二维斑点追踪成像评价冠状动脉慢血流患者左心室收缩同步性

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二维斑点追踪成像评价冠状动脉慢血流患者左心室收缩同步性

2022-12-29 02:34| 来源: 网络整理| 查看: 265

黎瑶,陈新云,卢聪

1.成都市第一人民医院心功能科,四川 成都 610041;2.成都市第一人民医院心血管内科,四川 成都 610041;3.四川省人民医院心血管内科,四川 成都 610072;*通信作者 陈新云 [email protected]

冠状动脉慢血流(coronary slow flow,CSF)是指通过冠状动脉血管造影(coronary angiography,CAG)发现正常或无明显狭窄(左心室狭窄<40%)的冠状动脉末梢显影延迟。CSF在CAG患者中占1%~7%,以男性居多[1]。CSF的临床症状与冠心病相似,患者心电图及常规超声心动图检查无明显异常,隐匿性的心肌损伤易被临床忽视[2]。目前,对CSF患者的心肌损伤程度及疗效评估缺乏定量参数,寻找可靠、便捷的临床评价指标尤为重要。二维斑点追踪成像(twodimensional speckle tracking imaging,2D-STI)通过追踪心肌斑点运动轨迹,定量获取心肌应变、应变率等心肌力学参数以及应变达峰时间、峰值应变达峰指数等心肌同步化参数,可以准确评价心肌形变运动和功能,对心肌损伤更敏感。左心室收缩同步性受损可能会导致心功能、心肌储备及心肌灌注下降,影响患者的预后。本研究拟采用2D-STI观察左心室机械运动同步化状态,进一步揭示心肌受损情况,为临床疗效评估提供量化指标和有效方法。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性选取2017年7月—2019年7月于成都市第一人民医院行CAG确诊为CSF患者44例,男27例,女17例;年龄42~67岁,平均(58.1±7.9)岁。纳入标准:①反复出现胸闷、胸痛等症状;②CAG显示冠状动脉无明显病变(狭窄<40%)且至少有1支冠状动脉末梢灌注延迟;③18岁<年龄<70岁。排除标准:①既往有急性冠状动脉综合征史,行冠状动脉旁路移植术或经皮冠状动脉介入术后;②冠状动脉瘤样扩张、夹层、动脉畸形等;③扩张型心肌病、肥厚型心肌病、瓣膜性心肌病及先天性心脏病等明显心脏器质性改变;人工心脏瓣膜置换术后;心房颤动、传导阻滞等心律失常;④合并严重心功能不全,严重肺、肝、肾功能不全;⑤有血液系统、免疫系统及恶性肿瘤病史等;⑥图像质量差,左心室心内膜显示不清。另选取年龄、性别相匹配且CAG结果正常者40例为对照组,男22例,女18例;年龄40~65岁,平均(55.8±6.1)岁,并排除其他心脏病史及系统性疾病。本研究经医院伦理委员会批准,所有患者均知情同意。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器 选用GE Vivid E9彩色多普勒超声诊断仪,M5s探头,频率1.7~3.3 MHz。GE EchoPac图像处理工作站。飞利浦FD20大型血管造影机。

1.2.2 方法

1.2.2.1 临床资料收集 测量所有受检者的身高、体重、血压,计算体表面积,收集临床病史。

1.2.2.2 常规超声心动图 受检者取左侧卧位,同步连接心电图,根据美国超声心动图委员会推荐指南[3]行常规超声心动图检查,获得以下参数:左心室长轴切面测量室间隔厚度及左心室后壁厚度;采用双平面Simpson 法测量左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF);心尖四腔心切面使用脉冲多普勒测量舒张早期二尖瓣口前向血流速度(early diastolic mitral inflow velocity,E)、舒张晚期二尖瓣口前向血流速度(late diastolic mitral inflow velocity,A),计算E/A;使用组织多普勒测量舒张早期二尖瓣间隔及侧壁瓣环速度均值e,计算E/e。嘱受检者呼气末屏气,采集3个心动周期标准左心室心尖四腔心、两腔心、三腔心切面以及二尖瓣、乳头肌、心尖水平左心室短轴切面二维灰阶动态图像。CSF患者需在冠状动脉血管造影术后48 h内行超声心动图检查。

