阮海東 鄭逸 楊曉紅 王良玉

臨床研究

二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)定量評價(jià)冠心病冠脈病變程度的價(jià)值

阮海東 鄭逸 楊曉紅 王良玉

目的 運(yùn)用二維超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（2D-STI）檢測冠心病及健康人左室整體縱向應(yīng)變（GLS）、整體徑向應(yīng)變（GRS）、整體圓周應(yīng)變（GCS），探討2D-STI無創(chuàng)定量評價(jià)冠心病冠脈病變程度的臨床意義。方法 選取因胸痛初步診斷冠心病住院患者60例為試驗(yàn)組，全部患者經(jīng)冠狀動脈造影檢查發(fā)現(xiàn)至少有一支主要冠脈狹窄程度≥50%，根據(jù)Gensini評分得分分為3組。30例排除器質(zhì)性心臟病的健康人為對照組。結(jié)果 冠心病組間隨著冠脈病變程度的加重，GLS、GCS、GRS絕對值逐漸下降（P＜0.05）。GLS、GRS、GCS絕對值與Gensini評分得分呈顯著負(fù)相關(guān)（Pearson相關(guān)系數(shù)分別為r=-0.823，P＜0.01，r=-0.775，P＜0.01，r=-0.763，P＜0.01）。GLS以截?cái)嘀禐?13.5%診斷冠脈重度病變的Youden指數(shù)最高，為0.692，靈敏度為95.5%，特異度為73.7%。GRS、GCS的Youden指數(shù)及敏感度較GLS稍差，特異度較GLS稍好。結(jié)論 GLS、GRS、GCS絕對值隨冠脈病變程度加重逐漸下降，2D-STI檢測的左室整體應(yīng)變絕對值與冠脈造影后的Gensini評分得分具有較好的相關(guān)性，可用于無創(chuàng)評估冠脈病變程度。2D-STI為無創(chuàng)定量評價(jià)冠心病冠狀動脈重度病變提供了依據(jù)。

二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)； 冠狀動脈疾??； 冠狀動脈病變

傳統(tǒng)診斷冠心病并評估冠脈病變程度的金標(biāo)準(zhǔn)是冠狀動脈造影檢查（CAG）[1]。目前臨床上常根據(jù)冠脈造影結(jié)果進(jìn)行冠狀動脈評分，如Gensini評分，評估冠脈病變范圍及嚴(yán)重程度[2]。但冠脈造影為有創(chuàng)性檢查，費(fèi)用昂貴，且對設(shè)備要求較高，臨床應(yīng)用受到一定的限制。二維斑點(diǎn)追蹤成像在評價(jià)心肌局部舒縮功能方面可以更客觀、準(zhǔn)確地反映局部心肌運(yùn)動功能。本研究的主要目的是運(yùn)用二維超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（2D-STI）檢測冠心病及健康人左室整體縱向、徑向、圓周峰值應(yīng)變值，探討2D-STI無創(chuàng)定量評價(jià)冠狀動脈病變程度的臨床意義。

1 對象與方法

1.1 研究對象 試驗(yàn)組：選取在2015年3月至2016年11月期間因胸痛而疑診為冠心病在中山大學(xué)附屬汕頭醫(yī)院心血管內(nèi)科住院的患者72例，全部患者經(jīng)冠狀動脈造影檢查（CAG）顯示至少一支主要冠脈或其主要分支的內(nèi)徑有≥50%的狹窄，全部符合冠脈造影檢查冠心病的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3,4]，CAG檢查前予超聲心動圖檢查并采集相關(guān)資料。其中12例患者因采集條件不符合而剔除，包括二維圖像顯示不清及心律失常，冠狀動脈造影檢查前溶栓治療或長期服用冠心病藥物等。入選標(biāo)準(zhǔn)：初次疑診為冠心病入院治療，既往無冠心病史；冠狀動脈造影顯示至少一支主要冠脈或其主要分支的內(nèi)徑有≥50%的狹窄；竇性心律。排除標(biāo)準(zhǔn)：頻發(fā)室性早搏、房顫、房室傳導(dǎo)阻滯等各類心律失常；肥胖、氣胸、肺氣腫等因素嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量；先心病、肺心病、心臟瓣膜病、心肌病等各類器質(zhì)性心臟?。贿z傳病、系統(tǒng)免疫性疾病、糖尿病、尿毒癥等疾病而導(dǎo)致心功能受損；冠狀動脈造影前過多藥物干預(yù)治療；二維圖像顯示心內(nèi)膜邊緣不清及超聲心動圖顯示室壁瘤或其他冠心病嚴(yán)重并發(fā)癥。最終入選試驗(yàn)組患者60例，將其按Gensini評分[2]得分分為輕度病變、中度病變和重度病變?nèi)M。其中輕度病變組18例，男性14例，女性4例，年齡44～77（59.50±9.16）歲；中度病變組20例，男性15例，女性5例，年齡33～77（61.35±10.29）歲；重度病變組22例，男性16例，女性6例，年齡48～78（60.59± 8.72）歲。對照組：選取年齡和性別與試驗(yàn)組各組相匹配的健康人30例，其中男性22例、女性8例，年齡48～78（59.57±8.02）歲；既往無心臟病史，心肺系統(tǒng)體查、心電圖、胸部X線片、超聲心動圖檢查無明顯異常，超聲心動圖圖像清晰。

