類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者左室整體收縮功能的超聲三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)價(jià)

張瑞芳，段會(huì)參，郭海燕，雷留彬，孫璐璐

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院超聲科 鄭州 450052

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類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者左室整體收縮功能的超聲三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)價(jià)

張瑞芳△，段會(huì)參，郭海燕，雷留彬，孫璐璐

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院超聲科 鄭州 450052

超聲心動(dòng)描記術(shù)；三維；類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；左室功能；斑點(diǎn)追蹤成像；應(yīng)變

目的：應(yīng)用超聲三維斑點(diǎn)追蹤成像(3D-STI)技術(shù)分析類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)患者左室心肌應(yīng)變，評(píng)價(jià)其左室整體收縮功能。方法：選取RA患者30例(RA組)及年齡、性別相匹配的健康體檢者30例(對(duì)照組)，分別行經(jīng)胸常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖獲取左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)、左室舒張末期容積(LVEDV)、左室收縮末期容積(LVESV)等指標(biāo)；采集左室三維全容積動(dòng)態(tài)圖像并運(yùn)用3D-STI分析軟件進(jìn)行分析，獲得左室心肌整體縱向應(yīng)變(GLS)、圓周應(yīng)變(GCS)、徑向應(yīng)變(GRS)、面積應(yīng)變(GAS)；比較2組間上述指標(biāo)的差異。結(jié)果：①與對(duì)照組比較，RA組GLS、GCS、GRS及GAS均減低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。②GLS、GCS、GRS和GAS診斷RA患者左室收縮功能損傷的曲線下面積分別為0.83、0.74、0.67和0.86。③RA組左室GLS、GCS、GRS、GAS與病程有關(guān)(r=0.631、0.365、-0.325、0.680，P均<0.05)。結(jié)論：3D-STI能簡便、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)RA患者左室整體收縮功能的早期變化。

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種慢性的累及全身多系統(tǒng)的自身免疫性疾病，可侵犯心包、心肌、心瓣膜、冠狀動(dòng)脈等結(jié)構(gòu)，引起一系列的心血管病變。近年來，RA導(dǎo)致的心臟損害越來越受到關(guān)注。三維斑點(diǎn)追蹤成像(three-dimensional speckle tracking imaging,3D-STI)技術(shù)作為評(píng)價(jià)心肌應(yīng)變的一項(xiàng)新技術(shù)，克服了組織多普勒顯像的角度依賴性和二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)的空間局限性,其評(píng)估左室收縮功能的價(jià)值在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究[1-2]中已經(jīng)得到初步證實(shí)。該研究旨在探討應(yīng)用3D-STI技術(shù)評(píng)價(jià)RA患者左室收縮功能的臨床價(jià)值，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1　對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象選取鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院收治的RA患者30例(RA組)，男8例，女22例，年齡20～65(49.11±11.29)歲,病程(7.49±5.68) a。入選標(biāo)準(zhǔn)：按照2009年美國風(fēng)濕病學(xué)會(huì)和歐洲抗風(fēng)濕病聯(lián)盟提出的RA分類標(biāo)準(zhǔn)確診的患者，無心臟病史、心血管事件家族史、高血壓病史、糖尿病史。排除標(biāo)準(zhǔn)：聲窗不滿意，患有其他影響心肌功能的疾病。對(duì)照組：年齡、性別與RA組相匹配的健康體檢者30例，男5例，女25例，年齡34～62(48.78±10.24)歲；所有受檢者常規(guī)測(cè)量肱動(dòng)脈血壓(收縮壓/舒張壓)及體質(zhì)指數(shù)(BMI),受檢者均獲知情同意。

1.2儀器與方法

1.2.1儀器采用日本Toshiba Artida彩色多普勒超聲診斷儀，配備PST-30SBT二維探頭(頻率2.5 MHz)、PST-25SX三維矩陣探頭(頻率3.0 MHz)，3DT圖像采集及處理軟件。

1.2.2方法常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查：囑受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，連接心電圖，采用PST-30SBT二維探頭測(cè)量左室舒張末內(nèi)徑(LVEDD)、左室收縮末內(nèi)徑(LVESD)；采用雙平面Simpson法測(cè)量左室舒張末期容積(LVEDV)、左室收縮末期容積(LVESV)、左室短軸縮短率(LVFS)及左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)；采用PW方法測(cè)定二尖瓣口舒張?jiān)缙?舒張末期峰值流速(E/A)。

