李 文 章 蓉 馬 蘭 李 榮 孫冬梅 朱 艷

3D-STI聯(lián)合RT-3DE評價單純左前降支冠狀動脈狹窄患者左心室收縮功能及同步性

李 文1章 蓉2馬 蘭2李 榮2孫冬梅2朱 艷2

目的聯(lián)合應(yīng)用三維超聲斑點(diǎn)成像(3D-STI)與實(shí)時三維超聲心動圖(RT-3DE)評價單純左前降支(LAD)冠狀動脈狹窄患者左心室心肌應(yīng)變和心肌收縮同步性，探討三維超聲技術(shù)診斷冠心病患者心功能改變的臨床價值。資料與方法回顧性分析2015年1月-2017年1月于青島大學(xué)附屬醫(yī)院黃島院區(qū)心血管內(nèi)科就診、并行經(jīng)冠狀動脈造影檢查的冠心病患者60例。按LAD狹窄程度分為A亞組(狹窄率≤70％)30例和B亞組(70％＜狹窄率＜100％)30例；同時納入30例健康志愿者為對照組。采用3D-STI軟件獲得3組受檢者LAD供血區(qū)域心肌節(jié)段的平均縱向應(yīng)變(MLS)、平均徑向應(yīng)變(MRS)、平均圓周應(yīng)變(MCS)。采用RT-3DE軟件獲得3組受檢者LAD供血區(qū)域節(jié)段和左心室16節(jié)段的收縮同步性參數(shù)，并將心動周期標(biāo)準(zhǔn)化，包括Tmsv Sel-SD/R-R、Tmsv Sel-Dif/R-R、Tmsv 16-SD/R-R、Tmsv 16-Dif/R-R。比較3組受檢者上述參數(shù)的差異，并分析應(yīng)變參數(shù)和同步性參數(shù)之間的相關(guān)性。結(jié)果A亞組MLS、MRS和MCS小于對照組，B亞組MLS、MRS和MCS小于A亞組和對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；A亞組Tmsv Sel-SD/R-R、Tmsv Sel-Dif/R-R、Tmsv 16-SD/R-R和Tmsv 16-Dif/R-R大于A亞組和對照組，B亞組Tmsv Sel-SD/R-R、Tmsv Sel-Dif/R-R、Tmsv 16-SD/R-R和Tmsv 16-Dif/R-R大于A亞組和對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；且Tmsv Sel-SD/R-R、Tmsv Sel-Dif/R-R、Tmsv 16-SD/R-R和Tmsv 16-Dif/R-R與MLS、MRS、MCS均相關(guān)(r=0.321～0.529，P＜0.01)。結(jié)論3D-STI可評價單純LAD冠狀動脈狹窄患者左心室心肌應(yīng)變，RT-3DE可評價患者左心室心肌收縮同步性。兩者聯(lián)合應(yīng)用能更準(zhǔn)確地評價冠狀動脈狹窄患者的左心室功能變化。

冠狀動脈狹窄；超聲心動描記術(shù)，三維；斑點(diǎn)追蹤成像；心室功能，左

心臟主要通過左前降支(left anterior descending artery，LAD)、左回旋支(left circum fl ex coronary artery，LCX)及右冠狀動脈(right coronary artery，RCA)3支冠狀動脈供血。3支血管支配不同心肌區(qū)域，冠狀動脈硬化、狹窄可致心肌缺血、缺氧，隨即出現(xiàn)相應(yīng)節(jié)段心肌運(yùn)動減弱[1]。單支冠狀動脈狹窄時，其他冠狀動脈代償供血，不能敏感地發(fā)現(xiàn)心功能改變，易延誤臨床治療[2]。本研究擬用三維超聲斑點(diǎn)追蹤成像(three-dimensional-speckle tracking imaging，3D-STI)及實(shí)時三維超聲心動圖(real-time three -dimensional echocardiography，RT-3DE)，通過分析不同程度單純LAD冠狀動脈狹窄患者缺血心肌節(jié)段應(yīng)變和收縮同步性及左心室心肌16節(jié)段的收縮同步性，為早期評價單支冠狀動脈狹窄患者左心室收縮功能的改變提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性納入2015年1月-2017年1月于青島大學(xué)附屬醫(yī)院黃島院區(qū)心血管內(nèi)科就診、并行經(jīng)冠狀動脈造影(CAG)檢查的冠心病患者60例。納入標(biāo)準(zhǔn)：① CAG顯示僅有LAD不同程度狹窄，RCA和LCX未見明顯狹窄；②常規(guī)超聲心動圖檢查未見明顯節(jié)段性室壁運(yùn)動異常。排除標(biāo)準(zhǔn)：先天性心臟病以及心臟術(shù)后患有心律失常及其他嚴(yán)重合并癥。根據(jù)CAG結(jié)果分為：A亞組(狹窄率≤70％)30例，其中男15例、女15例，平均年齡(54.98±7.51)歲；B亞組(70％＜狹窄率＜100％)30例，其中男15例、女15例，平均年齡(56.43±5.78)歲。另納入同期30例健康志愿者作為對照組，其中男15例、女15例，平均年齡(55.33±6.90)歲。對照組各項(xiàng)心臟檢查結(jié)果均正常。3組受檢者年齡、心率、血壓、體重指數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=4.35、2.67、0.83、7.42，P＞0.05)。

