论文摘要
背景经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）作为冠心病的治疗方法之一，已得到广泛应用。冠心病患者的预后与左心功能关系密切，左室整体功能正常与否取决于各节段室壁运动状态和相互间的协调性。当左室收缩异常的节段超过左室全部节段的10％时，将出现左室射血分数下降。早期研究已发现，心内膜下心肌对缺氧的耐受力差，心内膜下的纵行纤维比心肌中层或外层纤维容易较早受到各种疾病的侵袭，心肌缺血首先影响心内膜下心肌。因此，早期检出缺血心肌，准确评价缺血心肌的功能状态和心功能变化，为PCI治疗适应证的选择及评价PCI术的疗效具有重要的临床意义。然而，目前无创性评价心肌缺血的方法学仍处于研究阶段。近年来，局部心肌功能的应变率显像和实时三维超声心动图研究已受到重视，但是在评价缺血心肌局部功能及其再灌注后功能恢复方面仍存在许多重大问题亟待解决。（1）不同狭窄程度冠状动脉供血心肌节段应变率是否存在一定的规律性?在进行PCI治疗后它们又是如何变化的?（2）心内膜和心外膜下缺血心肌应变率及其梯度是怎么变化的?在进行PCI治疗后又是如何变化的?（3）不同狭窄程度冠状动脉供血心肌节段局部心肌功能是否存在变化规律?接受PCI治疗后的缺血心肌功能改善如何?（4）不同的评价方法测定缺血心肌功能改变的敏感性如何?上述问题构成了本课题的设计思路和研究目的。研究目的（1）探讨不同狭窄程度冠状动脉供血心肌节段应变率的变化规律以及接受PCI治疗后的变化情况，以明确冠状动脉狭窄程度与心肌局部功能的关系；（2）观察心内膜和心外膜下缺血心肌应变率及其梯度变化规律，以探讨早期检测心肌缺血及评价PCI治疗效果的无创性方法；（3）探讨应用实时三维超声心动图技术测量的不同狭窄程度冠状动脉供血心肌节段局部心肌的功能状态以及PCI治疗后的变化情况，以明确心肌缺血严重程度与心肌局部做功的关系；（4）探讨不同的评价方法测定缺血心肌功能改变的敏感性。资料与方法1．研究对象选择2006年7～11月经本院冠状动脉造影确诊左冠状动脉和右冠状动脉及其分支中至少有一支狭窄＞70％并进行PCI治疗的冠状动脉硬化性心脏病患者35例，其中男性患者32例，女性患者3例，年龄35～75岁，平均（53.2±8.8）岁。其中包括急性心肌梗死7例，陈旧性心肌梗死3例，不稳定性心绞痛25例。所有患者均为窦性心率，心功能Ⅰ～Ⅲ级。所有受检者均以标准Judkins法于多方位、多角度作选择性左、右冠脉造影。根据狭窄程度与血流之间的影响关系，特别是对基础血流的影响程度，将冠状动脉狭窄程度分为4级：1级轻度狭窄（＜50％）；2级为中度狭窄（50％～75％）；3级为高度狭窄（76％～99％）；4级为完全闭塞（100％）。分析左室17节段到达峰值收缩时间的标准差（Tmsv）时，由于样本量较少，我们根据狭窄最重的冠状动脉的程度将28个患者分为两组：甲组，22例，狭窄最重的冠状动脉程度≤75％；乙组，6例，狭窄最重的冠状动脉程度为＞75％。2．仪器设备2．1美国GE公司生产的VIVID7型彩色超声诊断仪，M3S探头频率为2.0～4.0MHz，该机带有应变率显像分析软件。2．2荷兰PHILIPS公司生产的SONOS 7500型彩色多普勒超声诊断仪，X4探头频率2.0～4.0MHz，该机配备实时三维超声成像技术。3．超声研究方法3．1经胸超声心动图检查在冠状动脉介入治疗前、治疗后1周和1个月进行超声心动图检查，采集二维超声心动图图像、组织多普勒图像和三维数据库信息。3．2图像处理与分析3．2．1应变率数据分析在心尖四腔心切面观分析室间隔和侧壁，心尖两腔心切面观分析前壁和下壁。根据美国超声心动图学会2002年推荐的17节段划分法，每个室壁分为基底段、中间段和心尖段，再加上心尖部位。