实时三维超声心动图定量评估冠状动脉狭窄程度及左室收缩非同步运动的价值

发布时间：2018-05-31 20:56

本文选题：超声心动描记术 + 实时三维　；参考：《南方医科大学》2014年博士论文

【摘要】：第一部分三维超声多节段收缩非同步参数评价冠脉狭窄价值及其与收缩功能关系背景：冠心病患者冠状动脉狭窄后,由于局部心肌组织供血不足,缺血节段心肌功能发生异常,机械舒缩运动能力减弱,缺血节段与非缺血心肌节段收缩运动幅度及收缩舒张同步协调性异常,易导致不同程度的心室机械收缩非同步运动现象,该现象主要发生于左心室各节段。冠脉狭窄后心室整体与节段机械收缩非同步可能直接影响着患者的心功能。那么当冠脉发生不同程度狭窄后,其所供应的节段心肌机械收缩同步运动状况变化及其与狭窄程度间的关系如何?目前对冠脉狭窄后节段收缩非同步运动如何无创性检测及其对心脏整体功能的影响程度等问题均鲜有报道。虽然冠状动脉造影检查可以明确检测出冠脉有无病变,但尚无法准确评估冠脉狭窄后心肌节段的功能改变及机械收缩同步运动的变化。目前临床上对于“机械收缩非同步运动”主要依赖QRS波群时限延长的程度,但有多项临床研究显示单纯依赖心电图QRS波群的宽度并无法准确反映机械收缩运动非同步。因此如何准确、合理的确定有无机械收缩非同步运动以及有效评价的指标,能更好的为冠脉狭窄患者的病情综合评估提供一定的参考价值。另外已有研究表明氨基末端脑钠肽前体(NT-proBNP)可反映心肌受损及冠脉狭窄程度,本研究旨在应用实时三维超声心动图技术、联合运用冠状动脉造影检查,针对冠状动脉不同程度狭窄的冠心病患者,结合心肌多节段非同步运动功能参数与血浆NT-proBNP浓度,探讨用来无创性评估冠脉狭窄程度的多种参数,逆向推断有无冠脉狭窄及其程度,从而为可疑冠脉狭窄患者是否需要行进一步行冠脉造影检查提供一种初步筛选方法。目的：(1)观察冠脉狭窄后心室节段机械收缩非同步运动改变及对其进行无创性评估；(2)探索利用实时三维超声多节段非同步参数评估不同程度冠脉狭窄的价值；(3)探讨左室机械收缩非同步运动与不同程度冠脉狭窄及整体收缩功能间关系；(4)探讨三维超声多节段收缩非同步参数评价冠脉狭窄程度75%的截点值以及预测狭窄程度的灵敏度和特异度,从而为临床可疑冠脉狭窄的评判提供一种初步筛选方法。方法：(1)自2010年1月至2014年6月来我院就诊的冠心病患者,均进行了冠脉造影检查,依据造影结果对不同程度的冠状动脉左主干／前降支狭窄患者进行分组,狭窄程度75%为A组(重度狭窄组)共152例,狭窄程度50%-75%为B组(轻-中度狭窄组)共211例,同时选择冠脉造影显示冠脉分支无狭窄者124例作为C组(对照组)。(2)常规记录所有入选者年龄、身高、体重、心率、血压及有无糖尿病史等一般临床资料。(3)冠脉造影方法：临床可疑冠脉狭窄患者,选择股动脉或肱动脉穿刺点,消毒铺巾后,利多卡因行局部麻醉,使用Siemens公司生产的DIGITRONⅡ型DSA仪,采用Seldinger's法建立股动脉或桡动脉通道,用Judkins法分别向左右冠状动脉注入造影剂欧乃派克,行左冠状动脉4-6个标准体位、右冠状动脉2-3个标准体位常规造影,冠脉狭窄程度由2名心血管专业人员经与标准造影导管对比得出。(4)血浆NT-proBNP浓度测定：患者行冠状动脉造影前抽取周围静脉血3-4ml留取样本,置于含有EDTA-Na2抗凝剂的试管中并离心分离血浆,仪器为美国Roche公司的Elecsys2010全自动免疫分析仪,试剂盒选用Roche公司的脑利钠肽前体诊断试剂盒,严格按试剂规定方式操作,采用电化学发光双抗体夹心免疫法由相应专业技术人员完成血浆NT-proBNP浓度检测。