超声实时三维斑点追踪成像结合心脏磁共振在评估心肌梗死后存活心肌的价值研究

王薇，苗红，宋占春，张迪，徐丹

存活心肌是指在血液循环重建的基础上部分或完全恢复功能的心肌组织[1]。临床研究表明[2]，对心肌梗死患者及时诊断并行有效治疗措施，准确识别和评估存活心肌，对心肌梗死（心梗）患者预后有重要的价值。目前，临床上多以正电子发射断层扫描显像（PET）为诊断机体存活心肌的金标准，其可通过机体心肌细胞血流灌注和代谢情况有效评估心肌存活情况，但其设备昂贵，有一定的放射性，患者依从性较低[3]。文献报道显示[4]，超声实时三维斑点追踪成像（3D-STI）在评估左室壁收缩功能有临床价值，且三维技术可以实时追踪心肌细胞运动轨迹。而心脏核磁共振技术（CMR）可直观显示心肌灌注过程、心肌活动能力等，有效诊断心脏形态、心肌坏死及心脏收缩功能等情况，此外其还有无创、无辐射及图像分辨清晰等优势[5]。而3D-STI和CMR在评估存活心肌方面均有一定的局限性，因此本文探讨超声实时三维斑点追踪成像结合心脏磁共振在评估心梗后存活心肌的价值研究，旨在为临床提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2018年1月至2019年1月于抚顺市中心医院心内科收治的60例心梗患者作为研究对象，以PET显像检验结果为金标准，将患者分成存活心肌组（n=41）和非存活心肌组（n=19）。其中，存活心肌组平均年龄为（65.21±3.91）岁，体质指数（BMI）为（22.17±2.35）kg/m2；非存活心肌组平均年龄为（66.10±3.95）岁，BMI为（21.88±2.11）kg/m2，两组受试者年龄和BMI等一般资料差异无统计学意义（P＞0.05）。纳入标准：①所有患者经心电图、彩超及心肌酶等措施诊断为心肌梗死；②学历小学以上，便于沟通交流者；③临床诊断可行冠状动脉介入手术等血管重建手术；④临床病例齐全完整；⑤年龄范围在60～75岁；⑥患者及其家属知情同意本研究。排除标准：①肝、肾和心脏功能严重损害的患者；②并发心房颤动、心律失常或心肌病者；③并发患有其他恶性肿瘤患者；④不服从安排者。本研究已获得医院伦理委员会批准并获得患者及其家属知情同意，

1.2 超声实时三维斑点追踪成像 本研究使用飞利浦EPIQ7C彩色超声仪、X5-1三维探头及其配套的3D-STI分析系统软件。嘱所有患者呈左侧卧躺姿势，保持均匀的呼吸节奏，同时记录患者心电图谱。使用上述三维探头，频率约为2.0 MHz，选取心尖四腔切面，在4D模式下将显示屏图像转成心尖四腔和两腔即时同时展现的状态，以心内膜边清晰为基准调节图像分辨率。在Full 4D模式下，简单调整三维探头的方向和位置，图像上尽量不要显现主动脉根部，等图像及探头角度等方面稳定后，确保患者屏住呼吸后及时存储左心室全部动态图像。使用配套的3D-STI软件，由培训合格的医护人员定量分析并记录机体左室心肌各阶段的纵向收缩期峰值应变（LS）、径向收缩期峰值应变（RS）和圆周收缩期峰值应变（CS）。

1.3 心脏磁共振 本研究使用西门子3.0T核磁共振扫描仪，设备参数：梯度场80 mT/m、切换率200 T/（m·s）。在患者左前胸和左背部位放置8通道心脏专用阵列线圈，对比剂为德国先灵公司的Magnevist，注射器采用Medrad双筒高压型。具体措施如下：①所有患者呈仰卧体位，患者头部先进入设备，心电门控制采用无线矢量技术，要求各序列扫描时患者均处于屏气状态。②分别依次对左心室四腔心长轴、两腔心长轴、左心室切面和左心室短轴进行亮血序列扫描，每名患者一个心动周期需采集25帧图形，扫描序列为回顾性心电门控真实稳态自由进动梯度回波序列。③心肌首过灌注采用对比剂浓度0.1 mmol/kg ，流速4～5 ml/s，注射完毕后注射20 ml 0.9%NaCl溶液。注射与扫描操作一并进行，根据患者心率和心功能状况采集50～80个心动周期，每个周期需采集左心室四腔心长轴及左室短轴T1WI切面，扫描序列为TSENSE EPI GRE。④心肌首过灌注后，以2 ml/s速度继续注射浓度0.1 mmol/kg的Magnevist，并同时注射20 ml 0.9%NaCl溶液，5 min后采用相位敏感反转恢复T1WI扫描方法，对左心室两腔心切面、左室短轴切面和四腔心切面进行图像信息采集。

