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[摘要]目的应用三维应变显像舒张指数（SI-DI）对无节段性室壁运动异常冠心病患者左室的舒张功能进行研究，探讨三维SI-DI诊断冠心病的价值。方法疑诊冠心病但无节段性室壁运动异常的患者113例，根据冠状动脉造影（CAG）结果分为3组：无冠心病组35例；单支病变（1支冠状动脉狭窄率≥50%）组37例；多支病变（2支或2支以上冠脉病变狭窄率≥50%）组41例。经胸采集实时三维全容积图像及常规二维图像，获得二维、三常规参数及面积、纵向、径向、圆周收缩末期应变及相应的舒张期前1/3点时的应变，根据公式计算面积SI-DI（A-SI-DI）、纵向SI-DI（L-SI-DI）、径向SI-DI（R-SI-DI）、圆周SI-DI（C-SI-DI），分析各参数对冠心病的诊断价值。结果二维及三维常规参数组间差异无统计学意义（P＞0.05），单支病变组A-SI-DI、L-SI-DI低于无冠心病组（P＜0.05）；多支病变组A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI低于无冠心病组（P＜0.05），A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI低于单支病变组（P＜0.05）。冠状动脉Gensini积分与A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI均有相关性（P＜0.05），分别为：无冠心病组（-0.689、-0.844、-0.510、-0.476），单支病变组（-0.794、-0.768、-0.702、-0.589），多支病变组（0.806、-0.837、-0.714、-0.617）。结论三维SI-DI可以定量评价冠心病患者左室舒张功能，对早期发现和诊断冠心病有重要意义。

近年来，冠心病的发病率呈明显上升趋势，且向年轻化发展，严重影响了人们的生活质量，因此冠心病的早期发现和诊断尤为重要。冠心病心肌缺血早期，尽管二维超声心动图未见明显节段性室壁运动异常，但左室心肌功能已经受损[1]，Azevedo等[2]的研究表明舒张功能改变反映心肌缺血的敏感性更高。本研究旨在应用三维应变显像舒张指数（SI-DI）定量评价冠心病患者左室舒张功能，为冠心病的早期诊断提供更简单、便捷的方法。

1 资料与方法

选择我院2015年1月～2015年7月疑诊为冠心病并行冠状动脉造影（CAG）患者113例，入选标准：行CAG前24 h内行常规超声心动图检查，但未见节段性室壁运动异常，左室射血分数（Left Ventricular Ejection Fraction，LVEF）＞50%。排除标准：严重心律失常、陈旧性心肌梗死、心脏瓣膜病、心肌病、先天性心脏病，三维图像显示不清晰者等。根据CAG结果分为：无冠心病组35例，其中男20例，女15例；单支病变（1支冠状动脉狭窄率≥50%）组37例，其中男21例，女16例；多支病变（2支或2支以上冠脉病变狭窄率≥50%）组41例，其中男24例，女17例。各组性别、年龄差异无统计学意义。

使用GE Vivid E9型彩色多普勒超声诊断仪，4 V探头，频率1.5～4.0 MHz，4D Auto LVQ在机分析软件。

所有患者取左侧卧位，同步连接心电图，获得二尖瓣正向血流频谱的E峰速度（E）、二尖瓣正向血流频谱的A峰速度（A）及二尖瓣环组织多普勒的e峰速度（e’），另于显示完整、清晰的二维心尖四腔观图像后转换至4D模式，嘱患者屏气，采集连续6个稳定心动周期的动态三维全容积图像并存储，帧频≥40 帧/s。

应用4D Auto LVQ软件在机分析图像，综合心尖二腔观、心尖三腔观及心尖四腔观手动选取二尖瓣环中点和心尖处心内膜顶点，依次根据“EDV→ESV→Volume waveform→LV Mass→4D Strain ROI→4D Strain Results”分析图像。软件自动算出EDV、ESV、EF等一般参数，并得出左室心肌17节段牛眼图及应变-时间曲线，测得收缩末期应变（A），手动调节应变-时间曲线至舒张期前1/3点，得出该点应变（B），SI-DI=(A-B)/A×100%。