利用ROC曲线评估NT-proBNP浓度预测冠状动脉狭窄程度75%的灵敏度、特异度及其与三维多节段收缩非同步参数间相关性。(5)实时三维超声心动图检查：采用Philips iE-33彩色多普勒超声诊断仪实时三维超声心动图三维容积成像功能,同步获取实时多平面图像,利用Qlab定量分析软件得出评价左室同步运动的观察指标有：左室16、12、6节段达收缩末最小容积的时间标准差(TmsvSD-16、TmsvSD-12、TmsvSD-6)、以及上述各参数经心率校正后值TmsvSD-16%、TmsvSD-12％、TmsvSD-6%,即非同步指数(16R-SDI、12R-SDI、6R-SDI),同时得出三维超声左室整体与多节段容积—时间曲线图、时间—位移参数图,通过对所要观察的冠脉狭窄患者间的多节段非同步指标参数、曲线图形等进行比较,分析不同程度狭窄在心脏整体收缩功能尚未发生明显降低的情况下,及早对其进行多节段非同步参数改变状况评估,并与左室射血分数及血浆NT-proBNP间进行相关性比较,利用ROC曲线对多节段收缩非同步参数评估不同程度冠脉狭窄的截点值、灵敏度、特异度,同时找出有价值的指标用于评价其预测狭窄程度的价值,以期能获得相对客观、准确的判断冠心病患者心室机械收缩运动非同步状况方法。统计分析方法：采用SPSS16.0软件进行数据处理与分析。计量资料以均数±标准差(x±s)表示,计数资料以百分比(%)表示,率的比较采用卡方检验。一般临床资料的组间均数比较采用两独立样本t检验。多组间比较采用单向方差分析。对于呈非正态分布的检测指标,两组间均数比较采用两独立样本秩和检验(Mann-Whitney U检验)；两组数据间相关性分析,符合正态分布者采用Pearson法分析,不符合正态分布者采用Spearman法分析。两指标间的相关性检验采用直线相关分析方法。多节段非同步参数对冠脉狭窄程度的预测价值采用受试者诊断特征曲线(receiver operator curve, ROC)进行评估,计算曲线下面积(area under curve, AUC)并进行检验。P0.05为差异有统计学意义,P0.01为差异有显著统计学意义。结果：(1)三组间一般临床资料比较A组、B组、C组间年龄、身高、体重等指标差异无统计学意义,心率、LVEF、 NT-proBNP等指标间差异有统计学意义(P0.05)。三组间性别差异无显著性意义(χ2=2.503,P=0.286),高血压史、糖尿病史经卡方检验显示在组间差异有统计学意义(χ2=10.482,P=0.005；χ2=10.866,P=0.004)。(2)三组间多节段收缩非同步参数间比较及其与左室射血分数间的关系A组、B组、C组间的多节段收缩非同步参数间差异具有统计学意义(P=0.000)。左室16、12、6节段达最低收缩末容积时间标准差(Tmsv16-SD、 Tmsv12-SD、Tmsv6-SD)与LVEF间亦存在着显著负相关(r=-0.761、-0.740、-0.726,均P=0.000)；左室节段收缩非同步指数(16R-SDI、12R-SDI、6R-SDI)与LVEF间呈负相关(r=-0.713、-0.699、-0.677,均P=-0.000)。(3)多节段收缩非同步参数预测冠状动脉(LM/LAD)狭窄75%的价值16R-SDI、12R-SDI、6R-SDI分别取界值6.1ms、4.5ms、3.2ms时预测冠脉左主干/前降支狭窄程度75%的灵敏度、特异度分别为89%、87%,88%、85%,82%、80%。