三维全容积成像联合速度矢量技术评价子痫前期患者左室功能

程辉，赵静，闫敏芳，王俊彦，郭丽霞

1.山西医科大学附属长治市人民医院 a.超声医学科；b.妇产科，山西 长治 046000；2.长治医学院 医学影像系，山西 长治 046000

引言

妊娠期高血压是产科常见病，其中子痫前期（Pre eclampsia，PE）是导致产妇和胎儿死亡的主要因素之一，严重威胁母婴生命安全[1]。既往研究报道多为PE对左心收缩功能的影响，然而心脏有效做功不仅要评估心室壁心肌收缩力，同时还需了解室壁运动同步性。本研究旨在应用三维全容积成像技术联合速度矢量技术评估PE患者左室壁运动及收缩同步性，并综合评估患者左心室功能，以期为临床诊疗提供更有效的影像学指标。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2018年8月至2021年8月来本院妇产科门诊及住院部就诊且临床诊断为PE患者，PE诊断参照美国妇产科医师学会诊断标准[2]：妊娠20周后出现收缩压≥140 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）和（或）舒张压≥90 mmHg（7 d内至少间隔6 h以上2次测静息血压）伴蛋白尿≥0.3 g/24 h。纳入标准：符合PE临床诊断标准，且超声心动图资料完整的患者。排除标准：① 既往有高血压病、先天性心脏病、心肌病等心血管病史；② 有肾脏病史、甲状腺功能亢进、长期贫血等病史；③ 有妊娠期糖尿病等产科并发症；④ 左室射血分数低于55%；⑤ 资料不完整或图像质量差者。筛选后得到临床及影像学资料齐全者100例，排除左室射血分数（Left Ventricular Ejection Fraction，LVEF）＜55%者3例，资料不全者13例，合并血糖持续高水平者16例，合并甲功异常者4例，超声图像差者16例。最终48例PE患者被纳入本研究中，年龄24～39岁。同期选取正常妊娠孕妇30例为对照组，年龄25～33岁。所有研究对象均为单胎妊娠，心电图正常。本研究经我院医学伦理委员会批准（批准号2022K001），且孕妇及家属均知情同意。

1.2 仪器与方法

所有研究对象于住院分娩前进行图像采集。采用Siemens acusonsc 2000超声诊断仪，仪器配备4V1探头，频率在2.5～3.5 MHz及4Zlc矩阵相控阵探头，频率在1～4 MHz。受试者取左侧卧位，同步接入心电图检测，工作站输入患者身高、体重。二维超声分别于左室短轴二尖瓣水平、左室短轴乳头肌水平、左室短轴心尖部水平、心尖四腔心切面、心尖两腔心切面、心尖三腔心切面留取动态图像。随后使用三维探头于左室心尖四腔心切面，在二维图像显示清晰后，启动三维成像模式，留动图。所有图像均留存3个心动周期。图像处理采用ACUSON SC2000工作站。VVI技术参数包括：3个水平整体纵向应变峰值（Longitudinal Strain，LS）、左室短轴3个水平整体径向应变峰值（Radial strain，RS）、左室短轴3个水平整体圆周应变峰值（Circumferential strain，CS）、左室心尖切面3个水平整体纵向速度峰值（Longitudinal Velocity，LV）、左室短轴3个水平整体径向速度峰值（Radial Velocity，RV）、左室心尖切面3个水平整体纵向应变率（Longitudinal Strain Rate，LSR）、左室短轴3个水平整体径向应变率（Radial Strain Rate，RSR）、左室短轴3个水平整体圆周应变率（Circumferential Strain Rate，CSR）。三维容积参数包括：LVEF、收缩末期球形指数（End-Systolic Sphericity Index，ESSI）、舒张末期球形指数（End-Diastolic Sphericity Index，EDSI）、16节段收缩末期失同步指数（Systolic Dyssynchrony Index，SDI16）、16节段收缩末期离散度（Dispersion End-Systole，DISPES16）、16节段舒张末期失同步指数（Diastolic Dyssynchrony Index，DDI16）、16节段舒张末期离散度（Dispersion End-Diastole，DISPED16）。常规M超于胸骨旁左室长轴切面启动自动测量功能，得出左室质量指数（Left Ventricular Mass Index，LVMI）。

1.3 重复性检验

从78例研究对象的图像中随机抽取10例进行分析。间隔3周后由同一医师再次分析图像，计算观察者内重复性。由另一有经验的医师在不知先前测值的情况下分析图像得到结果, 用于观察者间重复性分析。两名医师均具有3年以上工作经验的主治医师。

