熊云涛， 曹礼庭， 蔡晓红， 魏　锦， 刘建平， 杨　浩

1.成都大学附属医院 超声科(成都　610000)；2.川北医学院附属医院 超声诊断科·四川省医学影像学重点实验室(南充　637000)；3.川北医学院附属医院 风湿血液科(南充　637000)；4.川北医学院附属医院 皮肤科(南充 637000)



三维斑点追踪技术评价系统性硬化病患者左心室收缩功能

熊云涛1， 曹礼庭2， 蔡晓红2， 魏锦3， 刘建平3， 杨浩4

1.成都大学附属医院 超声科(成都610000)；2.川北医学院附属医院 超声诊断科·四川省医学影像学重点实验室(南充637000)；3.川北医学院附属医院 风湿血液科(南充637000)；4.川北医学院附属医院 皮肤科(南充 637000)

目的应用三维超声斑点追踪成像技术(3D-STI)评价系统性硬化病(SSc)患者左心室整体收缩功能，并探讨各整体应变指标诊断SSc心脏损害的应用价值。方法选取临床确诊SSc患者34例，其中弥漫性皮肤型(dcSSc)18例，局限性皮肤型(lcSSc)16例，正常健康对照组22例。采集标准心尖四腔心三维全容积图像，运用3D-STI软件脱机分析得出左心室整体面积收缩期峰值应变(GAS)、整体圆周收缩期峰值应变(GCS)、整体纵向收缩期峰值应变(GLS)、整体径向收缩期峰值应变(GRS)及左心室射血分数(LVEF)等指标。结果SSc组左心室GAS、GCS、GLS及GRS较对照组减低，差异有统计学意义(P<0.05)；dcSSc组左心室GAS、GCS、GLS及GRS较lcSSc组减低，其中GAS和GLS差异有统计学意义(P<0.05)。ROC曲线显示，GAS诊断SSc左心室损害的AUC最大，为0.877，当GAS截断值为-29.34%时，其灵敏度为88.2%，特异度为77.3%。结论SSc患者左心室纵向、环向及径向收缩功能均已存在不同程度的受损，3D-STI可早期评价SSc患者的左心室整体收缩功能，在各项应变指标中，以GAS诊断SSc心脏损害的准确度最高。

硬化病；斑点追踪成像，三维； 应变；心功能；左

系统性硬化病(systemic sclerosis，SSc)是一种自身免疫性结缔组织病，主要表现为局限性或弥漫性皮肤增厚和纤维化，并影响血管和内脏功能。心脏是SSc较易累及的器官，其功能评价也是SSc重要的预后指标之一。SSc起病隐匿，早期多无相应的临床症状；因此，如何早期评价SSc患者心功能，对治疗决策和预后判断有重要意义。已有学者应用二维斑点追踪显像技术(two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI)对SSc患者心室功能进行评价。本研究应用三维斑点追踪显像技术(three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI)检测SSc患者左心室收缩功能，并探讨各整体应变参数对评价SSc心脏损害的临床价值。

1　资料与方法

1.1临床资料

选取2012年10月至2014年12月在川北医学院附属医院就诊的SSc患者34例(SSc组)，均符合美国风湿病学会1980年提出的SSc诊断标准。其诊断标准包括：1)主要指标：肢端硬化，即从趾端到跖趾关节或指端到掌指关节的皮肤呈对称性增厚、绷紧，也可累及整个肢体、面部、颈部及躯干(胸部和腹部)。2)次要指标：①指端硬化：皮肤改变仅出现在手指末端；②指端凹陷性瘢痕或指垫(指腹)组织消失：由于缺血而有凹陷区或指垫组织的萎缩；③双侧肺基底纤维化：胸片提示双肺底网状纹理或结节状密度增高影，可表现为弥散性斑点或“蜂窝肺”的外观，排除原发性肺部病变所致。凡具有以上主要指标或 2 条以上(含2条)次要指标者可诊断为系统性硬化病(SSc)。排除标准：排除高血压、糖尿病、冠心病、心肌病、严重心脏瓣膜病、慢性阻塞性肺病患者。患者病程2个月～17年；其中弥漫性皮肤型(diffuse cutaneous SSc，dcSSc组)18例，局限性皮肤型(limited cutaneous SSc，lcSSc组)16例。1例合并系统性红斑狼疮，1例合并皮肌炎。另选健康体检者22例作为对照组，对照组均无心血管疾病及其他器质性疾病，心电图、胸片、血压及常规超声心动图检查均正常。两组年龄、性别和体质量指数(BMI)等一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2仪器与方法