1.2 儀器 采用飛利浦公司生產(chǎn)的 Philips iE33心臟超聲診斷儀，配置經(jīng)胸探頭S5-1，頻率1～5 MHz，同時(shí)配備Q-lab9.0軟件，可供脫機(jī)圖像分析使用；CAG相關(guān)設(shè)備及器械。

1.3 研究方法

1.3.1 左室壁分段方法 為便于后期圖像分析處理本研究采用左室壁16節(jié)段分法，沿左室長軸方向?qū)⒆笫冶趧澐譃?6節(jié)段，分別是前、后室間隔，前壁、側(cè)壁、后壁、下壁的基底段、中間段及近心尖段。

1.3.2 術(shù)前圖像采集 對于試驗(yàn)組患者，在行冠狀動脈造影前2天內(nèi)進(jìn)行圖像采集。受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，連接同步心電圖，進(jìn)行常規(guī)參數(shù)測量后，選取清晰的心尖四腔心切面、三腔心切面、二腔心切面與胸骨旁二尖瓣水平、乳頭肌水平、近心尖部水平短軸切面，連續(xù)儲存3個心動周期，供后期Q-lab 9.0軟件脫機(jī)分析處理。在各條曲線上可測得左室各節(jié)段收縮期縱向應(yīng)變峰值、徑向應(yīng)變峰值、圓周應(yīng)變峰值，所有數(shù)據(jù)均連續(xù)測量3次并取平均值。計(jì)算所有心肌節(jié)段縱向應(yīng)變峰值的平均值可得整體縱向應(yīng)變值（GLS），同理可計(jì)算得到整體徑向應(yīng)變值（GRS）、整體圓周應(yīng)變值（GCS）。對照組成員進(jìn)行心電圖、胸部X線片等相關(guān)檢查后，以同樣方法進(jìn)行超聲心動圖檢查并采集相關(guān)資料。

1.3.3 冠狀動脈造影及Gensini評分標(biāo)準(zhǔn) 由中山大學(xué)附屬汕頭醫(yī)院心內(nèi)科醫(yī)生在導(dǎo)管室對試驗(yàn)組患者進(jìn)行CAG檢查。根據(jù)造影結(jié)果，依照Gensini評分標(biāo)準(zhǔn)對冠脈病變程度進(jìn)行評分。Gensini評分[2]單處病變積分見表1，病變部位系數(shù)見表2，根據(jù)病變部位不同，求出單處病變積分與病變部位系數(shù)乘積可得Gensini評分積分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)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)比較采用兩獨(dú)立樣本均數(shù)t檢驗(yàn)（需進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)與方差齊性檢驗(yàn)）；相關(guān)分析采用線性相關(guān)Pearson法；采用受試者工作特征曲線（ROC曲線）計(jì)算左室整體應(yīng)變值的曲線下面積（AUC），以確定診斷冠脈重度病變的截?cái)帱c(diǎn)（cut-off point）、敏感度和特異度。以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 試驗(yàn)組冠脈造影檢查結(jié)果 試驗(yàn)組患者冠脈造影結(jié)果顯示，60例患者均至少有一支主要冠脈狹窄程度≥50%。以Gensini評分法評價(jià)冠脈病變程度，根據(jù)得分將試驗(yàn)組分為輕度病變組（Gensini評分得分＜25分）、中度病變組（Gensini評分得分25～49分）和重度病變組（Gensini評分得分≥50分）三組。輕度病變組18例，Gensini評分（15.78± 5.54）分；中度病變組20例，Gensini評分（36.85± 7.93）分；重度病變組22例，Gensini評分（79.90± 21.90）分。中度病變組、重度病變組與輕度病變組三組兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

