三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)評(píng)價(jià)心臟X綜合征患者左心室收縮功能的效果研究

俞子恒，程震鋒，盧孔杰

心臟X綜合征（cardiac syndrome X，CSX）是指具有典型勞累性心絞痛、心電圖或運(yùn)動(dòng)平板試驗(yàn)陽性，冠狀動(dòng)脈造影正常，并可排除冠狀動(dòng)脈痙攣的一組臨床癥候群。CSX因廣泛存在冠狀動(dòng)脈微血管內(nèi)皮功能障礙，也稱微血管性心絞痛［1］。其病理生理機(jī)制目前仍然不十分明確。盡管CSX遠(yuǎn)期預(yù)后較好，但近期復(fù)發(fā)胸痛的患者卻有相當(dāng)高的病死率［2］。且冠狀動(dòng)脈造影正?；蚪咏?，但典型心絞痛患者在心電圖上發(fā)生相應(yīng)的ST段壓低仍然是對(duì)日常診斷的巨大挑戰(zhàn)［3］。故本研究旨在利用三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)早期評(píng)估CSX患者左心室收縮功能，盡早檢測(cè)出局部缺血心肌，評(píng)估預(yù)后。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2016年6月—2017年9月入住湖州市中心醫(yī)院心內(nèi)科表現(xiàn)為典型胸痛、運(yùn)動(dòng)平板試驗(yàn)陽性但冠狀動(dòng)脈造影顯示冠狀動(dòng)脈無明顯異常的40例CSX患者為研究組，另選取同期門診體檢健康者20例為對(duì)照組，均經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影或128排高分辨冠狀動(dòng)脈螺旋CT血管造影（CTA）檢查陰性。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，受試者均知情并簽訂同意書。兩組患者性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)、收縮壓、舒張壓、空腹血糖、低密度脂蛋白水平比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，見表1）。

1.2 入選標(biāo)準(zhǔn) （1）典型勞累型心絞痛表現(xiàn)合并或者不合并靜息心絞痛及呼吸困難；（2）運(yùn)動(dòng)平板試驗(yàn)陽性或心肌負(fù)荷灌注顯像陽性；（3）超聲心動(dòng)圖及冠狀動(dòng)脈造影或CTA顯示正常且臨床上排除冠狀動(dòng)脈痙攣。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn) 未受控制的高血壓和糖尿病、左心室肥厚、心肌病，可被誘導(dǎo)的冠狀動(dòng)脈痙攣，心臟瓣膜病，嚴(yán)重的肝腎功能不全，惡性腫瘤，自身免疫性疾病，藥物成癮等。

1.4 檢查方法

1.4.1 超聲心動(dòng)圖 利用GE Vivid E9彩色多普勒超聲心動(dòng)儀（購自美國通用公司，包括M5S經(jīng)胸探頭，4V容積探頭，頻率1.7～3.3 MHz），測(cè)量左心室舒張末期內(nèi)徑（LVEDD）、左心室收縮末期內(nèi)徑（LVESD）、左房室瓣口舒張?jiān)缙谘鞣逯担‥）、左房室瓣口舒張晚期血流峰值（A）、左房室瓣環(huán)舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度（E12 3）、左房室瓣環(huán)室間隔側(cè)收縮期峰值（S12 3）等，計(jì)算E/A、E/E12 3，并采用雙平面Simpson法計(jì)算左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）。

1.4.2 三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù) 利用三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)定量分析，切換為4V容積探頭，取心尖四腔觀，進(jìn)入3D模式，圖像轉(zhuǎn)換成心尖四腔觀和兩腔觀實(shí)時(shí)雙幅顯示，調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量，使心內(nèi)膜邊界顯示清晰，微調(diào)探頭位置和方向，待圖像滿意后，囑受試者屏住呼吸，采集連續(xù)4個(gè)心動(dòng)周期“金字塔”形三維數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)左心室全容積動(dòng)態(tài)圖像。利用GE EchoPAC軟件進(jìn)行后處理，導(dǎo)入全容積實(shí)時(shí)聲像圖，選取1幀左心室壁心內(nèi)、外膜較清晰的圖像，先調(diào)整好心尖兩腔、心尖四腔及心尖左心室長(zhǎng)軸圖像，自動(dòng)結(jié)合手動(dòng)描記心內(nèi)膜及心外膜，調(diào)整好心尖段、中間段、基底段的基線，軟件自動(dòng)將左心室壁分為16節(jié)段，以16節(jié)段收縮期三維應(yīng)變峰值的均值反映左心室縱向、徑向、圓周及面積應(yīng)變。同時(shí)分析兩組的左心室整體扭轉(zhuǎn)角度及扭矩（扭矩=扭轉(zhuǎn)角度/心尖段與基底段之間的縱向距離）。

表1 兩組一般資料比較Table 1 Comparison of the baseline data between two groups

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以（x ±s）表示，兩組間比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)；CSX的影響因素分析采用單因素Logistic回歸分析；繪制受試者工作特征（ROC）曲線計(jì)算ROC曲線下面積。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較 兩組LVEDD、LVESD、E/A、E/E12 3、S12 3、LVEF比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，見表2）。

