邢雨蒙 史 靜 顏 彥 李 清 陳海燕 舒先紅, 潘翠珍,,3

(1復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心臟超聲診斷科 上海 200032; 2上海市心血管病研究所 上海 200032;3上海市影像醫(yī)學(xué)研究所 上海 200032)

冠狀動脈慢血流(coronary slow flow,CSF)是指冠狀動脈造影(coronary angiography,CAG)顯示冠狀動脈主要分支血管遠(yuǎn)端出現(xiàn)灌注延遲,但該血管無明顯狹窄性病變,表現(xiàn)為正?；蚪咏1]。由于CSF患者血流灌注緩慢,且正常情況下3層心肌(心內(nèi)膜下、中層和心外膜下)肌纖維分布和排列各不相同[2],CSF可能對不同心肌層造成不同程度的心肌缺血、從而導(dǎo)致不同程度的損傷。但目前國內(nèi)外鮮有針對CSF患者左室心肌功能進(jìn)行逐層觀察的研究報(bào)道。本研究旨在應(yīng)用二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)(two-dimensional speckle tracking echocardiography,2D-STE)評估CSF患者左室各層心肌收縮期應(yīng)變特點(diǎn),研究分層應(yīng)變評估CSF患者心肌早期收縮功能異常的準(zhǔn)確性及臨床價(jià)值。

資 料 和 方 法

研究對象收集2015年3月至2017年6月在復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院經(jīng)CAG確診的CSF患者41例(CSF組),男28例,女13例。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)存在胸悶、胸痛等典型或不典型心絞痛癥狀;(2)造影顯示冠狀動脈無狹窄但存在血流灌注緩慢:校正的心肌梗死溶栓血流幀數(shù)法(corrected TIMI frame count,cTFC)存在至少1支及以上冠脈血管cTFC>27幀[3]。同一時(shí)期選取年齡與CSF組相匹配且CAG結(jié)果完全正常者59例(設(shè)為對照組),男39例,女20例。

排除標(biāo)準(zhǔn):(1)合并嚴(yán)重心力衰竭、冠狀動脈瘤擴(kuò)張、心臟瓣膜結(jié)構(gòu)功能失調(diào)、先天性心臟病、心律失常等;(2)冠狀動脈夾層、動脈畸形、心肌橋等;(3)有甲亢、心肌梗死、腦卒中或難治性高血壓病史等;(4)血液系統(tǒng)功能紊亂、嚴(yán)重肺、肝、腎功能不全或重度營養(yǎng)不良;(5)合并惡性腫瘤、感染、免疫系統(tǒng)缺陷等。

儀器和方法選用GE Vivid E9彩色超聲診斷儀(M5s探頭,頻率1.7～3.3 MHz,美國GE公司)。囑患者左側(cè)臥位,于胸前貼電極片并連接心電圖,待呼吸平穩(wěn)后,檢查者于6個(gè)切面觀(心尖左室長軸、四腔、兩腔以及二尖瓣、乳頭肌、心尖水平左室短軸)采集清晰的動態(tài)二維超聲圖,每個(gè)切面觀連續(xù)采集5個(gè)心動周期,存盤供脫機(jī)分析。

常規(guī)超聲心動圖 于舒張期末和收縮期末,分別在心尖四腔和心尖兩腔切面觀勾勒出左室心內(nèi)膜邊界,運(yùn)用雙平面Simpson法獲取左室收縮末容積(left ventricular end systolic volume,LVESV),左室舒張末容積(left ventricular end diastolic volume,LVEDV)及左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)。并于標(biāo)準(zhǔn)胸骨旁左室長軸切面觀測量舒張期末室間隔厚度(interventricular septum thickness diastolic,IVSTd)和左室后壁厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastole,LVPWTd)。