3D-STI圖像采集及分析：采用PST-25SX三維矩陣探頭，連續(xù)采集4個(gè)周期的動(dòng)態(tài)三維全容積圖像，儲(chǔ)存并進(jìn)行脫機(jī)分析。進(jìn)入4D模式，分別選取心尖四腔和兩腔觀清晰圖像，將左室均分為三等份，選取二尖瓣環(huán)基底部2個(gè)點(diǎn)及心尖最遠(yuǎn)端心內(nèi)膜1個(gè)點(diǎn)。進(jìn)入3DT狀態(tài)，軟件自動(dòng)勾畫出左室心內(nèi)膜和心外膜邊界，必要時(shí)可人工移動(dòng)斑點(diǎn)，保證回聲斑點(diǎn)位于心肌內(nèi)。啟動(dòng)Start按鈕，軟件可自動(dòng)得出左室各個(gè)方向整體應(yīng)變曲線及左室整體縱向應(yīng)變(GLS)、圓周應(yīng)變(GCS)、徑向應(yīng)變(GRS)和面積應(yīng)變(GAS)，分析結(jié)束后將數(shù)據(jù)及圖像導(dǎo)出。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。RA組與對(duì)照組間一般資料、常規(guī)超聲結(jié)果及3D-STI指標(biāo)(GLS、GRS、GCS及GAS)結(jié)果的比較均采用兩獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)；繪制3D-STI測(cè)量指標(biāo)的受試者工作特征(ROC)曲線，分析各指標(biāo)的檢測(cè)效能；RA組3D-STI測(cè)量指標(biāo)與病程的關(guān)系采用Pearson相關(guān)進(jìn)行分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2　結(jié)果

2.12組間一般資料及常規(guī)超聲測(cè)量結(jié)果比較見表1。2組間比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1　2組間一般資料及常規(guī)超聲測(cè)量指標(biāo)的比較

1 mmHg=0.133 kPa。

2.22組間3D-STI測(cè)量指標(biāo)比較見表2。RA組左室GLS、GRS、GCS及GAS均較對(duì)照組減少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2　2組間3D-STI測(cè)量指標(biāo)比較　%

2.33D-STI測(cè)量指標(biāo)檢測(cè)RA患者左室收縮功能損傷的價(jià)值ROC曲線見圖1。由圖1可知，左室GLS、GCS、GRS和GAS的曲線下面積分別為0.83、0.74、0.67和0.86，其中GAS曲線下面積最大。

圖1　3D-STI技術(shù)各應(yīng)變參數(shù)的ROC曲線圖

2.4RA組3D-STI測(cè)量指標(biāo)與病程的關(guān)系左室GLS、GCS、GRS、GAS與病程有關(guān)(r=0.631、0.365、-0.325、0.680，P均<0.05)。

3　討論

3D-STI是基于實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖和斑點(diǎn)追蹤技術(shù)的基本原理發(fā)展起來的在三維立體空間范圍內(nèi)追蹤心肌運(yùn)動(dòng)軌跡的一種新技術(shù)。它采用實(shí)時(shí)三維超聲矩陣探頭，同時(shí)獲取一個(gè)錐體容積內(nèi)的真實(shí)立體圖像而無需進(jìn)行圖像重建，并獲得左室心肌16節(jié)段的應(yīng)變和不同步參數(shù)，彌補(bǔ)了二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)“跨平面失追蹤”的缺陷，能在三維空間內(nèi)真實(shí)全面地反映心肌的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，對(duì)于評(píng)價(jià)左室收縮功能有更多的優(yōu)勢(shì)。初步研究[3]表明，該技術(shù)具有簡單可行且重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)Ω鱾€(gè)方向的心肌形變做出定量分析。

RA患者關(guān)節(jié)外的表現(xiàn)以心血管受累最為常見，RA病死者中約40%死于心血管疾病，其中缺血性心臟病和心力衰竭是死亡的主要原因[4]，早期發(fā)現(xiàn)RA患者左室收縮功能的損傷并及時(shí)干預(yù)對(duì)于預(yù)防不良心血管事件的發(fā)生具有一定的價(jià)值。該研究中30例RA患者常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果與對(duì)照組比較顯示，2組間 LVEF、LVFS、E/A等參數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能因?yàn)镽A患者心臟病變?cè)缙谄鸩‰[匿，常規(guī)超聲心動(dòng)圖通過左室容積變化及室壁運(yùn)動(dòng)得出LVEF評(píng)價(jià)左室收縮功能，并不能直接檢出心肌損傷早期運(yùn)動(dòng)的微小變化。部分RA患者雖經(jīng)2種或2種以上藥物聯(lián)合治療后病情仍有活動(dòng)[5]，血液中炎癥因子的長期存在導(dǎo)致心肌的缺血性改變、心肌細(xì)胞膠原沉著、間質(zhì)纖維化，甚至引起彌漫性壞死性或肉芽腫性心肌炎，這一系列病理生理改變可累及心肌內(nèi)、外層縱行心肌及中層環(huán)形心肌，最終導(dǎo)致各層心肌不同方向上收縮形變能力下降。該研究中RA患者左室GLS、GRS、GCS及GAS均較對(duì)照組減低，證實(shí)3D-STI可以敏感檢測(cè)到心肌缺血引起的心肌功能改變，Seo等[1]亦在阻斷羊的冠狀動(dòng)脈血流引發(fā)心肌缺血的實(shí)驗(yàn)中證明了此觀點(diǎn)。3D-STI每單位采集容積可以產(chǎn)生幾千個(gè)追蹤點(diǎn)，并能在較小的組織運(yùn)動(dòng)位移范圍內(nèi)(2 mm)獲得較高的測(cè)量精度(0.4 mm)[6]，因此3D-STI對(duì)于檢出心肌應(yīng)變變化可能較傳統(tǒng)超聲評(píng)價(jià)指標(biāo)有更高的敏感度。