每段分为心内膜下心肌层和心外膜下心肌层。取样容积为8×8mm，置于每个心肌节段的心肌处。取样容积为3×3mm，置于每个节段的心内膜下和心外膜下心肌处。获取SRI曲线，测量收缩期、舒张早期和舒张晚期各取样点心肌沿长轴的峰值应变率（分别为S、E和A）。3．2．2三维数据分析启动供脱机分析的PHILIPS彩色多普勒超声心动图QLAB分析软件，导入全容积图像，点击3DQ Advanced，分别于舒张期及收缩期标记二尖瓣瓣环及心尖，并手动勾画出左心室心内膜边缘，然后系统自动分析给出左室整体及17节段局部的容积及射血分数曲线。分别测量左室整体收缩末容积（ESV）、舒张末容积（EDV）及左室整体射血分数（EF）；左室局部收缩末容积（RESV）、局部舒张末容积（REDV）及左室局部射血分数（REF）。3．2．3敏感度与特异度计算利用冠状动脉正常组求出正常心肌的应变率及三维超声指标的正常值范围（（?）±1.96s）。分别求出这些指标诊断各个级别的心肌功能下降的敏感性、特异性和Youden指数。Youden指数的取值范围是（-1，+1），一种诊断方法的Youden指数越接近+1，则这种诊断方法的诊断准确性越好。3．2．4统计学分析应用SPSS 13.0统计软件进行统计学分析，计量资料均以均数±标准差（（?）±s）表示。不同狭窄程度心肌节段同一指标PCI术前后应变率比较采用重复测量方差分析，心内膜与心外膜下心肌同一指标的比较采用配对t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。结果1．应变率各项参数的变化1．1术前各心肌节段左室长轴方向应变率变化1．1．1术前各心肌节段左室长轴方向应变率变化正常和狭窄程度为1级的冠状动脉供血的心内膜和心外膜下心肌节段应变率—时间曲线轮廓整齐，包含三个主要波峰，位于基线下方的收缩期S峰，以及位于基线上方的舒张期E峰和A峰。随着狭窄程度加重，应变率—时间曲线变得紊乱，S、E、A值显著降低甚至倒转。随着狭窄程度加重，心肌应变率峰值S、E和A值逐渐降低（p＜0.05），但正常组、1级和2级组间无显著差异（p＞0.05）。1．1．2术前各心肌节段内膜或外膜下心肌左室长轴方向应变率变化正常和狭窄程度为1级的冠状动脉供血的心内膜和心外膜下心肌节段应变率—时间曲线轮廓整齐，包含三个主要波峰，位于基线下方的收缩期S峰，以及位于基线上方的舒张期E峰和A峰。随着狭窄程度加重，应变率—时间曲线变得紊乱，S、E、A值显著降低甚至倒转。在正常和狭窄程度小于3级的冠状动脉供血心肌节段，心内膜下心肌应变率峰值S、E、A值明显大于心外膜下心肌（p＜0.05）。但在4级的冠状动脉供血心肌节段，心内膜下心肌的应变率峰值和心外膜下心肌无显著性差异（p＞0.05）。1．2 PCI治疗术前后心肌节段左室长轴方向应变率比较1．2．1 PCI治疗术前后心肌节段左室长轴方向应变率比较PCI治疗术后在狭窄冠状动脉供血心肌节段的应变率—时间曲线由杂乱变得整齐，低平或倒转的S、E、A也升高或恢复。未经治疗的正常和狭窄程度为1级的冠状动脉供应心肌节段随着时间推移S、E和A值与术前差异均无显著性（p＞0.05）。狭窄程度大于3级的各个级别冠状动脉供血心肌节段心肌的S、E和A值在PCI治疗后1周和1个月与治疗前相比均显著性增大（p＜0.05）。1．2．2 PCI治疗术前后心肌节段内膜或外膜左室长轴方向应变率比较PCI治疗术后在狭窄冠状动脉供血心肌节段内膜或外膜下心肌的应变率—时间曲线由杂乱变得整齐，低平或倒转的S、E、A也升高或恢复。未经治疗的正常和狭窄程度为1级的冠状动脉供应心肌节段随着时间推移S、E和A值与术前差异均无显著性（p＞0.05）。狭窄程度大于2级的各个级别冠状动脉供血心肌节段内膜或外膜下心肌的S、E和A值在PCI治疗后1周和1个月与治疗前相比均显著性增大（p＜0.05）。