三维斑点追踪显像技术评价心脏X综合征患者左心室收缩功能的效果研究

俞子恒，程震锋，卢孔杰

心脏X综合征（cardiac syndrome X，CSX）是指具有典型劳累性心绞痛、心电图或运动平板试验阳性，冠状动脉造影正常，并可排除冠状动脉痉挛的一组临床症候群。CSX因广泛存在冠状动脉微血管内皮功能障碍，也称微血管性心绞痛［1］。其病理生理机制目前仍然不十分明确。尽管CSX远期预后较好，但近期复发胸痛的患者却有相当高的病死率［2］。且冠状动脉造影正常或接近正常，但典型心绞痛患者在心电图上发生相应的ST段压低仍然是对日常诊断的巨大挑战［3］。故本研究旨在利用三维斑点追踪显像技术早期评估CSX患者左心室收缩功能，尽早检测出局部缺血心肌，评估预后。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2016年6月—2017年9月入住湖州市中心医院心内科表现为典型胸痛、运动平板试验阳性但冠状动脉造影显示冠状动脉无明显异常的40例CSX患者为研究组，另选取同期门诊体检健康者20例为对照组，均经冠状动脉造影或128排高分辨冠状动脉螺旋CT血管造影（CTA）检查阴性。本研究经本院伦理委员会批准，受试者均知情并签订同意书。两组患者性别、年龄、体质指数、收缩压、舒张压、空腹血糖、低密度脂蛋白水平比较，差异均无统计学意义（P＞0.05，见表1）。

1.2 入选标准 （1）典型劳累型心绞痛表现合并或者不合并静息心绞痛及呼吸困难；（2）运动平板试验阳性或心肌负荷灌注显像阳性；（3）超声心动图及冠状动脉造影或CTA显示正常且临床上排除冠状动脉痉挛。

1.3 排除标准 未受控制的高血压和糖尿病、左心室肥厚、心肌病，可被诱导的冠状动脉痉挛，心脏瓣膜病，严重的肝肾功能不全，恶性肿瘤，自身免疫性疾病，药物成瘾等。

1.4 检查方法

1.4.1 超声心动图 利用GE Vivid E9彩色多普勒超声心动仪（购自美国通用公司，包括M5S经胸探头，4V容积探头，频率1.7～3.3 MHz），测量左心室舒张末期内径（LVEDD）、左心室收缩末期内径（LVESD）、左房室瓣口舒张早期血流峰值（E）、左房室瓣口舒张晚期血流峰值（A）、左房室瓣环舒张早期运动速度（E12 3）、左房室瓣环室间隔侧收缩期峰值（S12 3）等，计算E/A、E/E12 3，并采用双平面Simpson法计算左心室射血分数（LVEF）。

1.4.2 三维斑点追踪显像技术 利用三维斑点追踪显像技术定量分析，切换为4V容积探头，取心尖四腔观，进入3D模式，图像转换成心尖四腔观和两腔观实时双幅显示，调节图像质量，使心内膜边界显示清晰，微调探头位置和方向，待图像满意后，嘱受试者屏住呼吸，采集连续4个心动周期“金字塔”形三维数据库，存储左心室全容积动态图像。利用GE EchoPAC软件进行后处理，导入全容积实时声像图，选取1帧左心室壁心内、外膜较清晰的图像，先调整好心尖两腔、心尖四腔及心尖左心室长轴图像，自动结合手动描记心内膜及心外膜，调整好心尖段、中间段、基底段的基线，软件自动将左心室壁分为16节段，以16节段收缩期三维应变峰值的均值反映左心室纵向、径向、圆周及面积应变。同时分析两组的左心室整体扭转角度及扭矩（扭矩=扭转角度/心尖段与基底段之间的纵向距离）。

表1 两组一般资料比较Table 1 Comparison of the baseline data between two groups

1.5 统计学方法 采用SPSS 18.0软件进行统计学分析，计量资料以（x ±s）表示，两组间比较采用t检验；计数资料比较采用χ2检验；CSX的影响因素分析采用单因素Logistic回归分析；绘制受试者工作特征（ROC）曲线计算ROC曲线下面积。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组超声心动图指标比较 两组LVEDD、LVESD、E/A、E/E12 3、S12 3、LVEF比较，差异均无统计学意义（P＞0.05，见表2）。

2.2 两组左心室应变指标及扭转角度和扭矩比较 两组径向应变、圆周应变比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；研究组纵向应变、面积应变较对照组降低，扭转角度、扭矩较对照组升高，差异均有统计学意义（P＜0.05，见表3）。

2.3 单因素Logistic回归分析 以是否发生CSX为因变量（赋值：是=1，否=0），以纵向应变、径向应变、圆周应变、面积应变为自变量，进行单因素Logistic回归分析，结果显示，纵向应变、面积应变是CSX的影响因素（见表4）。

2.4 ROC曲线分析 ROC曲线显示，纵向应变诊断CSX的ROC曲线下面积为0.839，面积应变诊断CSX的ROC曲线下面积为0.853（见图1）。

表2 两组超声心动图指标比较（x±s）Table 2 Comparison of 6 parameters detected by color Doppler echocardiography between two groups

表3 两组左心室应变指标及扭转角度和扭矩比较（x±s）Table 3 Comparison of left ventricle strain parameters，peak of twist angle and torsion between two groups

