三维斑点追踪技术结合腺苷负荷试验诊断早期冠心病的临床价值

吴碧君，黄红艳*，周苏晋，谢佳佳，崔 楠，王 珍，刘文芬

·全科医生技能发展·

三维斑点追踪技术结合腺苷负荷试验诊断早期冠心病的临床价值

吴碧君1，黄红艳1*，周苏晋1，谢佳佳2，崔 楠1，王 珍1，刘文芬1

目的 探讨三维斑点追踪技术(3D-STE)结合腺苷负荷试验诊断早期冠心病(缺血心肌节段)的临床价值。方法 在2015年7月—2016年9月于广东省第二人民医院心血管内科住院的疑似冠心病患者中采用随机数字表法抽取61例，常规超声心动图未见室壁运动异常，根据冠状动脉造影结果分为冠心病组(45例)与对照组(16例)，其中冠心病组又分为缺血心肌节段亚组和非缺血心肌节段亚组。应用3D-STE结合腺苷负荷试验检测左心室各血管节段径向、纵向、环向收缩期峰值应变(RS、 LS、CS)及面积收缩期峰值应变(AS)。绘制RS、 LS、CS、AS诊断缺血心肌节段的受试者工作特征曲线(ROC曲线)，分析其诊断价值。结果 缺血心肌节段亚组与非缺血心肌节段亚组、对照组RS、 LS、CS、AS比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，而对照组与非缺血心肌节段亚组间差异均无统计学意义(P>0.05)。RS、 LS、CS、AS诊断缺血心肌节段的ROC曲线下面积分别为0.868、0.916、0.786、0.921。结论 3D-STE结合腺苷负荷试验可定量评价心肌收缩功能的微小改变，AS能较好地识别心肌缺血，对诊断早期冠心病具有很高的临床价值。

冠心病；超声心动描记术,三维；心血管造影术

吴碧君，黄红艳，周苏晋，等.三维斑点追踪技术结合腺苷负荷试验诊断早期冠心病的临床价值[J].中国全科医学，2017，20(18)：2274-2278.[www.chinagp.net]

WU B J,HUANG H Y,ZHOU S J,et al.Clinical value of three-dimensional speckle tracking echocardiography combined with adenosine stress test in early diagnosis of coronary heart disease[J].Chinese General Practice，2017，20(18)：2274-2278.

冠心病(CHD)是目前人类健康的最大杀手，冠心病心血管事件发生后1个月的病死率高达33%，在心脏重症监护室的患者病死率高达7%[1]。CHD的临床表现复杂多变，部分患者冠状动脉粥样硬化已广泛存在，但部分患者无典型的缺血症状，且易发生急性冠脉综合征，所以对CHD患者及早诊断非常重要。冠状动脉造影、冠状动脉内超声检查均为有创检查，临床上需要一种方便、安全、准确的无创检查方法。三维斑点追踪技术(3D-STE) 弥补了二维斑点追踪技术局限于同一平面时斑点失踪的不足，能反映三维立体空间内心肌的实际运动形式[2]，并更准确地评价心脏局部功能[3]。腺苷负荷试验安全性高，与双嘧达莫和多巴酚丁胺比较，对冠心病的诊断特异度最高[4]。目前，国内外采用3D-STE结合腺苷负荷试验对冠心病的研究尚处于起始阶段，本研究旨在探讨运用3D-STE结合腺苷负荷试验诊断早期CHD的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 在2015年7月—2016年9月于广东省第二人民医院心内科住院的疑似CHD患者中采用随机数字表法抽取61例，其中男40例、女21例；年龄29～81岁，平均年龄(61.2±6.5)岁。患者知情同意后进行腺苷负荷试验下3D-STE检查，并在 2周内完成冠状动脉造影检查。本研究已通过医学伦理委员会批准。

1.2 入选与排除标准 入选标准：有胸闷、胸痛病史，窦性心律，在静息状态下行常规二维超声心动图检查未见室壁节段性运动异常。排除标准：(1)二维超声心动图图像显示不清晰；(2)急性冠脉综合征；(3)先天性心脏病、心肌病、风湿性瓣膜病；(4)病态窦房结综合征，2、3度房室传导阻滞；(5)严重心律失常,如严重的窦性心动过缓，心率<50次/min，频发室性期前收缩、短阵室性心动过速；(6)心功能不全，Killip分级≥3级；(7)未经控制的高血压,收缩压≥180 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)和/或舒张压≥100 mm Hg；(8)支气管哮喘近期发作；(9)已知对腺苷过敏；(10)冠状动脉造影检查3支主要血管中仅远端狭窄或小分支狭窄。