Tmsv16-SD、Tmsvl2-SD、Tmsv6-SD分别取界值15.1ms、10.7ms、8.5ms时预测冠脉左主干/前降支狭窄程度75%的灵敏度、特异度分别为80%、74%,81%、73%,82%、71%。(4) NT-proBNP浓度与多节段非同步参数间的关系及其预测冠脉(LM/LAD)狭窄程度75%的价值Tmsv16-SD、Tmsv12-SD、Tmsv6-SD与NT-proBNP呈中等程度相关(r=0.652、0.625、0.606,均 P=0.000); 16R-SDI、12R-SDI、6R-SDI与NT-proBNP呈中等程度相关(r=0.632、0.616、0.600,均P=0.000)。NT-proBNP浓度与LVEF呈负相关(r=-0.784,P=0.000),NT-proBNP浓度取界值702.5pmol/L预测LM/LAD狭窄程度75%的灵敏度为84%、特异度为74%。(5)三组间左室多节段时间-位移参数图及容积-时间曲线形态变化时间-位移参数图于A组表现为心肌缺血区域与相邻节段出现收缩延迟(局部呈红色),无明显缺血区域区域收缩同步性较好(大多呈绿色或蓝色),节段参数图出现收缩延迟程度与冠脉狭窄程度基本呈一致性关系。容积-时间曲线图于C组表现为基本排列有序,主体呈倒立抛物线状,上升段支与下降段支起伏较一致,多节段达最低收缩末容积时间点(Tmsv)相对集中,A组、B组左室VTC互相交错不规律,运动起伏幅度不规则,上升段支与下降段支运动幅度平坦,多节段Tmsv分散,这种分布杂乱趋势随着冠状动脉狭窄程度加重而更加明显。结论：(1)冠状动脉主干或分支狭窄后可出现节段性室壁机械收缩不同步现象。三维超声多节段运动非同步参数可定量评价冠脉不同程度狭窄后心室节段机械收缩非同步运动,且节段收缩非同步运动程度与冠脉狭窄程度呈正相关关系,可作为评估冠脉狭窄患者心室壁节段收缩非同步性、病情评估的一种无创性方法,本研究认为经心率校正后的多节段收缩非同步指数(16R-SDI6.1%、 12R-SDI4.5%、6R-SDI3.2%)可用于预测冠脉左主干/前降支狭窄程度75%的阳性价值。(2)本研究通过三维超声多节段运动非同步参数结合血浆NT-proBNP浓度与CAG结果评估冠脉狭窄程度75%时的截点值、灵敏度、特异度,可用来逆向推断可疑冠心病患者冠脉有无较严重狭窄存在的可能,从而用于临床判断可疑患者是否需要行冠脉造影检查的初步筛查手段。(3)多节段运动非同步参数与左室收缩功能评价指标间存在着显著负相关,可用于定量评估冠脉狭窄后心肌节段收缩不同步导致的左室收缩功能异常。(4)左室时间-位移参数图及容积-时间曲线图,能从整体及节段角度显示心室容积、室壁运动及功能动态变化,可直观、及时地评价冠脉狭窄后左室机械收缩运动同步状况改变,故可作为评估冠状动脉不同程度狭窄后左心功能评价的一种补充方法。第二部分RT-3DE对比CAG评估冠状动脉狭窄程度的价值背景：缺血性心肌病已成为当前我国心血管疾病中常见病、多发病。目前对于缺血性心肌病的检查与诊断方法也不尽相同,目前临床较多采用的是将冠状动脉造影术(CAG)作为诊断有无冠脉狭窄及其严重程度的“金标准”,其优势是目前其他一些检查手段所无法比拟的,但同时不可否认的是作为一种有创性检查手段,CAG本身亦存在着一些不足之处,如对诊疗硬件、操作者技术水平与熟练程度要求较高,检查费用较大,且无法定量分析缺血心肌节段性功能改变等。