左室心肌自動功能成像技術(shù)應(yīng)變參數(shù)對冠狀動脈狹窄程度的判定價值

張 宇,邢 鈺,邢軍輝,秦石成,李 凌

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科 鄭州 450052

冠狀動脈(冠脈)狹窄可引起心肌供血減少，導(dǎo)致心室壁相對應(yīng)節(jié)段心肌出現(xiàn)節(jié)段性功能異常，是超聲診斷冠心病的基礎(chǔ)。尋找一種簡單、量化、安全的方法評估冠脈狹窄程度對臨床意義重大。超聲心動圖技術(shù)常用來評價心室壁的節(jié)段性功能異常，其中斑點追蹤成像技術(shù)通過追蹤心肌內(nèi)斑點的運動軌跡，測量局部心肌的應(yīng)變參數(shù)，從而定量評價心臟的局部和整體功能，結(jié)果較可靠[1]。自動功能成像(automated function imaging,AFI)技術(shù)是斑點追蹤技術(shù)的發(fā)展和完善。本研究分析了冠脈狹窄患者左室心肌AFI應(yīng)變參數(shù)的變化，并探討其對中度以上冠脈狹窄的判定價值。

1 對象與方法

1.1研究對象選擇鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科擬診為冠心病并接受冠脈造影檢查的患者100例。常規(guī)超聲心動圖檢查示均無明顯階段性室壁運動異常。排除急性或慢性心肌梗死、嚴(yán)重心律失常(室速、持續(xù)性房顫等)、心臟瓣膜病、心肌病、先天性心臟病、慢性阻塞性肺疾病者。臨床表現(xiàn)：胸悶42例，胸痛38例，心慌17例，腹痛2例，氣喘1例。

1.2儀器與AFI圖像采集方法選用GE Vivid E95彩色多普勒超聲診斷儀，采用M5S探頭，探頭頻率為1.5～4.0 MHz，探測深度為15～17 cm。受試者均采取左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步連接心電圖。將M5S探頭置于心尖部，2D模式下調(diào)節(jié)顯示完整清晰圖像，采集并儲存5個連續(xù)心動周期的收縮條件下左室心尖長軸觀、心尖四腔觀及心尖兩腔觀圖像。幀頻為60～80幀/s。

1.3AFI圖像分析應(yīng)用AFI在機(jī)軟件分析圖像，依次在左室心尖長軸觀、心尖四腔觀及心尖兩腔觀圖像上自動追蹤出心內(nèi)膜和心外膜輪廓，生成感興趣區(qū)。再手動調(diào)節(jié)心內(nèi)膜和心外膜界限，盡可能使超聲回聲斑點位于心肌內(nèi)，使之與室壁界限相吻合。程序?qū)⒆詣拥贸鲎笫艺w峰值縱向應(yīng)變(global longitudinal peak strain,GLPS)值、17節(jié)段應(yīng)變牛眼圖及應(yīng)變-時間曲線(圖1)。

圖1 左室心肌GLPS、17節(jié)段應(yīng)變牛眼圖及應(yīng)變-時間曲線

冠脈供應(yīng)節(jié)段分布情況[2]：前降支供應(yīng)節(jié)段包括前壁基底段、前間隔基底段、前壁中間段、前間隔中間段、前壁心尖段、間隔心尖段及心尖部；回旋支供應(yīng)節(jié)段包括側(cè)壁基底段、后壁基底段、側(cè)壁中間段、后壁中間段及側(cè)壁心尖段；右冠狀動脈供應(yīng)節(jié)段包括后間隔基底段、下壁基底段、后間隔中間段、下壁中間段及下壁心尖段。根據(jù)冠脈分布節(jié)段，計算前降支、回旋支及右冠狀動脈所對應(yīng)供血節(jié)段的應(yīng)變平均值，得到各分支局部峰值縱向應(yīng)變(local longitudinal peak strain,LLPS)值。根據(jù)冠狀動脈造影結(jié)果評估狹窄程度：0%血管狹窄為無狹窄，1%～49%血管狹窄為輕度狹窄，50%～75%血管狹窄為中度狹窄，>75%血管狹窄為重度狹窄。無論哪一支血管狹窄均可視為GLPS分組依據(jù)。

1.4重復(fù)性檢驗隨機(jī)抽取15例患者，由2名經(jīng)驗豐富的超聲工作醫(yī)師分別采集相同患者圖像，再進(jìn)行上述分析，用于不同觀察者之間的重復(fù)性檢驗。再隨機(jī)抽取15例患者的圖像，由同一超聲工作醫(yī)師重復(fù)計算2次，用于同一觀察者的重復(fù)性檢驗。

1.5統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS 22.0進(jìn)行分析。冠脈不同狹窄程度患者性別、高血壓、糖尿病、高脂血癥構(gòu)成的比較采用χ2檢驗，年齡、心率、血清B型尿鈉肽前體(PRO-BNP)水平、左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、LLPS和GLPS的比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗；采用配對t檢驗對心率、LVEF、LLPS和GLPS進(jìn)行重復(fù)性檢驗。繪制LLPS和GLPS判定冠脈中度以上狹窄的ROC曲線，分析診斷效能。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1一般資料100例中，無狹窄者10例，單支病變26例(其中前降支病變21例、回旋支病變3例、右冠狀動脈病變2例)，雙支病變22例(前降支合并回旋支12例、前降支合并右冠狀動脈10例)，三支病變42例。各支冠脈之間均未見明顯粗大的交通支形成。不同狹窄程度患者一般資料的比較見表1～3，結(jié)果顯示，不同狹窄程度的患者性別、年齡、心率、高血壓、糖尿病、高脂血癥發(fā)生率、血清PRO-BNP水平及LVEF等差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 前降支不同狹窄程度患者一般資料的比較