1.4 统计分析 采用SPSS 19.0进行数据分析。计数资料采用例数（构成比）表示，组间比较采用χ2检验。计量资料采用均数±标准差（）表示，两组间均数的比较采用t检验。采用Hanley-McNeil方法比较ROC曲线下面积（AUC），以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者3D-STI各参数比较 存活心肌组患者LS、RS和CS绝对值均显著高于非存活心肌组，差异有统计学意义（P＜0.05）（表1）。

表1 两组患者3D-STI各指标对比

2.2 3D-STI各指标诊断效能 以PET检测为金标准，以LS、RS和CS作为检验变量，有无存活心肌为状态标量，以灵敏度为X轴，以特异度为Y轴绘制ROC曲线（图1）。根据ROC曲线可得，LS诊断的临界值为-8.11%，其对应的灵敏度为75.61%，特异度为84.21%，ROC曲线下面积为0.801（95%CI：0.802～0.982）；RS诊断的临界值为23.80%，其对应的灵敏度为63.41%，特异度为68.42%，ROC曲线下面积为0.719（95%CI：0.565～0.874）；CS的临界值为-10.01%，其对应的灵敏度为82.93%，特异度为63.16%，ROC曲线下面积为0.596（95%CI：0.418～0.774）。

2.3 CMR单独及联合3D-STI诊断效能 同样以PET检测为金标准，以CMR和3D-STI中LS作为检验变量，有无存活心肌为状态标量，以灵敏度为X轴，以特异度为Y轴绘制ROC曲线（图2）。根据ROC曲线可得，CMR在最佳诊断值时对应的灵敏度为87.80%，特异度为78.95%，ROC曲线下面积为0.785（95%CI：0.649～0.921）；3D-STI在最佳诊断临界值所对应的灵敏度为75.61%，特异度为84.21%，ROC曲线下面积为0.801（95%CI：0.802～0.982）。在最佳临界切点时，联合检测的灵敏度为95.12%，特异度为78.95%，ROC曲线下面积为0.953（95%CI：0.712～0.990）。联合检测灵敏度显著高于各指标单独检测（P＜0.05），且联合诊断的AUC显著高于各项指标单独检测（P＜0.05）。联合诊断时，当任一指标为阳性即可确诊有存活心肌（表3～4）。

3 讨论

图1 3D-STI 各指标单项检测ROC曲线图

表2 3D-STI各指标单项检测检测诊断存活心肌效能比较（n，%）

图2 CMR和3D-STI单项检测及联合诊断的ROC曲线图

表3 单项检测和联合检测ROC曲线下面积比较

心肌梗死是指在冠状动脉（冠脉）血栓形成的基础上发生心肌细胞持续性缺血、缺氧而引发的疾病，具有发病急促、致死率高和预后恢复差等特点，多发于中老年患者[6]。冠脉造影是诊断心肌梗死的金标准，它对临床判断动脉血管堵塞程度、病变范围及治疗方案等有重要的临床指导意义[7]。但近年来临床研究表明，心肌梗死治疗后的预后恢复情况与存活心肌有紧密联系。患者心肌梗死后，若病变部位存在顿抑心肌、冬眠心肌等存活心肌，及时有效采取冠脉介入手术或溶栓治疗，可使存活心肌重新激活并发挥改善心脏功能的作用[8]。因而，及早准确识别存活心肌对机体心肌梗死后的治疗方案的制定、疗效及预后评估有重要的研究意义和临床价值。目前，临床上诊断存活心肌的方法有单光子发射计算机断层显像（SPECT）和正电子发射断层扫描显像（PET）等。大多数学者将PET检查结果作为金标准，但检查费用巨大，患者依从性较低[9]。SPECT检测价格较低，但图像分辨率低，灵敏度低[10]。李云等[11]证实，超声实时三维斑点追踪成像（3D-STI）可在判断左心室心肌运动能力基础上动态实时评估机体存活心肌的情况，但此技术无法完整采集心脏过大的患者信息，易造成偏差。而心脏磁共振（CMR）技术，尤其是心肌灌注延迟扫描（DE-MRI）检测坏死心肌准确度高，并且其能发现微小心肌梗死的存在，但其灵敏度较低[12]。为弥补单一影像学指标诊断效能的局限性，本文研究超声实时三维斑点追踪成像和心脏磁共振技术单独及联合诊断，并应用ROC曲线评估其对存活心肌的诊断价值。

