三維斑點追蹤技術用于急性冠狀動脈綜合征PCI術后的評價

張慶華　李燕萍

論著

三維斑點追蹤技術用于急性冠狀動脈綜合征PCI術后的評價

張慶華李燕萍

目的應用三維斑點追蹤技術（3D-STE）評價急性冠狀動脈綜合征（ACS）病人接受經皮冠狀動脈介入（PCI）術后左心功能的變化。方法以2014年3月—2015年3月接受PCI治療的83例ACS病人為觀察對象，病人于PCI治療前，治療后7 d、30 d、90 d、180 d進行超聲檢查評價病人的左心功能，采用常規超聲心動圖檢查心率、左心房前后徑、左心室前后徑、室間隔厚度，3D-STE檢測左心室整體縱向收縮期峰值應變（LVGLS）、左心室整體環向收縮期峰值應變（LVGCS）、左心室整體徑向收縮期峰值應變（LVGRS）、左心室舒張末期容積（LVEDV）、左心室收縮末期容積（LVESV）、左心室射血分數（LVEF），以同期在院門診進行健康查體的正常人60例為對照。采用重復測量的方差分析以及LSD-t法，比較病人心臟功能在各個時間節點與正常人的不同。結果觀察組病人心率、左房前后徑、左室前后徑數據在PCI治療前，治療后7 d、30 d、90 d，均明顯高于對照組人群（均P＜0.05）；接受PCI治療后，心率、左心房前后徑、左心室前后徑均逐漸降低，至PCI治療后90 d下降至最低點（P＜0.05），接近并達到對照組水平。隨著時間節點向后延伸（PCI治療前、治療后7 d、30 d、90 d、180 d），LVGLS、LVGCS、LVGRS、LVEF逐漸升高，LVEDV、LVESV逐漸降低（均P＜0.05），在PCI治療后180 d時達到隨訪的高點；同對照組人群比較，不同時間節點LVGLS、LVGCS、LVGRS、LVEF均明顯低于對照組，LVEDV、LVESV則明顯高于對照組（P＜0.05）。結論ACS病人的左心功能明顯低于正常人，接受PCI治療后呈上升趨勢，但仍未達到正常人水平。三維斑點追蹤技術可以定量、無創地用于評價ACS病人PCI術后左心室功能的變化。

急性冠狀動脈綜合征；經皮冠狀動脈介入；三維斑點追蹤；左心室功能

Int J Med Radiol，2016，39（4）：354-357；365

急性冠狀動脈綜合征（acute coronary syndrome，ACS）可分為急性 ST段抬高型心肌梗死 （ST-segment elevation myocardial infarction，STEMI）、急性非ST段抬高型心肌梗死 （non ST segment elevation myocardial infarction，NSTEMI）和不穩定型心絞痛（unstable angina，UA）3類，病人的冠狀動脈出現或即將出現因痙攣收縮或粥樣硬化斑塊破潰而導致的栓塞，心肌節段供血不足，導致心肌功能異常至發生壞死。經皮冠狀動脈介入（percutaneous coronary intervention，PCI）治療是使病人盡早獲得血運重建的最有效方法，在此過程中超聲檢查可以有效評估心肌功能，有證據表明在部分心肌發生缺血、出現心肌梗死早期指征，心肌節段功能已經受損時，常規超聲心動圖尚不能有效地發現室壁運動異常［1］。三維斑點追蹤技術（3D speckle tracking echocardiography，3D-STE）是一項在實時三維超聲心動圖及二維斑點追蹤技術基礎上發展起來的新技術，可以用來精確、無創、及時地評價病人的心肌功能。本研究通過對比經PCI治療的ACS病人和正常對照者常規超聲心動圖表現和3D-STE上的左心室整體應變的情況，觀察3D-STE在ACS病人PCI術后評價中的作用。