表1 單處冠脈病變積分

表2 病變部位系數(shù)

2.2 試驗(yàn)組與對照組一般情況比較 試驗(yàn)組各組與對照組在年齡、性別、心率等方面比較未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。試驗(yàn)組患者左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）較對照組下降，且隨著冠脈病變程度加重，LVEF持續(xù)下降，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表3。

表3 對照組與試驗(yàn)組一般臨床資料比較（±s）

表3 對照組與試驗(yàn)組一般臨床資料比較（±s）

注：LVEF：左室射血分?jǐn)?shù)。與對照組比較，aP＜0.05；與輕度病變組比較，bP＜0.05；與中度病變組比較，cP＜0.05

LVEF（%）對照組 30 59.57±8.02 73.3 68.93±7.64 69.53±4.76輕度病變組 18 59.50±9.16 77.8 68.50±9.23 62.11±5.25a中度病變組 20 61.35±10.29 75.0 68.90±9.57 55.55±6.74ab重度病變組組別 例數(shù) 年齡（歲）男性（%）心率（次/min）22 60.59±8.72 72.7 66.72±7.47 46.41±5.49abc

2.3 試驗(yàn)組與對照組左室整體應(yīng)變比較 不同病變程度的冠心病組與正常對照組比較發(fā)現(xiàn)，隨著冠脈病變程度的增加，GLS絕對值逐漸下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。對照組與輕度病變組的GRS、GCS比較未見統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）；而在不同程度病變的冠心病組間，隨著冠脈病變程度的增加，GCS、GRS絕對值逐漸下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表4。

表4 對照組與試驗(yàn)組GLS、GRS、GCS比較（±s）

表4 對照組與試驗(yàn)組GLS、GRS、GCS比較（±s）

注：GLS：整體縱向應(yīng)變；GRS：整體徑向應(yīng)變；GCS：整體圓周應(yīng)變。與對照組比較，aP＜0.05；與輕度病變組比較，bP＜0.05；與中度病變組比較，cP＜0.05

組別 例數(shù) GLS（%） GRS（%） GCS（%）對照組 30 -21.27±3.62 24.17±3.97 -19.53±3.57輕度病變組 18 -17.83±2.07a 22.94±3.06 -18.44±3.55中度病變組 20 -14.00±2.58ab 19.00±2.90ab -14.30±2.00ab重度病變組 22 -10.40±2.54abc 15.45±2.94abc -11.23±2.18abc

2.4 冠心病組左室整體應(yīng)變與Gensini評分得分的相關(guān)性研究 對冠心病組左室整體應(yīng)變與Gensini評分得分的Pearson相關(guān)性研究表明，GLS、GRS、GCS絕對值與Gensini評分得分呈顯著負(fù)相關(guān)，其中GLS的絕對值與Gensini評分得分的相關(guān)性最高，為-0.823。見圖1，表5。

表5 試驗(yàn)組左室整體應(yīng)變絕對值與Gensini評分得分的相關(guān)性分析

2.5 左室整體應(yīng)變診斷冠脈重度病變 應(yīng)用受試者工作特征曲線（ROC），計(jì)算各項(xiàng)左室整體應(yīng)變值（GLS、GRS、GCS）診斷冠脈重度病變，包括曲線下面積（AUC）、截?cái)嘀?、敏感度、特異度及其Youden指數(shù)。結(jié)果顯示，GLS以截?cái)嘀禐?13.5%診斷冠脈重度病變的敏感度為95.5%，特異度為73.7%，Youden指數(shù)最高為0.692。GRS以截?cái)嘀禐?7.5%診斷冠脈重度病變的敏感度為77.3%，特異度為84.2%，Youden值為0.615。GCS以截?cái)嘀禐?13.5%診斷冠脈重度病變的敏感度為81.8%，特異度為81.6%，Youden值為0.634。GLS的敏感度最好，Youden指數(shù)最高，GRS、GCS的敏感度較GLS稍差，特異度較GLS稍好。見表6，圖2、3。