1.3 分组标准 以冠状动脉造影结果为诊断金标准，并根据其将患者分为冠心病组与对照组。冠心病组：冠状动脉造影示3支主要血管中至少有1支狭窄率≥50%。对照组：冠状动脉造影示冠状动脉无狭窄或狭窄率<50%。将冠状动脉3支主要血管中任意1支狭窄率≥50%时所对应的供血心肌节段定为缺血节段，把冠心病组再分为缺血心肌节段亚组与非缺血心肌节段亚组。

1.4 仪器与方法

1.4.1 试验仪器与试剂 Philips iE33彩色多普勒超声诊断仪，X3-1矩阵探头、S5-1探头(频率1～3 MHz)，Qlab 8.1定量分析软件。试剂为腺苷注射液(规格30 ml∶90 mg)。

1.4.2 图像采集与分析 受检者左侧卧位，同步连接心电图，平静呼吸。获得能清晰、完整显示左心室心内膜的心尖四腔二维图像，启动“Full VoIume”键，嘱患者呼气末屏气采集3个连续心动周期立体图像，同时记录心尖四腔、三腔、两腔心切面及左房室瓣、乳头肌和心尖水平左心室短轴动态二维图像，储存图像待脱机分析。将超声仪器调整为入腺苷负荷试验程序，然后使用输液泵匀速持续输注腺苷，分别于腺苷负荷试验前、终止腺苷负荷试验时重复上述操作。计算腺苷负荷试验前左心室舒张末容积(LVEDV)、左心室收缩末容积(LVESV)、心排血量(CO)、每搏输出量(SV)、左心室射血分数(LVEF)等基本三维参数。

研究结束后调出存储图像，软件自动分析、描绘左心室心内膜及心外膜边界，追踪感兴趣区域内心肌在三维空间的运动情况，计算出16个血管节段各应变指标(见图1、2，本文图1、2彩图见本刊官网www.chinagp.net相应文章)，包括径向、纵向、环向收缩期峰值应变(RS、LS、CS)及面积收缩期峰值应变(AS)。冠状动脉供血节段划分详见参考文献[5]。

1.4.3 腺苷负荷试验 按140 μg·kg-1·min-1的剂量使用输液泵匀速持续输注腺苷，输注时间6 min，最大剂量0.8 mg/kg。输注前后密切监测患者血压、心率、心电图。研究终止标准：(1)达腺苷负荷的最大剂量；(2)超声心动图发现节

图1 左心室壁16个血管节段径向应变收缩期峰值应变图

Figure 1 Radial peak-systolic strain diagram of 16 vascular segments in left ventricular wall

图2 左心室壁16个血管节段纵向应变收缩期峰值应变图

Figure 2 Longitudinal peak-systolic strain diagram of 16 vascular segments in left ventricular wall

段性室壁运动异常；(3)出现典型的心绞痛；(4)心电图示典型心肌缺血，如ST段下降>0.2 mV；(5)心电图示严重心律失常或传导阻滞；(6)达到靶心率，即该年龄组最高限的 85%,或心率增快>基础心率40%以上[6]；(7)严重高血压(收缩压>180 mm Hg和 /或舒张压>100 mm Hg)，血压较腺苷负荷试验前降低> 20 mm Hg；(8)检查者出现不能耐受的症状。

2 结果

2.1 腺苷负荷试验不良反应 61例患者中35例(57.4%)发生不良反应，其中胸闷不适 15例、心悸7例、皮肤轻度潮红6例、头晕4例、恶心3例，以上症状均较轻，多在腺苷负荷试验后2～10min内自行缓解，无需停药。无一例患者出现严重不良反应。

2.2 冠状动脉造影结果 根据冠状动脉造影结果将患者分为冠心病组45例(男30例、女15例)和对照组16例(男10例、女6例)。冠心病组中单支病变35例，其中左前降支20例、左回旋支6例、右冠状动脉9例；双支病变8例，其中左前降支并左回旋支3例、左前降支并右冠状动脉3例、左回旋支并右冠状动脉2例；三支病变2例。冠心病组共有缺血心肌节段340个(缺血心肌节段亚组)，非缺血心肌节段380个(非缺血心肌节段亚组)；对照组心肌节段256个。

2.3 3D-STE图像指标 腺苷负荷试验前，对照组和冠心病组LVEDV、LVESV、CO、SV、LVEF比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表1)。

腺苷负荷试验后，缺血心肌节段亚组与非缺血心肌节段亚组、对照组RS、LS、CS、AS比较，差异有统计学意义(P<0.05)；其中，非缺血心肌节段亚组与对照组RS、LS、CS、AS比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表2)。