表2 回旋支不同狹窄程度患者一般資料的比較

表3 右冠狀動脈不同狹窄程度患者一般資料的比較

2.2各支冠脈不同狹窄程度患者LLPS和GLPS的比較見表4～6。各支冠脈的LLPS和GLPS均有隨狹窄程度增高而下降的趨勢。前降支、回旋支無狹窄組和輕度狹窄組的LLPS和GLPS均大于中度狹窄組和重度狹窄組(P<0.05)。右冠狀動脈無狹窄組GLPS大于重度狹窄組(P<0.05)，余各組之間LLPS和GLPS差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

表4 前降支不同狹窄程度患者LLPS和GLPS的比較

*：與無狹窄組比較，P<0.05；#：與輕度狹窄組比較，P<0.05

表5 回旋支不同狹窄程度患者LLPS和GLPS的比較

*：與無狹窄組比較，P<0.05；#：與輕度狹窄組比較，P<0.05

表6 右冠狀動脈 不同狹窄程度患者LLPS和GLPS的比較

*：與無狹窄組比較，P<0.05

2.3LLPS及GLPS對中度以上冠脈狹窄的判定價值LLPS及GLPS判定中度以上冠脈狹窄的ROC見圖2，分析結(jié)果見表7。結(jié)果顯示，LLPS可判定前降支和回旋支中度以上狹窄，對右冠狀動脈狹窄程度的判定無統(tǒng)計學(xué)意義。GLPS可用于中度以上冠脈狹窄的判定，截斷值為20.25時，靈敏度和特異度分別為86.5%和74.6%。

圖2 LLPS及GLPS對 中度以上冠脈狹窄判定的ROC曲線

ROCAUC(95%CI)截斷值靈敏度/%特異度/%LLPS-前降支0.719(0.619～0.818)19.7979.566.1LLPS-回旋支0.775(0.678～0.873)18.1060.086.7LLPS-右冠狀動脈0.619(0.506～0.731)19.7051.576.5GLPS0.823(0.738～0.907)20.2586.574.6

2.4重復(fù)性檢驗不同超聲工作者測量的數(shù)據(jù)間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，同一超聲工作者測量2次的數(shù)據(jù)間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，說明該研究重復(fù)性較好。見表8和表9。

表8 不同工作者測量結(jié)果的比較

表9 同一工作者重復(fù)測量結(jié)果的比較

3 討論

利用AFI技術(shù)可采集心臟三個不同截面的實時動態(tài)圖像，自動斑點追蹤感興趣區(qū)并計算各節(jié)段心肌的應(yīng)變[3]，具有簡單、易行、量化及圖像獲取清晰等優(yōu)勢，且AFI與心臟磁共振和心肌核素顯像檢查結(jié)果的一致性較好[4]。因此AFI應(yīng)用于臨床評估心肌收縮力有一定價值。

本研究應(yīng)用LLPS和GLPS等反映心臟整體及局部應(yīng)變的指標(biāo)評估左室運動情況。研究結(jié)果顯示，前降支和回旋支中或重度狹窄的患者LLPS和GLPS小于無狹窄或輕度狹窄的患者，而右冠狀動脈重度狹窄組GLPS小于無狹窄組；3支冠脈均表現(xiàn)出隨病變程度的增加，心肌收縮的局部或整體應(yīng)變減小的趨勢；提示在心臟未發(fā)生階段性室壁搏動異常、LVEF仍在正常范圍時，心臟的收縮力可能已經(jīng)發(fā)生改變,與Chio、Grenne等[5-6]的研究結(jié)果一致。本研究結(jié)果還提示，在平靜狀態(tài)下冠脈供血減少會引起心肌變形能力的改變，隨著病變嚴(yán)重程度的增加，心肌收縮的應(yīng)變也隨之減小，與蔡玲、趙志玉等[7-8]的研究結(jié)果一致。LLPS和GLPS與冠狀動脈病變的嚴(yán)重程度有一定的相關(guān)性，說明AFI技術(shù)能夠較為準(zhǔn)確地反映心肌收縮力的改變，可以在一定程度上反映冠脈狹窄的嚴(yán)重程度。

ROC曲線分析結(jié)果顯示，LLPS可以在一定程度上判定前降支和回旋支中度以上狹窄，且對前降支中度以上狹窄的判定效能高于回旋支，對右冠狀動脈狹窄程度的判定效能不及前降支和回旋支。這可能與冠脈供血的心肌范圍有關(guān)。AFI技術(shù)追蹤的圖像主要是左心室，應(yīng)變參數(shù)主要反映左心室的收縮變化，而左心室絕大部分供血來源于前降支，其次為回旋支，而右冠狀動脈僅少量供血于左心室。在臨床實際工作中，患者常常合并多支血管病變。本研究結(jié)果顯示，GLPS在判定單支或合并有多支中度以上冠脈狹窄方面具有一定的價值。

雖然AFI是目前較先進(jìn)的評價心肌應(yīng)變的超聲診斷技術(shù)，但仍受一些因素影響。本研究中將冠脈三支血管進(jìn)行對比，但冠脈分布情況在不同患者之間千差萬別，且三支血管并非獨立，存在交通支相互影響。另外，本研究對冠脈狹窄的分組僅考慮主要血管，且樣本量較小，需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量或采用更優(yōu)質(zhì)評估冠脈狹窄的方法進(jìn)一步定量分析。