三维斑点追踪成像诊断静息状态下非心肌梗死患者冠状动脉重度狭窄的价值

刘雅菲 谭 宇 曾赛群 高慧萍

冠状动脉重度狭窄是一种严重的冠状动脉疾病。其多支血管病变者1年内死亡率约为单支病变的2倍，且其常合并其他复杂的心血管疾病。冠状动脉造影是诊断冠状动脉疾病的金标准，但因其有创且操作较复杂，无法用于常规筛查。三维斑点追踪成像（threedimensional speckle tracking imaging，3D-STI）能实时跟踪心肌斑点的三维空间运动，从而更准确地评价心肌局部及整体运动［1］。目前3D-STI对于心肌运动的临床研究多集中在梗死心肌的节段及整体应变，以及评价冠状动脉粥样硬化性心脏病（以下简称冠心病）患者经皮冠状动脉介入治疗术前、术后心肌功能改善方面。本研究旨在探讨3D-STI诊断静息状态下非心肌梗死患者冠状动脉多支重度狭窄的应用价值，为临床寻找一种无创筛选冠状动脉多支重度血管病变的方法。

资料与方法

一、研究对象

选取2018年1～12月在我院行冠状动脉造影的100例疑诊冠心病患者，其中男60例，女40例，年龄18～80岁，平均（58.7±12.5）岁。按照冠状动脉造影的结果将患者分为：多支重度狭窄组40例（两支及以上主要冠状动脉管腔直径狭窄≥50%，且至少1支冠状动脉狭窄≥75%），男25例，女15例，年龄24～80岁，平均（62.3±12.4）岁；单支重度狭窄组30例（任意1支主要冠状动脉管腔直径狭窄≥75%），男15例，女15例，年龄18～78岁，平均（59.2±11.8）岁；对照组30例（冠状动脉造影显示无狭窄，心电图和超声心动图检查均无异常发现），男20例，女20例，年龄18～60岁，平均（49.6±9.7）岁。纳入标准：①均因胸痛、胸闷等症状疑诊为冠心病；②冠状动脉造影前均行三维超声心动图检查；③年龄≥18岁；④临床情况稳定。排除标准：①心肌梗死；②严重的心脏瓣膜病、心肌病、先天性心脏病；③心律失常；④超声图像质量欠佳者。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。

二、仪器与方法

使用GE Vivid E 9彩色多普勒超声诊断仪，M5S和V4探头，频率1.7～3.3 MHz。受检者取左侧卧位，于胸骨旁及心尖部扫查，记录并存储心尖部四腔、两腔、左室长轴切面，以及二尖瓣水平、乳头肌水平及心尖部左室短轴切面的二维超声图像，帧频50～70帧/s，记录左室舒张末期容积（LVEDV）、左室收缩末期容积（LVESV）及左室射血分数（LVEF）。将整个左室包括在图像范围内，得到心尖四腔或两腔切面的理想图像后，嘱患者屏气，连续采集4个心动周期的锥形图像后获得左室三维全容积图像，帧频≥40%心率。应用3D-STI图像分析软件，分别在左室舒张末期和收缩末期选取心尖部心内膜和二尖瓣瓣环连线中点2个点，程序将自动勾画左室心内膜和心外膜边界，若轮廓勾画不满意可以进行手动调整，确定追踪良好后，仪器自动生成17节段牛眼图，测得左室整体纵向应变（3D-GLS）、左室整体圆周应变（3D-GCS）、左室整体面积应变（3D-GAS）和左室整体径向应变（3D-GRS）。

三、统计学处理

结 果

一、各组一般资料及常规超声参数比较

三组间年龄、服药史（他汀类药物）、高血压病、高脂血症、糖尿病史、吸烟史、冠心病家族史、ST-T改变病例数及LVESV、LVEF比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；LVEDV比较差异无统计学意义。多支重度狭窄组和单支重度狭窄组年龄、LVESV及服药史、高血压病、高脂血症、糖尿病史、吸烟史、冠心病家族史、ST-T改变病例数均明显高于对照组，LVEF均明显低于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。多支重度狭窄组与单支重度狭窄组一般资料比较，差异均无统计学意义。见表1。

二、各组3D-STI参数比较

与对照组比较，多支重度狭窄组和单支重度狭窄组3D-GLS、3D-GCS、3D-GAS、3D-GRS均明显降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；与单支重度狭窄组比较，多支重度狭窄组3D-GLS、3D-GAS均明显降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；多支重度狭窄组与单支重度狭窄组3D-GCS、3D-GRS比较差异均无统计学意义。见表2和图1～3。