1　資料與方法

1.1研究對象以2014年3月—2015年3月在鄂州二醫院及鄂州市中醫醫院心血管內科住院接受PCI治療的ACS病人83例為觀察對象，病人于PCI治療前，治療后7 d、30 d、90 d、180 d進行超聲檢查以評價病人的左心功能，以同期在醫院門診進行健康查體后的心電圖正常的健康成年人60例為對照。全部病人入院后完善血生化、血常規檢查，進行超聲檢查記錄左心功能數據，詢問記錄吸煙、高血壓等相關病史以及有無類似家族史。觀察組病人男50例，女33例，年齡48～73歲，平均年齡（60.2± 10.1）歲；對照組正常人男37例，女23例，年齡46～70歲，平均年齡（58.9±10.4）歲。兩組人群一般情況比較差別無統計學意義（均P＞0.05）（表1）。

1.2診斷及排除標準ACS診斷采用最新的美國心臟協會關于STEMI、NSTEMI、UA的診斷標準［2-3］，病人接受PCI治療前的冠狀動脈造影提示最少1處或以上的冠狀動脈狹窄需要進行PCI治療（血流儲備分數≤0.75）；心臟超聲檢查提示左心室射血分數受損超過50%；無PCI治療史。排除既往有陳舊性心肌梗死、心瓣膜病、先天性心臟病、心肌病、心律失常病人，無嚴重糖尿病、高血壓、惡性腫瘤及自身免疫疾病，排除擬進行心臟搭橋病人，病人近期內均無并發嚴重感染及重大手術史，且肝腎功能正常，無PCI禁忌證。

表1　兩組人群一般情況比較

1.3儀器與檢查指標采用東芝Artida880彩色多普勒超聲診斷儀，二維超聲探頭型號為PST-30SBT（頻率2.5～5 MHz），三維矩陣超聲探頭型號PST-25SX（頻率1～3 MHz），采用系統自帶3D分析軟件。受檢者取左側臥位，平靜呼吸，同步連接心電圖，待常規超聲心動圖顯示標準心尖四腔心圖像后，進入pre-4D模式，開始三維斑點追蹤。根據病人情況適當調節扇面的角度和深度，同時顯示標準心尖四腔心和心尖兩腔心切面后，進入full-4D模式，囑病人呼氣后屏息氣，幀頻30幀/s，獲取并存儲三維全容積動態圖像。常規超聲心動圖記錄心率、左心房前后徑、左心室前后徑、室間隔厚度，3D-STE測算左心室在心肌收縮達到最大程度時在三維方向上的物理形變，包括：左心室整體縱向收縮期峰值應變（left ventricular global longitudinal peak systolic strain，LVGLS），左心室整體環向收縮期峰值應變（left ventricularglobalcircularpeaksystolicstrain，LVGCS），以及左心室的最大及最小容積，即：左心室整體徑向收縮期峰值應變 （left ventricular global radial peak systolic strain，LVGRS）、左心室舒張末期容積（left ventricular end diastolic volumes，LVEDV）、左心室收縮末期容積 （left ventricular end diastolic volumes，LVESV），測算每搏輸出量占左心室舒張末期容積量的百分比，即左心室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）。每個數據測量3次取平均值記錄。

1.4統計學方法統計學軟件采用SPSS19.0中文版。符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用t檢驗；計數資料以例表示，采用χ2檢驗。治療前與治療不同時間組的比較采用重復測量的方差分析，組間多重比較采用LSD-t法分析。P＜0.05表示差異有統計學意義。

2　結果

2.12組常規超聲心動圖的比較觀察組心率、左房前后徑、左室前后徑在不同時間節點（PCI治療前，治療后7 d、30 d、90 d）均明顯高于對照組（P＜0.05），治療后180 d心率與對照組之間差異無統計學意義（P＞0.05）；室間隔厚度未見差異（P＞0.05）。接受PCI治療后，觀察組病人的心率、左心房前后徑、左心室前后徑逐漸下降，至PCI治療后90 d下降至最低點，180 d時各項指標水平與90 d時比較差異無統計學意義（表2）。

2.22組3D-STE觀察左心室整體應變的比較觀察組病人不同時間節點（PCI治療前，治療后7 d、30d、90 d、180 d）的LVGLS、LVGCS、LVGRS、LVEF均低于正常對照（P＜0.05），而LVEDV、LVESV則高于對照組（P＜0.05）。觀察組病人接受PCI治療后，LVGLS、LVGCS、LVGRS、LVEF逐漸升高（P＜0.05），LVEDV、LVESV逐漸降低（P＜0.05），在PCI治療后180 d時接近對照組人群水平，但仍未達到正常水平（表3）。

