Three-dimensional Speckle Tracking Imaging for the Assessment of Left Ventricular Systolic Function of Mild Systemic Lupus Erythematosus

高　帥 GAO Shuai孫志丹 SUN Zhidan徐　靜 XU Jing李　碧 LI Bi

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三維斑點追蹤成像評價輕型系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者左心室收縮功能

Three-dimensional Speckle Tracking Imaging for the Assessment of Left Ventricular Systolic Function of Mild Systemic Lupus Erythematosus

高帥 GAO Shuai
孫志丹 SUN Zhidan
徐靜 XU Jing
李碧 LI Bi

【摘要】目的 系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）心臟受損較多，且多數(shù)無明顯癥狀。本研究應(yīng)用三維斑點追蹤成像（3D-STI）評價輕型SLE患者的左心室收縮功能，以更早地診斷輕型SLE患者心臟功能改變。資料與方法選擇臨床確診的36例輕型SLE患者，并以40例健康志愿者作為對照組。兩組受檢者均進行常規(guī)超聲心動圖及3D-STI檢查，比較兩組左心室舒張末期內(nèi)徑（LVEDd）、左心室收縮末期內(nèi)徑（LVEDs）、室間隔舒張末期厚度（IVSd）、左心室后壁舒張末期厚度（LVPWd）、左心室舒張末期容積（LVEDV）、左心室收縮末期容積（LVESV）、左心室射血分數(shù)（LVEF）、左心室整體縱向應(yīng)變（GLS）、左心室整體圓周應(yīng)變（GCS）、左心室整體徑向應(yīng)變（GRS）及左心室整體面積應(yīng)變（GAS）。結(jié)果研究組GLS、GCS、GRS、GAS均較對照組減低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；研究組LVEDd 、LVEDs、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、LVEF與對照組比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論3D-STI可以對輕型SLE患者左心室整體收縮功能的改變做出客觀的評價，為臨床監(jiān)測心臟功能提供幫助。

【關(guān)鍵詞】紅斑狼瘡，系統(tǒng)性；超聲心動描記術(shù)，三維；斑點追蹤成像；心室功能，左

論著Original Research

作者單位

遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院超聲科遼寧錦州121000

Department of Ultrasound, the First Affiliated Hospital of Liaoning Medical University,

Jinzhou121000, China

Address Correspondence to: SUN Zhidan

E-mail: szdpost@sina.com

R593.24+1；R445.1

修回日期：2015-10-09

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2016年 第24卷1期：16-18，23

系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）是一種自身免疫反應(yīng)引起的多系統(tǒng)病變，主要累及多個器官的間質(zhì)和血管，年輕女性發(fā)病率高于男性。SLE心臟受損較多，其中50%以上的SLE患者累及心臟時無明顯癥狀[1]，極易被忽視。常規(guī)超聲檢查只有當(dāng)心臟的形態(tài)及結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時才能發(fā)現(xiàn)病變，但此時心臟受損已達不可逆程度。本研究擬采用三維斑點追蹤成像（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI）評價輕型SLE患者心臟受累情況，更早地診斷輕型SLE患者心臟功能改變，為臨床治療及干預(yù)做出客觀評價。

