馬紅,吳偉春,謝榮愛,高立建,蘭亭玉,王浩
三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖評(píng)估冠心病患者左心室舒張功能的臨床應(yīng)用價(jià)值*
馬紅,吳偉春,謝榮愛,高立建,蘭亭玉,王浩
目的:探討三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖(3D-STE)評(píng)估冠心病患者的左心室整體舒張功能的臨床應(yīng)用價(jià)值。
方法:前瞻性納入68例左心室射血分?jǐn)?shù)正常的冠心病患者。據(jù)左心室舒張末期壓(LVEDP),將68例冠心病患者分為兩組:舒張功能正常組[LVEDP ≤ 15 mmHg,(1 mmHg=0.133 kPa )]31例,舒張功能不全組(LVEDP > 15 mmHg)37例。采集心尖四腔全容積圖像,運(yùn)用4D Auto LVQ軟件進(jìn)行離線分析,得到左心室整體(四項(xiàng)三維應(yīng)變指標(biāo))縱向應(yīng)變(GLS)、圓周應(yīng)變(GCS)、面積應(yīng)變(GAS)及徑向應(yīng)變(GRS)。
結(jié)果:左心室舒張功能不全組GLS、GCS、GAS、GRS較舒張功能正常組均明顯減低(P<0.001)。Pearson相關(guān)性分析顯示四項(xiàng)三維應(yīng)變指標(biāo)與LVEDP中度相關(guān):GLS(r=0.585,P<0.001),GCS(r=0.589,P<0.001),GAS(r=0.674,P<0.001)及GRS(r=-0.643,P<0.001)。受試者工作特征(ROC)曲線分析顯示GLS在-15.5 % 時(shí)預(yù)測(cè)左心室舒張功能不全的靈敏度和特異度均為68 %;GCS在-17.5 % 時(shí)預(yù)測(cè)左心室舒張功能不全的靈敏度和特異度分別為76 %和81 %,GAS在-29.5 % 時(shí)預(yù)測(cè)左心室舒張功能不全的靈敏度和特異度分別為84 %和68 %。
結(jié)論:3D-STE的相關(guān)應(yīng)變參數(shù)可用來(lái)預(yù)測(cè)左心室射血分?jǐn)?shù)正常冠心病患者的LVEDP,并能作為新的超聲診斷指標(biāo)來(lái)評(píng)估患者的左心室舒張功能。
三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖;左心室舒張末期壓;冠心病
Methods: A total of 68 CAD patients were prospectively recruited. According to left ventricular enddiastolic pressure (LVEDP), the patients were divided into 2 groups: Normal diastolic function group, the patients with LVEDP≤15mmHg, n=31 and Diastolic dysfunction group, the patients with LVEDP>15mmHg, n=37. The global longitudinal strain (GLS), global circumferential strain (GCS), global area strain (GAS) and global radial strain (GRS) were analyzed with a commercial software (4D Auto LVQ) by the apical four chamber full-volume image.
Results: Compared with Normal diastolic function group, the patients in Diastolic dysfunction group showed
obviously decreased GLS, GCS, GAS and GRS, P<0.001. Pearson analysis presented that the above indexes were moderately related to LVEDP as for GLS (r=0.585, P<0.001), for GCS (r=0.589, P< 0.001), for GAS (r=0.674, P<0.001) and for GRS (r= -0.643, P< 0.001). The receiver operating characteristic (ROC) analysis showed that the sensitivity and specificity for diagnosing left ventricular diastolic dysfunction when GLS=-15.5 % were at 68% and 68%, when GCS=-17.5 % were at 76 % and 81 %, when GAS=-29.5% were at 84 % and 68 % respectively.
Conclusion: 3D-STE may predict LVEDP and it may be used as the alternative index of echocardiography in diagnosing left ventricular dysfunction in CAD patients with normal LVEF.
(Chinese Circulation Journal, 2015,30:225.)
