CMQ技术在冠心病患者左室局部功能定量评估中的应用

摘要】 背景：超声检查作为一项新的非侵入性左室评估技术已在临床应用三十年。目前为止，超声心动图在评估冠状动脉疾病患者左室局部收缩和舒张功能中的价值仍存在争议。心脏运动定量分析（CMQ）技术是一项能够提供更多心脏运动相关信息的新技术。

目标： 1）研究不同节段左室局部收缩和舒张功能的差异，寻求反映心肌血供状态的新参数；2）评价PCI术前和术后缺血部位左室局部收缩和舒张功能的差异。

方法：

1. 研究对象：本研究纳入25例冠心病患者（13男，12女，平均年龄59.84±10.37）。所有患者均行冠状动脉造影术和PCI术。

2. 方法：

2.1超声心动图：带X5-1传感器的飞利浦IE-33超声仪。患者取左侧卧位并行心电图检查。取心尖四腔切面、心尖二腔切面和左室长轴切面图像。记录3个连续心动周期。在PCI术前1天及和术后2天对患者行CMQ检查。

2.2数据处理：根据供应血管狭窄程度将室壁节段分为三类：正常节段（狭窄程度≤50%），混合节段（50%<狭窄程度≤70%）和缺血节段（狭窄程度>70%）。检测PCI术前节段性收缩期峰值应变（Ss）、峰值应变时间（T）和舒张早期峰值速率（Ve），并比较PCI术前和术后供血异常节段（缺血节段和混合节段）Ss，T和Ve的变化。

3. 统计分析：应用SPSS 16.0软件对数据进行统计学分析。结果均表示为平均值±标准偏差（SD）。三组之间的比较应用单因素方差分析，PCI术前和术后参数的比较应用配对t检验。分析均为双向，P<0.05有显著性差异。

结果：1.有419个节段的图像符合要求，其中包括175个正常节段， 59个混合节段和185个缺血节段。2.与正常节段比较，混合节段和缺血节段的Ve绝对值降低（P<0.05）、PCI术前T相对延迟。与正常节段比较，混合节段的Ss有增加趋势；与混合节段比较，缺血节段的Ss有增加趋势；与正常节段比较，缺血节段的Ss明显增加（P<0.01）。与PCI术前比较，PCI术后缺血节段的Ss和Ve无明显差异（P=0.917， 0.822），而T显著缩短（P=0.004）。

结论：心脏运动定量分析（CMQ）技术可有效识别不同血供状态下的室壁运动异常，评估PCI治疗的疗效和预后。

【关键词】心脏运动定量分析（CMQ），冠状动脉疾病（CAD），经皮冠状动脉介入治疗（PCI），左心室（LV），节段性收缩期峰值应变（Ss），峰值应变时间（T），舒张早期峰值速率（Ve）

【中图分类号】R541.75 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2014）05-0003-01