1.2 儀器與方法 使用Philips EPIQ 7C彩色多普勒超聲診斷儀，x5-1探頭，頻率1.6～3.2MHz。受檢者取左側(cè)臥位，同步連接心電圖，在呼氣末屏氣狀態(tài)下顯示標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔切面，啟動三維全容積模式，采集4個心動周期圖像。將圖像拷貝至Qlab10.5工作站，利用3DQA插件對圖像進(jìn)行分析，調(diào)整平面標(biāo)準(zhǔn)后選擇舒張末期幀和收縮末期幀，輸入ED、ES參考點(diǎn)，獲得左心室整體收縮功能參數(shù)：左心室舒張末期容積(left ventricular end diastolic volume，LVEDV)、左心室收縮末期容積(left ventricular end systolic volume，LVESV)、左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)、每搏輸出量(stroke volume，SV)，并獲得左心室時間-容積心率校正曲線，記錄左心室16節(jié)段(未包括心尖段)達(dá)最小收縮容積時間的標(biāo)準(zhǔn)差和最大差值(the time to minimal systolic volume of 16-segmental standard deviation and maximum difference，Tmsv 16-SD、Tmsv 16-Dif)，用R-R間期校正后，得到Tmsv 16-SD/R-R、Tmsv16-Dif/R-R。另選擇LAD支配的6個節(jié)段(前壁基底段、前間隔基底段、前壁中間段、前間隔中間段、前壁心尖段、室間隔心尖段)，對6個自選節(jié)段進(jìn)行序列分析，記錄Tmsv Sel-SD/R-R、Tmsv Sel-Dif/R-R。另將圖像拷貝至TOMTEC工作站，利用4DLV Analysis 3.1插件分析圖像，調(diào)整平面標(biāo)準(zhǔn)后，標(biāo)記二尖瓣環(huán)根部和心尖處心內(nèi)膜頂點(diǎn)。軟件自動描記出心外膜和心內(nèi)膜界線后得到左心室心肌應(yīng)變曲線及牛眼圖，記錄LAD供血區(qū)域心肌節(jié)段縱向、徑向和周向應(yīng)變并計(jì)算平均值，包括平均縱向應(yīng)變(mean longitudinal strain，MLS)、平均徑向應(yīng)變(mean radial strain，MRS)及平均圓周應(yīng)變(mean circumferential strain，MCS)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件。多組間比較采用方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗(yàn)；參數(shù)之間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組受檢者心功能參數(shù)比較 A亞組與對照組、B亞組比較，各心功能參數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；B亞組與對照組比較，LVEDV差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表1。

2.2 3組受檢者LAD心肌節(jié)段平均應(yīng)變參數(shù)比較 A亞組MLS、MRS和MCS小于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；B亞組MLS、MRS和MCS小于A亞組和對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。見表1、圖1。

表1 各組受檢者心功能參數(shù)及LAD節(jié)段平均應(yīng)變參數(shù)比較(±s)

表1 各組受檢者心功能參數(shù)及LAD節(jié)段平均應(yīng)變參數(shù)比較(±s)

注：與對照組比較，*P＜0.05，**P＜0.01；與A亞組比較，#P＜0.01；LVEDV：左心室舒張末期容積；LVESV：左心室收縮末期容積；EF：射血分?jǐn)?shù)；SV：每搏輸出量；MLS：平均縱向應(yīng)變；MRS：平均徑向應(yīng)變；MCS：平均圓周應(yīng)變

?