RS、LS、CS、AS诊断缺血心肌节段的ROC曲线下面积分别为0.868、0.916、0.786、0.921(见表3、图3)。

3 讨论

3D-STE是新近发展起来评价心肌运动的一项新技术，克服了二维斑点追踪技术斑点跨平面无法追踪的局限性[2]，通过在全容积状态下采集左心室的向量，真实地反映、评估三维空间内心肌的实时运动，存储和分析图像所用的时间也明显地短于二维STE[7]，因此能在短暂的负荷峰值状态下获取关键且具有诊断价值的切面图像，提高负荷试验的诊断正确率。冠状动脉具有强大的储备功能，最大储备是静息状态下的4～5倍，部分冠状动脉狭窄达90%的CHD患者，如果没有发生过心肌梗死，在静息状态下常规检查也不一定会检测出心肌缺血。腺苷负荷超声检查根据“冠状动脉窃血”原理[8]诱发心肌缺血，提高对CHD的诊断率。本研究将3D-STE结合腺苷负荷试验，选择经常规超声心动图未见室壁运动异常而经冠状动脉造影诊断的CHD患者，以RS、LS、CS、AS为主要指标，探讨其诊断早期CHD的临床价值。

表1 对照组和冠心病组腺苷负荷试验前3D-STE图像指标比较±s)Table 1 Comparison of 3D-STE indicators between control group and coronary heart disease group before adenosine stress

注：LVEDV=左心室舒张末容积， LVESV=左心室收缩末容积，CO=心输出量，SV=每搏输出量，LVEF=左心室射血分数

Table 2 Comparison of 3D-STE indicators among control group,non-ischemic heart sarcomere section subgroup and ischemic heart sarcomere section subgroup

组别RSLSCSAS对照组48.6±15.1-27.2±7.9 -27.3±6.0 -33.8±8.6 非缺血心肌节段亚组46.6±10.3-26.4±6.2-26.4±5.8-32.5±7.7缺血心肌节段亚组25.4±16.5ab-17.7±5.2ab-19.2±6.4ab-17.3±11.4abF值179.05254.38156.53281.62P值<0.01<0.01<0.01<0.01

注：与对照组比较，aP<0.05;与非缺血心肌节段亚组比较,bP<0.05；RS=径向收缩期峰值应变，LS=纵向收缩期峰值应变，CS=环向收缩期峰值应变，AS=面积收缩期峰值应变

表3 血管节段3D-STE图像指标对缺血心肌节段的诊断价值

Table 3 Diagnostic value of 3D-STE indicators in ischemic heart sarcomere section

指标最佳截断值灵敏度特异度ROC曲线下面积95%CIRS40.0%0.8190.6720.868(0.756,0.931)LS21.0%0.9050.8700.916(0.848,0.974)CS24.0%0.7790.6420.786(0.672,0.875)AS27.0%0.9150.8950.921(0.865,0.977)

注：RS=径向收缩期峰值应变，LS=纵向收缩期峰值应变，CS=环向收缩期峰值应变，AS=面积收缩期峰值应变

图3 血管节段3D-STE图像指标诊断缺血心肌节段的ROC曲线Figure 3 ROC curves of RS，LS，CS，AS for diagnosing of ischemic segment

3.1 腺苷负荷试验的安全性及可行性 本研究35例(57.4%)患者在腺苷负荷试验时出现不良反应，但症状均较轻，在短时间内消失，患者均能完成试验，这与腺苷t1/2短，激活及灭活均不需要肝、肾的参与有关，国内已有较多的研究验证了国产腺苷的安全性[9]。本研究也表明腺苷负荷试验是一种快速、安全性高的方法。

3.2 3D-STE结合腺苷负荷试验对早期CHD的诊断价值 本研究腺苷负荷试验前冠心病组与对照组间LVEDV、LVESV、CO、SV、LVEF无明显差异，说明两组间有很好的可比性。

3D-STE图像指标中的RS表示心脏在短轴方向上的运动，LS表示心脏在长轴方向上的运动，CS表示心脏在短轴方向上的环形运动；AS是新近提出的3D-STE图像指标，能反映左心室各心肌节段内所有单位面积的平均变化值[10]。本研究中缺血心肌节段亚组与对照组、非缺血心肌节段亚组的RS、LS、CS、AS间有明显差异，而对照组与非缺血心肌节段亚组间无明显差异，提示以上指标能识别出缺血心肌节段，并能与非缺血心肌节段区分，该结论与相关文献报道相符[11-12]。根据ROC曲线结果，各3D-STE图像指标ROC曲线下面积均>0.700，其中LS、AS ROC曲线下面积分别为0.916和0.921；AS灵敏度最高，LS次之；而AS、LS特异度高于RS、CS。综合以上结果，LS和AS对早期CHD缺血心肌节段的诊断价值较高，这是由于冠状动脉大部分的血管分支位于深层心肌，心脏收缩会对心肌内部的血管产生压迫，而心肌深层影响最为明显，当冠状动脉狭窄引起血流量减少时，心内膜下心肌最易受到损害，在心肌缺血早期可只限于心内膜下心肌，因此首先影响心肌的纵向运动，而LS是由心内膜下沿心脏长轴方向纵行排列的心肌纤维收缩决定的，故LS在心肌缺血时会首先发生减低；而AS其综合了纵向、环向的形变，相比以往单独分析纵向应变或环向应变，可以减小追踪误差，AS的优点是可以敏感评估缺血心肌的运动，特别是心内膜下的心肌运动[13-14]，所以AS在本研究中灵敏度及特异度最佳。RS能反映心室壁增厚的程度，当心内膜心肌缺血时，心外膜下心肌运动加强，收缩功能有所补偿，故RS较LS、AS的灵敏度及特异度稍差。CS由中层环形心肌形变反映收缩功能，较前所述3项指标的灵敏度及特异度均较差。