背景：

心肌缺血是冠状动脉疾病（CAD）的基本病理生理变化。CAD，又称动脉粥样硬化性心脏病，是由为心肌提供氧和营养的冠状动脉壁内粥样硬化斑块聚积引起的，也被称为冠状动脉性心脏病（CHD）[1]。 CAD是世界范围内引起死亡的主要原因之一。心肌缺血造成的心肌损害表现为心肌形态、功能和代谢等多方面的损害，也因缺血发生的快慢、轻重、持续时间长短、复流时间长短等因素呈现不同的严重程度。Fernandes等发现与动脉粥样硬化相关的左室功能改变的发生比之前预期的要早。左室功能和局部心肌功能与患者的预后紧密相关。因此，精确而灵敏地定量评价局部左室功能具有重要的临床意义，可为冠心病患者的诊断、治疗及预后评价提供可靠的证据[2]。依据灌注冠脉的不同可将左室分为多个节段，这有助于发生局部室壁运动异常时犯罪血管的判定。目前，关于梗死心肌功能的研究仍主要集中在室壁异常运动的检测上。左室收缩异常是冠心病的重要表现之一。室壁运动异常提示心肌缺血或梗死。对室壁异常运动范围进行定量分析有助于明确冠心病患者的心肌损伤情况[3]。这也简化了对诊断及治疗干预前后室壁运动变化的分析，并可评价对比不同影像技术诊断的准确性。近十年来，超声心动图技术已发展成为一项成熟的非侵入性成像技术，广泛用于心血管系统的研究[4]。心肌功能的测定在心血管疾病的临床评估中至关重要。超声心动图技术通过节段性室壁异常运动、左室容积改变和左室整体功能障碍等指标反映心脏功能的变化[5]。在过去的三十年中，从简单的二维成像到三维成像，超声心动图技术取得了里程碑式的发展，并推动了疾病诊断和治疗措施的革新。1960年，三维成像的概念被首次提出；十多年后，研究人员开始制作心脏的三维超声成像；上世纪90年代初，von Ramm和他的同事研发了第一台实时三维（RT3D）超声心动扫描仪，能够获得足以描绘心脏运动的帧速率下的心脏体积数据；后来逐步发展出组织多普勒技术，应变率成像技术，磁共振成像技术和点追踪超声心动图技术等以量化分析局部心肌功能[6]。鉴于目测评估射血分数和局部心肌功能这种非定量检测方法的局限性，超声学会尽了很大努力制定左室功能评估的指南和规范。与二维超声心动图比较，三维超声心动图的发展提高了左室局部功能和射血分数测定的可重复性和准确性。

心脏运动定量分析（CMQ）是一种能够提供更多有关心脏运动信息的新技术，并可更好地测定左室局部功能[7]。与以往的应变率成像（SRI）和速度矢量成像（VVI）等技术比较，CMQ技术可以追踪心室壁的整体运动，而不仅是心内膜的运动，这使得测量更为准确且更接近真实情况。相关软件可从短轴、长轴、周向等多方位测定不同区域室壁的位移，计算室壁运动速率、应变和应变率[8]。CMQ技术可提高左室功能和室壁运动测量的精确度。它包括一整套基于点追踪或边界测定技术的量化指标。新的CMQ点追踪算法使应变分析有效应用于左室疾病的诊断和严重程度的评估中。它包括长轴应变在内的多项应变和应变率参数。超声心动图室壁运动评估一直以来都是，在未来也仍然会是研究的热点。超声心动图心肌应变分析可准确、定位评估局部心肌功能。

研究对象和方法：

本研究纳入25例择期行PCI术、病情稳定的稳定性心绞痛患者（13男，12女，平均年龄59.84±10.37 ）进行前瞻性研究。病例的选择遵循随机性原则。病例左室定量分析值跨度大并包括各类节段性室壁运动异常（心尖部、下壁、前壁、并发左室室壁瘤等）。病例病史资料包括年龄、性别、身高、体重、腰围、烟酒史、冠心病史、高血压病史、糖尿病史、血脂异常史、心律失常病史、用药史、家族史、月经（女性）婚育史。病例来源于2010年12月至2012年4月期间在中国山东济南山东大学齐鲁医院行CMQ检查的患者。所有患者参与研究前均已签署知情同意书。临床操作已获得当地医学伦理委员会批准并在术前得到患者知情同意。给予患者经桡或股动脉左室导管插入及冠状动脉造影术。留取PCI术前和术后的冠状动脉造影图像。PCI术前1天及术后2天应用带X5-1传感器的飞利浦IE-33超声仪对患者行CMQ检查，患者取左侧卧位并行心电图检查。所有患者均有心肌缺血征象，根据其治疗前心肌状态分为三组：正常节段组（狭窄程度≤50%），混合节段组（50%<狭窄程度≤70%）和缺血节段组（狭窄程度>70%）。分别检测PCI术前和术后三组分别的节段性收缩期峰值应变（Ss）、峰值应变时间（T）和舒张早期峰值速率（Ve）[8] 。通过分析节段性心室室壁运动评价左室（LV）的局部功能。 根据美国超声学会的推荐规范，按灌注冠脉的不同将左室分为17个节段。数据以表格的形式呈现并分别绘制各参数随时间变化的曲线。应用SPSS 16.0软件对数据进行统计学分析。结果表示为平均值±标准偏差（SD）。三组之间的比较应用单因素方差分析，PCI术前和术后参数比较的应用配对t检验。分析均为双向，P<0.05有显著性差异。