圖1 LAD不同程度狹窄心肌應(yīng)變牛眼圖。A～C分別為對照組、A亞組、B亞組LS應(yīng)變牛眼圖；D～F分別為對照組、A亞組、B亞組RS應(yīng)變牛眼圖；G～I(xiàn)分別為對照組、A亞組、B亞組CS應(yīng)變牛眼圖；對照組心肌節(jié)段應(yīng)變曲線走行一致，牛眼圖顏色一致；A亞組心肌節(jié)段應(yīng)變曲線走行稍顯紊亂，牛眼圖顏色稍有差異，以LAD心肌節(jié)段為著；B亞組心肌節(jié)段應(yīng)變曲線走行非常紊亂，牛眼圖顏色有較大差異，以LAD心肌節(jié)段為著

2.3 3組受檢者時間-容積曲線參數(shù)比較 A亞組Tmsv Sel-SD/R-R、Tmsv Sel-Dif/R-R、Tmsv 16-SD/R-R、Tmsv 16-Dif/R-R大于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；B 亞組 Tmsv Sel-SD/R-R、Tmsv Sel-Dif/R-R、Tmsv 16-SD/R-R、Tmsv 16-Dif/R-R大于對照組和A亞組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。見表2、圖2。

2.4 B亞組受檢者LAD心肌節(jié)段應(yīng)變參數(shù)與同步性參數(shù)的相關(guān)性 Tmsv Sel-SD/R-R、Tmsv Sel-Dif/R-R、Tmsv 16-SD/R-R和Tmsv 16-Dif/R-R與 MLS、MRS、MCS均有一定的相關(guān)性，以Tmsv Sel-SD/R-R相關(guān)性最高(r=0.529、0.321、0.413，P＜0.01)，見表3、圖3。

表2 各組受檢者時間-容積曲線參數(shù)比較(％)

表3 B亞組受檢者LAD心肌節(jié)段同步性參數(shù)與應(yīng)變參數(shù)的相關(guān)性(r 值)

3 討論

冠狀動脈狹窄時，血管阻力升高，血流量減少，心肌氧需不足，可致小的毛細(xì)血管和側(cè)支循環(huán)閉塞，影響心臟正常收縮。LAD是左心室心肌的主要供血血管，在冠狀動脈粥樣硬化中的發(fā)病率最高，其所支配的前壁、前間壁在心室壁收縮中最為重要；且LAD側(cè)支循環(huán)較差，狹窄、閉塞后對心功能影響最大[3]。因而LAD狹窄備受臨床關(guān)注，早期檢測出LAD狹窄所致心功能變化意義重大。

圖2 LAD心肌節(jié)段時間-容積心率校正曲線。A～C分別為對照組、A亞組、B亞組

圖3 Tmsv Sel -SD/R-R與MLS的相關(guān)性

超聲檢查已從簡單的二維平面圖像進(jìn)入立體三維時代，其中應(yīng)用前景最廣的是3D-STI和RT-3DE。3D-STI以心肌組織為自然聲學(xué)標(biāo)記，可以實(shí)現(xiàn)同一心動周期內(nèi)從幀到幀的跟蹤，記錄心肌形變[4]。既往研究多用二維斑點(diǎn)追蹤成像(two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI)評估心功能[5-6]；但2D-STI無法全面檢測一個心動周期內(nèi)所有心肌節(jié)段的運(yùn)動情況[7]。3D-STI能在三維立體空間內(nèi)實(shí)時追蹤，較2D-STI更準(zhǔn)確[8-9]。RT-3DE可直接動態(tài)展現(xiàn)左心室內(nèi)膜面的立體形態(tài)，消除了對幾何建模的需求及使用縮略圖造成的誤差，大大提高了測量的準(zhǔn)確性，即使左心室形態(tài)發(fā)生改變或心肌明顯增厚，仍能準(zhǔn)確評估左心室心肌運(yùn)動同步性[10]。識別心內(nèi)膜邊界時因?yàn)闊o法區(qū)分心肌和肌小梁會導(dǎo)致一定的誤差，但仍有多項(xiàng)研究證明RT-3DE與MRI相關(guān)性較好[11-13]。既往關(guān)于3D-STI和RT-3DE的研究多集中于左心室整體收縮同步性[10,14-15]；但分析特定心肌節(jié)段收縮同步性的研究較少。