心肌分層應(yīng)變的脫機(jī)分析 選中 Echo Pac軟件中的Q-analysis選項(xiàng),打開2D-strain界面,系統(tǒng)根據(jù)操作者描記的上述6個(gè)切面觀的左室心內(nèi)膜輪廓自動追蹤并生成感興趣區(qū)(region of interest,ROI),適當(dāng)調(diào)整ROI寬度以保證分析效果。軟件根據(jù)ROI范圍將左心室壁心肌自動劃分為內(nèi)、中、外3層,記錄上述6個(gè)切面觀相應(yīng)各節(jié)段的分層應(yīng)變參數(shù),通過分別計(jì)算左室長軸3個(gè)切面觀心肌整體縱向分層應(yīng)變(global longitudinal strains,GLS)和短軸3個(gè)切面觀心肌整體環(huán)向分層應(yīng)變(global circumferential strains,GCS)的平均值,獲得左室3層GLS和GCS,計(jì)算其相應(yīng)外膜與內(nèi)膜應(yīng)變間的差值,得到相應(yīng)跨壁應(yīng)變梯度△GLS、△GCS。所有分層應(yīng)變參數(shù)均取3個(gè)不同心動周期分析結(jié)果的平均值。所有圖像的分析由2名醫(yī)師分別進(jìn)行。

慢血流數(shù)據(jù)的分析處理 在分析兩組冠狀動脈造影結(jié)果差異時(shí),因?yàn)樽笄敖抵?left anterior descending branch,LAD)比左回旋支(left circumflex artery,LCX)和右冠狀動脈(right coronary artery,RCA)長,根據(jù)上述Gibson等[3]推薦的方法將其TFC除以1.70,得到LAD校正后的TFC,用cLAD表示。冠狀動脈平均TIMI幀數(shù)值(mean TIMI frame count,mTFC)由cLAD、LCX、RCA三者TFC之和除以3得到[4]。

結(jié) 果

一般臨床資料及冠脈造影結(jié)果比較一般臨床資料諸如年齡、性別、體重、身高、心率(heart rate,HR)、舒張壓(diastolic blood pressure,DBP)、收縮壓(aystolic blood pressure,SBP)、體表面積(body surface area,BSA)、體重指數(shù)(body mass index,BMI),CSF組和對照組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組的冠狀動脈造影結(jié)果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001,表1)。

CharacteristicsCSF (n=41)Control (n=59)PGender (F/M)13/2820/390.828 Age (y)57.42±6.8854.83±8.220.118HR (bpm)67.28±10.1168.75±10.010.491SBP (mmHg)117.69±12.29113.29±11.510.081DBP (mmHg)76.03±7.0872.85±9.250.080Height (cm)166.50±8.03168.51±7.220.211Weight (kg)68.08±9.1468.31±9.670.912BMI (kg/m2)24.50±2.4924.06±3.090.470BSA (m2)1.78±0.971.78±0.140.869TFC cLAD42.39±11.7719.98±2.10<0.001LCX36.33±8.44 20.36±2.33<0.001RCA44.81±14.32 19.95±2.35<0.001Mean TFC48.93±13.71 20.11±1.24<0.001

1 mmHg=0.133 kPa.

常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較比較兩組間常規(guī)超聲心動圖參數(shù)IVSTd、LVPWTd、LVEDV、LVESV、LVSV、LVEF,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。

CharacteristicsCSF (n=41)Control (n=59)PIVSTd (mm)9.81±0.929.51±0.880.120LVPWTd (mm) 9.33±1.079.46±1.020.573LVEDV (mL)78.33±17.0183.49±17.640.164LVESV (mL)29.69±6.9131.03±7.210.375LVSV (mL/m2)48.64±10.8752.46±11.170.106LVEF (%)62.53±2.8362.97±2.920.475

左室心肌縱向和環(huán)向分層應(yīng)變參數(shù)比較左室3層心肌(心內(nèi)膜下層、中層、心外膜下層)GLS和GCS,CSF組與對照組均存在由內(nèi)向外逐級遞減的梯度特征。CSF組左室3層心肌GLS及跨壁應(yīng)變梯度△GLS均較對照組減低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中以心內(nèi)膜下層GLS和跨壁應(yīng)變梯度△GLS降低更為顯著(P<0.001),GCS及跨壁應(yīng)變梯度△GCS與對照組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖1,表3)。

GLS for the apical left ventricular long axis.