冠状动脉的狭窄程度及范围用冠状动脉Gensini积分表示[3]。冠状动脉狭窄程度计分标准：冠状动脉狭窄≤25%计1分，25%～50%计2分，50%～75%计4分，75%～90%计8分，90%～99%计16分，99%～100%计32分。冠状动脉狭窄的不同部位乘以相应的系数：左主干×5，左前降支近段×2.5，中段×1.5，第一对角支、第二对角支×1，回旋支开口处×3.5，近端×2.5，远段、钝缘支×1，右冠状动脉近段、中段、远段、左心室后支×0.5。Gensini积分为各冠状动脉分支积分之和。

重复性检验随机抽取12名研究对象的三维超声图像，由同一观察者重复测量2次，以组内相关系数（Interclass Correlation Coefcient，ICC）进行重复性检验。

2 结果

113例入选患者行经胸常规超声心动图检查，均未见节段性室壁运动异常，无冠心病组所有冠状动脉狭窄均＜50%，单支病变组冠脉狭窄0～50%约66.7%，冠脉狭窄50%～75%约24.3%，冠脉狭窄75%～100%约9%，多支病变组冠脉狭窄0～50%约20.3%，冠脉狭窄50%～75%约53.7%，冠脉狭窄75%～100%约26.0%。具体CAG结果统计，见表1。

无冠心病组、单支病变组及多支病变组3组比较，年龄、E/A、E/e’、EDV、ESV、EF差异无统计学意义（P＞0.05），具体统计结果，见表2。

随着患者病变范围和程度的增大，A-SI-DI、L-SIDI、R-SI-DI、C-SI-DI呈降低趋势。单支病变组A-SI-DI（t=2.603，P=0.011）、L-SI-DI（t=2.022，P=0.046）低于无冠心病组，差异有统计学意义；多支病变组A-SI-DI（t=5.184，P＜0.001）、L-SI-DI（t=5.015，P＜0.001）、R-SI-DI（t=4.221，P＜0.001）、C-SI-DI（t=2.831，P=0.006）低于无冠心病组，差异有统计学意义；A-SI-DI（t=2.311，P=0.023）、L-SI-DI（t=2.791，P=0.006）、R-SI-DI（t=2.157，P=0.033）低于单支病变组，差异有统计学意义。具体统计结果，见表3。

无冠心病组、单支病变组及多支病变组冠状动脉Gensini积分分别为24.10±12.82、37.94±18.91、67.55±26.28。无冠心病组A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI与冠状动脉Gensini积分的相关系数分别为-0.689、-0.844、-0.510、-0.476；单支病变组A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI与冠状动脉Gensini积分的相关系数分别为-0.794、-0.768、-0.702、-0.589；多支病变组A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI与冠状动脉Gensini积分的相关系数分别为-0.806、-0.837、-0.714、-0.617。

A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI及C-SI-DI的观察者内ICC分别为0.903、0.899、0.845、0.843，各方向SI-DI均有较好的可重复性，其中A-SI-DI的ICC最高，可重复性最好。

表1 3组CAG结果病变支数统计

表2 各组之间一般参数比较(±s)

注：F值与P值为3组间比较，P＞0.05，差异无统计学意义；E/A：二尖瓣正向血流频谱的E峰速度/二尖瓣正向血流频谱的A峰速度；E/ e’：二尖瓣正向血流频谱的E峰速度/二尖瓣环组织多普勒的e峰速度；EDV：舒张末期容积；ESV：收缩末期容积；EF：射血分数。

表3 各组之间各方向SI-DI比较(±s)

注：F值与P值为3组间各方向SI-DI比较，P＜0.05，差异有统计学意义；*：与无冠心病组比较，P＜0.05，差异有统计学意义；#：与单支病变组比较，P＜0.05，差异有统计学意义；L-SI-DI：纵向应变显像舒张指数；A-SI-DI：面积应变显像舒张指数；R-SIDI：径向应变显现舒张指数；C-SI-DI:圆周应变显像舒张指数。

3 讨论

常规超声心动图诊断冠心病主要依靠节段性室壁运动异常，但节段性室壁运动异常的诊断与超声医师的经验及主观感觉有很大关系，且出现节段性室壁运动异常的患者很大一部分为陈旧性心肌梗死，已经错过冠心病的最佳治疗时间。