3 討論

了解冠脈病變程度對于冠心病的診治具有重要意義。目前多采用冠狀動脈造影基礎(chǔ)之上的冠脈評分來評價(jià)冠脈病變程度。Gensini評分法考慮了冠狀動脈病變的數(shù)目、部位和狹窄程度，是較為客觀的冠狀動脈評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本研究根據(jù)Gensini評分法將冠心病組患者分為輕度病變、中度病變、重度病變3個亞組，評分值越高的組左室射血分?jǐn)?shù)越低，冠脈病變程度越重，左室泵血功能下降越明顯。冠脈造影的缺點(diǎn)在于有創(chuàng)、昂貴，部分患者難以耐受；而超聲心動圖具有無創(chuàng)、簡便、快速、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，可用來無創(chuàng)評價(jià)冠心病冠脈病變程度。

表6 左室整體應(yīng)變值ROC分析

2D-STI是近年來評價(jià)心肌運(yùn)動及應(yīng)變的一種超聲新方法[5]，是通過對二維超聲灰階圖像中心肌聲學(xué)斑點(diǎn)的追蹤，逐幀比較每個心肌聲學(xué)斑點(diǎn)隨時(shí)的運(yùn)動變化，進(jìn)而分析得出應(yīng)變、應(yīng)變率等生物力學(xué)參數(shù)。因?yàn)椴皇芙嵌认拗?，所以能更真?shí)反映心肌運(yùn)動情況及形變能力。傳統(tǒng)心臟超聲以左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）來評估左心室收縮功能。當(dāng)冠心病患者左室收縮能力下降時(shí)，心臟的泵血能力下降，射血量減少，LVEF下降。本研究冠心病各組大部分患者隨著LVEF逐漸下降，冠脈病變程度逐漸加重，總體LVEF平均值從正常組的（69.53±4.76）%到重度病變組的（46.41±5.49）%，各組之間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是統(tǒng)計(jì)過程輕度病變組及少數(shù)中度病變組患者盡管LVEF沒有明顯下降，但左室整體功能參數(shù)已經(jīng)明顯減低，與冠脈病變程度不一致。有研究[6]表明，整體室壁運(yùn)動參數(shù)GLS、GRS、GCS等能反映心肌的整體運(yùn)動情況，可以用于冠心病的檢測及評估患者預(yù)后。一般認(rèn)為常規(guī)超聲測量LVEF＞60%為左室整體收縮功能正常，＜50%才診斷為左室收縮功能下降。而本試驗(yàn)中輕度病變組患者的LVEF依然在正常范圍，中度病變組有15例患者也未達(dá)到左室收縮功能下降的診斷標(biāo)準(zhǔn)，說明僅憑LVEF不能精確地反映心肌收縮功能受損的情況。有研究也指出，部分右冠狀動脈優(yōu)勢型患者或部分高側(cè)壁及下壁冠狀動脈供血心肌節(jié)段，雖然冠狀動脈病變比較嚴(yán)重，LVEF也不會明顯下降，但此時(shí)局部心肌應(yīng)變值尤其是縱向應(yīng)變出現(xiàn)明顯下降，呈現(xiàn)出冠狀動脈病變與LVEF下降不同步的情況。本研究發(fā)現(xiàn)，冠脈病變程度增加，GLS、GCS、GRS絕對值逐漸下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明左室整體應(yīng)變下降可較好地反映心肌收縮功能受損的情況，尤其是GLS的敏感度最高，可在冠心病早期冠脈輕度病變時(shí)即檢測出心肌收縮力下降。這一現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)制可能是因?yàn)榭v向應(yīng)變主要是由心內(nèi)膜層心肌纖維收縮引起的，環(huán)向應(yīng)變主要與中層環(huán)形肌密切相關(guān)，且縱向心肌占60%～70%心肌纖維[7]，內(nèi)層心肌的血液供應(yīng)是由垂直進(jìn)入室壁直達(dá)心內(nèi)膜下的穿支發(fā)出分支提供的，由于這些分支處于供血的末端，直徑小且分支少，因此冠心病患者心肌缺血往往首先從心內(nèi)膜開始，心肌處于缺血、缺氧的環(huán)境，心肌細(xì)胞與收縮蛋白遭到破壞，心肌能量供應(yīng)不足，再加上鈣離子超負(fù)荷等因素，肌束收縮能力下降，縱向運(yùn)動首先減弱，然后隨著缺血程度加重，才進(jìn)一步影響中層的環(huán)向運(yùn)動。

