徐 瑞，牛瑜琳，申凯凯，丁 晓，王一洒，陈纪昀，朱好辉，袁建军

(河南省人民医院超声科，河南 郑州 450003)

急性心肌梗死(acute myocardial infarction, AMI)由冠心病发展而来，冠状动脉内粥样硬化斑块不断发展致冠状动脉血管管腔狭窄甚至闭塞，引起局部心肌供血不足、心肌坏死，进而出现心肌收缩力减弱、左心室收缩功能降低。无创心肌做功(myocardial work, MW)技术是研究左心室收缩功能的新手段，联合心肌形变和左心室压力，可无创获得左心室压力-应变环(pressure-strain loop, PSL)，进而量化MW[1-2]。本研究采用MW技术评价AMI患者左心室收缩功能，观察其临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2019年5月—10月河南省人民医院收治的30例AMI患者(AMI组)，男16例，女14例，年龄30～60岁，平均(54.3±11.4)岁。纳入标准：①符合2007年美国心脏病学会/美国心脏病学会基金会发布的诊断AMI标准；②心肌酶学、心电图、超声心动图及冠状动脉造影均符合AMI诊断。排除标准：①陈旧性心肌梗死；②先天性心脏病、心律失常、心脏瓣膜病及心肌病等；③原发性高血压、糖尿病及严重肝肾疾病等可能影响心肌功能的疾病；④妊娠、哺乳期妇女、肥胖及图像不清晰；⑤超声检查发现锁骨下动脉、腋动脉、肱动脉存在狭窄性病变，可能致肱动脉收缩压不能反映真实中心动脉压。另选同期30名健康志愿者作为对照组，男18名，女12名，年龄31～60岁，平均(53.1±8.6)岁。本研究经院医学伦理委员会批准[(2019)伦审第(34)号]，受检者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Vivid E95超声诊断仪，M5s心脏探头，探头频率1.5～4.0 MHz；配备EchoPAC工作站。由2名工作10年以上超声科副主任医师完成所有超声图像采集及参数测量。

1.2.1 常规超声参数测量 嘱受检者平卧，休息10 min，于其平静呼吸状态下进行超声心动图检查。于胸骨旁左心室长轴切面分别测量左心室舒张末期内径(left ventricular end-diastolic diameter, LVEDD)、左心室收缩末期内径(left ventricular end-systolic diameter, LVESD)、室间隔舒张末期厚度(interventricular septum thickness at end-diastolic, IVSD)及左心室后壁舒张末期厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastolic, LVPWD)；采用Biplane Simpson法测量左心室舒张末期容积(left ventricular end-diastolic volume, LVEDV)、左心室收缩末期容积(left ventricular end-systolic volume, LVESV)、每搏量(stroke volume, SV)及左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)。计算心输出量(cardiac output, CO)，CO=SV×心率。测量二尖瓣口舒张早期峰值流速(E)、二尖瓣后叶瓣环组织多普勒速度(e)，计算E/e。计算左心室质量指数(left ventricular mass index, LVMI)，LVMI=左心室质量(left ventricular mass，LVM)/体表面积(body surface area, BSA)，根据Devereux公式计算LVM：LVM=0.8×1.04[(LVEDD+LVPWD+IVSD)3-LVEDD3]+0.6，BSA(m2)=0.006 1×身高(cm)+0.012 8×体质量(kg)-0.152 9，于心尖四腔心切面测量二尖瓣反流面积(mitral regurgitation, MR)。

1.2.2 测量MW参数 采用袖带法测量双上肢肱动脉血压，取双侧平均值并记录，如双侧肱动脉收缩压相差>20 mmHg，则进一步对无名动脉、锁骨下动脉、腋动脉及肱动进行超声检查，观察是否因其存在狭窄性病变而不能真实反映中心动脉压。分别采集心尖四腔心、三腔心、两腔心3个心动周期的动态图像，清晰显示心内膜及心外膜，且图像帧频60～90帧/秒，存储图像并导入EchoPAC进行脱机分析。于Q-Analysis/2D Strain界面分别打开心尖四腔心、三腔心及两腔心图像，手动描记左心室心内膜曲线，点击Myocardial Work，进入MW分析模式，通过心尖长轴切面软件自动识别确定主动脉瓣关闭时间；输入受检者血压值，软件自动显示LV-PSL及MW参数，包括左心室整体有用功(global constructive work, GCW)、整体无用功(global wasted work, GWW)、整体做功效率(global work efficiency, GWE)、整体做功指数(global work index, GWI)、整体长轴应变(global longitudinal strain, GLS)及峰值应变离散度(peak strain dispersion, PSD)。