該研究中ROC曲線顯示，左室GLS、GCS、GRS和GAS的曲線下面積分別為0.83、0.74、0.67和0.86，這表明各參數(shù)對(duì)于診斷RA患者左室收縮功能早期損傷均有一定價(jià)值，其中GAS更為敏感。GAS作為3D-STI技術(shù)評(píng)價(jià)左室收縮功能的新參數(shù)，通過追蹤心內(nèi)膜邊界面積的變化反映心肌的應(yīng)變，它綜合了GLS和GCS，能更真實(shí)、全面地反映室壁的運(yùn)動(dòng)[7]。RA患者心肌缺血及心肌炎癥累及內(nèi)膜下或中層心肌，引起GLS及GCS減低，綜合表現(xiàn)為心內(nèi)膜面積變化率減低。Kleijn等[8]認(rèn)為GAS在評(píng)估正常及缺血心肌中的價(jià)值優(yōu)于其他應(yīng)變參數(shù)。另外，RA炎癥因子的長期作用引起的心臟功能損傷隨著病程的延長而加重，心肌形變能力隨之逐漸減低，該研究結(jié)果顯示GLS、GCS、GRS、GAS與病程均存在一定的相關(guān)性，這與以往研究[9]結(jié)果相似。

該研究的局限性：①該研究僅對(duì)反映左室整體心肌應(yīng)變的3D-STI參數(shù)作了分析，未涉及各個(gè)節(jié)段的心肌應(yīng)變參數(shù)。②3D-STI技術(shù)時(shí)間分辨率較低。③圖像質(zhì)量欠佳時(shí)影響追蹤的準(zhǔn)確性。

綜上所述，3D-STI技術(shù)能簡便、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)RA患者左室收縮功能的早期變化，為臨床采取干預(yù)措施預(yù)防不良心血管事件的發(fā)生提供參考。

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(2015-11-26收稿責(zé)任編輯姜春霞)

Assessment of left ventricular global systolic function in patients with rheumatoid arthritis by three-dimensional speckle tracking echocardiography

ZHANGRuifang,DUANHuican,GUOHaiyan,LEILiubin,SUNLulu

DepartmentofUltrasound,theFirstAffiliatedHospital,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052

echocardiography;three-dimensional;rheumatoid arthritis;left ventricular function;speckle tracking imaging;strain

Aim: To investigate the diagnostic value of three-dimensional speckle tracking imaging(3D-STI) for estimating left ventricular global strains in patients with rheumatoid arthritis(RA). Methods: A total of 30 cases of RA(RA group) and 30 gender,age matched healthy volunteers(control group) were enrolled in this study. Left ventricular ejection fraction(LVEF), left ventricular end-diastolic volume(LVEDV), left ventricular end-systolic volume(LVESV) and others two-dimensional data by transthoracic conventional echocardiography were obtained in all subjects.Left ventricular real time three-dimensional dynamic imaging were acquired. Then the left ventricular global longitudinal strain(GLS), global circumferential strain(GCS), global radial strain(GRS) and global area strain(GAS) were analyzed by 3D-STI off-line analysis software. These values were compared between the two groups.Results: Compared with controls, GLS, GCS, GRS and GAS were significantly reduced in patients with RA(P<0.05). The area under receiver operating characteristics curve of GLS, GCS, GRS and GAS to diagnose left ventricular systolic dysfunction of patients with RA were 0.83, 0.74, 0.67 and 0.86. GLS, GCS, GRS and GAS were correlated with course of disease(r=0.631,0.365,-0.325,0.680,P<0.05).Conclusion: 3D-STI could early detect the changes of left ventricular global systolic function for RA patients.

10.13705/j.issn.1671-6825.2016.05.027

△女，1975年2月生，博士，副主任醫(yī)師，研究方向：心血管疾病的超聲診斷，E-mail:zhangruifang999@hotmail.com

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