表2　對照組與觀察組治療后不同時間的常規超聲心動圖測量數據比較

表2　對照組與觀察組治療后不同時間的常規超聲心動圖測量數據比較

*與對照組比較，P＜0.05；a與治療前比較，b與治療后7 d比較，c與治療后30 d比較，P＜0.05。

室間隔厚度（cm）對照組　69.1±6.8　3.18±0.36　4.50±0.40　0.93±0.11治療前　90.6±13.01　4.77±0.58　7.00±0.86　0.94±0.11 t　11.648*　18.854*　20.882*　0.041治療后7 d　83.6±9.8a　4.51±0.58a　6.84±0.81　0.96±0.12 t　9.834*　15.741*　20.685*　1.702治療后30 d　82.6±9.9　4.11±0.54b　6.64±0.84　0.96±0.12 t　9.123*　11.753*　18.158*　1.524治療后90 d　72.8±7.2c　3.37±0.41c　5.56±0.77c　0.97±0.11 t　3.153*　2.902*　9.784*　1.879治療后180 d　71.3±7.1　3.45±0.43　5.54±0.75　0.94±0.12 t　1.916　4.076*　9.730*　0.489 F　27.447　122.370　45.261　0.904 P 0.000　0.000　0.000　0.463組別　心率（次/min）左房前后徑（cm）左室前后徑（cm）

3　討論

近年來，我國冠心病發病率逐年攀升，1995年至今因心血管疾病所致的死亡率持續位居首位［4］。ACS是冠心病的危重類型，病人的冠狀動脈供血嚴重不足或缺失，病人經過PCI治療后，心肌供血多數能得到恢復。心臟檢查的金標準為“冠狀動脈造影”，但因其為有創性檢查，故用于檢查心肌恢復情況時受限。心臟超聲檢查，以其無創、便捷等優點，逐漸成為臨床上獲取心臟狀態數據的重要手段［5］。

有報道顯示在PCI術后180 d，左室的扭轉應變已恢復至接近正常的水平［6］，本研究中，常規超聲心動圖分析發現在術后90 d時，心率、左房前后徑、左室前后徑已經逐漸恢復至PCI術后的高點，及至180 d時再無明顯變化，而3D-STE則提示90～180 d時，LVGLS、LVGCS、LVGRS、LVEF、LVEDV、LVESV仍有進一步恢復的可能性。分析認為心肌的運動是在三維方向上的復合運動，有報道［7］顯示超聲波的波束寬度在2～3 mm，左室基底部心肌纖維在長軸方向上的位移行程則在4 mm左右，因此普通的二維超聲并不能完全捕捉到心肌的運動軌跡。3D-STE是基于二維斑點追蹤和實時三維超聲心動圖而發展起來的新技術，可以通過對不同幀間心肌內回聲斑點軌跡的連續跟蹤，計算心肌纖維的運動及形變信息，以機械力學的方式評價左室的整體及局部功能［8］。研究也證實3D-STE可以更好地反映左室容積的變化［9］，可以定量分析心肌缺血及梗死部分的應變值，因此對評價PCI術后治療效果具有很高的臨床價值［10］，效果更好。本研究中3D-STE結果分析可以發現病人在接受PCI治療前后的左心室整體應變各項數據（LVGLS、LVGCS、LVGRS、LVEF、LVEDV、LVESV）與對照組相比有明顯的差距，但隨著治療時間的推移，病人各項指標處在不斷恢復的過程中，是符合疾病本身發生完全或不完全閉塞性血栓形成而后復通的病理改變的。Tanaka等［11］認為，由于冠狀動脈粥樣硬化導致的冠狀動脈灌注不足，有部分心肌發生了急性或慢性的壞死，經過PCI治療，冠狀動脈血供改善，在心肌缺血區域甚至在梗死區域中，可仍有部分心肌細胞存活，這是心臟功能逐漸恢復的生理基礎，但還是有部分心肌發生了不可逆的壞死，左室整體收縮功能明顯下降，這是心臟功能不能完全達到無心臟病變的對照組水平的原因。馬等［12］采用3D-STE評價冠心病或慢性心力衰竭病人的左心三維、整體應變均低于無心臟病變的對照組，也支持這一觀點。