1.3 统计学分析 采用SPSS 17.0统计分析软件。计量资料以±s表示，2组间比较采用独立样本t检验；计数资料比较采用χ2检验。采用Pearson相关性分析观察AMI患者GCW与LVEF、GLS的相关性；重复性检验采用Bland-Ahman分析法。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料及常规超声心动图参数 AMI组与对照组间性别、年龄、身高、体质量、BSA、BMI、心率及血压差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。与对照组比较，AMI组LVEDD、LVESD、IVSD、LVEDV、LVESV、E/e、LVM、LVMI、MR值均增大(P均<0.05)，LVEF、E、e值均减低(P均<0.05)；2组间SV、CO、LVPWD差异均无统计学意义(P均>0.05)；见表2。

表1 AMI组与对照组间一般资料比较(±s，n=30)

表1 AMI组与对照组间一般资料比较(±s，n=30)

组别男/女(例/名)年龄(岁)身高(cm)体质量(kg)BSA(m2)BMI(kg/m2)心率(次/分)收缩压(mmHg)舒张压(mmHg)AMI组16/1454.31±11.42167.34±6.9164.34±11.341.70±0.1622.86±3.1369.41±12.46131.83±20.2988.62±10.86对照组18/1253.14±8.63163.31±13.0964.27±10.591.70±0.1424.51±6.4071.51±9.11118.90±7.9585.55±7.26t/χ2值2.3620.4721.3100.0240.097-1.203-0.7270.2521.351P值0.1010.6410.2010.9810.9240.2390.4730.8030.186

表2 AMI组与对照组间常规超声心动图参数比较(±s，n=30)

表2 AMI组与对照组间常规超声心动图参数比较(±s，n=30)

组别LVEDD(mm)LVESD(mm)IVSD(mm)LVPWD(mm)LVEDV(ml)LVESV(ml)SV(ml)LVEF(%)AMI组53.51±8.0138.68±9.059.41±0.778.82±0.88114.90±43.6456.24±30.3958.31±20.5352.89±12.53对照组45.37±4.1428.93±2.348.86±0.858.93±0.9279.58±18.5627.55±7.2952.82±13.1066.31±5.35t值4.7325.3382.339-0.4143.8094.7951.152-5.039P值<0.001<0.0010.0270.6820.001<0.0010.259<0.001组别CO(L/min)E(cm/s)e(cm/s)E/eLVM(g)LVMI(g/m2)MR(cm2)AMI组3.54±1.220.57±0.230.07±0.038.60±4.67177.52±65.97104.11±23.673.27±0.89对照组3.80±1.120.92±0.130.15±0.038.06±1.25117.72±24.0268.82±18.801.12±0.65t值-0.814-8.217-8.8532.8374.4772.9632.174P值0.423<0.001<0.0010.008<0.0010.0060.037

2.2 MW参数 与对照组比较，AMI组GCW、GWE、GWI均降低(P均<0.05)，GWW、GLS、PSD均增高(P均<0.05)，见表3，图1、2。

图1 AMI患者，女，55岁，MW各参数及左心室PSL图 图2 正常对照者，女，49岁，MW各参数及左心室PSL图

表3 AMI组与对照组间MW参数比较(±s，n=30)

表3 AMI组与对照组间MW参数比较(±s，n=30)

组别GCW(mmHg%)GWW(mmHg%)GWE(%)GWI(mmHg%)GLS(%)PSD(ms)AMI组1374.51±511.34153.62±71.7485.00±9.181225.90±501.13-11.10±4.9584.96±51.39对照组2314.22±199.1951.86±22.0897.03±0.982009.31±212.15-21.03±1.8833.27±11.57t值-8.9757.331-7.143-7.5099.5955.110P值<0.001<0.001<0.001<0.0010.000<0.001