本研究分析了缺血心肌節(jié)段的平均應(yīng)變參數(shù)和缺血心肌節(jié)段間的收縮同步性參數(shù)，以直接評估部分心肌節(jié)段缺血對左心整體收縮功能的影響。結(jié)果顯示，在RT-3DE參數(shù)中，B亞組與A亞組、對照組比較，僅LVEDV差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其余參數(shù)無顯著差異，可能與本研究是基于單支血管狹窄進(jìn)行分析有關(guān)，多支血管狹窄對心功能的影響可能更大。3組間的應(yīng)變參數(shù)有較大差異，A亞組與對照組比較，節(jié)段平均應(yīng)變減低，B亞組與A亞組和對照組比較，節(jié)段平均應(yīng)變減低，說明心肌缺血致應(yīng)變減低，且缺血程度越重，心肌應(yīng)變越低。Hayat等[16]、于藍(lán)等[17]研究均證實(shí)冠狀動脈狹窄時，左心室心肌整體應(yīng)變隨狹窄程度加重而減低。本研究亦證實(shí)缺血心肌節(jié)段的平均應(yīng)變減低。3組間的同步性參數(shù)比較，A亞組Tmsv Sel-SD/R-R、Tmsv Sel-Dif/R-R、Tmsv 16-SD/R-R、Tmsv 16-Dif/R-R大于對照組，B亞組Tmsv Sel-SD/R-R、Tmsv Sel-Dif/R-R、Tmsv 16-SD/R-R、Tmsv 16-Dif/R-R大于A亞組和對照組，說明單支冠狀動脈狹窄時，缺血心肌節(jié)段的收縮同步性與左心室整體的收縮同步性均受到影響，與Moceri等[18]的研究結(jié)果一致。可能是由于冠狀動脈狹窄時，心肌細(xì)胞缺血缺氧、心臟收縮做功不足，各個方向上的心肌應(yīng)變減低，嚴(yán)重缺血致心肌壞死，影響心室壁活動，只能靠未壞死缺血心肌牽拉帶動，左心室由原來迅速、同步、整體的收縮變成緩慢、不同步、節(jié)段性收縮，致缺血心肌節(jié)段和左心室16節(jié)段收縮同步性減低。龔明霞等[19]聯(lián)合2D-STI和RT-3DE評價二尖瓣成形術(shù)后左心房功能，相關(guān)性較好。本研究中將缺血心肌節(jié)段的平均應(yīng)變參數(shù)與缺血心肌節(jié)段間的收縮同步性參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)其相關(guān)性較好，且高于缺血心肌節(jié)段的平均應(yīng)變參數(shù)與左心室16節(jié)段的收縮同步性參數(shù)之間的相關(guān)性，說明兩者聯(lián)合評價缺血心肌節(jié)段的改變對左心整體功能的影響具有較好的一致性和可行性。

3D-STI和RT-3DE均為新時代三維超聲技術(shù)，通過不同原理評估心功能適于不同領(lǐng)域，聯(lián)合應(yīng)用可針對性地檢測特定心肌節(jié)段，以發(fā)現(xiàn)單支冠狀動脈狹窄對左心室整體收縮功能的影響。對于不適于行GAG的高?；颊撸恍璨杉募馑那恍娜莘e三維圖像，導(dǎo)入軟件分析，即可準(zhǔn)確地評估患者的心功能。本研究的不足之處：①研究單支冠狀動脈狹窄時，不適于血管變異或側(cè)支循環(huán)形成者。②冠狀動脈狹窄的部位不同對心肌缺血的影響不同，位于起始部位狹窄影響大于分支部位狹窄，超聲技術(shù)不能明確狹窄部位。③目前對于特定心肌節(jié)段應(yīng)變和收縮同步性的研究較少，無數(shù)據(jù)庫參考，且本研究未提供診斷不同程度狹窄的截?cái)嘀担视写^續(xù)研究。

