王秋霜,張 慧,王 禹,黃黨生,張春紅,白 靜,張梅青

心功能不全在人群中發(fā)病率達(dá)2%～5%,在65歲以上老年人群的發(fā)病率更高,達(dá)7.4%,準(zhǔn)確評價(jià)左室收縮功能對心功能不全患者的診斷及預(yù)后具有重要意義。二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)(two-dimensional speckle tracking imaging,2D-STI)是新近發(fā)展起來的超聲心動圖技術(shù),能對心肌縱向(longitudinal strain,LS)、徑向(radial strain,RS)、圓周峰值應(yīng)變(circumferential strain,CS)進(jìn)行定量檢測,不同心肌節(jié)段的收縮期應(yīng)變反映的是局部心肌收縮功能,將所有室壁節(jié)段收縮期應(yīng)變進(jìn)行平均后得出的數(shù)值反映的則是左室整體收縮功能[1,2]。

2D-STI測量心功能不全患者左室收縮期整體縱向應(yīng)變(global longitudinal strain,GLS)、整體徑向應(yīng)變(global radial strain,GRS)及整體圓周應(yīng)變(global circumferential strain,GCS),結(jié)合受試者工作特性曲線 (receiver operating characteristic curve,ROC),評估二維整體應(yīng)變評價(jià)左室收縮功能的價(jià)值,并確立臨界值。

1 對象和方法

1.1 對象 2009年3月至2009年10月在解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科住院就診的慢性心功能不全患者52例,為心衰組,男 35例,女 17例,平均年齡(61±18)歲,根據(jù)病史、臨床表現(xiàn)、心電圖及冠狀動脈造影診斷,其中缺血性心臟病36例,擴(kuò)張型心肌病11例,高血壓心臟病5例。入選標(biāo)準(zhǔn):符合Framingham心力衰竭診斷標(biāo)準(zhǔn),左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)≤50%,排除標(biāo)準(zhǔn):起搏器植入,心房纖顫,圖像不佳者。另外選擇正常對照組30例,男20例,女10例,平均年齡(58±16)歲,無高血壓、冠心病、糖尿病史,心電圖、超聲心動圖檢查無異常。

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid 7超聲診斷儀和M4S探頭,頻率為 1.7～3.4 MHz,幀頻為50～90幀/s。受檢者采取左側(cè)臥位,平靜呼吸,聯(lián)接胸導(dǎo)聯(lián)心電圖。記錄左室短軸瓣環(huán)、乳頭肌、心尖部水平切面及心尖四腔觀、二腔觀、左室長軸的二維動態(tài)圖像,存儲所有圖像供脫機(jī)分析。將圖像傳輸?shù)紼choPAC工作站,進(jìn)入二維應(yīng)變軟件程序,按照提示到二維應(yīng)變界面中,首先選擇要分析區(qū)域的心肌范圍,勾畫出心肌內(nèi)膜緣曲線。隨后,調(diào)整擬分析區(qū)域的寬度,使其與心肌厚度一致。分析室壁節(jié)段應(yīng)變時(shí),心尖位的切面共分18個(gè)節(jié)段,短軸切面共分16個(gè)節(jié)段。二維應(yīng)變軟件對每個(gè)室壁節(jié)段分析給出結(jié)果,“V”代表成功節(jié)段,“X”代表不成功節(jié)段。系統(tǒng)接受獲得"V"節(jié)段后,自動顯示每個(gè)部位的應(yīng)變曲線圖。二維應(yīng)變軟件在短軸上可同時(shí)測量最大收縮期RS、CS。心尖位圖像上可測量最大收縮期LS,并分別計(jì)算短軸16個(gè)節(jié)段峰值應(yīng)變的平均值作為收縮期GRS及收縮期GCS和心尖位切面18個(gè)節(jié)段峰值縱向應(yīng)變的平均值作為收縮期GLS。同時(shí)應(yīng)用常規(guī)二維超聲測量左房前后徑、左室舒張末內(nèi)徑,并應(yīng)用Simpson雙平面法計(jì)算左室舒張末期容積、左室收縮末期容積及LVEF。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以±s表示,兩組間均數(shù)比較采用獨(dú)立t檢驗(yàn),應(yīng)用ROC曲線,繪制各指標(biāo)診斷心功能不全的ROC曲線,比較ROC曲線下面積(area under curve,AUC),并確定各指標(biāo)的最佳界值。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 常規(guī)超聲心動圖測量結(jié)果比較 心衰組與正常對照組比較,年齡、心率、室壁厚度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);左房前后徑、左室舒張末內(nèi)徑、LVEF差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。

2.2 兩組患者二維整體峰值應(yīng)變測量結(jié)果比較(表1) 心衰組患者GLS、GRS、GCS均小于正常對照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01;圖1,2)。