术后1个月时，2级冠状动脉供血心肌节段心内膜下心肌的E和A的变化率与术后1周时比较明显增加（p＜0.05），心外膜下心肌的A的变化率比术前1周增加明显。3级冠状动脉供血心肌节段内膜下心肌的S、E和A的变化率在术后1个月时均比术前1周增加明显（p＜0.05），心外膜下心肌的E和A变化率术后1个月和术后1周比较增加明显（p＜0.05）。4级冠状动脉供血心肌节段的心内膜下心肌只有E的术后1个月变化率大于术后1周（p＜0.05），心外膜下心肌的S和A的变化率在术后1个月比术后1周明显增加（p＜0.05）。冠状动脉供血心肌节段心内膜下心肌应变率峰值S、E和A的变化率与心外膜下心肌相比，2级冠状动脉供血心肌节段在术后1个月时心内膜下心肌明显高于心外膜下心肌（p＜0.05）；3级冠状动脉供血心肌节段在术后1周和1个月时心内膜下心肌均明显高于心外膜下心肌（p＜0.05）；4级冠状动脉供血心肌节段在术后1周和1个月时心内膜下心肌均明显低于心外膜下心肌（p＜0.05）。2．应变率峰值梯度的测量收缩期峰值应变率梯度（SG）：术前4级狭窄冠状动脉的SG为正值，与正常、1级、2级和3级的负值相比有显著性差别（p＜0.05），而正常、1级、2级和3级各级间无明显差异（p＞0.05）。术后1个月内各级冠状动脉供血心肌节段SG变化均无显著差异（p＞0.05）。舒张早期峰值应变率梯度（EG）：术前4级狭窄冠状动脉供血心肌节段的负值EG与正常、1级、2级和3级的正值EG差别均有显著性（p＜0.05），2级和3级比正常、1级显著下降（p＜0.05）。2级EG在术后1个月时比术前显著增加（p＜0.05），3级EG在术后1周时比术前明显增加（p＜0.05）。舒张晚期峰值应变率梯度（AG）：术前4级狭窄冠状动脉的负值AG与正常、1级、2级和3级的正值AG差别均有显著性（p＜0.05），而正常、1级、2级和3级各级间无明显差异（p＞0.05）。2级AG在术后1个月时比术前显著增加（p＜0.05），3级AG在术后1周时比术前明显增大（p＜0.05）。3．收缩期后缩短（post systolic shortening，PSS）的测量正常冠状动脉供血心肌节段中有40％的心肌节段在等容舒张期出现负相波PSS，但峰值较低，狭窄程度大于或等于2级的冠状动脉供血的心肌节段在等容舒张期出现大的异常负相PSS。1级、2级、3级和4级狭窄的冠状动脉供血心肌节段存在PSS的节段所占比例分别为41％、58％、53％和50％。PSS峰值在正常冠状动脉供血心肌节段和狭窄程度1级的冠状动脉供血心肌节段没有显著差异（P＞0.05）。狭窄程度为2级、3级和4级的冠状动脉供血心肌节段的PSS峰值均比正常冠状动脉供血心肌节段明显增大（P＜0.05），但它们各组之间无差别（P＞0.05）。2级和3级冠状动脉供血心肌节段的PSS峰值在术后1周时比术前明显降低（P＜0.05），4级在术后1个月时与术前比较明显降低（P＜0.05）。4．实时三维超声各项测量指标的变化4．1左室整体指标的比较左室整体EDV在术后1周和1个月与术前相比逐渐降低，但均无显著变化（P＞0.05）；ESV在术后1周与术前没有显著差异（P＞0.05），术后1个月与术前和术后1周相比显著降低（P＜0.05）；EF和SV在术后1周和术后1个月均比术前显著增加（P＜0.05）。4．2术前不同分组间各测量指标的比较本研究将不同狭窄程度冠状动脉供血心肌节段术前的REF、REDV和RESV进行比较，发现随着狭窄程度加重REF逐渐降低，1级、2级、3级和4级组均比正常节段显著降低（p＜0.05），但正常、1级和2级组间无明显差异（p＞0.05），3级和4级组间无显著差异（p＞0.05）；EDV逐渐增加，正常节段和1级无显著性差异（p＞0.05），2级、3级和4级各个级别间差异无显著性（p＞0.05），但2级、3级和4级组均比正常和1级组显著增加（p＜0.05）；ESV逐渐增加，正常节段、1级和2级组无显著性差异（p＞0.05），3级和4级各个级别间差异无显著性（p＞0.05），但3级和4级组均比正常、1级和2级组显著增加（p＜0.05）。