1.2.2.3 2D-STE脱机分析 进入EchoPac图像处理工作站,打开2D-strain界面,选择标准、清晰的原始动态图像进行分析,手动描记上述6个切面的左心室心内膜边界,每个心脏室壁段上应至少固定1个标记,软件将自动追踪心内膜运动,适当调整感兴趣区宽度以确保分析效果。在各短轴切面上软件自动将左心室壁划分为前壁、前间隔、下壁间隔、下壁、下侧壁及前侧壁6个节段,获取左心室短轴二尖瓣、乳头肌、心尖水平3个切面共18个节段心内膜下心肌收缩期径向应变达峰时间(time to peak radial strain,PTrs)及收缩期周向应变达峰时间(time to peak circumferential strain,PTcs),计算达峰时间标准差(PTrs-SD、PTcs-SD)。在各心尖长轴切面上软件将左心室6个室壁划分为基底段、中间段及心尖段共18节段,软件自动生成左心室纵向应变达峰时间牛眼图,获取收缩期左心室纵向应变达峰时间(time to peak longitudinal strain,PTls)及峰值应变离散指数(peak strain dispersion,PSD)。PSD、PTrs-SD及PTcs-SD作为左心室心肌收缩不同步指数。

1.2.2.4 CSF诊断 以标准Judkins法进行CAG,由有经验的研究者进行数据分析。根据Gibson等[4]提出的校正的心肌梗死溶栓帧数(corrected TIMI frame count,cTFC)获取各冠状动脉从对比剂充盈动脉开始的第1帧到预定远端标志性分支显影。cTFC>27帧(采集速度为30帧/s)为末梢血管灌注延迟;冠状动脉无明显病变(狭窄率<40%)且至少有1支冠状动脉末梢灌注延迟可诊断为CSF[5]。由于左前降支(left anterior descending branch,LAD)较长,因此其帧数需要除以1.7得到校正的TIMI帧数,即cLAD。冠状动脉平均cTFC值由LAD、左回旋支(1eft circumflex artery,LCX)及右冠状动脉(right coronary artery,RCA)的cTFC值之和除以3得到。

1.3 统计学方法 采用SPSS 22.0软件,所有计量资料均进行正态性检验及方差齐性检验,符合正态分布的计量资料以±s表示,组间各参数比较采用独立样本t检验。计数资料以例数或百分比表示,组间率的比较采用χ2检验。应用受试者工作特征(ROC)曲线评价不同步指数对CSF患者左心室收缩同步性的预测价值,界值取双尾、以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般临床资料 与对照组比较,CSF组患者年龄、性别、身高、体重、体表面积、血压比较,差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。

表1 CSF组与对照组一般临床资料比较

2.2 常规超声心动图参数 与对照组比较,CSF组E及E/A减低,差异有统计学意义(P<0.05)。室间隔厚度、左心室后壁厚度、LVEF、A及E/e差异无统计学意义(P>0.05),见表2。

表2 CSF组与对照组常规超声心动图比较(±s)

表2 CSF组与对照组常规超声心动图比较(±s)

注:CSF为冠状动脉慢血流,IVST为室间隔厚度,LVPWT为左心室后壁厚度,LVEF为左心室射血分数,E为舒张早期二尖瓣口前向血流速度,A为舒张晚期二尖瓣口前向血流速度,e为舒张早期二尖瓣间隔及侧壁瓣环速度均值

组别例数IVST(mm)LVPWT(mm)LVEF(%)E(m/s)A(m/s)E/A E/e CSF组 44 9.14±0.82 8.61±0.92 67.75±4.95 0.68±0.17 0.78±0.15 0.89±0.27 10.2±2.9 9.6±2.5 t值 0.63 -0.19 0.51 -3.29 1.73 -2.45 1.01对照组40 9.02±0.80 8.65±0.83 67.30±3.08 0.80±0.18 0.72±0.19 1.31±1.03 P值0.53 0.85 0.62 0.00 0.09 0.02 0.31

2.3 冠状动脉造影结果 与对照组比较,CSF组LAD、LCX及RCA的cTFC值及平均cTFC值较高,差异均有统计学意义(P<0.01),见表3。

表3 CSF组与对照组冠状动脉血流造影情况(帧,±s)

表3 CSF组与对照组冠状动脉血流造影情况(帧,±s)

注:CSF为冠状动脉慢血流,cTFC为校正的心肌梗死溶栓帧数,LAD为左前降支,LCX为左回旋支,RCA为右冠状动脉

组别例数cTFC LAD LCX RCA 平均cTFC CSF组 44 35.66±13.52 37.95±11.69 48.67±18.66 40.76±12.35对照组40 20.18±2.30 20.05±2.05 19.95±1.84 20.20±1.10 t值 7.05 9.42 9.41 10.35 P值<0.001<0.001<0.001<0.001

2.4 左心室收缩期纵向、径向及周向应变达峰时间比较 与对照组比较,CSF组前壁基底段、前间隔基底段的PTls,前壁基底段、前间隔基底段、前侧壁基底段及下侧壁中间段的PTrs,前壁基底段的PTcs均发生延迟(P<0.05),见表4~6及图1。