臨床工作中評價心肌功能的手段很多，但是無創、便捷可重復性好的手段則非超聲莫屬。冠狀動脈造影雖為金標準，但為有創性檢查且價格不菲，病人術后還要臥床，生活不便，不建議作為常規檢查。3D-STE檢查也存在不足，對于數據采集要求較高，同時需要病人的屏氣配合以連續采集清晰圖像，采像扇角偏小需要提高時間幀頻，對空間時間分辨率要求較高，給數據采集帶來一定的影響，同時，由于技術本身、超聲波束寬度等的限制，對于配合不好或顯影不佳的病人，效果不夠理想，需要進一步的技術完善以及醫師操作手法的改進。

表3　2組在3D-STE觀察下左心室整體應變的比較

表3　2組在3D-STE觀察下左心室整體應變的比較

*與對照組比較，P＜0.05；a與治療前比較，b與治療后7 d比較，c與治療后30 d比較，d與治療后90 d比較，P＜0.05。

組別　LVGLS（%）　LVGCS（%）　LVGRS（%）　LVEDV（mL）　LVESV（mL）　LVEF（%）對照組　17.36±2.82　24.40±6.08　32.23±6.18　95.10±11.59　40.03±5.89　57.87±4.71治療前　7.93±1.17　8.96±1.22　9.90±1.78　207.46±32.06　147.47±16.65　35.80±4.61 t -27.397*　-22.565*　-31.208*　25.931*　47.827*　-28.021*治療后7 d　8.59±1.61a　9.82±1.27a　10.83±1.85a　192.27±29.92a　137.04±17.12a　38.70±5.76at -23.520*　-21.266*　-29.776*　23.872*　42.084*　-21.168*治療后30 d　10.84±1.49b　16.46±2.70b　17.66±3.05b　161.61±27.04b　104.54±19.81b　42.76±5.03bt -17.882*　-10.556*　-18.587*　17.889*　24.436*　-18.204*治療后90 d　14.15±2.27c　20.87±2.95c　22.17±3.70c　129.01±23.45c　83.96±21.25c　45.43±4.82ct -7.527*　-4.609*　-12.123*　10.319*　15.571*　-15.379*治療后180 d　15.23±2.39d　22.74±3.26d　25.45±3.35d　120.20±18.72d　71.28±11.43d　48.87±4.38dt -4.738*　-2.115*　-8.433*　9.187*　19.377*　-11.754* F 188.855　463.983　486.984　121.149　282.782　96.450 P 0.000　0.000　0.000　0.000　0.000　0.000

3D-STE可以無創性對接受PCI治療的ACS病人的左室整體功能進行分析，并對心臟功能的反映較為準確，可重復性好，操作便捷，因此具有極高的推廣價值。

［1］ Palmes PP，Masuyama T，Yamamoto K，et al.Myocardial longitudinal motion by tissue velocity imaging in the evaluation ofpatients with myocardial infarction［J］.J Am Soc Echocardiogr，2000，13：818-826.

［2］Jneid H，Anderson JL，Wright RS，et al.2012 ACCF/AHA focused update of the guideline for the management of patients with unstable angina/non-ST-elevation myocardial infarction（updating the 2007 guideline and replacing the 2011 focused update）：a report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines［J］.J Am Coll Cardiol，2012，60：645-681.

［3］ O'Gara PT，Kushner FG，Ascheim DD，et al.2013 ACCF/AHA guideline for the management of ST-elevation myocardial infarction：a report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines［J］.Circulation，2013，127：e362-425.

［4］陳偉偉，高潤霖，劉力生，等.《中國心血管病報告2014》概要［J］.中國循環雜志，2015，30：617-622.

［5］ Yao SS，Weinberg C，Bangalore S，et al.The changing paradigm of stress echocardiography：risk stratification，prognosis，and future directions［J］.Hosp Pract（1995），2010，38：26-39.