圖1CSF組和對照組的左室心肌二維應(yīng)變參數(shù)圖
Fig1Leftventricular2DstrainparametersofCSFandcontrolgroup

ParametersCSF (n=41)Control (n=59)PGLS Endocardial-20.69±3.13-23.25±2.93<0.001 Mid-Layer-19.03±2.83-20.37±2.720.025 Epicardial-16.32±2.47-17.88±2.570.005GCS Endocardial-33.63±5.58-33.84±4.58 0.842 Mid-Layer-20.27±2.83-20.36±3.400.893 Epicardial-11.98±2.45-12.11±2.860.822△GLS-4.37±1.11 -5.37±0.84<0.001△GCS -21.65±5.16-21.80±3.440.865

預(yù)測CSF應(yīng)用ROC曲線計(jì)算分層應(yīng)變參數(shù)預(yù)測CSF左室收縮功能的AUC,結(jié)果顯示左室3層心肌GLS以及△GLS減低均能預(yù)測CSF左室收縮功能(P<0.05);其中△GLS的AUC最大(AUC=0.766,P<0.001),在截?cái)嘀禐?4.87%時(shí),靈敏度為66.7%,特異度為76.3%(圖2)。

重復(fù)性檢驗(yàn)觀察者內(nèi)左室心內(nèi)膜下層、中層、心外膜層心肌GLS的ICC值分別為0.95、0.92、0.91,左室3層心肌GCS的ICC值分別為0.92、0.88、0.91;觀察者間左室3層心肌GLS的ICC值分別為0.88、0.87、0.83,左室3層心肌GCS的ICC值分別為0.91、0.84、0.88。觀察者內(nèi)和觀察者間左室3層心肌GLS、GCS的Bland-Altman分析結(jié)果見圖3。

GLS:Global longitudinal strain;GCS:Global circumferential strain;ENDO:Endocardial;MID:Mid-layer;EPI:Epicardial.

圖2應(yīng)變參數(shù)預(yù)測CSF左室收縮功能的ROC曲線
Fig2TheROCcurveofstrainparameterstopredicttheleftventricularsystolicfunctionofCSF

討 論

CSF是指在冠狀動脈造影時(shí)出現(xiàn)末端冠狀動脈血管顯影延遲的現(xiàn)象,其檢出率為1%～7%[5-6]。盡管其冠狀動脈正?；蚪咏Ｇ覂H表現(xiàn)為血流緩慢,在臨床中仍有很多CSF患者表現(xiàn)出不同形式的心肌缺血,如不穩(wěn)定性心絞痛、室性心動過速、心肌梗死等,生活質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。因此,早期診斷出CSF對準(zhǔn)確制定治療方案和改善預(yù)后具有重要的臨床意義。但由于心電圖和常規(guī)超聲心動圖識別CSF時(shí)特異性和敏感性較低,檢查結(jié)果常為陰性,故臨床漏診率較高[7-8]。在本研究中,CSF組與對照組之間的常規(guī)超聲心動圖參數(shù)(IVSTd、LVPWTd、LVEDV、LVESV、LVSV、LVEF)差異同樣無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,這可能與早期缺血程度較輕,導(dǎo)致的左室壁收縮活動異常難以被檢查者肉眼發(fā)現(xiàn)有關(guān)。

SD:Standard deviation;GLS:Global longitudinal strain;GCS:Global circumferential strain;ENDO:Endocardial;MID:Mid-layer;EPI:Epicardial.