表4 CSF组与对照组PTls比较(ms,±s)

表4 CSF组与对照组PTls比较(ms,±s)

注:CSF为冠状动脉慢血流,PTls为收缩期纵向应变达峰时间

组别例数前壁前侧壁下侧壁基底段中间段心尖段基底段中间段心尖段基底段中间段中间段CSF组 44 402±74 377±72 359±91 390±65 369±63 395±166 377±66 363±60 352±61对照组40 370±49 356±38 355±38 382±48 361±38 358±35 369±37 361±38 359±38 t值 2.33 1.68 0.21 0.60 0.66 0.46 0.72 0.17 -0.59 P值0.02 0.09 0.84 0.55 0.51 0.15 0.47 0.87 0.56组别例数下壁下壁间隔前间隔基底段中间段心尖段基底段中间段心尖段基底段中间段心尖段CSF组 44 359±55 348±55 357±60 386±95 360±93 379±148 417±85 359±70 348±63对照组40 366±49 360±46 357±40 367±52 340±40 356±37 372±49 358±37 357±36 t值 -0.59 -1.11 -0.04 0.60 0.66 0.46 2.97 0.14 -0.84 P值0.56 0.27 0.97 0.55 0.51 0.15<0.01 0.89 0.41

表5 CSF组与对照组PTrs比较(ms,±s)

表5 CSF组与对照组PTrs比较(ms,±s)

注:CSF为冠状动脉慢血流;PTrs为收缩期径向应变达峰时间

组别例数前壁前侧壁下侧壁基底段中间段心尖段基底段中间段心尖段基底段中间段心尖段CSF组 44 398±91 337±66 344±60 395±99 344±85 348±79 384±93 388±79 350±118对照组40 350±53 324±36 339±36 333±64 332±54 336±42 363±46 355±48 339±47 t值 2.95 1.06 0.43 3.45 0.73 0.89 1.35 2.34 0.45 P值<0.01 0.30 0.67<0.01 0.47 0.38 0.18 0.02 0.66组别例数下壁下壁间隔前间隔基底段中间段心尖段基底段中间段心尖段基底段中间段心尖段CSF组 44 376±99 371±82 349±76 392±102 366±86 350±111 409±81 346±72 340±62对照组40 344±58 355±48 343±47 356±56 339±48 340±51 350±56 326±44 347±44 t值 1.81 1.13 0.54 1.99 1.79 0.52 3.85 1.57 -0.59 P值0.07 0.26 0.59 0.05 0.08 0.60<0.01 0.12 0.56

表6 CSF组与对照组PTcs比较(ms,±s)

表6 CSF组与对照组PTcs比较(ms,±s)

注:CSF为冠状动脉慢血流,PTcs为收缩期周向应变达峰时间

组别例数前壁前侧壁下侧壁基底段中间段心尖段基底段中间段心尖段基底段中间段心尖段CSF组 44 391±101 319±68 335±75 377±116 345±75 336±84 378±98 387±99 336±93 348±35 t值 2.28 -1.22 -0.54 0.93 0.35 -0.90 0.73 0.15 -0.51对照组40 354±38 333±25 341±32 360±46 341±25 348±31 366±52 357±39 P值0.03 0.23 0.60 0.46 0.73 0.37 0.47 0.88 0.61组别例数下壁下壁间隔前间隔基底段中间段心尖段基底段中间段心尖段基底段中间段心尖段CSF组 44 383±118 354±83 341±82 373±116 353±75 319±91 383±118 342±77 337±94 339±33 t值 0.70 1.80 -0.84 0.13 1.38 -1.64 1.05 0.91 -0.12对照组40 369±50 352±43 348±31 370±58 336±35 343±33 363±39 331±24 P值0.49 0.08 0.40 0.90 0.17 0.11 0.30 0.37 0.91

2.5 左心室心肌收缩不同步指数比较 与对照组比较,CSF组各左心室心肌收缩不同步指数均较大,差异有统计学意义(P<0.01),见表7及图2。

表7 CSF组与对照组PSD、PTrs-SD及PTcs-SD比较(ms,±s)

表7 CSF组与对照组PSD、PTrs-SD及PTcs-SD比较(ms,±s)

注:CSF为冠状动脉慢血流,PSD为峰值应变离散指数,PTrs-SD为收缩期周向应变达峰时间,PTcs-SD为收缩期周向应变达峰时间

组别例数PSD PTrs-SD PTcs-SD CSF组 44 50.5±13.2 69.0±31.6 77.9±34.3对照组31.2±12.3 t值 8.71 8.32 8.42 40 30.4±7.2 28.1±7.4 P值<0.01<0.01<0.01