左心室舒張功能不全已成為決定冠心病患者的遠(yuǎn)期生存率和預(yù)后的重要因素之一[1,2]。多普勒超聲心動(dòng)圖是目前臨床常用的評(píng)估冠心病患者左心室舒張功能的無(wú)創(chuàng)指標(biāo),因其無(wú)法避免的超聲束方向與心室壁運(yùn)動(dòng)方向之間夾角的影響,故對(duì)左心室舒張功能的評(píng)價(jià)存在一定的局限性[3-5]。最近發(fā)展的三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖(3D-STE)是一項(xiàng)新型的超聲診斷技術(shù),通過在三維空間中追蹤心肌斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來(lái)獲取心室實(shí)時(shí)的全容積數(shù)據(jù),能夠更準(zhǔn)確地反映心肌各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)及應(yīng)變,進(jìn)而綜合評(píng)價(jià)心肌整體的收縮與舒張功能[6,7]。既往研究報(bào)道三維斑點(diǎn)超聲心動(dòng)圖的應(yīng)變指標(biāo)可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)心臟結(jié)構(gòu)及功能[8,9],且整體面積應(yīng)變值與心力衰竭患者的病情嚴(yán)重呈高度相關(guān),是評(píng)估患者左心室收縮功能的重要指標(biāo)之一[9]。此外,Shin等[10]最新證實(shí)三維應(yīng)變值與冠心病患者的左心室舒張末期壓(LVEDP)具有一定的相關(guān)性,對(duì)評(píng)估患者的左心室舒張功能具有一定的參考價(jià)值,但該研究病例偏少且病種較多,沒有覆蓋不同程度左心室舒張功能異常的冠心病患者。本研究分析了68例冠心病患者的三維應(yīng)變與左心導(dǎo)管的檢查指標(biāo),旨在探討各項(xiàng)三維應(yīng)變值和LVEDP間的相關(guān)性及其用于診斷冠心病患者左心室舒張功能的價(jià)值。
研究對(duì)象:本研究從2013-10至2014-04前瞻性共計(jì)納入68例冠心病患者,男性56例,女性12例;平均年齡(57.7 ± 8.4)歲;其中31例(46 %)患有糖尿病,42例(62 %)患有高血壓,59例(87 %)患者血脂異常及30例(44 %)既往有心肌梗死病史。所有患者均為竇性心律,并進(jìn)行左心室造影及冠狀動(dòng)脈造影檢查[15例(22 %)患者為單支冠狀動(dòng)脈病變,53例(78 %)患者為多支冠狀動(dòng)脈病變]。排除標(biāo)準(zhǔn):①年齡 ≥ 80歲;②心房顫動(dòng)、傳導(dǎo)阻滯或起搏器植入術(shù)后;③病情不穩(wěn)定,包括急性冠狀動(dòng)脈綜合征,心原性休克及室壁瘤等;④嚴(yán)重二尖瓣及主動(dòng)脈瓣病變;⑤左心室射血分?jǐn)?shù) < 50 %;⑥患者聲窗不佳,圖像不清晰。本研究遵循赫爾辛基宣言,并得到阜外心血管病醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。所有受試者均已簽署知情同意書。
分組:據(jù)LVEDP將所有患者分為兩組:左心室舒張功能正常組[LVEDP ≤ 15 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)] 31例,左心室舒張功能不全組(LVEDP > 15 mmHg)37例。
儀器與方法:采用GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀(美國(guó)),M5S探頭及4D探頭,配有EchoPac工作站及三維應(yīng)變分析軟件。所有受試者左側(cè)臥位,平靜呼吸,連接同步心電圖,先行常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖檢測(cè),獲取各項(xiàng)常規(guī)參數(shù);然后換取4D探頭,囑患者呼氣末屏氣,以便獲得心內(nèi)膜清晰的左室全容積圖像,點(diǎn)擊進(jìn)入“Multi Beat”模式,同時(shí)調(diào)節(jié)圖像幀頻, 使其大于患者心率的40 %且至少大于25幀/s,并連續(xù)采集4個(gè)心動(dòng)周期的三維動(dòng)態(tài)圖像。超聲心動(dòng)圖檢查時(shí)間先于左心導(dǎo)管檢查,且兩者相差不超過24小時(shí)。
圖像分析:將圖像導(dǎo)入EchoPac 11.0工作站,進(jìn)入“4D Auto LVQ”模式,于左心室舒張末期和收縮末期分別在二尖瓣環(huán)中點(diǎn)和心尖處內(nèi)膜各選擇一個(gè)點(diǎn),分析軟件將自動(dòng)勾畫出左心室心內(nèi)膜和心外膜面輪廓線,適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整使得心內(nèi)膜與心外膜面輪廓清晰完整。勾畫成功后軟件自動(dòng)計(jì)算出如下四
項(xiàng)三維應(yīng)變指標(biāo):左心室整體長(zhǎng)軸應(yīng)變值(GLS)、整體圓周應(yīng)變值(GCS)、整體徑向應(yīng)變值(GRS)及整體面積應(yīng)變值(GAS)。
統(tǒng)計(jì)學(xué)方法:采用SPSS 16.0分析軟件。對(duì)于服從正態(tài)分布的連續(xù)變量以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,分類資料以頻數(shù)和百分比表示。兩組間結(jié)果比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。應(yīng)用Pearson相關(guān)分析方法分析3D-STE的整體應(yīng)變參數(shù)和LVEDP之間的相關(guān)性。繪制受試者工作特征(ROC)曲線,確定曲線下面積及最佳截?cái)帱c(diǎn),計(jì)算出各項(xiàng)三維應(yīng)變值在不同界值時(shí)預(yù)測(cè)左心室舒張功能不全的靈敏度和特異度。P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
患者基線資料比較及與LVEDP的相關(guān)性:左心室舒張功能正常組與左心室舒張功能不全組在年齡、性別、心率及冠狀動(dòng)脈病變累及程度等差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,舒張?jiān)缙诙獍暄魉俣龋‥)、舒張晚期二尖瓣血流速度(A)、E/A值、減速時(shí)間及左心室射血分?jǐn)?shù)差異亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。表1
表1 兩組患者基線資料比較及與LVEDP的相關(guān)性
表1 兩組患者基線資料比較及與LVEDP的相關(guān)性
注:*表示左心室功能不全組與左心室舒張功能正常組相比。E:舒張?jiān)缙诙獍暄魉俣?A:舒張晚期二尖瓣血流速度 LVEDP:左心室舒張末期壓
?