2.2 兩組左心室應(yīng)變指標(biāo)及扭轉(zhuǎn)角度和扭矩比較 兩組徑向應(yīng)變、圓周應(yīng)變比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；研究組縱向應(yīng)變、面積應(yīng)變較對(duì)照組降低，扭轉(zhuǎn)角度、扭矩較對(duì)照組升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表3）。

2.3 單因素Logistic回歸分析 以是否發(fā)生CSX為因變量（賦值：是=1，否=0），以縱向應(yīng)變、徑向應(yīng)變、圓周應(yīng)變、面積應(yīng)變?yōu)樽宰兞?，進(jìn)行單因素Logistic回歸分析，結(jié)果顯示，縱向應(yīng)變、面積應(yīng)變是CSX的影響因素（見表4）。

2.4 ROC曲線分析 ROC曲線顯示，縱向應(yīng)變?cè)\斷CSX的ROC曲線下面積為0.839，面積應(yīng)變?cè)\斷CSX的ROC曲線下面積為0.853（見圖1）。

表2 兩組超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較（x±s）Table 2 Comparison of 6 parameters detected by color Doppler echocardiography between two groups

表3 兩組左心室應(yīng)變指標(biāo)及扭轉(zhuǎn)角度和扭矩比較（x±s）Table 3 Comparison of left ventricle strain parameters，peak of twist angle and torsion between two groups

3 討論

CSX患者是由直徑＜500 μm的冠狀動(dòng)脈舒縮功能調(diào)節(jié)異常導(dǎo)致的微血管功能紊亂，包括冠狀動(dòng)脈微血管血供減少、微血管內(nèi)皮功能受損等，其患病率可能取決于患者內(nèi)皮細(xì)胞和微血管功能障礙的程度，且發(fā)現(xiàn)有較高比例的患者存在冠狀動(dòng)脈血流異常［4］。其中的冠狀動(dòng)脈微血管，作為阻力血管，是心肌細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)供給和代謝產(chǎn)物清除的場(chǎng)所，其病變可直接影響下游心肌細(xì)胞的灌注［5］。就其癥狀和臨床表現(xiàn)被認(rèn)為是具有冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙的主要表現(xiàn)綜合征［6］。其病因還可能和心臟痛覺異常、痛覺過敏有關(guān)，低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)即可誘發(fā)缺血［7］。在診治方面目前越來越受到重視，每年因胸痛急診入院的患者中，很大一部分為CSX。現(xiàn)多數(shù)CSX患者預(yù)后良好，甚至心血管事件發(fā)生率與正常人相仿，但其中有20%～30%的患者逐漸表現(xiàn)為心絞痛癥狀加重，極大影響了患者生活質(zhì)量［8］。對(duì)于沒有結(jié)構(gòu)性心臟病變或心外膜冠狀動(dòng)脈疾病依據(jù)的患者治療仍然面臨挑戰(zhàn)，目前的管理策略主要集中在癥狀緩解和危險(xiǎn)因素的改變［9］。因此尋求早期診斷指標(biāo)，對(duì)疾病的評(píng)估及預(yù)后相當(dāng)重要。本研究的目的旨在評(píng)價(jià)三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)所觀察的應(yīng)變指標(biāo)對(duì)CSX的診斷價(jià)值。

表4 CSX影響因素的單因素Logistic回歸分析Table 4 Univariate Logistic regression analysis of the factors possibly associated with CSX

圖1 縱向應(yīng)變、面積應(yīng)變?cè)\斷CSX的ROC曲線Figure 1 ROC curve of 3D-STI parameters of left ventricular longitudinal strain and area strain for diagnosing CSX patients

傳統(tǒng)的二維超聲技術(shù)，因其單平面檢測(cè)，信息缺失較多，指標(biāo)相對(duì)較為單一，并不能作為有效評(píng)估的手段，特別是對(duì)于LVEF下降10%以內(nèi)的心臟功能改變的測(cè)量，其靈敏度及特異度均不理想。而早前使用心血管磁共振（CMR）灌注成像檢測(cè)心肌缺血作為冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙的標(biāo)志物的研究報(bào)道出現(xiàn)了相互矛盾的結(jié)果［10］。而最近由經(jīng)胸多普勒衍生的冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備（TDE-CFR）測(cè)定的冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙的方法，與心肌灌注顯像相比，增加了預(yù)后價(jià)值，但目前的研究支持對(duì)疑似缺血性心肌病患者進(jìn)行常規(guī)評(píng)估，主要是針對(duì)冠狀動(dòng)脈大血管病變［11］。故臨床開展并不廣泛，且檢查時(shí)間過長(zhǎng)，部分患者難以耐受。

