唐莎 李華 孫運峰 周玉成 魏陽

四維應(yīng)變技術(shù)評價冠心病患者PCI前后左室舒張功能的研究

唐莎 李華 孫運峰 周玉成 魏陽

目的 應(yīng)用四維應(yīng)變成像（4D-SI）技術(shù)評價冠心病患者PCI術(shù)前后左室舒張功能。方法 根據(jù)疑似冠心病患者行冠脈造影術(shù)及左心導(dǎo)管檢查結(jié)果選取44例患者，其中冠心病并左室舒張功能不全患者（需行PCI術(shù)）26例為病例組，冠心病左室舒張功能正?；颊?8例為對照組。分別采集對照組及病例組PCI術(shù)前、術(shù)后3個月的常規(guī)超聲心動圖檢測指標，測量左室舒張末期容積（LVEDV）、左室收縮末期容積（LVESV）、左室射血分數(shù)（LVEF）；運用 4D-SI技術(shù)測得收縮末期縱向應(yīng)變（GLS）、徑向應(yīng)變（GRS）、面積應(yīng)變（GAS）、圓周應(yīng)變（GCS）、縱向應(yīng)變顯像舒張指數(shù)（LSI-DI）、面積 SI-DI（ASI-DI）、徑向 SI-DI（RSI-DI）、圓周 SI-DI（CSI-DI）。結(jié)果 ①病例組 GLS、GCS、GAS、GRS、LSI-DI、CSI-DI、ASI-DI、RSI-DI均小于對照組（P＜0.05）；病例組術(shù)后3個月各參數(shù)均大于術(shù)前（P＜0.05）；②ROC曲線分析結(jié)果顯示，LSI-DI的曲線下面積（AUC）0.921，截值為 50.107%，靈敏度和特異度分別為 89.2%和 81.3%；ASI-DI的 AUC 0.887，截值為49.233%,靈敏度和特異度分別為86.4%和79.1%。結(jié)論 4D-SI的相關(guān)指標在一定程度上可評價冠心病患者左室舒張功能受損及PCI術(shù)后左室舒張功能的改善情況。

冠狀動脈疾病；經(jīng)皮冠狀動脈介入術(shù)；四維應(yīng)變成像

冠心病是由于冠狀動脈循環(huán)改變引起冠狀動脈血流和心肌需求之間不平衡導(dǎo)致心肌缺血、缺氧而引起的心臟病[1]，是一種嚴重危害人類健康的常見病、多發(fā)病，其發(fā)病率和死亡率在逐年增加。雖有大量研究證明，經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）是改善冠狀動脈的循環(huán)血供，重建心肌血運，改善左室收縮功能的一種手術(shù)風(fēng)險、創(chuàng)傷較小，治療效果較佳的治療方法[2,3]。但左心室舒張功能不全同樣也是決定冠心病患者遠期生存率和預(yù)后的重要因素之一，且是冠心病心功能受累早期改變的敏感指標[4]。Shin等[5]證實三維超聲應(yīng)變指標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，對評估患者的左心室舒張功能具有一定的參考價值。四維應(yīng)變（four-dimensional strain imaging，4D-SI） 是一種可以逐幀追蹤三維圖像內(nèi)自然聲學(xué)標記的圖像后處理研究技術(shù)[6]，其追蹤組織隨時間在三維方向的運動，不存在聲學(xué)斑點移出追蹤范圍的問題。因此，本研究應(yīng)用4D-SI對PCI術(shù)前及術(shù)后冠心病患者左室舒張功能進行評價，旨在為冠心病PCI左心室舒張功能的評估提供無創(chuàng)、簡便、有效的方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集 2016年2～8月新疆醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院心內(nèi)科住院治療的疑似冠心病患者，行冠脈造影術(shù)及左心導(dǎo)管檢查后，根據(jù)冠心病診斷標準（經(jīng)冠脈造影確定單支以上主要冠脈血管狹窄≥75%）并舒張功能不全診斷標準（LVEDP＞15 mm Hg）（1 mm Hg=0.133 kPa）選取 44 例患者。冠心病并左室舒張功能不全患者26例為病例組，其中男性 14 例、女性 12 例，平均年齡（61.4±6.7）歲；冠心病左室舒張功能正?；颊?8例為對照組，其中男性 11 例、女性 7 例，平均年齡（58.6±7.5）歲。所有患者均為竇性心律，經(jīng)常規(guī)超聲心動圖雙平面Simpson法檢查左心收縮功能正常。排除陳舊性心肌梗死、先天性心臟病、心肌病、心臟瓣膜病、心律失常（頻發(fā)房早或室早、傳導(dǎo)阻滯患者）、NYHA分級為心功能Ⅲ～Ⅳ級、超聲圖像顯示不清晰（在EchoPAC工作站上有＞3個左室節(jié)段不能分析）的患者。病例組行PCI術(shù)（按美國心臟病學(xué)會和美國心臟協(xié)會冠脈造影指南進行），均由心內(nèi)科專科醫(yī)師完成。經(jīng)右股動脈或橈動脈途徑行冠脈支架植入術(shù)，植入支架后目測原狹窄＜20%且獲得TIMI 3級血流，則為手術(shù)成功。手術(shù)患者均簽署手術(shù)知情同意書。