1.2.1仪器采用GE Vivid E9型彩色多普勒超声诊断仪，配备V3三维探头，频率1.5～4.0 MHz。

1.2.2图像采集与分析受检者取左侧卧位，同步连接心电图，探头置于心尖部，适当调节扇角、深度与增益，得到清晰的心尖四腔心图像后，嘱受检者呼气末屏气，启动4维模式，采集连续6个心动周期的左心室三维全容积图像并储存，帧频>40帧/秒。使用Echo Pac-120软件对图像资料进行脱机分析，得到左室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume，LVEDV)，左室收缩末期容积 (left ventricular end-systolic volume，LVESV)、左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)及左室应变牛眼图(图1)等，人工记录左心室整体面积收缩期峰值应变 (global area peak systolic strain，GAS)、整体圆周收缩期峰值应变 (global circumferential peak systolic strain，GCS)、整体纵向收缩期峰值应变 (global longitudinal peak systolic strain，GLS)及整体径向收缩期峰值应变 (global radial peak systolic strain，GRS)。

图13D-STI自动追踪左心室心肌面积应变图

注：A:正常组；B:SSc组

1.3统计学方法

2　结果

2.1SSc组与对照组一般资料及常规参数比较

两组性别、年龄、BMI、心率、LVEDV、LVESV、每搏量(SV)和LVEF比较，差异无统计学意义(P>0.05) (表1)。有2例SSc患者LVEF<55%，约占SSc组的5.9%。

2.2组间整体应变值比较

SSc组左心室GAS、GCS、GLS及GRS均较对照组降低，差异均有统计学意义(P<0.05)。dcSSc组左心室GAS、GCS、GLS及GRS均较lcSSc组降低，两组GAS和GLS比较，差异有统计学意义(P<0.05)(表2)。

2.3各整体应变指标对SSc心脏损害的检测效能

ROC曲线显示，GAS、GCS、GLS及GRS诊断SSc心脏损害的曲线下面积(AUC)分别为0.877、0.819、0.856及0.674；其中以GAS诊断的曲线下面积最大(表3和图2)。当以GAS(-29.34%)作为检测SSc心脏损害的截断值时，其灵敏度为88.2%，特异度为77.3%(表3)。

表1　SSc组与对照组一般资料及常规参数比较

注：*Fisher确切概率法结果

表2　SSc组与对照组及SSc两亚组间整体应变值比较±s，%)

表3　ROC曲线检测SSc形脏损害结果分析

图2SSc患者心脏受损的ROC曲线图

3　讨论

由于大量胶原纤维形成、微循环损伤以及免疫系统功能紊乱，造成SSc患者心肌缺血、纤维化、小冠状动脉狭窄、心脏传导系统和心包的纤维化或炎性损伤。Janosik等[1]尸检发现，89%的 SSc 患者有心肌纤维化。

心肌收缩功能减退是心肌受损的主要标志，常规超声心动图一般通过测量LVEF等来评价左心室收缩功能。然而，这些参数敏感性低。本研究显示，SSc组LVEDV、LVESV、LVEF等常规超声心动图参数与对照组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。SSc组中仅有5.9%的患者LVEF降低。有研究[2-3]分别对570例和7 073例SSc患者进行分析发现，LVEF降低的SSc患者分别为1.4%和5.4%。