2D-STI檢測到的左室整體應(yīng)變值隨著冠心病各組的冠脈病變程度的加深而下降，因此嘗試對冠心病組左室整體應(yīng)變絕對值與Gensini評分進(jìn)行Pearson相關(guān)性研究，結(jié)果表明左室整體應(yīng)變絕對值與Gensin有較好的相關(guān)性。進(jìn)一步應(yīng)用受試者工作特征曲線（ROC），為各項(xiàng)左室整體應(yīng)變參數(shù)尋找診斷冠脈重度病變的截?cái)帱c(diǎn)，結(jié)果表明，GLS的截?cái)帱c(diǎn)診斷冠心病的敏感度最高，曲線下面積及Youden指數(shù)均較高。而GRS、GCS主要反映心肌短軸方向的運(yùn)動，由室壁中層心肌舒縮產(chǎn)生，一般在冠脈缺血較嚴(yán)重已影響到中層心肌時(shí)才出現(xiàn)，因此其特異度高于GLS。

綜上所述，2D-STI可以較為精確地評價(jià)心肌長軸方向縱向運(yùn)動、短軸方向徑向運(yùn)動及圓周運(yùn)動。對于冠心病患者，2D-STI可通過檢測各項(xiàng)心肌整體應(yīng)變參數(shù)來初步判斷冠狀動脈的病變情況，應(yīng)用ROC曲線得到整體應(yīng)變值截?cái)帱c(diǎn)，為無創(chuàng)定量評價(jià)冠心病冠脈病變程度提供依據(jù)，對于沒有設(shè)備及技術(shù)條件進(jìn)行冠脈造影檢查的患者，2D-STI檢查結(jié)果可以為臨床醫(yī)生初步診斷冠狀動脈病變提供參考。

本研究中，采用2D-STI對冠心病患者冠脈病變程度進(jìn)行評價(jià)，存在一定的局限性，且樣本量較少。二維斑點(diǎn)追蹤要求超聲圖像非常清晰，對于合并肥胖、肺氣腫的冠心病患者，由于其圖像模糊而導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果存在較大偏差。心臟為三維立體結(jié)構(gòu)，而本技術(shù)僅在二維平面研究，與心臟實(shí)際空間結(jié)構(gòu)不完全符合，得出的結(jié)果與實(shí)際有所偏差[8]。可使用實(shí)時(shí)三維超聲技術(shù)采集圖像，以三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)研究，更接近心臟實(shí)際結(jié)構(gòu)。

（本文圖片見后插一）

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The evaluation for the degree of coronary artery disease by using two-dimension speckle tracking imaging

RUAN Hai-dong＊，ZHENG Yi，YANG Xiao-hong，et al.＊Department of Ultrasound，Ningbo NO.2 Hospital，Ninbo 315010，China

Objective To measure global longitudinal strain（GLS），global radial strain（GRS），global circumferential strain（GCS）of the left ventricle and to evaluate the degree of coronary artery disease by using twodimension speckle tracking imaging（2D-STI），to explore the noninvasive method of 2D-STI in evaluating the severity of coronary artery disease.Methods60 patients who were in hospital for chest pain and primary diagnosed as CAD were chosen as experimental group.All patients had at least one main coronary artery whose degree of lesion≥50%.30 health people without organic heart disease were chosen as control group.ResultsWith the increasing of the degree of coronary lesion in experimental groups，the absolute value of GLS，GRS and GCS gradually decreased（P＜0.05）.The absolute value of GLS，GRS and GCS and the Gensini score had a significant negative correlation（Pearson correlation coefficient were r=-0.823，P＜0.01，r=-0.775，P＜0.01，r=-0.763，P＜0.01）.The cut-off point of GLS to diagnose the severe coronary lesion was-13.5%，and the sensitivity was 95.5%while specificity was 73.7%.The Youden Index was the highest one for 0.692.GRS and GCS had lower Youden Index and sensitivity but higher specificity.ConclusionWith the increasing of the degree of coronary lesion，the absolute value of GLS，GRS and GCS gradually decreased.The global strain of left ventricular measured by 2D-STI has good correlation with coronary angiography Gensini Score，which can be used for noninvasive assessment of coronary artery lesion.2D-STI provides a basis for noninvasive quantitative assessment of coronary artery lesion in coronary heart disease.

Two-dimensional speckle tracking； Coronary artery disease； Coronary artery lesion

10.3969/j.issn.1672－5301.2017.07.007

R541.4

A

1672-5301（2017）07-0602-05

2017-01-25）

2010年廣東省醫(yī)學(xué)科研基金課題（項(xiàng)目編號：A2010584）

315010 浙江省寧波市，寧波市第二醫(yī)院超聲科（阮海東）；中山大學(xué)附屬汕頭醫(yī)院超聲科（鄭逸、楊曉紅、王良玉）