1.4 统计学分析

采用SPSS 20.0软件进行统计分析，计量资料以±s表示，例数用n（%）表示。两组间比较用独立样本t检验，绘制受试者工作特征（Receiver Operating Characteristic，ROC）曲线，计算ROC曲线下面积（Area Under Curve，AUC），分析相关参数对PE患者左心功能受损的诊断效能，相关性分析采用双变量Pearson相关分析。用组内相关系数评价组间和组内多次测量的可信度，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 组间临床资料及超声心动图参数比较

临床资料中PE组收缩压、舒张压均高于对照组（P＜0.05）；其他组间参数统计学差异不明显（P＞0.05），见表1。PE组LS、RS、CS、LV、LSR均小于对照组，LVMI、SDI16、DISPES16均大于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。组间其他参数比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。VVI参数牛眼图显示：与对照组相比，PE组多数节段LS、LSR偏小。收缩末期容积牛眼图显示：对照组各节段颜色偏于一致，PE组节各段间颜色多样。收缩期同步性曲线显示：对照组各曲线间趋近，峰谷走行较同步；PE组各曲线间分散，峰谷走形较紊乱，见图1。

图1 PE患者与对照组左室应变牛眼图、应变率牛眼图、收缩末期容积牛眼图及容积时间曲线

表1 组间临床资料比较（±s）

表1 组间临床资料比较（±s）

组别 PE组（n=48）对照组（n=30） t值 P值年龄/岁 29.72±6.11 29.20±3.77 0.33 0.69身高/cm 159.63±5.41 159.80±4.92 -0.14 0.87体表面积/m² 1.65±0.78 1.63±0.67 0.30 0.74收缩压/mmHg 147.36±15.42 109.40±12.55 9.91 ＜0.001舒张压/mmHg 97.89±10.32 76.00±6.67 8.06 ＜0.001心率/（次/min） 81.22±12.13 80.50±8.08 0.16 0.83孕龄/周 38.00±1.66 39.00±1.33 -0.14 0.87

表2 组间超声心动图参数比较（±s）

表2 组间超声心动图参数比较（±s）

注：LS：纵向应变峰值；RS：径向应变峰值；CS：圆周应变峰值；LV：纵向速度峰值；RV：径向速度峰值；LSR：纵向应变率；RSR：径向应变率；CSR：圆周应变率；LVMI：左室质量指数；EDSI：舒张末期球形指数；ESSI：收缩末期球形指数；DDI16：16节段舒张末期失同步指数；SDI16：16节段收缩末期失同步指数；DISPED16：16节段舒张末期离散度；DISPES16：16节段收缩末期离散度。

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2.2 分析各参数对PE患者心功能受损的诊断效能

对组间差异较显著的参数（P＜0.001）作ROC曲线，分析显示：参数（LVMI、LS、LSR、SDI16、DISPES 16）联合对诊断PE患者左心室功能受损的AUC为0.882，95%CI为0.806～0.958，灵敏度及特异度分别为82.43%和81.36%，均高于单独检查各项指标，见表3、图2。

图2 LVMI、LS、LSR、SDI 16、DISPES 16及参数联合对诊断PE患者左心室功能受损的ROC曲线分析

表3 各参数对PE患者心功能受损的诊断效能

2.3 相关性分析结果

PE组LVMI与SDI16、DISPES16呈正相关，LSR与SDI16、DISPES16呈负相关（P＜0.05），见表4和图3。

图3 PE组左室壁运动参数及左室质量指数与左室同步性参数相关性分析

表4 PE组各参数相关性分析

2.4 重复性检验

SDI16、DISPES 16、LVMI、LS、LSR组内相关系数分别为 0.95、0.96、0.92、0.93、0.94，95%CI分别为 0.86～0.98、0.86～0.98、0.84～0.96、0.85～0.97、0.860～0.97。组间相关系数为 0.93、0.93、0.90、0.91、0.92，95%CI为 0.78～0.97、0.79～0.97、0.76～0.95、0.78～0.95、0.78～0.96（均P＜0.01）。

3 讨论

PE对妊娠期患者危害极大，可并发心力衰竭、肺水肿、胎盘早剥等严重并发症，导致不良妊娠结局，增加产后罹患心血管疾病风险。既往研究报道多为PE对左心室收缩、舒张功能的影响，然而心脏有效做功不仅要评估心室壁心肌力学指标，同时还需了解室壁运动同步性。