表1 各组一般资料及常规超声参数比较

三、3D-STI对冠状动脉多支重度狭窄的诊断价值

ROC曲线分析结果显示，3D-GLS诊断冠状动脉多支重度狭窄的曲线下面积（AUC）为0.780，当截断值为-12%时，其敏感性为85.1%，特异性为63.4%；3D-GCS的AUC为0.690，当截断值为-13%时，其敏感性为62.3%，特异性为74.5%；3D-GAS的AUC为0.770，当截断值为-21%时，其敏感性为61.7%，特异性为80.2%；3D-GRS的AUC为0.750，当截断值为32%时，其敏感性为69.6%，特异性为76.7%。3D-GLS与3D-GCS、3D-GAS、3D-GRS中任一联合应用时，其诊断冠状动脉多支重度狭窄的敏感性均提高，但特异性下降。见表3和图4。

表2 各组3D-STI参数比较（）%

表2 各组3D-STI参数比较（）%

组别对照组单支重度狭窄组多支重度狭窄组F值P值3D-GLS-14.02±3.17-11.25±3.54*-9.30±2.21*#16.332 0.000 3D-GCS-16.74±4.23-13.50±3.61*-12.28±5.17*14.776 0.000 3D-GAS-25.90±4.649-22.57±6.81*-18.60±5.88*#14.129 0.000 3D-GRS 42.24±11.35 33.77±10.68*29.12±10.89*13.807 0.000

与对照组比较，*P＜0.05；与单支重度狭窄组比较，#P＜0.05。3DGLS：左室整体纵向应变；3D-GCS：左室整体圆周应变；3D-GAS：左室整体面积应变；3D-GRS：左室整体径向应变

图1 对照组3D-STI图

图2 单支重度狭窄组3D-STI图

图3 多支重度狭窄组3D-STI图

表3 3D-STI参数诊断冠状动脉多支重度狭窄的截断值及诊断效能

图4 LVEF和3D-STI参数诊断冠状动脉多支重度狭窄的ROC曲线图

讨 论

冠状动脉多支狭窄更易引起急性冠状动脉事件或猝死，且多支血管狭窄患者被发现时大多数冠状动脉已完全闭塞或弥漫性严重狭窄。LVEF对患者的临床决策方面具有重要意义，但临床发现冠状动脉多支重度狭窄患者的LVEF并不一定降低。原因为LVEF仅反映了左室容积的变化，而对心肌缺血时心脏的细微形变无法准确评价。3D-STI能够反映心肌形变，并能全面、准确地评估左室整体和局部功能。冠状动脉狭窄时，心内膜下肌纤维首先出现缺血表现，而心内膜心肌主要由纵行纤维构成，因此其对长轴应变影响最大［2］。

目前关于3D-STI诊断冠心病患者冠状动脉病变程度的临床价值的评价不一，有研究［3-4］认为STI获得的GLS在冠心病的早期诊断中具有一定价值，另有研究［5］则认为3D-STI诊断冠心病的敏感性和特异性均不高，推测可能与不同研究的纳入对象、分组标准不同有关。3D-GLS反映心内膜和心外膜纤维的收缩，3D-GRS反映心内膜纤维的收缩，3D-GCS反映周向分布的中层纤维的收缩，3D-GAS反映心内膜面积的变化。冠状动脉严重狭窄时，心肌耗氧量和血流量减少，致心肌细胞和心肌收缩蛋白受损，致心肌代谢紊乱，因此STI技术显示心肌形变特性降低。刘佳霓等［6］研究发现，与正常组比较，中、重度狭窄组左室各项整体应变值均明显减低，轻度狭窄组左室各项整体应变值减低不明显，说明整体应变值能够反映冠状动脉狭窄的严重程度。本研究中，与对照组相比，多支重度狭窄组和单支重度狭窄组的3D-GLS、3D-GCS、3D-GAS、3D-GRS和LVEF均下降（均P＜0.05）；与单支重度狭窄组相比，多支重度狭窄组的3D-GLS、3D-GAS均下降，差异均有统计学意义（均P＜0.05），与既往研究［7］结果相似。ROC曲线分析显示3D-GLS、3D-GAS、LVEF的AUC分别为0.780、0.770、0.600，且3D-GLS与3D-GCS、3D-GAS、3D-GRS任一指标并联合应用时，敏感性均高于单一指标。因此，可以认为3D-GLS在诊断冠状动脉多支重度狭窄时可能较LVEF更敏感，且3D-GLS与其他指标联合应用时可进一步提高诊断敏感性。面积应变代表了心肌收缩时心肌面积缩小的百分率，是心肌纵向和圆周方向的应变复合，因此能全面、真实地反映室壁的运动情况。既往研究［8-9］表明面积应变不但可以发现重度冠状动脉狭窄引起的缺血心肌节段，而且有助于识别轻、中度狭窄的冠状动脉病变，具有较高的准确率和可重复性。本研究结果显示当3D-GAS最佳截断值为-21%时，其预测冠状动脉多支重度狭窄的特异性较高（80.2%），提示3D-GAS对诊断冠状动脉多支重度狭窄具有一定临床价值。

综上所述，3D-STI对静息状态下冠状动脉多支重度狭窄有一定的诊断价值，其中3D-GLS、3D-GAS诊断价值较高。