1　資料與方法

1.1研究對象納入2014年7月—2015年7月在遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院確診為SLE的36例患者作為研究組，均符合美國風(fēng)濕病學(xué)會1997年的診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]，并根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會風(fēng)濕學(xué)分會診斷標(biāo)準(zhǔn)診斷為輕型SLE[3]：診斷明確或高度懷疑，但臨床癥狀穩(wěn)定且無明顯內(nèi)臟損害，系統(tǒng)性紅斑狼瘡疾病活動性指數(shù)積分<10分；常規(guī)超聲心動圖檢查左心室射血分數(shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）≥50%，心臟形態(tài)均未發(fā)生改變。其中男1例，女35例；年齡24~51歲，平均（38.5±9.2）歲。排除原發(fā)性高血壓、冠心病、先天性心臟病、糖尿病、肺心病、肥厚型心肌病、目前或年輕時是專業(yè)運動員或接受過高強度體能訓(xùn)練等可能影響心臟功能及形態(tài)的疾病。選擇同期在遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院進行體檢的40例健康志愿者作為對照組，其中男2例，女38例；年齡20~50歲，平均（36.6±8.8）歲，經(jīng)體檢各項指標(biāo)均在正常范圍內(nèi)，目前或年輕時非專業(yè)運動員，并未接受過高強度體能訓(xùn)練。研究組與對照組受檢者年齡、性別、體重及身高比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。本研究所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2儀器與方法采用GE vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，配有4V-D探頭，頻率1.5~4.0 MHz。受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步連接心電圖。使用4V-D探頭，先在2D模式上選擇標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔切面，然后轉(zhuǎn)換成4D模式，幀頻>25幀/秒，然后囑受檢者屏氣，連續(xù)采集4個心動周期的三維全容積圖像并存儲。記錄常規(guī)超聲指標(biāo)，包括左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end-diastolic diameter，LVEDd）、左心室收縮末期內(nèi)徑（left ventricular end-systolic diameter，LVEDs）、室間隔舒張末期厚度（interventricular septal depth，IVSd）、左心室后壁舒張末期厚度（left ventricular posterior wall depth，LVPWd）、左心室舒張末期容積（left ventricular enddiastolic volume，LVEDV）、左心室收縮末期容積（left ventricular end-systolic volume，LVESV）、LVEF。

1.3圖像分析在“Measure”菜單中選擇“Volume”下的“4D AUTO LVQ”功能鍵，選取心尖四腔清晰圖像，調(diào)節(jié)基線與二尖瓣后葉重合。4D Auto LVQ軟件自動勾畫出左心室內(nèi)膜及外膜邊界，如不滿意可手動調(diào)整描記曲線，確認勾畫后，軟件可自動算出收縮期整體縱向應(yīng)變（global longitudinal strain，GLS）、收縮期整體圓周應(yīng)變（global circumferential strain，GCS）、收縮期整體徑向應(yīng)變（global radial strain，GRS）、收縮期整體面積應(yīng)變（global area strain，GAS），并做出應(yīng)變值曲線。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 17.0軟件，計量資料組間比較采用成組資料t檢驗，P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1常規(guī)超聲指標(biāo)比較兩組LVEDd、LVEDs、IVSd、LVPWd、LVEDV、LVESV、LVEF比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表1。

2.23D-STI指標(biāo)比較研究組GLS、GCS、GRS、GAS均低于對照組，兩組比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表2及圖1、2。

表1　兩組常規(guī)超聲指標(biāo)比較

表2　兩組超聲3D-STI指標(biāo)比較（%）

3　討論

SLE好發(fā)于育齡期女性，心臟是SLE的主要受損器官之一，SLE心肌損害的病理基礎(chǔ)是由于纖維蛋白樣變性、炎癥細胞浸潤及肌束間結(jié)締組織水腫所致[4]；也有學(xué)者認為心肌病變與抗心磷脂抗體、抗心肌抗體及抗核糖核蛋白抗體有關(guān)，目前尚無定論。SLE也可造成血管內(nèi)皮損傷，引發(fā)冠狀動脈病變，導(dǎo)致相應(yīng)冠狀動脈供血區(qū)域心肌缺血[5-7]。上述原因均可導(dǎo)致心肌形變能力減低，進而減弱心臟收縮功能。心肌活檢是診斷心肌受累的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但為有創(chuàng)性檢查，一般患者很難接受，臨床應(yīng)用受到很大的限制，超聲檢查相對于心肌活檢來說具有安全、無創(chuàng)、易接受等優(yōu)勢。