2.6 不同步指数预测CSF患者左心室收缩同步性用ROC曲线计算各不同步指数预测CSF左心室收缩同步性的曲线下面积,结果发现PSD、PTrs-SD及PTcs-SD均能预测CSF患者左心室收缩同步性(P<0.05,图3),其中PTcs-SD 曲线下面积最大(0.932,95%CI0.881~0.982),最佳截断值为48.07 ms,敏感度为84.1%,特异度为90%,约登指数为0.741。

3 讨论

CSF是一种病理实体,而非一种完全良性的状态,最常见的表现形式为急性冠状动脉综合征[6]。CSF与性别、体重指数、吸烟、血脂异常、代谢综合征、恶性心律失常、心脏性猝死密切相关[1,7-9]。CSF的病理生理机制尚未完全明确,部分学者认为CSF患者可能存在冠状动脉微血管损伤、内皮功能障碍和炎症反应等,从而导致心肌低流速灌注,引起心肌缺血[10-12]。

CSF患者的心肌损伤往往较为隐匿,常规超声不能准确捕获异常信息,需采用更敏感的技术,尽早发现心脏功能损害。左心室收缩不同步是心脏病预后不良的独立预测因子,可能是一个新的直接抑制心室功能并最终导致心室扩张和心力衰竭的途径,因此评价心室同步性对判断疾病预后至关重要[13-14]。2D-STI可以通过观察纵向、周向及径向的收缩期应变达峰时间是否一致,判断心肌机械运动同步性。许多学者利用斑点追踪技术对CSF患者心肌力学功能状态进行研究,发现CSF患者存在心肌收缩功能损伤[15-18],但对心脏同步性运动尚无明确报道。

3.1 CSF患者左心室存在收缩不同步 本研究发现,以左冠状动脉供血为主的前壁、前间隔及前侧壁的基底段均发生达峰时间延迟,以前壁更明显;以右冠状动脉供血为主的仅有下侧壁中间段PTrs延迟,存在局部心肌收缩不协调。进一步比较3个方向不同步指数发现,CSF组左心室机械运动均不同步。Galiuto等[19]研究证实心脏微血管功能障碍可导致心肌收缩不协调。张小花等[20]研究发现心肌缺血患者存在左心室运动不同步。Hubbard等[21]研究证实利用2D-STI获得的非同步化及力学参数指标可以预测LVEF正常时心肌缺血的严重程度,建议在怀疑有CAD时,将其纳入诊断依据。

3.2 CSF患者左心室同步性定量评价 本研究应用ROC曲线发现3个方向的不同步指数均可以预测CSF患者左心室收缩同步性,其中PTcs-SD的曲线下面积最大,诊断准确性最高。然而,收缩期达峰时间标准差的获取往往比较烦琐,需要将各节段达峰时间通过统计软件运算才能获得,不利用于日常临床诊断和评估。PSD这一参数的出现解决了上述难题,其优点是仅需要数分钟在机分析四腔、两腔及三腔切面的二维应变即可获得,为临床医师更全面地掌握心脏功能、心肌机械运动协调性以及疗效、预后评估提供了一个无创工具,具有临床应用前景。

3.3 CSF患者舒张功能评价存在差异 本研究发现,CSF患者的舒张功能指标E及E/A降低,E/e无显著差异,与张妍等[17]的研究一致。Altunkas等[22]认为左心室舒张功能紊乱是CSF患者较早出现的一种心肌病理生理现象。但Seyyed-Mohammadzad等[23]研究却认为CSF患者的左心室舒张功能未受损伤。由此可见传统的超声研究结果存在差异,甚至矛盾,这可能是由于脉冲多普勒测量二尖瓣前向血流受心脏负荷状态、心率和心肌收缩能力的影响,而TDI技术本身存在角度依赖性,从而干扰判断标准。因此,CSF患者的舒张功能有待利用更可靠的超声指标进行评估。

3.4 本研究的局限性 ①本研究未根据冠状动脉造影结果对CSF患者进行分组,有待进一步研究不同冠状动脉受影响时左心室整体及局部功能状态。②本研究仅用单一的时间参数,可进一步结合心肌力学改变全面综合评估。③患者基础疾病、心血管危险因素等尚未与研究结果建立关联。④本研究纳入样本量较小,单中心研究存在潜在的偏差。

总之,CSF患者左心室存在收缩不同步。2D-STE能有效地观察患者左心室收缩运动协调性,为临床诊断和治疗提供更为可靠、深入的量化评价和疗效观察指标。

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