三维斑点追踪技术评价左前降支心肌桥患者左心收缩功能的价值
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【摘要】 目的 探討采用三维斑点追踪技术（3D-STI）评价左前降支心肌桥患者左心收缩功能的价值。方法 79例经冠状动脉造影确诊为左前降支心肌桥患者， 根据收缩期狭窄程度将心肌桥分为三组， <50%为NobleⅠ级组（23例）;50%～75%为NobleⅡ级组（28例）;≥75%为NobleⅢ级组（28例）， 选取同期体检健康者30例作为对照组。采用三维超声斑点追踪技术， 观察比较各组三维心肌应变值[纵向收缩峰值应变（rLS）、整体纵向收缩峰值应变（GLS）、径向收缩峰值应变（rRS）、整体径向收缩峰值应变（GRS）、圆周向收缩峰值应变（rCS）、整体圆周向收缩峰值应变（GCS）、节段面积应变（RAS）、整体面积应变（GAS）]及三维左心室射血分数（3DLVEF）水平。结果 四组3DLVEF水平比较， 差异无统计学意义（P>0.05）;NobleⅡ级组和NobleⅢ级组患者左心室整体及左前降支供血节段的rLS、GLS、RAS、GAS低于对照组和NobleⅠ级组， 且NobleⅢ级组患者低于NobleⅡ级组患者， 差异具有统计学意义（P<0.05）;四组rRS、GRS、rCS、GCS比较， 差异无统计学意义（P>0.05）。应变值与壁冠状动脉收缩期狭窄程度呈负相关， RS（r=-0.35， P<0.05）、CS（r=-0.37， P<0.05）、LS（r=-0.45， P<0.05）， 其中AS（r=-0.88， P<0.05）呈显著性负相关。结论 实时三维斑点追踪技术需要较高的图像质量来获得三维空间各个方向的心肌应变值。所需的全容积数据受多种因素的影响， 如心率、呼吸频率以及图像分析时心内膜勾画的准确性。其次， 实时三维斑点追踪技术的时间和空间分辨率较低， 有可能导致心肌应变率的低估。
【关键词】 心肌桥;左前降支;三维斑点追踪技术;左心收缩功能
DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2020.02.007
Evaluation of 3-dimensional speckle tracking imaging on left ventricular systolic function in patients with myocardial bridge on the left anterior descending artery XU Sheng， HUANG Pu-zhong， JIANG Yan-na.
【Abstract】 Objective To discuss the value of left ventricular systolic function in patients with myocardial bridge on the left anterior descending artery by 3-dimensional speckle tracking imaging （3D-STI）. Methods A total of 79 patients with myocardial bridge on the left anterior descending artery diagnosed by coronary angiography were divided into Noble group Ⅰ （23 cases， <50%）， Noble grade Ⅱ group （28 cases， 50%～75%） and Noble grade Ⅲ group （28 cases， ≥75%） by degree of systolic stenosis. Another 30 healthy persons in the same period were selected as the control group. According to 3-dimensional speckle tracking imaging， 3-dimensional myocardial strain value [regional longitudinal strain （rLS）， global longitudinal strain （GLS）， regional radial strain （rRS）， global radial strain （GRS）， regional circumferential strain （rCS）， global circumferential strain （GCS）， regional area strain （RAS）， global area strain] and 3-dimensional left ventricular ejection fraction （3DLVEF） level was observed and compared