三维斑点追踪技术与实时三维超声心动图对冠心病同步性研究

刘海兰 宋嫣 张芳

【摘要】 目的：探討三维斑点追踪成像（3D-STI）与实时三维超声心动图技术（RT-3DE）评价冠心病患者（CHD组）左心室收缩同步性应用价值及其与收缩功能的相关性。方法：32例（A组：单支或多支50%<狭窄≤70%）、28例（B组：单支或多支狭窄>70%）和45例健康体检者（对照组）行RT-3DE和3D-ST检查，获得左心室舒张末期容积（EDV）、收缩末期容积（ESV）和左室射血分数（LVEF），16、12节段的纵向、径向、环向应变收缩峰值时间的标准差（TLS、TRS、TCS）以及与最小收缩容积时间的时间之差（TLSV、TRSV、TCSV），左心室16、12、6心肌收缩期最小容积达峰时间标准差（Tesv-SD）和最大差值（Tesv-Dif）。结果：A组Tesv-Dif、Tesv-16、Tesv-12、Tesv-6、TLS-16、TCS、TLSV-16较对照组延长，差异有统计学意义（P<0.05）;B组上述时间指标较对照组明显延长（P<0.01），且与A组比较差异均有统计学意义（P<0.05）。RT-3DE与3D-STI同步性参数相关性分析示：LVEF与Tesv-16、TLS-16呈负相关（r=-0.702、-0.638，P<0.01），而Tesv-16与TLS-16呈正相关（r=0.603，P<0.01）。结论：RT-3DE与3D-STI可客观评价冠心病患者左室收缩同步性，尤其是患者早期单支或多支50%<狭窄≤70%，且二者有一定的相关性。

【关键词】 实时三维超声心动图; 三维斑点追踪显像; 冠心病; 左心收缩功能; 同步性

【Abstract】 Objective：To explore the value of 3D speckle Tracking Imaging （3D-STI）and real-time three-dimensional echocardiography（RT-3DE）in evaluating left ventricular systolic synchrony in patients with coronary heart disease（CHD Group）and its correlation with systolic function.Method：RT-3DE and 3D-ST were performed in 32 patients（group A：single or multiple vessel 50%70%）and 45 healthy subjects（control group）.The left ventricular end-diastolic volume（EDV），end-systolic volume（ESV）and left ventricular ejection fraction（LVEF），the standard deviation of the peak time of longitudinal，radial and circumferential strain（TLS，TRS）of 16，12 segments were obtained.TCS，TLSV，TRSV and TCSV，Tesv-SD and Tesv-Dif of the minimum systolic volume of left ventricle 16，12 and 6.Result：Tesv-Dif，Tesv-16，Tesv-12，Tesv-6，TLS-16，TCS and TLSV-16 in group A were prolonged compared with the control group（P<0.05）.The timing indicators of group B were significantly prolonged than those of the control group（P<0.01），compared with group A，there were statistically significant differences（P<0.05）.In the correlation analysis between RT-3DE and 3D-STI synchronicity parameters，Tesv-16 and TLS-16 had negative correlation with LVEF（r=0.702，-0.638;P<0.01）.Tesv-16 was positively correlated with TLS-16（r=0.603，P<0.01）.Conclusion：RT-3DE and 3D-STI can objectively evaluate left ventricular systolic synchrony in patients with coronary heart disease，especially in patients with single or multiple branches 50%

【Key words】 RT-3DE; 3D-STI; Coronary heart disease; Left ventricular systolic function; Synchrony

First-authors address：The Third Affiliated Hospital of Nanchang University，Nanchang 330006，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2019.10.003

三维斑点追踪成像技术（real-time 3D speckle tracking，3D-STI）为近年来的研究热点，由于不受声束及取样角度方面的影响，能够追踪各节段心内膜面区域的变化，较组织多普勒更有效地反映心肌的节段性运动[1-4]。实时三维超声心动图（real time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）以实时地展现心脏各节段及整体几何形态及运动情况，其容积-曲线时间（volume-time curve，VTC）能定量评估左心室各个节段收缩同步性[5-7]。本研究旨在探讨两种技术用于评价冠状动脉不同程度狭窄左心室收缩同步性改变情况，并对其相关性进行探讨，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2015年6月-2017年6月在本院心内科住院的冠心病患者（CHD组）60例，纳入标准：心功能Ⅱ级，左心室射血分数（LVEF）大于48%。排除严重先天性心脏病、心律失常、心肌病、严重瓣膜病、心包疾病等病变及三维图像不清晰者。据冠状动脉造影结果分成两个亚组，A组32例，单支或多支50%<狭窄≤70%;男16例，女10例;年龄40～80岁，平均（62±4）岁。B组28例，单支或多支狭窄>70%;男15例，女9例;年龄45～81岁，平均（66±6）岁。同期健康体检者作为正常对照组45例，男28例，女17例;年龄37～80岁，平均（64±5）岁，均经详细检查排除心脏疾病。该研究经伦理学委员会批准，所有受检者均知情同意。

1.2 仪器与方法 应用Philips iE33 彩超诊断仪检查，配有三维X3-1（频率1～3 MHz）及二维S5-1（频率2～4 MHz）心脏探头，内置QLAB 8.1定量分析软件及胸前导联连心电图。患者左侧卧位，连接心电图，以心尖四腔和二腔观作为基本剖面，确定舒张末期和收缩末期，对前壁、后间隔、下壁、左室侧壁心尖部心内膜区和二尖瓣环处分别标记5个取样点，连续采集3～5个心动周期的三维数据保存入机器硬盘，待进行脱机分析。