2.3 ROC曲線分析 繪制各指標(biāo)的ROC曲線,通過ROC曲線分析得出AUC,其中GLS、GCS的曲線偏左上角,其 AUC分別為 0.950(95%CI:0.89～1.00)、0.939(95%CI:0.88 ～ 0.99),分別與0.5比較進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01),GRS的AUC為0.17(95%CI:0.06～0.28),因其小于0.5,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。

表1 心力衰竭組與正常對照組超聲心動圖測量及二維整體應(yīng)變的對比(±s)

表1 心力衰竭組與正常對照組超聲心動圖測量及二維整體應(yīng)變的對比(±s)

注:LA:左房前后徑;LVEDD:左室舒張末內(nèi)徑;LVEF:左室射血分?jǐn)?shù);GLS:左室整體縱向應(yīng)變;GCS:左室整體圓周應(yīng)變;GRS:左室整體徑向應(yīng)變。與正常對照組相比,*P＜0.01。

組別 例數(shù) LA(mm) LVEDD(mm) LVEF(%) GLS(%) GCS(%) GRS(%)正常對照組 30 32±4 45±4 62±5 -19±4 -18±5 33±11心力衰竭組 52 39±5* 57±11* 39±10* -8±4* -10±4* 20±13*

表2 心力衰竭患者三種整體應(yīng)變的ROC曲線參數(shù)的比較

2.4 應(yīng)用ROC曲線選臨界值 臨界值的選擇應(yīng)兼顧敏感度和特異度,計(jì)算靈敏度+特異度,最高值對應(yīng)的點(diǎn)為截?cái)帱c(diǎn),在 ROC曲線上為距離左上方最近的點(diǎn)。截?cái)帱c(diǎn)對應(yīng)的臨界值做為收縮功能減低的診斷標(biāo)準(zhǔn)。GLS、GCS對應(yīng)的界值分別為-13.12%、-13.86%,其診斷收縮功能減低的靈敏度和特異度分別為90.0%/94.4%,93.3%/83.3%(圖3)。

圖3 三種整體應(yīng)變診斷心功能不全的ROC曲線圖

3 討 論

超聲心動圖是目前臨床評價(jià)心功能應(yīng)用最廣的方法[3],LVEF是超聲心動圖檢測左室收縮功能最常用的指標(biāo),也是評價(jià)心臟病患者預(yù)后的重要指標(biāo)。但該技術(shù)仍存在一定的局限性,受檢查者的技術(shù)及主觀因素影響較大,尤其在心內(nèi)膜邊界顯示不清時(shí)重復(fù)性欠佳;同時(shí)節(jié)段性室壁運(yùn)動異常、心腔變形的患者 LVEF不能準(zhǔn)確反映局部心功能改變。因此近年來超聲心動圖一直在探討新的評價(jià)左室局部和整體功能的方法,以對 LVEF做更好的補(bǔ)充。

2D-STI是近年來用于評價(jià)心肌功能的一種超聲新方法。通過自動追蹤二維超聲圖像中的感興趣區(qū)內(nèi)的心肌組織,計(jì)算各節(jié)段心肌的變形,即心肌應(yīng)變,該技術(shù)不受周圍心肌牽拉和心臟整體運(yùn)動的干擾,可判斷心肌的收縮是主動還是被動,同時(shí)能分別從長軸、短軸和圓周等三個(gè)方向分別測量心肌的應(yīng)變,因此該技術(shù)更加全面、準(zhǔn)確地反映心肌的功能。

左室的收縮功能是通過縱向走行和環(huán)形走行心肌交合協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)的,心內(nèi)膜下的右手螺旋心肌及心外膜下的左手螺旋心肌主要產(chǎn)生縱向的收縮功能;中層的環(huán)形走行心肌主要決定心臟短軸方向的環(huán)形運(yùn)動;徑向應(yīng)變表示心臟短軸方向的運(yùn)動,主要反映室壁收縮期的增厚程度,心臟收縮時(shí)并非簡單的心肌縮短,而是心肌層相互滑行交錯,心肌纖維重新排列的復(fù)雜過程。心肌功能受損是與不同走向的心肌受損相一致的,因此分別測量縱向、徑向、圓周收縮期應(yīng)變有助于更好地評價(jià)左室收縮功能[2]。研究報(bào)道[4],左室長軸的功能對心衰患者的長期生存起決定作用。Cho等[5]報(bào)道縱向應(yīng)變和圓周應(yīng)變對心衰患者的預(yù)后均有一定的預(yù)測價(jià)值,而圓周應(yīng)變較縱向應(yīng)變與心衰患者的心臟事件有更好的相關(guān)性。當(dāng)心肌缺血時(shí),心內(nèi)膜下的縱向心肌對缺血更敏感。國外學(xué)者在急性心肌梗死患者的心肌應(yīng)變的研究中[6],測定心肌節(jié)段應(yīng)變低于-13%、應(yīng)變率低于-0.8%/s診斷心肌梗死節(jié)段的敏感度和特異度均為85%。Brown等[7]應(yīng)用整體縱向應(yīng)變評價(jià)左室收縮功能的研究中,GLS與磁共振成像(MRI)測定的LVEF有較好的相關(guān)性(r=-0.69,P＜0.001),而在有6個(gè)以上節(jié)段室壁運(yùn)動異常的患者中GLS與磁共振成像射血分?jǐn)?shù)(MRI-EF)相關(guān)性增加(r=-0.77,P＜0.001),應(yīng)用回歸方程測定GLS＞-15.3%是評價(jià)LVEF正常的界值。