1.2 儀器與方法 對照組和病例組PCI術(shù)前及術(shù)后3個月均采用GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，4V 全容積探頭，頻率 1.5～4.0 MHz?；颊呷∽髠?cè)臥位，同步連接心電圖，獲得二維圖像，調(diào)節(jié)圖像至顯像清晰、完整的心尖四腔心切面后轉(zhuǎn)換至4D模式，囑患者呼氣末屏氣，采集連續(xù)6個穩(wěn)定心動周期的三維動態(tài)全容積圖像并存儲，幀頻≥40幀/s。

應(yīng)用左室四維自動分析功能（4D Auto LVQ）軟件分析圖像，根據(jù)心尖二腔心切面、心尖三腔心切面及心尖四腔心切面手動選取二尖瓣環(huán)中點和心尖處心內(nèi)膜頂點，軟件將自動描記出心外膜和心內(nèi)膜界線并識別左心室舒張末期及收縮末期。軟件自動計算三維常規(guī)參數(shù)、左心室心肌縱向、面積、徑向及圓周向17節(jié)段牛眼圖及應(yīng)變-時間曲線，測得收縮末期縱向應(yīng)變（globle longitudinal strain，GLS）、徑向應(yīng)變（globle radial strain，GRS）、面積應(yīng)變（globle area strain，GAS）、圓周應(yīng)變（globlecircumferentialstrain，GCS）（A），手動調(diào)節(jié)應(yīng)變-時間曲線至舒張期前1/3點，得出相應(yīng)方向該點應(yīng)變（B）。根據(jù)公式：應(yīng)變顯像舒張指數(shù)（strain imaging diastolic index，SI-DI）=（A-B）/A×100%，計算得出縱向 SI-DI（LSI-DI）、面積 SI-DI（ASI-DI）、徑向 SI-DI（RSIDI）、圓周SI-DI（CSI-DI）。見圖1。

重復(fù)性檢驗：隨機抽取15例患者的三維超聲圖像，由醫(yī)師測量2次進行重復(fù)性檢驗[7]。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 22.0進行分析。計量資料以±s表示。病例組與對照組間的參數(shù)比較采用兩獨立樣本t檢驗，病例組術(shù)前和術(shù)后比較采用配對樣本t檢驗。繪制各參數(shù)的ROC曲線，分析各參數(shù)的檢驗效能。以 P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病例組與對照組間一般參數(shù)比較 兩組年齡、性別、LVEDV、LVESV、LVEF等均未見統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05），見表1。

2.2 病例組術(shù)前與術(shù)后各參數(shù)比較 病例組GLS、GCS、GAS、GRS、LSI-DI、CSI-DI、ASI-DI、RSIDI均小于對照組（P＜0.05）；病例組術(shù)后 3個月GLS、GCS、GAS、GRS、LSI-DI、CSI-DI、ASI-DI、RSIDI均大于病例組術(shù)前（P＜0.05）而小于對照組（P＞0.05）。見表2。

2.3 各參數(shù)的AUC及截值 LSI-DI的AUC 0.921，截斷值為 50.107%時，靈敏度（89.2%）和特異度（81.3%）均相對較高；ASI-DI的 AUC 0.887，截斷值為49.233%時，靈敏度（86.4%）和特異度（79.1%） 均較高；GLS 的 AUC 0.805，截斷值為12.812%時，靈敏度（79.5%）和特異度（66.8%）均較高；GAS 的 AUC 0.717，截斷值為 23.165%時，靈敏度（75.4%）和特異度（65.1%）均較高。見表3。

