压力-应变环对早期冠心病心肌做功改变的定量评估

吴秋玲 李 华 唐 莎 牛 铭

新疆医科大学第四临床医学院心脏超声科，新疆乌鲁木齐 830000

常规超声心动图通过判断有无节段性室壁活动异常诊断冠心病，具有重复性低、主观性强等不足[1]。二维斑点追踪技术通过追踪心肌斑点的运动轨迹评估其运动情况，具有负荷依赖性[2-3]，心肌应变值随后负荷的增加而减低[4]，从而影响对左室功能评估的准确性。压力-应变环（pressure-strain loop，PSL）是在二维斑点追踪技术的基础上演变而来的一种新的检查方法，同时考虑了应变及后负荷对心肌做功的影响，因此能更客观、准确地评估心肌做功[5-7]。由于冠心病患者早期无自觉症状，临床往往忽略早期冠心病的诊断。本研究主要探讨PSL 结合应变参数评价冠状动脉轻度及中度狭窄患者左室心肌做功的效果。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2018 年6 月至2020 年9 月新疆医科大学第四临床医学院（以下简称“我院”）收治的疑似冠心病患者68 例。纳入标准：CT 冠脉造影提示冠状动脉狭窄率＜75%，无节段性室壁活动异常，左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）≥55%。排除标准：①先天性心血管病、瓣膜病、心律失常、心肌梗死等器质性心脏病；②肝、肾功能不全。所有研究对象根据冠状动脉造影结果分为两组[8]：轻度狭窄组（0<狭窄率＜50%）27 例和中度狭窄组（50%≤狭窄率＜75%）41 例，同时选择我院同期体检健康者（无狭窄）30 名作为对照组。本研究已通过我院医学伦理委员会批准，所有研究对象自愿参加本研究。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器设备 采用General Electric 公司Vivid E95彩色多普勒超声诊断仪，配有M5Sc-D 探头（频率1.5～4.6 MHz）及Echo PAC 工作站。

1.2.2 图像采集 嘱受检者取左侧卧位，保持平静呼吸，同步连接三道联心电图。经胸二维超声测量左室舒张末期内径（left ventricular diaslotic diameter，LVDd）、左室收缩末期内径（left ventricular systolic diameter，LVSd），双平面Simpson 法测量LVEF。同时储存标准的心尖四腔心切面、两腔心切面及三腔心切面动态图像。

1.2.3 图像分析 点击2D-Strain 进入二维分析模式，依次选取心尖四腔心切面、两腔心切面及三腔心切面图像，系统将自动识别感兴趣区心内膜轮廓并微调追踪不满意者，以确保所追踪左室心肌整体轮廓内侧均为心内膜，外侧均为心外膜，点击Process 获得整体纵向应变（global longitudinal strain，GLS）；点击Myocardiac Work，根据三腔心切面动态图像及同步心电图确定主动脉瓣及二尖瓣关闭和开放时间，输入患者肱动脉血压值，点击Advanced，获得心肌做功参数，包括整体做功指数（global work index，GWI）、整体有用功（global constructive work，GCW）、整体无用功（global wasted work，GWW）、整体做功效率（global work efficiency，GWE）。

1.3 统计学方法

采用SPSS 26.0 对所得数据进行统计学分析，计量资料采用均数±标准差（）表示，多组计量资料比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t 检验。采用Pearson 相关系数分析相关性，受试者操作特征曲线及曲线下面积（area under curve，AUC）分析诊断价值。以P ＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组临床资料及常规超声心动图参数比较

各组年龄、LVDd、LVSd、LVEF 比较，差异无统计学意义（P ＞0.05）。见表1。

表1 三组临床资料及常规超声心动图参数比较（）

表1 三组临床资料及常规超声心动图参数比较（）

注：LVDd：左室舒张末内径；LVSd：左室收缩末期内径；LVEF：左室射血分数

2.2 三组GLS 及心肌做功参数比较

中度狭窄组GLS、GWW 均高于对照组及轻度狭窄组，GWI、GCW、GWE 均低于对照组及轻度狭窄组，差异有统计学意义（P ＜0.05）。见表2，图1（封四）。

表2 三组GLS 及心肌做功参数比较（）

表2 三组GLS 及心肌做功参数比较（）

注：与对照组比较，aP ＜0.05；与轻度狭窄组比较，bP ＜0.05。GLS：整体纵向应变；GWI：整体做功指数；GCW：整体有用功；GWW：整体无用功；GWE：整体做功效率。1 mmHg=0.133 kPa