三維應(yīng)變指標(biāo)比較及其與LVEDP的相關(guān)性研究:① 兩組間四項(xiàng)三維應(yīng)變指標(biāo)(GLS、 GCS、 GAS、GRS):左心室舒張功能不全組四項(xiàng)三維應(yīng)變指標(biāo)均低于左心室舒張功能正常組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。②Pearson相關(guān)性分析:四項(xiàng)三維應(yīng)變指標(biāo)與LVEDP呈中度相關(guān):GLS(r=0.585,P<0.001),GCS(r=0.589,P<0.001),GAS(r=0.674,P<0.001)及GRS(r=-0.643,P<0.001)。表2、圖1
診斷精確性研究:ROC曲線分析顯示GLS在-15.5 % 時(shí)預(yù)測(cè)左心室舒張功能不全的靈敏度和特異度均為68 %[曲線下面積(AUC)=0.74,P<0.001];GCS在-17.5 % 時(shí)預(yù)測(cè)左心室舒張功能不全的靈敏度和特異度分別為76 %和81 %(AUC=0.82,P<0.001),GAS在-29.5% 時(shí)預(yù)測(cè)左心室舒張功能不全的靈敏度和特異度分別為84 %和68 %(AUC=0.82,P<0.001)。圖2
表2 兩組患者三維應(yīng)變指標(biāo)的比較及其與LVEDP的相關(guān)性
圖1 三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖
圖2 三維應(yīng)變指標(biāo)預(yù)測(cè)左心室舒張功能不全的受試者工作特征曲線
冠心病主要由于冠狀動(dòng)脈發(fā)生粥樣硬化病變而使冠狀動(dòng)脈管腔狹窄、阻塞,導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈相應(yīng)供血區(qū)域的心肌得不到充足的血氧供應(yīng),從而引發(fā)心肌局部收縮及舒張功能的異常。據(jù)報(bào)道冠心病患者,尤其是在急性冠狀動(dòng)脈綜合征后,左心室舒張功能異常的發(fā)病率顯著增高,且遠(yuǎn)期存活率及預(yù)后較左心室舒張功能正常的患者顯著減低[1,2,11]。因此,早期評(píng)估冠心病患者的左心室舒張功能對(duì)患者的臨床治療及預(yù)后具有重要的指導(dǎo)價(jià)值[12,13]。
通過左心導(dǎo)管測(cè)定的LVEDP是診斷左心室舒張功能異常的金標(biāo)準(zhǔn),但由于有創(chuàng)性和相對(duì)較高的費(fèi)用,限制了其在臨床上的廣泛應(yīng)用。據(jù)最新的美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)(ASE)指南顯示[14]:多普勒超聲心動(dòng)圖的多項(xiàng)指標(biāo)能夠較準(zhǔn)確評(píng)估左心室舒張功能且具有簡(jiǎn)單、快捷、有效及無(wú)創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn),然而這些指標(biāo)檢測(cè)時(shí)具有一定的角度依賴性,故臨床上常常需要結(jié)合其他指標(biāo)協(xié)助診斷左心室舒張功能異常。三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖是一種基于二維斑點(diǎn)追蹤成像基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的無(wú)角度依賴性的新型超聲診斷技術(shù),主要通過自動(dòng)識(shí)別三維圖像中的心肌回聲斑點(diǎn)信號(hào)來(lái)追蹤心肌的運(yùn)動(dòng)軌跡,并對(duì)心肌各節(jié)段應(yīng)變進(jìn)行評(píng)價(jià),獲取局部及整體心肌縱向、徑向、圓周及面積應(yīng)變等信息,最終能夠準(zhǔn)確反映心肌整體收縮與舒張功能[15-17]。
左心室壁的心肌結(jié)構(gòu)呈三層分布,心外膜下心肌呈左手螺旋走向,中層心肌呈環(huán)形走向,而心內(nèi)膜下心肌呈右手螺旋走向[18],各層心肌排列不同導(dǎo)致心肌的運(yùn)動(dòng)方向亦不同,即心內(nèi)、外膜收縮時(shí),心肌主要沿長(zhǎng)軸方向運(yùn)動(dòng),中層心肌收縮時(shí),心肌主要沿短軸方向運(yùn)動(dòng),故在研究左心室壁心肌整體功能時(shí),即是分別研究不同運(yùn)動(dòng)方向心肌的應(yīng)變。左心室整體面積應(yīng)變?yōu)殚L(zhǎng)軸應(yīng)變和圓周應(yīng)變的結(jié)合,是心肌運(yùn)動(dòng)時(shí)心內(nèi)膜表面積變化的百分率。