传统超声技术通过基于检测心肌节段性运动异常,半定量评估有无冠脉狭窄病变,从而间接推测冠状动脉有无病变,但该方法主观性较强、敏感性较低,对已经出现形态改变的心室腔的评价具有局限性,且难以在同一心动周期内完成全部心肌节段图像的显示与获取,临床工作中常出现冠脉造影显示冠脉分支存在着明显狭窄而传统二维超声检查检查仍为阴性结果的现象。实时三维超声全容积成像功能可定量评价心室整体与节段容积大小、运动及功能状态,尤其对于已发生形变的房室腔的评价具有优势。理论上心室不同心肌节段的运动与功能状态应与节段心肌冠脉供血密切相关,故运用实时三维超声心动图定量检测冠脉狭窄支及无明显狭窄支所支配供血区域的运动速度、时间及容积改变等,对照冠脉造影检查结果,通过心肌各节段三维超声多参数评估,可用于逆向推断节段心肌是否存在心肌缺血及所对应的冠脉是否存在较严重狭窄,从而探讨三维超声对于评价冠脉狭窄病变的价值,以及作为一种初步筛选手段,对可疑冠脉狭窄患者是否需进行CAG等进一步有创性检查,将会对临床实际工作中产生一定的实用、补充价值。目的：(1)对比研究冠状动脉不同分支狭窄程度75%时所对应的供血室壁节段心肌运动速度、时间及容积与冠状动脉无明显狭窄支心肌运动各指标间是否具有差异性；(2)定量研究冠脉分支狭窄75%时所支配的节段与三维超声各参数间的对应关系,判断各参数与CAG检查结果间的相关性；(3)通过ROC曲线分析初步探讨上述参数作为评价冠脉狭窄程度75%的截点值、敏感度、特异度,从而为实时三维超声心动图定量分析技术用于逆向推断冠脉分支狭窄程度的预测中发挥更大的作用,并将该方法作为临床是否必要进行冠状动脉造影检查的初步筛查手段。方法：本研究采用实时三维超声技术联合冠状动脉造影(CAG)检查定量检测冠状动脉不同分支重度狭窄(狭窄程度75%)及冠状动脉无明显狭窄时左室各节段室壁运动速度、时间及局部容积变化等进行定量分析,同时结合VTC曲线及牛眼图分析,与CAG检查结果进行对比研究,探讨三维超声判断不同冠脉分支狭窄程度的价值。选取自2010年1月至2014年6月来我院就诊的拟诊断为不稳定性心绞痛且符合本研究入选条件的患者474例,所有受试对象常规心电图提示大致正常或提示T波改变、ST段压低等,常规二维超声心动图检查提示室壁运动幅度未见明显异常或轻度减弱。所有受试者均进行了CAG检查,上述受试对象CAG检查结果均显示单支动脉狭窄程度75%。依据CAG检查结果将不同分支狭窄程度75%进行分组,分别为左前降支病变组(A组)134例,左回旋支病变组(B组)105例,右冠状动脉主干病变组(C组)119例；同时选择冠状动脉造影检查各分支动脉无明显狭窄者116例作为对照组(即N组)。所有受试者均进行实时三维超声心动图分析,分析软件为Qlab 3DQ Advanced定量分析程序获取17节段容积-时间曲线及有关参数,包括节段运动幅度(EA)、运动达峰时间(TS)、射血分数(sEF),对所得多个参数进行ROC曲线分析,得出冠脉狭窄程度75%时曲线下面积及相关指标的截点值,判断上述参数预测狭窄程度75%的敏感度、特异度。统计分析软件采用SPSS 16.0分析处理软件。计量资料以均数±标准差(x±s)表示,计数资料以百分比(%)表示。一般临床资料的组间均数比较采用两独立样本t检验。多组间比较采用单向方差分析；组间数据相关性分析采用Pearson法或Spearman法分析。对三维超声各组参数变量进行ROC曲线分析,得出各参数曲线下面积,对各参数用于判断冠脉狭窄程度75%的截点值、敏感度、特异度。P0.05为差异有统计学意义,P0.01为差异有显著统计学意义。