among the three groups. Results There was no statistically significant difference in 3DLVEF level among four groups （P>0.05）. The rLS， GLS， RAS and GAS of the whole left ventricle and the blood supply segment of left anterior descending artery in Noble grade Ⅱ group and Noble grade Ⅲ group was lower than those in the control group and Noble grade Ⅰ group， and their difference was statistically significant （P<0.05）. There was no statistically significant difference in rLS， GLS， RAS and GAS among four groups （P>0.05）. There was a negative correlation between the strain value and the degree of systolic stenosis of the coronary artery， RS （r=-0.35， P<0.05）， CS （r=-0.37， P<0.05）， LS （r=-0.45， P<0.05）， and AS （r=-0.88， P<0.05） showed a significant negative correlation. Conclusion The real-time 3-dimensional speckle tracking imaging needs high image quality to obtain the myocardial strain values in all directions of 3-dimensional space. The required full volume data is affected by many factors， such as heart rate， respiratory rate and the accuracy of endocardial mapping in image analysis. Secondly， the time and space resolution of real-time three-dimensional spot tracking technology is low， which may lead to the underestimate of myocardial strain rate. 【Key words】 Myocardial bridge; Left anterior descending artery; 3-dimensional speckle tracking imaging; Left ventricular systolic function
心肌桥是一种先天性的冠状动脉发育异常， 是由冠状动脉某一段走行于室壁心肌纤维之间而形成。有文献报道其经尸检解剖， 我国心肌桥发生率为20%～89%。以往常用超声心动图检测方法检测孤立性心肌桥患者射血分数多为正常水平[1]， 三维斑点追踪技术是近年来发展起来的一项超声技术， 它不受心肌运动方向的限制， 通过识别心肌回声来追踪心脏三维空间的运动轨迹， 可以准确地评估心肌局部形变能力[2]。本文以左前降支心肌桥患者为研究对象， 采用三维斑点追踪技術观察其左室收缩功能改变情况， 现报告如下。
1 资料与方法
1. 1 一般资料 选取2016年10月～2018年10月79例经冠状动脉造影确诊为左前降支心肌桥患者， 冠状动脉造影术应用飞利浦Allura Xper FD20血管造影仪。收缩期冠状动脉压迫>30%诊断为心肌桥。对心肌桥的分级采用Noble分级法， 根据收缩期狭窄程度将心肌桥分为3级， <50%为NobleⅠ级组（23例）;50%～75%为NobleⅡ级组（28例）;≥75%为NobleⅢ级组（28例）。所有患者中男48例， 女31例， 年龄33～72岁， 平均年龄（54±8）岁， 患者无房颤、心脏瓣膜病、心肌病及严重的高血压;选取同期体检健康者30例作为对照组， 男17例， 女13例， 年龄37～67岁， 平均年龄（49±8）岁， 无高血压病、心肌病、冠心病等既往史且冠状动脉造影证实冠状动脉正常。左前降支心肌桥患者及体检健康者的一般资料比较， 差异无统计学意义（P>0.05）， 具有可比性。