二维斑点追踪成像技术采集及分析图像均较三维斑点追踪成像技术（Real-time Three-dimentional Speckle Tracking Imaging，RT-3D-STI）复杂，且二维应变是在二维平面内追踪斑点，而实时三维应变是在三维全容积状态下追踪，从而更准确的反应左室心肌运动情况[4-5]。

常规超声心动图评价左室舒张功能主要依靠E/A和E/e’，本次研究结果显示，无冠状动脉组、单支病变组、多支病变组3组之间E/A和E/e’差异无统计学意义（P＞0.05），且E/e在8～15之间是一个盲区，表示左室舒张功能可能减低也可能正常。而本次研究中3组E/e’的均值都在盲区范围内，不能准确评估其舒张功能。本次研究中三维应变参数A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI组间差异有统计学意义（P＜0.05），且随冠心病患者病变范围及程度的加重均呈减低趋势，表明三维SI-DI能够在一定程度上反应患者的冠状动脉病变情况，RT-3D-STI技术优于常规二维超声心动图，这与郝兵兵等[6]的研究相近。单支病变组A-SI-DI、L-SI-DI低于无冠心病组，差异有统计学意义（P＜0.05），而R-SI-DI、C-SI-DI与无冠心病组差异无统计学意义（P＞0.05），表明A-SI-DI、L-SI-DI对冠心病患者舒张功能的改变比R-SI-DI、C-SI-DI敏感，这与心肌的解剖结构有关。心肌是由纵行纤维（约70%）和环行纤维（约30%）构成[7-9]，而面积应变反应的是纵向和圆周的应变[10]，所以冠心病最先影响纵向应变和面积应变。多支病变组A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI均低于无冠心病组（P＜0.05），A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI低于单支病变组（P＜0.05），表明三维SI-DI与冠状动脉的病变范围和程度有关。

左室心内膜下、中层、心外膜下心肌走形分别为纵、环、斜，心肌缺血时，心内膜下心肌首先收缩，进而向外逐层扩展[11]。本次研究结果显示，3组A-SI-DI、L-SI-DI、R-SI-DI、C-SI-DI分别与冠状动脉Gensini积分有相关性（P＜0.05），3组R-SI-DI、C-SI-DI与冠状动脉Gensini积分的相关性低于A-SI-DI和L-SI-DI，表明A-SI-DI、L-SI-DI可以更好的反应冠心病患者左室舒张功能的减低。无冠心病组中L-SIDI与冠状动脉Gensini积分的相关性最高，单支病变组中A-SI-DI、L-SI-DI与冠状动脉Gensini积分的相关性相近，而多支病变组中A-SI-DI与其冠状动脉Gensini积分的相关性最高，这与心肌走形特点相一致，A-SI-DI、L-SI-DI两者联合诊断冠心病的价值最高。

综上所述，三维SI-DI可以定量评价冠心病患者左室舒张功能，且与冠状动脉病变的程度和范围有很好的相关性，对冠心病的早期诊断有重要价值。

本次研究只对3组患者左室整体舒张功能进行了初步探讨，而没有对左室局部心肌舒张功能进行研究。另外，RT-3D-STI技术对三维全容积图像的质量要求较高，且RT-3D-STI技术只能通过心肌应变间接反映冠状动脉的狭窄情况，对冠状动脉病变情况进行初步评估，不能取代CAG在冠心病诊疗作用。

[1] Morris DA,Boldt LH,Eichstdt H,et al.Myocardial systolic and diastolic performance derived by 2-dimensional speckle tracking echocardiography in heart failure with normal left ventricular ejection fraction[J].Circ Heart Fail,2012,5(5):610-620.

[2] Azevedo CF,Amado LC,Kraitchman DL,et al.Persistent diastolic dysfunction despite complete sustolic functional recovery after reperfused acute myocardial infarction demonstrated by tagged magnetic resonance imaging[J].Eur Heart J,2004,25(16):1419-1427.

[3] Gensini GG.A more meaningful scoring system for determing the severrty of coronary heart disease[J].Am J Cardiol,1983, 51:606-607.

[4] 刘昕,王建华,梁慧青,等.实时三维斑点追踪成像评价冠心病患者左心室整体收缩功能的临床研究[J].中华超声影像学杂志,2013,22(4):282-285.