本研究较既往静息状态下3D-STE[12]识别缺血心肌的正确率高，这与腺苷的“冠状动脉窃血”现象有关，随着狭窄血管供血区心肌缺血的加重，会出现相应的室壁运动异常，这种室壁运动异常较心绞痛的发生、心电图 ST 段的改变早，能被3D-STE准确地检测出来，并对其做出定量分析。

3.3 本研究局限性 (1)本研究的样本量不大，尚需扩大样本量以获取更加客观的结果。(2)不同个体冠状动脉解剖存在差异，本研究仅简单划分了供血节段，与真实冠状动脉狭窄的缺血范围有一定差距。(3)3D-STE的帧频较低，时间及空间分辨率低于二维图像，对心内膜边界识别的正确率明显降低，以致图像分析可信度降低。

综上所述，3D-STE相结合腺苷负荷试验可定量评价心肌收缩功能的微小改变，并且不良反应轻，检查方便、无创， 其中AS是诊断心肌缺血的最佳应变指标，对早期CDH患者的诊断有很高的临床价值。

作者贡献：吴碧君进行文章构思与设计，文章可行性分析，文献/资料收集、整理，撰写论文；崔楠、刘文芬进行数据收集、整理；黄红艳、谢佳佳进行论文修订；王珍进行英文的修订；周苏晋负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。

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(本文编辑：赵跃翠)

Clinical Value of Three-dimensional Speckle Tracking Echocardiography Combined with Adenosine Stress Test in Early Diagnosis of Coronary Heart Disease

WUBi-jun1,HUANGHong-yan1*,ZHOUSu-jin1,XIEJia-jia2,CUINan1,WANGZhen1,LIUWen-fen1

1.DepartmentofUltrasound,GuangdongNo.2ProvincialPeople′sHospital,Guangzhou510317,China2.CardiovascularDepartment,GuangdongNo.2ProvincialPeople′sHospital,Guangzhou510317,China

Objective To assess the three-dimensional speckle tracking echocardiography(3D-STE) combined with adenosine stress test in diagnosis of CHD(ischemic heart sarcomere section).Methods From July 2015 to September 2016,61 patients suspected with coronary heart disease who were hospitalized in Cardiovascular Department of Guangdong No.2 Provincial People′s Hospital were randomly selected in the study accorded table of random number.No abnormal ventricular wall motion was shown in conventional echocardiography,and the subjects were divided into coronary heart disease group(45 cases) and control group(16 cases) according to the results of coronary arteriography.Coronary heart disease group was divided into two groups: ischemic heart sarcomere section subgroup and ischemic heart sarcomere section subgroup.D-STE combined with adenosine stress test was used to measure radial peak-systolic strain(RS)，longitudinal peak-systolic strain(LS),circumferential peak-systolic strain(CS) and area strain(AS) of each vessel in left ventricle.The RS,LS,CS,AS were drawn to diagnose the receiver operating characteristic curve(ROC curve) of ischemic heart sarcomere section and to analyze its diagnostic value.Results There was significant difference in RS,LS,CS and AS among ischemic heart sarcomere section subgroup and control group,non-ischemic heart sarcomere section subgroup(P<0.05),while there was no significant difference between control group and ischemic heart sarcomere section subgroup(P>0.05).Area under the ROC curve of RS,LS,CS and AS in diagnosis of ischemic segment was 0.868,0.916,0.786,0.921 respectively.Conclusion 3D-STE combined with adenosine stress test can quantitatively evaluate the small changes of myocardial systolic function,AS can better identify myocardial ischemia,which has a high clinical value for early diagnosis of coronary heart disease.

Coronary disease；Echocardiography,three-dimensional；Angiocardiography

广东省医学科学技术研究基金项目(A2015035)

R 541.4

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.18.023

2017-01-20；

2017-04-10)

1.510317广东省广州市，广东省第二人民医院超声科

2.510317广东省广州市，广东省第二人民医院心血管内科

*通信作者：黄红艳，副主任医师；E-mail：4952234912@qq.com

*Correspondingauthor:HUANGHong-yan,Associatechiefphysician;E-mail: 4952234912@qq.com