4．3 PCI术前后不同分组间各测量指标的变化本研究将不同狭窄程度冠状动脉供血心肌节段术前、术后1周和1个月的REF、EDV和ESV进行比较，发现降低的REF％随着时间延长逐渐恢复，增加的EDV和ESV也逐渐减低（p＜0.05）。在比较不同程度狭窄冠状动脉供血心肌节段恢复情况时，为了消除心肌术前的各个指标的差异对比较结果的影响，我们比较狭窄程度不同冠状动脉供血心肌节段相同指标的变化率。结果表明各个级别间实时三维超声指标REF、EDV和ESV的变化率相互间差别无显著性（p＞0.05）。4．4左室收缩协调性的研究术前乙组的Tmsv-16-SD、Tmsv-16-Dif、Tmsv-12-SD、Tmsv-12-Dif、Tmsv-6-SD、Tmsv-6-Dif、Tmsv-16-SD％、Tmsv-16-Dif％、Tmsv-12-SD％、Tmsv-12-Dif％、Tmsv-6-SD％和Tmsv-6-Dif％均大于甲组，但只有Tmsv-6-SD、Tmsv-16-SD％、Tmsv-16-Dif％、Tmsv-12-Dif％、Tmsv-6-Dif％有统计学意义（p＜0.05）。术后1周时，甲组和乙组的Tmsv-16-SD、Tmsv-16-Dif、Tmsv-12-SD、Tmsv-12-Dif、Tmsv-6-SD、Tmsv-6-Dif、Tmsv-16-SD％、Tmsv-16-Dif％、Tmsv-12-SD％、Tmsv-12-Dif％、Tmsv-6-SD％和Tmsv-6-Dif％与术前比较均没有明显变化（p＞0.05）。术后1月时，甲组Tmsv-12-Dif和Tmsv-12-SD％明显降低（p＜0.05），乙组Tmsv-6-SD、Tmsv-12-Dif和Tmsv-16-SD％明显降低（p＜0.05）。4．5定量指标的诊断价值各种评价心肌功能的测量方法都能够检测出缺血心肌的功能改变。通过比较这几种方法诊断缺血心肌的敏感度和特异度，我们发现在2级组，心内膜下心肌的收缩期应变率和舒张早期应变率Youden指数分别为0.56和0.53，而其它诊断指标均低于0.5。3级和4级组除了心外膜下心肌舒张晚期应变率和心内外膜下心肌舒张晚期应变率梯度差Youden指数小于0.21外，其它的均接近于0.50。结论（1）随着冠状动脉狭窄程度加重其供血心肌节段应变率峰值逐渐降低，接受PCI治疗后应变率峰值随着时间延长而增加，表明应变率可反映冠状动脉狭窄程度。（2）正常冠状动脉供血心肌节段心内膜和心外膜下心肌应变率峰值具有明显的差别和内外膜下心肌应变率梯度明显存在。随着狭窄程度加重，心内膜下和心外膜下心肌应变率逐渐下降，内外膜下心肌应变率梯度逐渐减小，甚至消失。心内膜下心肌的应变率比心外膜下心肌更早表现受损，舒张早期应变率比收缩期应变率更早受损。接受PCI治疗后这种差别逐渐明显以及梯度逐渐增加，舒张期心内膜和心外膜下应变率及其梯度较早恢复。表明内外膜应变率的差别和梯度差可反映冠状动脉狭窄程度，并可评价PCI效果。（3）随着狭窄程度加重，其供血心肌节段局部容积比正常心肌节段增加，整体和局部射血分数均比正常心肌节段降低，接受PCI治疗后都可明显的改善，表明三维超声测量可反映缺血心肌功能状态。（4）各种评价心肌功能的测量方法都能够检测出缺血心肌的功能改变，对心内膜的应变率进行测量具有更高的敏感性和特异性，可以更早期的诊断缺血心肌的存在，并提示适时的PCI治疗能够很好的提高冠心病患者的心肌功能。