表1 兩組患者一般臨床資料比較［±s，例數(shù)及百分率（%）］

表1 兩組患者一般臨床資料比較［±s，例數(shù)及百分率（%）］

注：LVEDV：左室舒張末期容積；LVESV：左室收縮末期容積；LVEF：左室射血分數(shù)

組別 例數(shù) 年齡（歲） 男/女 高血壓 糖尿病 LVEDV（ml） LVESV（ml） LVEF（%）對照組 18 58.6±7.5 11/7 11（53.3） 7（43.3） 86.62±18.36 33.61±11.45 62.13±6.45病例組 26 61.4±6.7 14/12 15（55.5） 11（41.7） 88.57±16.57 35.77±10.57 60.36±5.51 t/χ2 值 0.657 1.333 0.151 0.378 1.212 1.147 0.970 P 值 0.465 0.254 0.656 0.526 0.191 0.254 0.332

表2 兩組參數(shù)比較（±s）

表2 兩組參數(shù)比較（±s）

注：GLS：收縮末期縱向應(yīng)變；GCS：收縮末期圓周應(yīng)變；GAS：收縮末期面積應(yīng)變；GRS：收縮末期徑向應(yīng)變；LSI-DI：縱向應(yīng)變顯像舒張指數(shù)；CSI-DI：圓周應(yīng)變顯像舒張指數(shù)；ASI-DI：面積應(yīng)變顯像舒張指數(shù)；RSI-DI：徑向應(yīng)變顯像舒張指數(shù)。與對照組比較，aP＜0.05；與病例組術(shù)前比較，bP＜0.05

組別 GLS GCS GAS GRS LSI-DI RSI-DI對照組 -15.26±3.81 -18.72±5.85 -27.51±4.12 44.19±4.32 58.84±11.16 57.89±14.01病例組 術(shù)前 -11.53±4.65a -14.06±7.92a -23.83±7.08a 40.24±6.08a 43.65±13.15a 48.22±13.52a術(shù)后 3 個月 -13.06±4.65b -17.16±6.73b -25.32±6.21b 42.41±5.43 49.23±10.21b 53.51±12.37b CSI-DI ASI-DI 53.76±14.04 57.11±10.49 43.28±16.25a 44.16±12.69a 48.36±15.11b 50.46±11.19b

表3 ROC曲線分析比較

3 討論

冠心病是在冠狀動脈粥樣硬化病變基礎(chǔ)上，造成冠狀動脈管腔狹窄，心肌供氧量和需氧量的不平衡，導(dǎo)致心肌缺血缺氧的一種疾病。其病理過程為灌注異常-舒張功能異常-節(jié)段性收縮功能異常，隨后出現(xiàn)心電圖改變、心肌酶學(xué)異常等相應(yīng)的臨床表現(xiàn)[8]。研究[9]表明，冠心病患者舒張功能障礙可發(fā)生在癥狀和心電改變之前，心臟舒張功能異常是冠心病心功能受累早期改變的敏感指標，且已成為決定冠心病患者的遠期生存率和預(yù)后的重要因素之一。4D-SI是一種可以逐幀追蹤三維圖像內(nèi)自然聲學(xué)標記的圖像后處理研究技術(shù)，不存在聲學(xué)斑點移出追蹤范圍的問題。四維斑點追蹤運算法對三維模型內(nèi)的相鄰兩幀圖像進行連續(xù)追蹤匹配，獲得左心室各節(jié)段及整體的縱向、圓周、徑向、面積應(yīng)變-時間曲線，并以牛眼圖的形式顯示上述各項參數(shù)在各幀的數(shù)值。其軟件技術(shù)健全、使用方便。已有研究表明，4D-SI對冠心病患者PCI術(shù)前及術(shù)后左室局部及整體心肌收縮功能的評價具有重要意義[10]。