心功能不全的患者,原發(fā)的心肌損害和心臟負(fù)荷過重使室壁應(yīng)力增加,引起心室肥大和擴(kuò)張,心肌纖維被動拉長,導(dǎo)致心肌細(xì)胞損傷,同時(shí)心肌代償性肥厚,能耗增加,心內(nèi)膜下心肌灌注減少,可能導(dǎo)致心肌壞死,間質(zhì)纖維化,心肌收縮力降低。在本研究中,心力衰竭組的三種整體應(yīng)變均明顯降低,結(jié)合ROC曲線縱向應(yīng)變和圓周應(yīng)變的臨界值(-13.12%,-13.86%)對判斷心衰均有較高的靈敏度和特異度。這與國外研究結(jié)果基本一致[7]。

ROC曲線是美國國家臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)委員會(NCCLS)于1995年批準(zhǔn),用作實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的臨床準(zhǔn)確性評價(jià)的準(zhǔn)則,它將某試驗(yàn)的靈敏度及特異度聯(lián)系在一起,是一種科學(xué)的評價(jià)檢測項(xiàng)目的方法。此方法被認(rèn)為是影像檢查技術(shù)和診斷方法對照研究的標(biāo)準(zhǔn)方法,現(xiàn)已得到國外醫(yī)學(xué)影像研究工作者認(rèn)可。ROC曲線是以每一個(gè)檢測結(jié)果作為可能的診斷界值,以計(jì)算得到相應(yīng)的靈敏度為縱坐標(biāo),以1-特異度為橫坐標(biāo)繪制曲線,其本質(zhì)是動態(tài)的分析比較診斷試驗(yàn)在多個(gè)診斷界值下相對的敏感度和特異度的差異。判斷診斷試驗(yàn)結(jié)果屬于陽性或陰性需要一個(gè)臨界值,一般以ROC曲線距離左上角最近處作為兼顧敏感度和特異度的臨界值?？筛鶕?jù) Youden指數(shù)/正確指數(shù)〔Youden指數(shù)=靈敏度-(1-特異度)〕的最大值得出診斷臨界值;AUC為ROC曲線下的面積,其數(shù)值大小可反映整個(gè)檢測范圍總的診斷準(zhǔn)確性,亦稱全域準(zhǔn)確率,AUC越大,診斷價(jià)值越大,Swets的判斷標(biāo)準(zhǔn)為AUC＜0.5時(shí)無診斷意義;在0.5～0.7之間表示診斷準(zhǔn)確性較低;在0.7～0.9之間有一定的準(zhǔn)確性;＞0.9時(shí)試驗(yàn)有較高的準(zhǔn)確性[8,9]。本研究中通過對比分析,心衰組與正常對照組的三種應(yīng)變,均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,將三種應(yīng)變行ROC曲線下面積分析結(jié)果顯示,縱向整體峰值應(yīng)變和圓周整體峰值應(yīng)變的AUC均大于0.9,有較高的準(zhǔn)確性,能較好地反映心室射血分?jǐn)?shù)的改變,可能心肌的縱向運(yùn)動和圓周運(yùn)動的改變與心室的射血變化關(guān)系較密切,因此縱向整體峰值應(yīng)變和圓周整體峰值應(yīng)變評價(jià)心室收縮功能的敏感度和特異度較高。而徑向整體峰值應(yīng)變的AUC＜0.5,對判斷LVEF降低方面意義不顯著。徑向應(yīng)變可能與LVEF反映心臟不同方面的心肌功能改變,有待今后進(jìn)一步研究。

ROC曲線用于評價(jià)診斷試驗(yàn)的性能簡單、直觀、信息量大,具有反映整個(gè)檢測范圍內(nèi)任何臨界值處鑒別診斷的能力,且不受發(fā)病率的影響。使得臨床實(shí)驗(yàn)診斷更科學(xué)、客觀,提高了準(zhǔn)確性和效率。

4 結(jié) 論

二維整體收縮期峰值應(yīng)變可較好地評價(jià)左室的收縮功能,其中GLS和GCS用于評價(jià)LVEF降低有較高的診斷價(jià)值,可以作為對LVEF評價(jià)心功能的較好補(bǔ)充。

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