總之，3D-STI可檢測缺血心肌節(jié)段平均應(yīng)變減低，RT-3DE可分析缺血心肌節(jié)段收縮同步性改變對左心室整體收縮功能的影響，兩者聯(lián)合應(yīng)用評價單支冠狀動脈狹窄致心肌缺血對左心整體功能的影響具有較好的一致性和可行性，可避免心臟緊急事件的發(fā)生。

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Left Ventricular Systolic Function and Synchronization in Patients with Simple Left Anterior Descending Coronary Artery Stenosis by 3D-STI and RT-3DE

LI Wen
ZHANG Rong
MA Lan
LI Rong
SUN Dongmei
ZHU Yan

PurposeThree-dimensional-speckle tracking imaging (3D-STI) and real-time three-dimensional echocardiography (RT-3DE) are adopted to evaluate myocardial strain of the left ventricle and synchronization of myocardial contraction in patients with simple left anterior descending coronary artery stenosis to explore clinical value of three dimensional ultrasound in diagnosing cardiac function change in patients with coronary heart diseases.Materials and MethodsSixty patients with coronary heart diseases receiving coronary atherosclerotic heart diseases and coronary angiography in Department of Cardiology,Huangdao Branch,Af fi liated Hospital of Qingdao University during January 2015 to 2017 were retrospectively analyzed.According to stenosis degree of left anterior descending coronary (LAD),these patients were divided into subgroup A (stenosis rate less than or equal to 70％) and subgroup B (stenosis rate between 70％ and 100％),with 30 patients in each group.Meanwhile,30 healthy volunteers were recruited as control group.3D-STI software was taken to acquire mean longitudinal strain (MLS),mean radial strain (MRS)and mean circumferential strain (MCS) of the myocardial segments in the patients' LAD blood supply area in the three groups.Systolic synchronization parameters of the segments of patients' LAD blood supply area and 16 segments of the left ventricle in the three groups were obtained through RT-3DE software and cardiac cycle was standardized,including Tmsv Sel-SD/R-R,Tmsv Sel-Dif/R-R,Tmsv 16-SD/R-R and Tmsv 16-Dif/R-R.All parameters of the three groups were compared and correlation of strain and synchronization parameters was analyzed.ResultsMLS,MRS and MCS in subgroup A were lower than subgroup A and control group,and MLS,MRS and MCS in subgroup B were lower than those in subgroup A and control group.The difference was of statistical signi fi cance(P＜0.01).Tmsv Sel-SD/R-R,Tmsv Sel-Dif/R-R,Tmsv 16-SD/R-R and Tmsv 16-Dif/R-R in subgroup A were higher than those in control group.Tmsv Sel-SD/R-R,Tmsv Sel-Dif/R-R,Tmsv 16-SD/R-R and Tmsv 16-Dif/R-R in subgroup B were higher than those in subgroup A and control group.The difference was of statistical signi fi cance (P＜0.01).Tmsv Sel-SD/R-R,Tmsv Sel-Dif/R-R,Tmsv 16-SD/R-R and Tmsv 16-Dif/R-R were correlated with MLS,MRS and MCS (r=0.321-0.529,P＜0.01).Conclusion3D-STI can evaluate left ventricular myocardial strain in patients with simple left anterior descending coronary artery stenosis,and RT-3DE can be used to assess left ventricular systolic synchronization of these patients Combination of the two can evaluate more accurately left ventricular metergasis in patients with coronary artery stenosis.

Coronary stenosis; Echocardiography,three-dimensional; Speckle tracking imaging; Ventricular function,left

1.青島大學(xué)附屬醫(yī)院超聲科 山東青島266003 2.青島大學(xué)附屬醫(yī)院心臟超聲科 山東青島266003

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.11.010

章 蓉

Department of Cardiac Ultrasound,the Af fi liated Hospital of Qingdao University,Qingdao 266003,China

Address Correspondence to:ZHANG Rong

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R445.1；R543.3

2017-06-13

2017-10-15

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志2017年 第25卷 第11期：836-840

Chinese Journal of Medical Imaging 2017 Volume 25 (11):836-840

(本文編輯 聞 浩)