本研究顯示，對照組 GLS、GCS、GAS、GRS、LSI-DI、CSI-DI、ASI-DI、RSI-DI均大于病例組，與李雪梅等[11]的研究一致，認為當冠狀動脈狹窄時，平靜狀態(tài)下雖然經(jīng)常規(guī)超聲心動圖檢查并未出現(xiàn)明顯心肌梗死及節(jié)段性室壁運動異常，但其局部左心室功能已經(jīng)發(fā)生了改變，4D-SI通過逐幀比較同一心動周期心內(nèi)膜的形變（即心內(nèi)膜表面積的變化率）反映室壁運動，能較敏感、全面、真實地監(jiān)測心肌缺血。另外，研究顯示，病例組術(shù)后3個月GLS、GCS、GAS、GRS、LSI-DI、CSI-DI、ASI-DI、RSI-DI均大于術(shù)前，提示左室收縮及舒張功能參數(shù)均較術(shù)前明顯改善，認為冠心病舒張功能受損，主要是由于心肌缺血，引起心肌能量代謝障礙，心肌舒張時鈣泵所需的三磷酸腺苷（ATP）酶缺乏，肌質(zhì)中鈣離子轉(zhuǎn)輸減慢或障礙而致濃度升高，導(dǎo)致去極-舒張耦聯(lián)障礙及心肌舒張不同步所致，因此PCI手術(shù)采取微創(chuàng)的導(dǎo)管穿刺到達嚴重狹窄或阻塞的冠狀動脈并通過球囊擴張或支架植入疏通阻塞和狹窄，恢復(fù)冠狀動脈阻塞區(qū)域的血供，及時阻止心肌損害的進一步發(fā)展，使缺血心肌再灌注，其對冠心病患者左室收縮及舒張功能的改善具有明顯的作用[12]。

本研究各參數(shù)對診斷左室收縮功能正常的冠心病患者左室舒張功能受損的ROC曲線結(jié)果顯示，LSI-DI以50.107%作為截斷值時，靈敏度和特異度均最高，分別為 89.2%和 81.3%；ASI-DI以49.233%作為截斷值時，靈敏度和特異度均最高，分別為86.4%和79.1%，提示同時檢測LSI-DI的靈敏度和ASI-DI的特異度，可以提高超聲診斷冠心病患者左室舒張功能受損的準確性。GLS以12.812%作為截斷值時，靈敏度和特異度均最高，分別為79.5%和 66.8%；GAS 以 23.165%作為檢測冠心病患者左室舒張功能受損的截斷值時，靈敏度和特異度均最高，分別為 75.4%和 65.1%，認為 GLS、GAS可提示左室收縮功能正常的冠心病患者左室舒張功能受損，與Shin等[4]的研究證實GLS及GAS與左心室舒張功能密切相關(guān)的結(jié)果一致。

本研究由于樣本量較小，且選取對象為左心室收縮功能正常的冠心病患者，故存在一定的局限性。

綜上所述，4D-SI的相關(guān)指標在一定程度上可診斷冠心病患者左室舒張功能受損及評價PCI術(shù)后左室舒張功能的改善情況。

（本文圖片見后插二）

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Evaluation of left ventricular diastolic function in patients with coronary heart disease before and after PCI by four-dimensional strain imaging

TANG Sha，LI Hua，SUN Yun-feng，et al.Department of Echocardiagraphy，Chinese Traditional Medicine Hospital Affiliated to Xinjiang Medical University，Urumqi 830000，China

LI Hua，E-mail：Lihua00828@163.com

ObjectiveThis study was to evaluate the left ventricular（LV）diastolic function in coronary heart disease（CHD） patients before and after percutaneous coronary intervention（PCI） by four-dimensional strain imaging（4D-SI）.MethodsBased on the results of coronary angiography and left cardiac catheterization，the patients suspected of having CHD were grouped into two groups，case group：the patients were diagnosed with CHD，LV diastolic dysfunction and were successfully underwent PCI；control group：the patients with normal coronary arteries angiograms and normal LV diastolic function.In the control group and the case group before and after PCI，LVESV，LVEDV and LVEF by routine transthoracic echocardiography，GLS，GCS，GRS，GAS，LSI-DI，CSIDI，RSI-DI，and ASI-DI by 4D-SI were assessed.Results⑴GLS，GCS，GAS，GRS，LSI-DI，CSI-DI，ASIDI，RSI-DI of the case group were lower than those of the control group（P＜0.05）；all LV strain values of the case group after PCI were higher than those before PCI（P＜0.05）.⑵ROC curve analysis showed that AUC（0.921，0.887），sensitivity（89.2%，86.4%）and specificity（81.3%，79.1%）of LSI-DI and ASI-DI were relatively higher than other strain parameters.Conclusion4D-SI strain index can evaluate LV diastolic dysfunction and LV diastolic function recovery after PCI in a certain extent.

Coronary heart disease； Percutaneous coronary intervention； Four-dimensional strain imaging

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金（項目編號：2015211C147）

830000 新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊市，新疆醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院心臟超聲科

李華，E-mail：Lihua00828@163.com

10.3969/j.issn.1672－5301.2017.11.011

R541.4

A

1672-5301（2017）11-1002-04

2017-05-21）