圖3觀察者內(nèi)和觀察者間GLS和GCS的Bland-Altman圖
Fig3Bland-Altmananalysisforintra-observerandinter-observerreliabilityofGLSandGCS

2D-STE無角度依賴性,可通過識別和追蹤不同心動周期內(nèi)心肌組織的形變信息評價(jià)心肌收縮功能,它不僅可以定量評價(jià)心肌縱向、環(huán)向及徑向運(yùn)動,還可以通過分析左室心肌分層應(yīng)變[9],定量評估左室各層心肌收縮功能。本研究通過比較2D-STE獲取的2組間左室心肌分層應(yīng)變參數(shù)發(fā)現(xiàn),與對照組相比,CSF組左室3層心肌GLS和△GLS的降低差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,其中心內(nèi)膜下層心肌GLS和△GLS降低最為顯著;而兩組間左室3層心肌GCS及△GCS相比,CSF組僅較對照組有減低趨勢,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。心肌缺血時(shí)最先影響心內(nèi)膜下層,隨著病變及缺血程度加重,將逐漸由內(nèi)向外累及至中層及心外膜下層心肌。研究證實(shí)呈螺旋形排列的心內(nèi)膜下心肌與心肌縱向應(yīng)變有關(guān),呈環(huán)形排列的中層心肌影響心肌環(huán)向應(yīng)變,故當(dāng)缺血程度較輕縱向應(yīng)變受損減低時(shí),環(huán)向應(yīng)變可能仍保持正常,即心肌缺血時(shí)心肌縱向應(yīng)變異常早于環(huán)向應(yīng)變,是更為敏感的評估指標(biāo)[10]。因此,對于臨床中具有典型或不典型胸痛癥狀而冠狀動脈造影檢查結(jié)果正常的早期CSF患者,可通過檢測左室心內(nèi)膜下層GLS及△GLS是否減低協(xié)助評估左室收縮功能。

此外,由于不同心肌層心肌纖維排列和走向存在差異,導(dǎo)致收縮時(shí)左室3層心肌的縱向應(yīng)變和環(huán)向應(yīng)變都存在一定的跨壁梯度,即心內(nèi)膜下層>中層>心外膜下層[11]。本研究中,CSF組這一跨壁應(yīng)變梯度特征仍然存在,GLS和GCS在心內(nèi)膜層仍保持最大,但△GLS顯著低于對照組,其原因可能是由于正常情況下,心內(nèi)膜下心肌收縮以及室壁增厚幅度都較心外膜下層大[12-13],且承受更大的室壁張力以及做功量,對氧的需求量更高,因此心內(nèi)膜下心肌對早期細(xì)微缺血更為敏感[14],心肌受損程度也更為嚴(yán)重,故降低最早、最明顯的是心內(nèi)膜下層GLS;同時(shí),為彌補(bǔ)心內(nèi)膜下心肌受損所造成的心肌收縮活動減弱,心外膜下心肌增加自身做功以維持心肌收縮力可能也起到一定作用[15]。此時(shí),心外膜層GLS可能保持不變甚至輕度增加,這兩方面因素共同導(dǎo)致CSF組的△GLS明顯降低。本研究ROC曲線分析結(jié)果也顯示了左室GLS及3層心肌△GLS對于CSF具有診斷效力,其中△GLS的AUC最大,診斷準(zhǔn)確性最高。而Wang等[16]研究認(rèn)為,CSF組的△GLS雖也較對照組降低,但未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,這一結(jié)果可能與兩項(xiàng)研究中選取的CSF組患者各節(jié)段心肌病變程度、冠狀動脈血流幀數(shù)以及受累冠狀動脈分支分布不同而導(dǎo)致獲取的左室心內(nèi)膜下層與心外膜層心肌GLS的降低程度存在差異有關(guān)。

本研究的不足在于由于當(dāng)前分析軟件尚不能分析左室3層心肌徑向分層應(yīng)變,故只對左室3層心肌GLS和GCS進(jìn)行了分析,目前對短軸心尖水平尚無確切定義且病例組樣本量較少,分析圖像時(shí)容易受主觀及檢測機(jī)器影響,研究結(jié)果可行性有待更大規(guī)模的樣本量進(jìn)一步證實(shí)。

綜上所述,2D-STE可通過評估心肌分層應(yīng)變識別 CSF患者左室各層心肌收縮功能的受累程度。在心肌分層應(yīng)變各個(gè)相關(guān)指標(biāo)中,左室心內(nèi)膜下層GLS及△GLS最為敏感,其中△GLS甄別CSF患者左室心肌早期收縮功能異常的準(zhǔn)確性較高,具有較好的臨床應(yīng)用前景。