对于左室同步性评估，目前主要基于三维斑块追踪和全容积成像技术，两种技术均可以无负荷及几何假设依赖性。Bhambhani等[3]对这两种技术在评价左室同步性方面进行比较研究发现，三维全容积成像评估左室机械性同步障碍方面诊断价值更高。三维全容积成像是以容积之比计算左心室各节段动态变化，获取左室收缩同步性参数，可定性及定量地反映左室收缩同步性，对于心脏收缩同步性的评价具有优越性[4]。速度矢量技术是一种基于二维斑点追踪技术的新型成像技术，它结合了斑点跟踪和心内膜轮廓跟踪，该技术对图像质量要求不高，且无角度依赖性。Badran等[5]对比三维斑点追踪技术与VVI技术在评估肥厚型心肌病左室纵向应变中的应用的研究中发现VVI技术能够成功追踪到更多节段室壁的运动。本研究应用三维全容积成像技术联合速度矢量成像技术通过对PE患者左室壁运动及收缩同步性进行研究，综合评估患者左心室功能，旨在为临床诊疗提供更加全面有效的影像学参数。

本研究中，PE组LVMI大于对照组，可能与PE的发生过程有关，有文献[6-7]报道PE患者抗血管生成/促血管生成失衡，全身小动脉痉挛，血压升高，心脏后负荷增加，从而导致左室重构。左室重构过程中如心肌细胞肥大、纤维化，间质胶原纤维沉积等病理性改变会减弱心肌各个方向收缩运动[8]。本研究中PE组LVEF未见明显减低，LS、LV、LSR均小于对照组，这3个参数是左室壁纵向运动指标，左心室的收缩功能主要是由心肌纵行纤维完成，心室运动时心肌从基部到心尖的缩短和延长幅度最大，所以心肌运动减弱时会在纵轴方向上优先表现出来。而各层的肌纤维是连续的，心肌的变形是各层心肌运动的总和[7]，当心肌运动减弱到一定程度，其在径向和圆周方向上的运动减弱也会表现出来[9]。本研究中RS、CS均小于对照组，说明左室整体纵向应变、径向应变、圆周应变均减低，这与国内外研究结果一致[10-11]。

正常人的心脏活动表现为心房和心室有序的收缩和舒张活动。三维全容积成像显示：对照组的左心室16节段约在心脏的同一时间点达到最小收缩容积；PE组出现机械延迟，最重要的表现是心室收缩和舒张不同步，16个节段达到最小收缩容积的时间点会有所不同，因此，体积-时间曲线显示出不规则性和同步性丧失（图1g和h）。其机制可能为PE的发生引起左室心肌重构，心肌细胞肥大、纤维化，间质胶原纤维沉积等病理生理改导致电生理特性发生改变，造成电信号传导延迟及电机械偶联障碍, 加之左室肥厚时跨壁复极离散度增加, 从而导致心脏机械收缩异质性[12-13]，当心肌细胞肥大增生可导致心肌缺血相对加重，也会影响心肌运动同步性[14]。Xing等[15]研究发现，肥厚性心肌病患者SDI16、DISPES16明显降低，同时认为左室舒张功能障碍严重程度与SDI 16呈显著相关性。本研究中PE组SDI16、DISPES16大于对照组，说明PE患者存在左室收缩同步性下降，但DDI与对照组比较差别不明显，这与Xing等[15]研究结果不同，分析原因可能是肥厚性心肌病患者左心室舒张功能障碍更明显，研究对象左室收缩同步性受影响的严重程度不同所致。本研究ROC曲线分析显示5个参数（LVMI、LS、LSR、SDI16、DISPES16）联合对诊断PE患者心功能受损的诊断价值最大。说明综合评估左心功能可以更有效发现PE患者心功能受损情况。

本研究进一步分析发现，LSR、LVMI 与SDI16、DISPES16存在一定相关关系，LSR、LVMI可能作为判断左室收缩同步性是否异常的预测指标，许建萍等[16]研究显示LVMI与左室收缩同步性独立相关。本研究中PE以轻度为主，未能进行不同程度PE患者之间比较，且产后随访未进一步比较左心功能变化，同时样本量过小，未来仍需大样本、多方面进行验证。

4 结论

三维全容积成像联合速度矢量技术能定量评价PE患者左室壁运动及左室收缩同步性，且对左心室功能评估更加全面，可以更有效、早期发现PE患者左室功能异常变化。