［6］ 李廣.三維斑點追蹤技術評價ST段抬高型心肌梗死患者PCI術前后左室旋轉及扭轉運動［D］.吉林：吉林大學，2015.

［7］ Helle-Valle T，Crosby J，Edvardsen T，et al.New noninvasive method for assessment of left ventricular rotation：tracking speckle echocardiography［J］.Circulation，2005，112：3149-3156.

［8］ Hioki A，Masuda K，Asanuma T，et al.Application of three-dimen-

sional speckle tracking echocardiography to assess left ventricular regional work using wall tension-regional area loop［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2015，308：H1258-1264.

［9］ Fan R，Tang D，Yao J，et al.3D Echo-based patient-specific computational left ventricle models to quantify material properties and stress/ strain differences between ventricles with and without infarct［J］. Comput Model Eng Sci，2014，99：491-508.

［10］龍曼，鄧敏峰，唐曉明，等.三維斑點追蹤技術對冠心病患者PCI術前后左室收縮功能的評價［J］.中國超聲醫學雜志，2014，30：324-328.

［11］Tanaka H，Hara H，Saba S，et al.Usefuiness of three-dimensional Speckle tracking strain to quantify dyssynchrony and the site of latest-Mechanical-activation［J］.Am J Cardioi，2010，105：235-242.

［12］馬靜，陳明.三維斑點追蹤成像技術評價冠心病患者左心室心肌應變的臨床價值［J］.山西醫科大學學報，2013，44：342-346，412.

（收稿2015-11-02）

Three dimensional speckle tracking technique in the evaluation of acute coronary syndrome patients afterpercutaneous coronary intervention

ZHANG Qinghua，LI Yanping.B Ultrasonic Room，Ezhou City Hospital of Traditional Chinese Medicine，Ezhou 436000，China

ObjectiveTo evaluate the changes of left ventricular function in patients with acute coronary syndrome （ACS）after percutaneous coronary intervention（PCI）treatment by using three-dimensional speckle tracking echocardiography （3D-STE）technique.MethodsEighty-three patients with ACS treated by PCI from March 2014 to March 2015 underwent ultrasound echocardiography diagram with and without 3D-STE before and 7，30，90，and 180 days after PCI treatment.We used conventional ultrasound echocardiography diagram to evaluate patient's heart rate and left atrial diameter，left ventricular diameter，and thickness of interventricular septum；and used 3D-STE to evaluate the left ventricular global longitudinal peak systolic strain（LVGLS），left ventricular global circular peak systolic strain（LVGCS），left ventricular global radial peak systolic strain（LVGRS），left ventricular end diastolic volume（LVEDV），left ventricular end systolic diastolic volume（LVESV），and left ventricular ejection fraction（LVEF）.Sixty cases of healthy subjects were selected as the control group.By using repeated measures analysis of variance and LSD Post-hoc comparisons we compared the heart function among different time points of exams in patients and between patients and controls.ResultsThe heart rate，left atrial diameter，and left ventricular diameter before and 7，30，90 days after PCI treatment were significantly higher in the patient group than the control group（P＜0.05）.After PCI treatment，the patient's heart rate，left atrial diameter，left ventricular anterior and posterior diameter gradually dropped to the lowest point at 90 days after PCI treatment（P＜0.05）.The LVGLS，LVGCS，LVGRS，and LVEF gradually increased，the LVEDV and LVESV gradually decreased.the highest/lowest point wasreached at 180 days after PCI treatment.Compared with the control group，the LVGLS，LVGCS，LVGRS，and LVEF at different times were significantly lower than the measure in the control group，while LVEDV and LVESV were significantly higher than the measure in the control group（P＜0.05）.ConclusionsThe cardiac left ventricular function of ACS patients was significantly lower than that of normal people.PCI treatment can improve cardiac function，but not to the normal level. Three dimensional speckle tracking technique can be used to evaluate left ventricular function in patients with ACS after PCI.

Acute coronary syndrome；Percutaneous coronary intervention；3D speckle tracking；Left ventricular function

論著

10.19300/j.2016.L3887

R445.1；R541

A

鄂州市中醫醫院B超室，鄂州 436000