1.3 观察指标

1.3.1 RT-3DE参数 应用Qlab 8.1软件的3DQ Advanced插件自动计算出左室射血分数（LVEF）、舒张末容积（EDV）、收缩末容积（ESV）。系统自动显示出左心室整体与节段VTC曲线并获取16个心肌节段收缩末时间标准差并用R-R间期标准化，得到6、12、16节段达到最小收缩容积的时间（Tesv）标准差及最大时间差（Tesv-Dif）。

1.3.2 3D-STI参数 应用Qlab 8.1图像分析软件的CMQ功能进行脱机分析，软件自动生成应变-时间曲线，获得各节段纵向、径向、环向应变收缩峰值时间的标准差（TLS-16、TRS-12、TCS-12）并计算左心室应变峰值时间与最小收缩容积时间的时间之差（TLSV-16、TRSV-12、TCSV-12）。

1.4 统计学处理 采用SPSS 17.0统计软件，计量资料以（x±s）表示，两组间比较采用t检验，多组数据间比较采用单因素方差分析，计数资料采用率（%）表示，比较采用字2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组心脏彩超心功能结果比较 CHD组EDV、ESV、LVEF与对照组比较，差异均有统计学意义（P<0.05），两组心率、年龄比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1。

2.2 RT-3DE及3D-STI同步性比较 对照组VTC曲线形态规则有序，而CHD组显示曲线杂乱无章，各节段达到最小收缩容积的时间差异大，见图1。与对照组比较，B组中各组RT-3DE同步性明显延长（P<0.01），A组各指标与对照组比较差异均有统计学意义（P<0.05）;RT-3DE同步性指标中TLS-16、TLSV-16延长（P<0.05）。与A组比较，B组中Tesv-16、Tesv-12、Tesv-6延长差异有统计学意义（P<0.05），而各节段的时间最大差值明显延长（P<0.01）;RT-3DE中各指标均明显延长（P<0.01）。见表2、3。

2.3 相关性分析 散点图及对数回归分析显示CHD组LVEF与Tesv-16呈显著负相关（r=-0.702，P<0.01），回归方程：y=102.08-16.26lnx;与TLS-16呈负相关（r=-0.638，P<0.01），回归方程：y=108.26-15.40lnx，而Tesv-16与TLS-16呈正相关（r=0.603，P<0.01），回归方程：y=-27.48+15.30lnx，见图2～4。

3 讨论

左心室心肌是纵向、径向、旋转和扭转各种运动综合的复杂几何运动，而RT-3DE及3D-STI这两种方法均可分析左心室各节段收缩及舒张期三维应变能力，可作为早期诊断冠心病的非侵入检查方法[8-9]。笔者通过研究，发现B组（单支或多支狭窄>70%）患者RT-3DE中左室各节段达到最小收缩容积时间的标准差及最大差值（Tesv、Tesv-Dif）等参数与正常对照组比较，时间显著延长（P<0.01），3D-STI的同步性指标也是如此，说明患者冠状动脉狭窄>70%时所引发的左心室壁节段性运动明显异常，实时三维中各节段达到最小收缩容积时间明显不一致，时间最大差值增大，表现为时间延长;在斑点追踪中各节段纵向、径向、环向应变等时间明显延长（P<0.01）。冠状动脉狭窄>70%时实时三维和斑点追究踪中的时间最大差值与其他两组对比均明显延长，差异显著，进一步说明了患者狭窄导致的心肌缺血引起的相应节段收缩延迟，而与正常节段达峰时间的加大。CHD组由于左心室收缩的不同步，到达舒张及收缩末容的时间不一致從而导致EDV、ESV、LVEF的改变，差异有统计学意义（P<0.01）。通过对CHD组进行散点图及对数回归相关性分析显示说明两种技术的相关性良好，见图2～4。本研究应用最新的3D-STI呈现冠心病患者不同程度的狭窄的左心室的收缩同步性改变情况，进行心脏几何学多维重建，以及分析心脏16、12、12节段的长轴运动、径向运动和圆周运动上的时间应变，弥补了组织多普勒成像的角度依赖及冠状动脉造影技术有创、昂贵的缺点[10-12]。并可早期发现容积时间、长轴、径向应变等数值改变，识别正常心肌组织代偿性变化，大大提高了对狭窄程度不重如单支或多支50%<狭窄≤70%缺血性心肌诊断性[13-14]。

分析其原因可能与患者心肌缺血时最先影响心内膜，而心内膜下心肌对长轴运动影响较大，径向及圆周方向的运动与中层环形肌纤维密切相关，表现为斑点追踪A组中的只TLS-16及TISV-16与对照组有改变，随着狭窄程度加重损害了中层及心肌外膜层而出现TCS及TRS改变，这也其他学者研究结果一致[15-16]。冠状动脉狭窄较轻患者早期就有同步性改变，而二维彩超很难判断具体的某一节段的失常，两种超声方法可以提高其诊断性，使得冠心病患者得于早期诊断，减少了因冠脉造影检查带来的不便，具有一定的临床意义[17-18]。RT-3DE与3D-TSI仍有些不足之处，如其对图像质量有较高的要求，声窗不好的患者限制了使用，以及时间和空间分辨力亦有待于提高等[19-20]。另外RT-3DE、3D-STI对比研究发现前者同步性指标敏感性更好，特别是Tesv-Dif，但特异性不如后者，如两种方法共同使用可以取长补短。

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（收稿日期：2018-10-15） （本文编辑：周亚杰）