2.3 相关性分析 AMI患者GCW与LVEF呈正相关(r=0.573，P=0.001)，GCW与GLS呈负相关(r=-0.880，P<0.001)，见图3、4。

图3 AMI患者GCW与LVEF相关性散点图 图4 AMI患者GCW与GLS相关性散点图

3 讨论

近年来，心肌形变分析技术如组织多普勒成像(tissue Doppler imaging, TDI)、斑点追踪成像(speckle tracking imaging, STE)等发展迅速。相对于传统心肌评估参数如LVEF，心肌形变分析可检测各种心脏疾病早期亚临床左心室功能障碍，是评估左心室收缩功能的可靠工具[3-5]，但具有相对负荷依赖性，无法考虑前后负荷变化，且不能反映心肌代谢需求和需氧量[6-7]，存在一定局限性。无创测量左心室PSL可提供左心室收缩性、弹性、能量和做功效率等参数。左心室收缩时，PSL面积与心肌耗氧量呈线性相关。在此基础上，RUSSELL等[8]将血压与STE相结合，构建了可无创量化左心室功能的新方法——左心室PSL，由此可获得左心室GCW、GWW、GWE、GWI、GLS和PSD等参数；其中GCW反映左心室收缩射血做功，为收缩期心肌细胞缩短及等容舒张期心肌细胞延长所做功之和；GWW反映左心室射血无用功，为收缩期心肌细胞延长及等容舒张期缩短所做的总功；GWE由公式GCW/(GCW+GWW)计算得来，反映左心室GWE；GWI则反映自二尖瓣关闭到开放左心室PSL范围内的总工作量[9]。

本研究采用MW技术评价AMI患者左心室心肌功能，结果显示AMI组左心室GCW、GWE、GWI均较对照组减低，而GWW、GLS、PSD升高；原因可能是AMI导致心肌血供突然减少或中断，心肌代谢从有氧代谢转变为无氧代谢，供应心肌的能量减少，使相应缺血区域收缩期心肌纤维缩短幅度减小，等容舒张期心肌纤维延长受限，使左心室所做有效功减低，而收缩期心肌纤维延长幅度及等容舒张期心肌纤维缩短幅度均增大，使左心室所做无效功增多，导致左心室GWI及GWE均减低。心内膜下心肌呈右手螺旋形，决定心肌纵向运动[10]。AMI患者出现心肌缺血时，首先表现为心内膜下心肌血流量减少，纵向心肌最先受损而运动减低，心肌长轴应变减低，GLS值增大。随着心肌缺血逐渐进展，心肌收缩程度降低、运动迟缓且不同步，心肌机械运动离散度高，即PSD值增高。心肌梗死后数小时即可发生心肌重构，厚度相对正常供血节段心室壁增加，故LVM、LVMI增大。

本研究AMI组GCW与LVEF呈正相关，与GLS呈负相关。左心室收缩运动由3部分组成，即基底至心尖部纵向缩短、心外膜朝向心内膜径向增厚及圆周旋转和缩短[11]。心脏收缩时，所有心肌节段都以同步方式运动，产生GCW，有助于心肌形变所有成分均可产生MW，特别是产生反映左心室射血的GCW，故GCW与心肌长轴应变密切相关。与传统意义反映左心室射血参数LVEF机制相似。

本研究存在一定局限性：①样本量较小；②MW技术以肱动脉压代替中心动脉压，而中心动脉压可能由于外周压力增加或腋动脉、肱动脉及锁骨下动脉疾病等原因而与肱动脉收缩压不一致，但本研究对所有受检者均已通过超声检查排除锁骨下动脉、腋动脉、肱动脉狭窄性病变；③测量准确性依赖于准确的左心室纵向应变分析，对二维图像帧频及心内膜显示清晰度要求较高。

综上所述，利用MW技术可早期、简便、准确地评估AMI患者左心室收缩功能变化，为临床诊断及随访提供参考。