心肌炎症累及内膜下或中层心肌，引起GLS及GCS减低，综合表现为心内膜面积变化率减低。Kleijn等[8]认为GAS在评估正常及缺血心肌中的价值优于其他应变参数。另外，RA炎症因子的长期作用引起的心脏功能损伤随着病程的延长而加重，心肌形变能力随之逐渐减低，该研究结果显示GLS、GCS、GRS、GAS与病程均存在一定的相关性，这与以往研究[9]结果相似。

该研究的局限性：①该研究仅对反映左室整体心肌应变的3D-STI参数作了分析，未涉及各个节段的心肌应变参数。②3D-STI技术时间分辨率较低。③图像质量欠佳时影响追踪的准确性。

综上所述，3D-STI技术能简便、准确评价RA患者左室收缩功能的早期变化，为临床采取干预措施预防不良心血管事件的发生提供参考。

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(2015-11-26收稿责任编辑姜春霞)

Assessment of left ventricular global systolic function in patients with rheumatoid arthritis by three-dimensional speckle tracking echocardiography

ZHANGRuifang,DUANHuican,GUOHaiyan,LEILiubin,SUNLulu

DepartmentofUltrasound,theFirstAffiliatedHospital,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052

echocardiography;three-dimensional;rheumatoid arthritis;left ventricular function;speckle tracking imaging;strain

Aim: To investigate the diagnostic value of three-dimensional speckle tracking imaging(3D-STI) for estimating left ventricular global strains in patients with rheumatoid arthritis(RA). Methods: A total of 30 cases of RA(RA group) and 30 gender,age matched healthy volunteers(control group) were enrolled in this study. Left ventricular ejection fraction(LVEF), left ventricular end-diastolic volume(LVEDV), left ventricular end-systolic volume(LVESV) and others two-dimensional data by transthoracic conventional echocardiography were obtained in all subjects.Left ventricular real time three-dimensional dynamic imaging were acquired. Then the left ventricular global longitudinal strain(GLS), global circumferential strain(GCS), global radial strain(GRS) and global area strain(GAS) were analyzed by 3D-STI off-line analysis software. These values were compared between the two groups.Results: Compared with controls, GLS, GCS, GRS and GAS were significantly reduced in patients with RA(P<0.05). The area under receiver operating characteristics curve of GLS, GCS, GRS and GAS to diagnose left ventricular systolic dysfunction of patients with RA were 0.83, 0.74, 0.67 and 0.86. GLS, GCS, GRS and GAS were correlated with course of disease(r=0.631,0.365,-0.325,0.680,P<0.05).Conclusion: 3D-STI could early detect the changes of left ventricular global systolic function for RA patients.

10.13705/j.issn.1671-6825.2016.05.027

△女，1975年2月生，博士，副主任医师，研究方向：心血管疾病的超声诊断，E-mail:zhangruifang999@hotmail.com

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