1. 2 仪器与方法 使用GE Vivid E9超声诊断仪， 频率1.7～3.5 MHz， 配备三维应变图像分析软件。嘱患者左侧卧位， 连接心电图导联。用4 V探头置于心尖部取标准四腔心图像， 启动4D模式， 显示清晰心内膜和心外膜后嘱受检者深吸气， 在呼气末屏住呼吸并保持10～15 s， 采集4个连续心动周期左室图像， 生成左室三维全容积图像并进行三维斑点追踪技术分析。在确定心尖和二尖瓣环中点的位置后， 软件会自动描绘出左室心内膜边界， 必要时可进行手动调整。测得左室射血分数（LVEF）， 并获取左室壁所有17个节段的应变曲线， 测量左室整体及左前降支主要供血的7个节段的各个方向的收缩期峰值应变。
1. 3 观察指标 观察比较各组三维心肌应变值（rLS、GLS、rRS、GRS、rCS、GCS、RAS、GAS）及3DLVEF水平。
1. 4 统计学方法 采用SPSS19.0统计学软件处理数据。计量资料以均数±标准差（ x-±s）表示， 采用t检验;计数资料以率（%）表示， 采用χ2检验;相关性分析采用Person线性相关分析。P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
四组3DLVEF水平比较， 差异无统计学意义（P>0.05）;NobleⅡ级组和NobleⅢ级组患者左心室整体及左前降支供血节段的rLS、GLS、RAS、GAS低于对照组和NobleⅠ级组， 且NobleⅢ级组患者低于NobleⅡ级组患者， 差异具有统计学意义（P<0.05）;四组rRS、GRS、rCS、GCS比较， 差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。应变值与壁冠状动脉收缩期狭窄程度呈负相关， RS（r=-0.35， P<0.05）、CS（r=-0.37， P<0.05）、LS（r=-0.45， P<0.05）， 其中AS（r=-0.88， P<0.05）呈显著性负相关。
3 讨论
心肌桥为常见的心脏解剖现象， 多位于左前降支中远段， 既往认为不会引起严重心脏事件发生， 但随着血管内超声等新技术的应用， 人们开始认识到心肌桥对壁冠状动脉形态学和血流动力学会产生一定的影响， 可导致心肌缺血、心绞痛、心肌梗死甚至猝死的可能。有学者研究应用二维斑点追踪技术测定心室各节段的局部心肌应变， 观察了18例有心绞痛症状的左前降支心肌桥患者的心脏局部收缩功能， 在二尖瓣的乳头肌水平， 左心室前壁心肌的径向应变值较后壁明显减低[3， 4]。实时三维斑点追踪技术能够在心脏的三维空间中连续追踪每个心肌斑点的运动轨迹， 实时获得心肌组织不同运动方向的应变曲线。比二维单一平面的评估更具全面性及整体性， 因此在评估心肌机械运动模式上的准确性及重复性更高[5]。
有研究表明在孤立性心肌桥患者中， LVEF通常是正常的[6]， 本研究也得到相同的结果。其机制为心肌缺血是由心内膜层向心外膜层扩展， 早期心肌缺血可能只限于心内膜层心肌， 当发生透壁性心肌梗死时才累及心肌中间层及心外膜层， 所以患者在疾病过程中出现轻微收缩功能障碍时， 而LVEF可能会保持正常。心肌桥使壁冠状动脉收缩期压迫， 影响壁冠状动脉灌注异常， 导致心肌细胞缺血， 三磷酸腺苷（ATP）能力产生不足， 细胞内钙离子流失， 无机磷盐堆积， 心肌细胞酸中毒， 难以诱发兴奋-收缩偶联机制， 进而会引起局部室壁节段收缩功能异常[7， 8]。心内膜下肌纤维的收缩能力一般对纵向应变影响最大， 而心肌中层的环形纤维决定径向和圆周运动， 其对径向和圆周应变影响最大。面积应变是指心内膜表面积变化的百分率， 反映了心肌长轴方向和圆周方向的复合运动[9]。本研究结果显示NobleⅠ级组患者心室整体和节段应变值无明显改变， 说明心肌桥导致的壁冠状动脉轻度狭窄不足以导致各节段的心肌收缩异常。NobleⅡ级组中患者左前降支支配节段的纵向、面积应变减低， 而圆周、径向应变无明显改变， 表明心肌桥只影响了心内膜心肌纤维的收缩功能。随着壁冠状动脉收缩期受压程度增加， 中层环形肌纤维收缩受损， 显示NobleⅢ级组患者的心肌纵向、面积应变均较其余各组明显减低。面积应变率反映了心肌长轴方向和圆周方向的复合运动， 相对于纵向、圆周、径向应变， 面积应变率可更为敏感的检测出心肌收缩运动减弱的节 段[10]。本研究中三維心肌应变值与左前降支收缩期狭窄程度的相关性表明：应变值与壁冠状动脉收缩期狭窄程度呈负相关， RS（r=-0.35， P<0.05）、CS（r=-0.37， P<0.05）、LS（r=-0.45， P<0.05）， 其中AS（r=-0.88， P<0.05）呈显著性负相关。
综上所述， 实时三维斑点追踪技术需要较高的图像质量来获得三维空间各个方向的心肌应变值。所需的全容积数据受多种因素的影响， 如心率、呼吸频率以及图像分析时心内膜勾画的准确性。其次， 实时三维斑点追踪技术的时间和空间分辨率较低， 有可能导致心肌应变率的低估。以上局限性有望随着新技术的发展得到改善。
参考文献
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[收稿日期：2019-04-30]
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