2.3 心肌做功参数与LVEF 和GLS 的相关性分析

相关性分析结果显示，GWI、GCW 与LVEF 呈正相关（r=0.71、0.64，P ＜0.05），与GLS 呈负相关（r=-0.96、-0.87，P ＜0.05）。

2.4 心肌做功参数对冠心病的诊断价值

各项心肌做功参数对冠心病均存在诊断价值（AUC ＞0.5，P ＜0.05）。见表3、图2。

表3 心肌做功参数对冠心病的诊断价值

图2 压力-应变环各项心肌做功参数诊断冠心病的受试者操作特征曲线图

3 讨论

PSL 原理为结合左室壁应力曲线与左室壁应力改变的位移之间的变化定量评估心肌做功[9]。PSL 的面积即GWI，代表二尖瓣关闭至开放期间心肌所做的总功；GCW 即有助于左室射血的功，代表收缩期心肌细胞缩短和等容舒张期心肌细胞伸长所做功之和；GWW 即无助于左室射血的功，代表收缩期心肌细胞伸长和等容舒张期心肌细胞缩短所做功之和；GWE为GCW 占GCW 和GWW 之和的百分比[10]。

本研究常规超声心动图结果显示，各组LVDd、LVSd、LVEF 比较，差异无统计学意义，提示当冠状动脉发生轻度或中度狭窄时，常规超声心动图难以识别左室心肌能力的降低[11]。研究表明[12-15]，二维斑点追踪技术是评价左心室功能的较好方法，通过二维斑点追踪技术获得的GLS 较常规超声心动图能更敏感地检测到左心室功能的改变，且具有重复性高、不受角度依赖性等优势。但通过PSL 获得的心肌做功参数可以更早地发现左心室功能的细微改变，而且对心肌功能的评估更为准确[16-18]。本研究发现，中度狭窄组GLS、GWW 均高于对照组及轻度狭窄组，GWI、GCW、GWE均低于对照组及轻度狭窄组，差异有统计学意义，提示随着冠状动脉狭窄程度加重，冠心病患者存在不同程度的左心室收缩功能受损。与对照组比较，轻度狭窄组GLS 及各心肌做功参数差异均无统计学意义，提示0<冠状动脉狭窄率＜50%时尚不会出现明显左室收缩功能损害，与张妍等[19]研究结果一致。中度狭窄组GLS 及各心肌做功参数差异均有统计学意义，主要由于正常情况下，心脏的各心肌节段呈同步收缩运动，心肌做功结果表现为有助于收缩期左室射血，即有用功；但当冠状动脉狭窄时，患者虽未表现出明显节段性室壁运动异常，但已出现心肌灌注减少，狭窄冠状动脉所支配心肌因缺血、缺氧，出现心肌收缩乏力，心肌节段运动不同步，等容收缩期、等容舒张期延长，射血时间缩短，心肌做功结果无助于收缩期左室射血，即无用功；最终引起左心室收缩功能障碍，表现为GWI、GCW、GWE 降低，GWW 增加，即整体心肌做功减少。

GLS 是二维斑点追踪技术中评估左室收缩功能较敏感的指标[18-22]。研究发现[23]，心肌做功参数与GLS有良好相关性。本研究将心肌做功参数与LVEF、GLS做相关性分析，得到GWI、GCW 与LVEF 呈正相关，与GLS 呈负相关，分析原因可能为本研究纳入患者的LVEF≥55%且冠脉狭窄率＜75%，左室收缩功能仍处于代偿阶段，所以随着冠脉狭窄程度加重，心肌做功表现为整体做功降低显著，而无用功有所增加[24-26]，提示心肌做功参数中GWI、GCW 评估心肌做功的应用价值较高。通过受试者工作特征曲线分析各心肌做功参数诊断冠心病的检验效能，发现各项心肌做功参数对冠心病均存在诊断价值，与Boe 等[27]研究结果一致。

本研究局限性：①样本量较少；②研究基于二维斑点追踪技术，不可避免地存在追踪斑点“飞出”二维切面的问题。

综上所述，PSL 评估冠心病患者左心室心肌做功考虑了后负荷对左心室收缩功能的影响，能够更客观、准确地识别早期冠心病患者左心室收缩功能改变。