三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)是在實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖及斑點(diǎn)追蹤技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，從三維角度評(píng)估左心室不同方向上的應(yīng)變，克服了二維斑點(diǎn)追蹤跨平面失追蹤的缺陷，為左心室亞臨床心肌損傷的評(píng)估提供更豐富的信息［12］。通過測(cè)量左心室各節(jié)段徑向、縱向及圓周整體峰值應(yīng)變并求得平均值，從而得以直接量化左心室的整體應(yīng)變及收縮功能［13］。三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)受心臟周圍組織牽拉影響小，無角度依賴性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)心肌斑點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，獲取局部和整體應(yīng)變來評(píng)估心肌功能變化［14］，其通過獲取心肌組織運(yùn)動(dòng)的應(yīng)變、應(yīng)變率等有價(jià)值的指標(biāo)，用來評(píng)價(jià)左心室整體及局部的心肌功能，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床及試驗(yàn)研究［15］。但對(duì)于應(yīng)用于CSX的研究報(bào)道較少。通過本研究，發(fā)現(xiàn)其在評(píng)價(jià)心臟整體容積、整體功能和局部功能、收縮協(xié)調(diào)性方面較二維超聲技術(shù)更具有研究?jī)r(jià)值。

本研究顯示研究組患者縱向應(yīng)變明顯降低，這主要是由于正常人心肌纖維中縱行心肌纖維占70%，環(huán)形心肌纖維占30%，左心室長(zhǎng)軸縱向收縮期峰值應(yīng)變從心尖水平至中間段水平再到基底水平呈逐漸減小的趨勢(shì)。由于心內(nèi)膜下心肌對(duì)缺氧的耐受力差。所以如果冠狀動(dòng)脈血流供應(yīng)有所減少，心內(nèi)膜下心肌首先受累，勢(shì)必引起由心內(nèi)膜主要參與的縱向應(yīng)變的顯著改變。

本研究發(fā)現(xiàn)，研究組患者綜合性應(yīng)變指標(biāo)面積應(yīng)變降低，具有明顯的診斷價(jià)值。面積應(yīng)變主要是由三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)中縱向應(yīng)變結(jié)合圓周應(yīng)變提出的，是指心內(nèi)、外膜之間心肌單位面積形變大小，綜合反映了心肌在各個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)情況［16］。面積應(yīng)變是影響中層心肌收縮和舒張時(shí)面積形變的三維綜合形變［17］。相關(guān)研究認(rèn)為，左心室功能發(fā)生微小改變均可通過面積應(yīng)變體現(xiàn)，即使整體縱向和圓周收縮峰值應(yīng)變減小不明顯時(shí)，面積應(yīng)變將二者加權(quán)，也可顯示出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異［18］。而本研究發(fā)現(xiàn)，雖然縱向應(yīng)變有改變，但徑向應(yīng)變及圓周應(yīng)變改變并不明顯，相對(duì)于單一方向的應(yīng)變值變化，面積應(yīng)變的優(yōu)越性得到很好的體現(xiàn)。

心肌扭轉(zhuǎn)形變能夠較早地反映出心肌缺血時(shí)局部收縮功能改變。研究表明，左心室的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)增加了心臟做功的機(jī)械效能，并且在心臟收縮與舒張功能中均起到十分重要的作用［19］。本研究以扭矩來評(píng)價(jià)左心室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以消除個(gè)體心尖定位不一致的差異，更為準(zhǔn)確，通過研究發(fā)現(xiàn)，CSX患者心肌扭轉(zhuǎn)增強(qiáng)，表明存在早期心肌缺血情況。

綜上所述，對(duì)于CSX患者，常規(guī)超聲并不能真實(shí)反映早期左心室心肌節(jié)段的運(yùn)動(dòng)異常，可能會(huì)導(dǎo)致病情評(píng)估的不準(zhǔn)確，而三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)相比而言，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。本研究通過分析得到，CSX患者各應(yīng)變指標(biāo)中，縱向應(yīng)變及面積應(yīng)變較對(duì)照組明顯降低，表明縱向應(yīng)變及面積應(yīng)變較徑向應(yīng)變及圓周應(yīng)變對(duì)評(píng)估早期CSX患者心內(nèi)膜下心肌缺血引起的節(jié)段性收縮功能改變更為敏感，與CSX發(fā)生機(jī)制相關(guān)。且ROC曲線分析顯示縱向應(yīng)變及面積應(yīng)變的診斷性能較高。同時(shí)結(jié)合左心室整體扭轉(zhuǎn)角度及扭矩，能夠進(jìn)一步提高診斷的可靠性，早期評(píng)估病情。鑒于目前樣本量偏少，后期將繼續(xù)擴(kuò)大樣本量研究，以期證實(shí)指標(biāo)的可靠性。

作者貢獻(xiàn)：俞子恒進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)收集，統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，撰寫論文，論文的修訂，對(duì)文章整體負(fù)責(zé)，監(jiān)督管理；程震鋒進(jìn)行研究的實(shí)施與可行性分析，結(jié)果的分析與解釋；盧孔杰進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校。

本文無利益沖突。