[5] 姚文双,刘昕,高磊,等.实时三维斑点追踪成像技术在高血压患者左室收缩功能研究中的应用[J].中国医疗设备,2015,(11):39-42.

[6] 郝兵兵,李玉宏,葛丽丽.实时三维斑点追踪显像技术评价心肌缺血患者左心室局部功能[J].中国医学影像技术,2013,29(11):1824-1828.

[8] Montgomery DE,Puthumana JJ,Fox JM,et a1.Global longitudinal strain aids the detection of non-obstructive coronary artery disease in the resting echocardiogram[J].Eur Heart J Cardiovasc Imagining,2012,13(7):579-587．

[9] Langeland S,Dhooge J,Wouters PF,et a1.Experimental validation of a new ultrasound method for the simultaneous assess merit of radial and longitudinal myocardial deformation independent of insonation angle[J].Circulation,2005,112(14):2157-2162．

[10] 陈莹,刘昕,王建华.实时三维斑点追踪成像技术评价无节段性室壁运动异常的不同程度冠状动脉病变患者的心肌应变[J].中国医学影像技术,2014,30(10):13-17.

[11] 武晓凤,李宏玉,刑圆圆,等.实时三维斑点追踪显像检测急性心肌梗死经皮冠状动脉介入治疗后左心室心肌功能延迟恢复[J].中国医学影像学杂志,2014,22(8):577-580.

Clinical Study on Evaluation of Left Ventricular Diastolic Function in Patients with Coronary Heart Diseases by Three Dimensional Strain Imaging Diastolic Index

XUE Naa, LIU Xina, LIANG Huiqinga, FU Qun-fenga, GENG Jia, CUI Yib
a. Department of Ultrasound; b. Department of Medical Insurance, Baoding First Central Hospital, Baoding Hebei 071000, China

Abstract：ObjectiveTo evaluate the left ventricular diastolic function in coronary heart disease (CHD) patients without regional wall motion abnormality by three dimensional SI-DI (Strain Imaging Diastolic Index) so as to investigate the effectiveness of application of three dimensional SI-DI in detecting CHD.MethodsAccording to CAG (Coronary Angiography), 113 patients without regional wall motion abnormality were divided into three groups: None-CHD Group (n=35), Single-Branch Disease Group (n=37, single coronary stenosis≥50%), Multiple-Branch Disease Group (n=41, two or more than two coronary stenosis≥50%). Transthoracic acquisition of full-volume real-time three-dimensional images and conventional two-dimensional images were made to obtain two-dimensional and three-dimensional routine parameters, area, longitudinal, radial and circumferential end systolic strain and corresponding strain of 1/3 of pre-diastolic period. According to the formula calculation of area SI-DI (A-SI-DI), longitudinal SI-DI (L-SI-DI), radial SI-DI (R-SI-DI), circumferential SI-DI (C-SI-DI) was made. The effectiveness of each parameter in diagnosis of patients with coronary heart disease was analyzed.ResultsThere were no signifcant difference between the routine parameters of three groups (P＞0.05). The longitudinal and area SI-DI in Single-Branch Disease Group were lower than these of None-CHD Group (P＜0.05). The area, longitudinal, radial and circumferential SI-DI in Multiple-Branch Disease Group were lower than these of None-CHD Group (P＜0.05); while, area, longitudinal and radial SI-DI in Multiple-Branch Disease Group were lower than these in Single-Branch Disease Group (P＜0.05). The area, longitudinal, radial and circumferential SI-DI were signifcantly correlated with Gensini score, r=(-0.689, -0.844, -0.510, -0.476) in None-CHD group, r=(-0.794, -0.768, -0.702, -0.589) in Single-Branch Disease Group, r=(0.806, -0.837, -0.714, -0.617) in Multiple-Branch Disease Group.ConclusionThreedimensional SI-DI could quantitatively assess the left ventricular diastolic function and demonstrate itseffectiveness in early detection and diagnosis of coronary heart disease.

Key words：strain imaging diastolic index; coronary heart disease; diastolic function; left ventricular

三维应变显像舒张指数对冠心病患者左室舒张功能的临床研究

1 资料与方法

2 结果

3 讨论