左心室長(zhǎng)軸方向心肌力學(xué)的量化評(píng)估,主要與心內(nèi)膜的心肌運(yùn)動(dòng)相關(guān),由于心內(nèi)膜是冠狀動(dòng)脈供血的末端,因此當(dāng)冠狀動(dòng)脈發(fā)生狹窄等病變時(shí),最先受累的心肌區(qū)域?yàn)樾膬?nèi)膜下心肌,即左心室整體長(zhǎng)軸應(yīng)變最先會(huì)受到顯著影響。冠心病患者隨著左心室僵硬度的增加及順應(yīng)性的下降,導(dǎo)致左心室解旋能力逐漸延遲,舒張功能持續(xù)減低,最終病變累及心肌中層及外層纖維,左心室整體圓周應(yīng)變及徑向應(yīng)變也將發(fā)生顯著改變。因此,在預(yù)測(cè)冠心病患者的左心室舒張功能不全方面,三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖將是一種極具前景的診斷指標(biāo)。
目前,僅Shin 等[10]報(bào)道三維斑點(diǎn)追蹤超聲心
動(dòng)圖能夠準(zhǔn)確評(píng)估冠心病等患者的左心室舒張功能,并證實(shí)GLS及GAS與左心室舒張功能密切相關(guān)。然而,此研究主要的缺陷為研究對(duì)象病種較多,包括高血壓,擴(kuò)張型心肌病及冠心病等。本研究對(duì)象均為冠心病患者,初步發(fā)現(xiàn)三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖的GLS及GAS應(yīng)變指標(biāo)與LVEDP相關(guān)性較高,這與Shin研究報(bào)道的結(jié)果一致,此外,本研究發(fā)現(xiàn)GCS及GRS與冠心病患者的LVEDP亦具有一定的相關(guān)性。
本研究有較多不足之處:首先,樣本量較?。黄浯?,超聲心動(dòng)圖檢查與左心室導(dǎo)管檢查并不是同時(shí)進(jìn)行的,故無(wú)法避免血流動(dòng)力學(xué)變化對(duì)檢查指標(biāo)的影響;最后,本研究的對(duì)象均為左心室射血分?jǐn)?shù)正常的冠心病患者,故該研究結(jié)果不適用于左心室收縮功能減低的冠心病患者。
綜上所述,本研究證實(shí)三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖的相關(guān)應(yīng)變指標(biāo)能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)冠心病患者的LVEDP,并有可能成為一種新的診斷指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)冠心病患者的左心室舒張功能。
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Clinical Value of Three-dimensional Speckle-tracking Echocardiography for Evaluating Left Ventricular Diastolic Function in Patients With Coronary Artery Disease
MA Hong, WU Wei-chun, XIE Rong-ai, GAO Li-jian, LAN Ting-yu, WANG Hao.
Department of Echocardiography, Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, CAMS and PUMC, Beijing (100037), China
Objective: To investigate the clinical value of three-dimensional speckle-tracking echocardiography (3D-STE) for evaluating left ventricular diastolic function in patients with coronary artery disease (CAD).
Three-dimensional speckle-tracking echocardiography; Left ventricular end-diastolic pressure; Coronary artery disease
2014-06-05)
(編輯:梅 平)
國(guó)家自然科學(xué)基金(81201108)
100037 北京市,北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 國(guó)家心血管病中心 阜外心血管病醫(yī)院(馬紅、吳偉春、高立建、蘭亭玉、王浩);北京大學(xué)首鋼醫(yī)院 心內(nèi)科(謝榮愛)
馬紅 博士研究生 主要從事三維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖臨床應(yīng)用研究 Email:mhydyjy@163.com 通訊作者:王浩 Email:fwwangh@163.com
R541
A
1000-3614(2015)03-0225-05
10.3969/j.issn.1000-3614.2015.03.007