表4 3D-STI和CMR单项检测及联合检测诊断存活心肌效能比较（n，%）

心肌由横纵肌纤维构成，且心肌的舒张和收缩行为主要体现在心室长轴和短轴上。当心肌缺血等情况发生时，相应的心肌节段会改变其应变力学，而3D-STI技术通过此原理可客观评估存活心肌[13]。研究发现[14]，3D-STI各指标中，圆周收缩期峰值应变（CS）仅有效评价前壁心肌组织，而径向收缩期峰值应变（RS）和纵向收缩期峰值应变（LS）分别对前壁和后壁心肌组织可做出准确的定量分析。刘琨等[15]运用3D-STI技术研究心肌存活性发现，其可运用各参数客观地区分存活心肌，灵敏度和特异度相对较高，且相比于2D-STI而言图像采集时间明显缩短。本研究中，存活心肌组患者LS、RS和CS绝对值均显著高于非存活心肌组（P＜0.05），证实3D-STI各指标可明显区分存活心肌。进一步分析其诊断效能，LS诊断的临界值为-8.11%，其对应的灵敏度为75.61%，特异度为84.21%，ROC曲线下面积为0.892（95%CI：0.802～0.982）；RS诊断的临界值为23.80%，其对应的灵敏度为63.41%，特异度为68.42%，ROC曲线下面积为0.719（95%CI：0.565～0.874）；CS的临界值为-10.01%，其对应的灵敏度为82.93%，特异度为63.16%，ROC曲线下面积为0.596（95%CI：0.418～0.774）。LS指标的诊断效能相对较高，与李云等[11]研究相比，其灵敏度相对偏低。分析认为，诊断过程中机体是否处于静息状态会影响参数的变化，同时，存活心肌的诊断金标准存在差异，3D-STI对图像清晰度和患者心脏体积要求相对较高[16]。

有研究表明，磁共振心肌延迟灌注显像（DE-MRI）技术在识别和诊断心肌存活时，可准确评价缺血性心梗和左心室功能缺失患者的心肌存活性[17]。Wang等[17]报道，与SPECT显像识别和诊断存活心肌相比，DE-MRI可明显提高坏死心肌节段的检出率，且其还可检测出微小心梗患者的心肌存活性。本研究中，CMR在最佳诊断值时对应的灵敏度为87.80%，特异度为78.95%，特异度相对较低。分析原因为DE-MRI不能特异性诊断心肌组织，对心肌炎等其他心肌疾病患者无区分性[17]。3D-STI和CMR均是临床诊断存活心肌的有效影像学方法，单独检测灵敏度或特异度偏低，因此需联合两种方法以提高存活心肌诊断识别效能。本研究将3D-STI和CMR二者联合诊断，只要其中任何一个条件判定为阳性，即可确诊为有存活心肌。结果发现，联合应用的灵敏度显著高于单独检测方法的诊断效能，且能保持较高的特异度。以PET显像为金标准，联合诊断的准确度和一致性最高；进一步采用ROC曲线分析发现，两种影像学联合诊断的曲线下面积（AUC）明显高于各指标单独检测，均具有临床诊断意义。分析原因，3D-STI对心脏内膜分辨率要求相对较高，低清晰度会降低检测效率，降低分析信任度，造成漏判[14]，而DE-MRI无法特性区分心肌组织患病类型[17]，出现误判的现象，二者联合应用，降低漏判发生率，提高检测灵敏度，并保持一定的特异度。

总之，3D-STI和CMR单独检测对存活心肌的临床诊断具有重要意义，而联合检测可提高其诊断的灵敏度，为患者心梗后早期识别诊断存活心肌提供一种快速、准确的新方法。