讨论：

本研究验证了应用室壁运动记分指数（WMSI）快速评估左室射血分数（EF）的新方法。我们的方法基于以下概念：左室各节段的收缩引起收缩期左室腔容积的减少并维持左室射血分数，并且不依赖于左室容积的估值。与实时三维成像比较，WMSI法的精确度和可靠性是令人满意的.

为克服视觉观察左室运动引起的主观误差，一系列定量分析方法用于评估左室整体及局部功能。组织多普勒成像测定RWM已广泛应用于临床，但却受限于其角度依赖性。近期研究发现，利用心肌应变、左室运动模式及非同步性等参数得到的STE不因角度改变而改变，可用于定量分析左室局部功能[ 9 ]。然而，二维-STE受其二维特点的限制，只能跟踪成像平面内发生的运动，该缺点影响位移矢量评估以及RWM相关指数的准确性。新的三维-STE技术相较之下更为敏感，可以：（1）在单个数据库中定量分析不同左室节段之间运动模式的差异；（2）通过多项定量指标准确区分正常和异常节段。三维-STE技术的两个缺点是相对较低的时间分辨率和空间分辨率，两者均影响心内膜追踪的精确度，进而影响多数节段的评估结果。

自上世纪70年代以来，超声心动图已广泛用于评价心肌缺血和心肌梗死患者的左心室节段性室壁运动。人们认识到，超声心动图对缺血或梗死心肌面积的评估比实际偏高，因为相邻区域的室壁运动可受连带运动、区域负荷条件的干扰以及麻痹等因素的影响。因此，还应考虑室壁增厚和运动的因素。另外，还应注意冠心病以外的其他原因引起的节段性室壁运动异常。

指南建议对每个段进行单独分析，并依据室壁运动及收缩期增厚的程度记分。近十年来，超声心动图技术得以迅速发展。高频转换器、谐波成像技术、全数字化仪、左路造影剂及其他高新技术的应用显著提高了超声图像的质量。

本研究采用的通过室壁运动记分指数评估心脏区域功能的金标准是CMQ技术。该技术通过帧对帧非刚性配准技术记录心肌运动的完整过程。该方法的关键特点是使用基于B线形变的半本地参数模型分析心肌位移场。

结果：

有419个节段的图像可用于分析，其中正常节段175个、混合节段59个、缺血节段185个。分析所有节段并分别比较PCI术前和术后Ss、T和Ve这三个参数的差异用以评价左室局部功能。组1、组2和组3分别指的是缺血节段组，混合阶段组和正常节段组。组3为正常节段，所以将其设为对照组与其余两组（缺血节段组和混合阶段组）比较。与正常节段组比较，混合节段组和缺血节段组的Ve绝对值降低（P<0.05）、PCI术前T相对延迟。与正常节段组比较，混合节段组的Ss有增加趋势；与混合节段组比较，缺血节段组的Ss有增加趋势；与正常节段组比较，缺血节段组的Ss明显增加（P<0.01）。与PCI术前比较，PCI术后缺血节段组的Ss和Ve无明显差异（P=0.917， 0.822），而T显著缩短（P=0.004）。

结论

CMQ技术可有效识别不同血供状态下的室壁运动异常，评估PCI治疗的疗效和预后。CMQ技术可用于研究不同节段左室局部收缩和舒张功能的差异，寻找反映心肌供血状态的新参数，评估PCI术前和术后缺血节段左室局部收缩和舒张功能的变化。CMQ技术可有效识别心肌缺血患者尤其是冠心病患者的室壁异常运动[7]。CMQ技术可预测动脉梗阻范围和缺血分期，因此有助于早期诊断。CMQ技术有助于冠心病的筛查、早期诊断和早期治疗，改善预后。

参考文献

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