结果：(1)冠状动脉不同分支狭窄组与无狭窄组间比较：各组间年龄、性别、心率、身高、体重等各项指标差异均无统计学意义(P0.05),经卡方分析表明各组间性别分布均衡(χ2=1.995,P0.05)。冠状动脉分支狭窄组(A组、B组、C组)患者血压、血脂均高于N组(P0.05)。(2)左前降支狭窄组(A组)的前壁基底段、中间段、心尖段及前间隔基底段、中间段,下壁及侧壁心尖段平均运动幅度(EA)值、节段达峰时间(TS)及节段射血分数(sEF)小于B组、C组及N组(P0.05)。(3)回旋支狭窄组(B组)的侧壁、后壁基底段、中间段、心尖段EA、TS、sEF小于A组、C组及N组(P0.05)。(4)右冠脉狭窄组(C组)的下壁基底段、中间段、心尖段及后间隔基底段、中间段,后壁的基底段、中间段EA、TS、sEF小于A组、B组及N组(P0.05)。(5)N组左室容积-时间曲线(VTC)总体呈现倒立抛物线形,形态规则,曲线整体波幅较大,波谷接近；而A组、B组、C组的VTC曲线形态不规则,缺血节段曲线相对波幅较小,曲线走行较杂乱,部分缺血节段出现反向运动曲线。N组的左室时间-位移参数图表现为各节段为整体浅绿色,分布均匀,而A组、B组、C组左室时间-位移参数图则表现为颜色分布明显不均匀,缺血节段颜色明显变深,以红色为主,A组图像显示左室前壁、前间隔各节段表现为红色为主,B组图像则显示侧壁、后壁各节段表现为红色为主,C组图像则显示下壁、后间隔各节段表现为红色为主。(6)ROC曲线分析显示A组前壁基底段、前间隔中间段、心尖段的TS,前壁心尖段、前间隔基底段、中间段的sEF:B组侧壁中间段、心尖段、后壁基底段、中间段的EA,侧壁心尖段的sEF；C组后壁基底段、中间段的EA,后壁中间段的sEF等参数判断冠脉分支狭窄程度75%的敏感度、特异度均在80%之上,相对具有更好的诊断价值,这些参数的ROC曲线和截点值可作为评价相应冠脉分支狭窄75%的参考指标之一。结论：(1)冠状动脉分支狭窄所对应的供血节段心肌的EA、TS、sEF均小于无狭窄支供应的节段心肌,表明三维超声心动图节段室壁运动、时间及容积参数等可反映冠状动脉不同分支重度狭窄。(2)病变冠状动脉所对应的节段心肌运动速度、局部容积及运动时间均不同程度的发生异常。左室VTC参数及时间-位移参数图颜色变化可直观显示冠状动脉重度、轻-中度狭窄或无狭窄段供血区域节段心肌运动情况,据此可推断冠状动脉病变的部位、心肌缺血节段及程度。(3)冠状动脉狭窄程度与缺血节段心肌的多种参数变化存在着相关性,应用实时三维超声心动图定量检测技术,通过测量左室壁各节段运动速度、容积及时间的变化情况,逆向推测其所对应的供血冠状动脉支是否有狭窄,从而为临床冠心病患者诊断及预后随访提供了一种新的参考方法,同时可对是否需要进一步行冠状动脉造影术的患者起到初步筛选作用,从一定程度上可减轻患者不必要的身体伤害和经济负担,且有望提高冠状动脉造影术的阳性价值。(4) 本研究认为：前壁、前间隔TS取界值30-32ms,sEF取界值45.5%-47.5%可用于预测前降支狭窄75%；侧壁、后壁EA取界值5.25-5.65mm,侧壁sEF取界值48.5%可用于预测回旋支狭窄75%；后壁EA取界值6.25mm,sEF取界值48.5%-49.5%可用于预测右冠脉主干狭窄75%。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R540.45;R543.3

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