圖1　輕型SLE患者應(yīng)變曲線及17節(jié)段牛眼圖。A~D分別為GLS、GCS、GRS、GAS，箭頭示整體應(yīng)變值均小于正常人

圖2　正常人應(yīng)變曲線及17節(jié)段牛眼圖。A~D分別為GLS、GCS、GRS、GAS

常規(guī)超聲已經(jīng)用于監(jiān)測SLE患者的心臟功能改變，但此檢查只能對心臟大小、形態(tài)、射血分數(shù)及舒張功能等常規(guī)項目做出診斷。由于心臟運動有其獨特的復(fù)雜性，故常規(guī)超聲很難用于監(jiān)測一些早期SLE心臟形態(tài)及常規(guī)功能并未發(fā)生明顯改變的患者。組織多普勒成像、二維斑點追蹤成像（2D-STI）均在一定程度上對復(fù)雜的心肌運動做出了量化測量，但組織多普勒成像有角度依賴性、2D-STI在二維平面不能完全追蹤斑點運動[8]等。3D-STI在三維立體空間層面對心肌組織斑點進行追蹤，在一定程度上減少了信息缺失，與正常心臟結(jié)構(gòu)及功能有更好的耦合性[9]。郭娟等[10]應(yīng)用3D-STI與2D-STI同時對正常青年左心室收縮功能進行測量，研究結(jié)果顯示GAS與LVEF有更好的相關(guān)性。近年已有研究對甲狀腺功能減退、2型糖尿病及肥厚型心肌病患者左心室功能進行3D-STI研究，并取得了有價值的結(jié)果[11-13]。

本研究結(jié)果顯示，研究組與對照組常規(guī)超聲測量指標(biāo)無明顯差異，而研究組GLS、GCS、GRS、GAS的應(yīng)變值均較對照組降低（P<0.05），這與既往應(yīng)用2D-STI研究SLE患者左心室功能[14-15]的結(jié)果基本一致，其原因可能為免疫復(fù)合物沉積于心肌造成心肌炎癥，使心肌形變能力下降。SLE患者本身血管內(nèi)皮易損傷，冠狀動脈內(nèi)皮受損導(dǎo)致冠心病提早發(fā)生，病變的冠狀動脈相應(yīng)供血區(qū)域心肌細胞供血減少，使心肌形變能力下降，上述原因致使SLE患者心肌的形變能力降低，進一步發(fā)展將引起心臟收縮功能下降。3D-STI測得的應(yīng)變是心臟的整體應(yīng)變，較2D-STI測得的結(jié)果更具有代表性，并且應(yīng)用3D-STI所得面積應(yīng)變?nèi)越档?，結(jié)合GLS、GCS、GRS結(jié)果表明3D-STI可以更早、更全面地反映SLE患者左心室的收縮功能改變。

本研究的局限性在于研究樣本量較小，未排除受檢者地域等特異性因素的影響，研究結(jié)果仍需進一步探討。同時，3D-STI也有其自身的局限性：①3D-STI要求清晰、高質(zhì)量的圖像；②圖像后處理時心內(nèi)膜的人為描記是否準(zhǔn)確；③患者的心率、體型等客觀因素影響等[16]。

總之，3D-STI可以更敏感、更準(zhǔn)確地評價早期SLE患者左心室收縮功能，尤其是3D-STI所獨有的GAS與LVEF的相關(guān)性更高，可以為臨床治療及評估治療效果提供更客觀、更全面的依據(jù)。

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（本文編輯張春輝）

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24(1): 16-18, 23

【Abstract】Purpose Heart damage occurs frequently in patients with systemic lupus erythematosus(SLE), and most of the patients have no obvious symptoms. In this study, three-dimensional speckle tracking imaging (3D-STI) was used to assess the systolic function of left ventricle, for early diagnosis of cardiac function changes in patients with mild SLE.Materials and Methods Thirty-six patients with clinical diagnosed mild SLE were enrolled and 40 healthy volunteers were selected as control group. All the participants underwent both conventional echocardiographic and 3D-STI examinations, left ventricular end-diastolic diameter (LVEDd), left ventricular end-systolic diameter (LVEDs), interventricular septal depth (IVSd), left ventricular posterior wall depth (LVPWd), left ventricular end-diastolic volume (LVEDV), left ventricular end-systolic volume (LVESV), left ventricular ejection fraction (LVEF), left ventricular global longitudinal strain (GLS), left ventricular global circumferential strain (GCS), left ventricular global radial strain (GRS) and left ventricular global area strain (GAS) were compared between the two groups.Results The GLS, GCS, GRS and GAS of the study group were all lower than the control group, and the difference was statistically significant (P<0.05). There was no statistically significant difference between the two groups on LVEDd, LVEDs, IVSd, LVPWd, LVEDV, LVESV and LVEF (P>0.05).Conclusion 3D-STI is able to make an objective evaluation of the left ventricular systolic function for patients with mild SLE, and provide help for clinical cardiac function monitoring.

【Key words】Lupus erythematosus, systemic; Echocardiography, three-dimensional; Speckle tracking imaging; Ventricular function, left

收稿日期：2015-08-19

中圖分類號

通訊作者孫志丹

Doi：10.3969/j.issn.1005-5185.2016.01.005