2D-STI克服了组织多普勒显像的角度依赖性，通过追踪每个心肌组织回声斑点的运动轨迹，定量分析心肌的应变、应变率及心脏旋转角度等，可以更全面、准确地评价心肌组织各个方向的整体和局部功能[4]。与实时三维超声心动图技术相结合的3D-STI，通过采集实时三维全容积图像，在立体空间内追踪心肌回声斑点，因而可以更客观地评估心肌功能[5-7]。国外多位学者[8-11]用2D-STI对临床无心血管症状的SSc患者进行研究发现，常规超声心动图指标无明显差异，而左室整体纵向应变均减低。Yiu等[8]研究发现，SSc患者左心室整体纵向、圆周应变降低和室性心律失常以及心脏储备功能降低具有相关性，并可成为独立预测指标。Tigen等[11]研究表明，SSc患者左心室整体纵向、圆周应变及扭转角度均减低，并且左心室壁局部纵向应变降低与相应部位心电图脆裂QRS波出现相关。本研究显示，SSc组左心室GAS、GLS、GCS及GRS均较对照组降低(P<0.05)，其原因可能与心肌纤维的排列和SSc病变特点有关。心肌纤维呈三层分布，浅层斜行，中层环形，深层纵行。心内膜下肌纤维的收缩主要影响纵向应变，中层的环形心肌则主要影响圆周应变和径向应变。SSc患者心肌纤维化部位常位于心内膜下层，主要侵犯心内膜下小冠状动脉[12]，心内膜下心肌最早出现缺血，导致纵向运动减弱，当病变程度进一步加重时，中层环形心肌受累，导致圆周和径向运动减弱。面积应变为纵向应变和圆周应变的复合参数，因而能较敏感地反映内层及中层心肌的功能。Yiu等[8]研究表明，DcSSc组左心室GLS和GCS均较LcSSc组减低。Ben等[10]研究发现，DcSSc组左心室GLS减低。但Spethmann 等[9]用2D-STI研究认为，DcSSc组和LcSSc组各整体应变值没有明显差异。本研究发现，与LcSSc组比较，DcSSc组左心室GAS和GLS均减低，但GCS和GRS差异无统计学意义，证明DcSSc组较LcSSc组心脏损害更严重。

本研究各整体应变的AUC均较大，其中以GAS诊断价值最高，可作为SSc心肌损害的一个早期而较精确的参考指标。国、内外较多对冠心病相关研究也显示，面积应变检测冠状动脉狭窄的灵敏度和特异度较高[13-15]。

综上所述，3D-STI能早期发现SSc患者左心室整体收缩功能异常，可监测患者的心血管损害。ROC曲线分析显示，GAS检测SSc心脏受损的诊断价值较高。但本研究样本量偏小，缺乏金标准和心肌病检结果对照，仅对SSc患者左心室整体应变值进行了探讨，未涉及局部节段心肌应变值，有待进一步研究。

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Evaluation of Left Ventricular Global Systolic Function in Patients with Systemic Sclerosis by Three-Dimensional Speckle Tracking Imaging

XiongYuntao1,CaoLiting2,CaiXiaohong2,WeiJin3,LiuJianping3,YangHao4.

1.DepartmentofUltrasonography,AffiliatedHospitalofChengduUniversity,Chengdu610000,China; 2.MedicalImagingKeyLaboratoryofSichuanProvince,DepartmentofUltrasonography,AffiliatedHospitalofNorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,China; 3.DepartmentofRheumatism,AffiliatedHospitalofNorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,China; 4.DermatologicalDepartment,AffiliatedHospitalofNorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,China

ObjectiveTo evaluate the global systolic function of left ventricle by three-dimensional speckle tracking imaging (3D-STI) in patients with systemic sclerosis (SSc) and determine the diagnostic value of all global strain parameters in detecting cardiac function damage of SSc. MethodsA total of 34 cases with SSc were enrolled and put into the experiment group.18 cases were with diffuse cutaneous SSc (dcSSc) and 16 cases were with limited cutaneous SSc (lcSSc). Meanwhile, 22 healthy subjects were enrolled and put into the control group. After collecting full-volume image of apical four-chamber, the software of 3D-STI Offline Analysis was applied to acquire the data including left ventricular global area peak systolic strain (GAS), global circumferential peak systolic strain (GCS), global longitudinal peak systolic strain (GLS), global radial peak systolic strain(GRS) and left ventricular ejection fraction (LVEF). The global strain values to diagnose cardiac function damage were analyzed by the receiver operating characteristic (ROC) curve. ResultsThe experiment group was significantly lower in GAS, GCS, GLS and GRS of left ventricle than the control group (P<0.05). The dsSSc group was lower in GAS, GCS, GLS, and GRS of left ventricle than the lcSSC group, but there were significant differences in GAS and GLS between the two groups (P<0.05). According to the ROC curve, the area under the curve (AUC) of GAS to diagnose cardiac function damage was the largest with 0.877. The sensitivity and specificity were 88.2% and 77.3% respectively when the catoff value of GAS was -29.34%. ConclusionThe longitudinal, circumferential and radial systolic functions have been damaged to varying degree in patients with SSc. The 3D-STI analysis can be used to detect subtle global systolic dysfunction of left ventricle at an early stage. It is the most accurate to diagnose the cardiac function damage by detecting GAS than the other global strain parameters.

Systemic sclerosis; Speckle tracking imaging; Three-dimensional; Strain; Cardiac function; Left ventricle

10.3969/j.issn.1674-2257.2016.04.017

R455.1

A

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1705.R.20160613.1054.018.html