3 讨论

CSX患者是由直径＜500 μm的冠状动脉舒缩功能调节异常导致的微血管功能紊乱，包括冠状动脉微血管血供减少、微血管内皮功能受损等，其患病率可能取决于患者内皮细胞和微血管功能障碍的程度，且发现有较高比例的患者存在冠状动脉血流异常［4］。其中的冠状动脉微血管，作为阻力血管，是心肌细胞营养供给和代谢产物清除的场所，其病变可直接影响下游心肌细胞的灌注［5］。就其症状和临床表现被认为是具有冠状动脉微血管功能障碍的主要表现综合征［6］。其病因还可能和心脏痛觉异常、痛觉过敏有关，低强度运动试验即可诱发缺血［7］。在诊治方面目前越来越受到重视，每年因胸痛急诊入院的患者中，很大一部分为CSX。现多数CSX患者预后良好，甚至心血管事件发生率与正常人相仿，但其中有20%～30%的患者逐渐表现为心绞痛症状加重，极大影响了患者生活质量［8］。对于没有结构性心脏病变或心外膜冠状动脉疾病依据的患者治疗仍然面临挑战，目前的管理策略主要集中在症状缓解和危险因素的改变［9］。因此寻求早期诊断指标，对疾病的评估及预后相当重要。本研究的目的旨在评价三维斑点追踪显像技术所观察的应变指标对CSX的诊断价值。

表4 CSX影响因素的单因素Logistic回归分析Table 4 Univariate Logistic regression analysis of the factors possibly associated with CSX

图1 纵向应变、面积应变诊断CSX的ROC曲线Figure 1 ROC curve of 3D-STI parameters of left ventricular longitudinal strain and area strain for diagnosing CSX patients

传统的二维超声技术，因其单平面检测，信息缺失较多，指标相对较为单一，并不能作为有效评估的手段，特别是对于LVEF下降10%以内的心脏功能改变的测量，其灵敏度及特异度均不理想。而早前使用心血管磁共振（CMR）灌注成像检测心肌缺血作为冠状动脉微血管功能障碍的标志物的研究报道出现了相互矛盾的结果［10］。而最近由经胸多普勒衍生的冠状动脉血流储备（TDE-CFR）测定的冠状动脉微血管功能障碍的方法，与心肌灌注显像相比，增加了预后价值，但目前的研究支持对疑似缺血性心肌病患者进行常规评估，主要是针对冠状动脉大血管病变［11］。故临床开展并不广泛，且检查时间过长，部分患者难以耐受。

三维斑点追踪显像技术是在实时三维超声心动图及斑点追踪技术基础上发展起来的，从三维角度评估左心室不同方向上的应变，克服了二维斑点追踪跨平面失追踪的缺陷，为左心室亚临床心肌损伤的评估提供更丰富的信息［12］。通过测量左心室各节段径向、纵向及圆周整体峰值应变并求得平均值，从而得以直接量化左心室的整体应变及收缩功能［13］。三维斑点追踪显像技术受心脏周围组织牵拉影响小，无角度依赖性，实现了对心肌斑点的准确定位，获取局部和整体应变来评估心肌功能变化［14］，其通过获取心肌组织运动的应变、应变率等有价值的指标，用来评价左心室整体及局部的心肌功能，已经广泛应用于临床及试验研究［15］。但对于应用于CSX的研究报道较少。通过本研究，发现其在评价心脏整体容积、整体功能和局部功能、收缩协调性方面较二维超声技术更具有研究价值。

本研究显示研究组患者纵向应变明显降低，这主要是由于正常人心肌纤维中纵行心肌纤维占70%，环形心肌纤维占30%，左心室长轴纵向收缩期峰值应变从心尖水平至中间段水平再到基底水平呈逐渐减小的趋势。由于心内膜下心肌对缺氧的耐受力差。所以如果冠状动脉血流供应有所减少，心内膜下心肌首先受累，势必引起由心内膜主要参与的纵向应变的显著改变。

本研究发现，研究组患者综合性应变指标面积应变降低，具有明显的诊断价值。面积应变主要是由三维斑点追踪显像技术中纵向应变结合圆周应变提出的，是指心内、外膜之间心肌单位面积形变大小，综合反映了心肌在各个方向上的运动情况［16］。面积应变是影响中层心肌收缩和舒张时面积形变的三维综合形变［17］。相关研究认为，左心室功能发生微小改变均可通过面积应变体现，即使整体纵向和圆周收缩峰值应变减小不明显时，面积应变将二者加权，也可显示出统计学差异［18］。而本研究发现，虽然纵向应变有改变，但径向应变及圆周应变改变并不明显，相对于单一方向的应变值变化，面积应变的优越性得到很好的体现。

心肌扭转形变能够较早地反映出心肌缺血时局部收缩功能改变。研究表明，左心室的扭转运动增加了心脏做功的机械效能，并且在心脏收缩与舒张功能中均起到十分重要的作用［19］。本研究以扭矩来评价左心室扭转运动，可以消除个体心尖定位不一致的差异，更为准确，通过研究发现，CSX患者心肌扭转增强，表明存在早期心肌缺血情况。

综上所述，对于CSX患者，常规超声并不能真实反映早期左心室心肌节段的运动异常，可能会导致病情评估的不准确，而三维斑点追踪显像技术相比而言，具有明显的优势。本研究通过分析得到，CSX患者各应变指标中，纵向应变及面积应变较对照组明显降低，表明纵向应变及面积应变较径向应变及圆周应变对评估早期CSX患者心内膜下心肌缺血引起的节段性收缩功能改变更为敏感，与CSX发生机制相关。且ROC曲线分析显示纵向应变及面积应变的诊断性能较高。同时结合左心室整体扭转角度及扭矩，能够进一步提高诊断的可靠性，早期评估病情。鉴于目前样本量偏少，后期将继续扩大样本量研究，以期证实指标的可靠性。

作者贡献：俞子恒进行文章的构思与设计，数据收集，统计学处理，撰写论文，论文的修订，对文章整体负责，监督管理；程震锋进行研究的实施与可行性分析，结果的分析与解释；卢孔杰进行数据整理，负责文章的质量控制及审校。

本文无利益冲突。