應用峰值應變離散度評價原發性高血壓患者左心室縱向收縮同步性

谷春紅，魏常華，袁建軍*，黑晶晶，張苗，劉會芳

1.河南省人民醫院心臟中心超聲科，河南鄭州 450003；2.河南省人民醫院超聲科，河南鄭州 450003；

長期高血壓常會引起左心室結構和功能的變化。研究表明，左心室心內膜下縱行心肌纖維約占左心室心肌的70%，主要參與縱向應變；且心內膜下縱行心肌對高血壓長期壓力負荷反應最敏感[1]。因此，左心室縱向峰值應變（peak systolic longitudinal strain，LPS）功能在高血壓早期即可能發生改變。既往研究表明，構型正常的高血壓患者左心室內層心肌LPS已明顯低于正常人群[2]。非左心室肥厚與左心室肥厚高血壓患者左心室節段不同水平的心內膜層 LPS較正常人群明顯減低[3]。LPS減低將會引起縱向收縮功能下降，并表現為左心室的縱向收縮不同步。同步性運動是保證心臟正常泵血的必要條件。左心室收縮同步性受損可能會導致心功能、心肌灌注和心肌儲備下降，并影響患者的生活質量和預后，也是心力衰竭惡化的獨立危險因子[4]。左心室壁心肌長軸方向的縱向運動對于維持正常心功能發揮約70%的作用[5]。因此，本研究應用基于二維斑點追蹤成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）的新參數——縱向峰值應變達峰時間離散度（peak strain dispersion，PSD）評價左心室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）保留的高血壓患者左心室18節段縱向收縮同步性改變的意義。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇 2016年 12月－2017年 5月在河南省人民醫院就診并行心臟超聲檢查的原發性高血壓病患者50例為高血壓組。納入標準：收縮壓≥140 mmHg和（或）舒張壓≥90 mmHg。排除繼發性高血壓、冠心病、糖尿病、肺心病、心肌病、心律失常、瓣膜病、肝腎功能不全等，以及經胸超聲心動圖檢查圖像質量不佳者；并根據2016年《亞洲高血壓合并左心室肥厚診治專家共識》推薦診斷左心室肥厚（left ventricular hypertrophy，LVH）的計算公式計算左心室質量指數（left ventricular mass index，LVMI）。以男性 LVMI≥115 g/m2、女性 LVMI≥95 g/m2為左心室肥厚的診斷標準[6]。

根據 LVH標準將原發性高血壓患者分為 2個亞組，即非左心室肥厚（NLVH）組21例，其中男11例，女10例；年齡23～65歲，平均（44.04±9.60）歲。LVH組29例，其中男19例，女10例；年齡27～70歲，平均（43.97±11.82）歲。同期選取年齡、性別、身高、體重相匹配的健康志愿者26例作為對照組，其中男11例，女15例；年齡25～75歲，平均（45.03±14.17）歲。對符合要求的原發性高血壓患者及對照組采集身高、體重、血壓。本研究已通過醫院倫理道德委員會批準，所有研究對象均已簽署研究知情書，自愿參加本研究。

1.2 儀器與方法 使用GE Vivid E9型彩色多普勒超聲診斷儀。二維探頭M5S，頻率2.0～4.5 MHz，幀頻50～70幀/s?；颊呷∽髠扰P位，平靜呼吸，同步記錄胸導聯心電圖。常規超聲心動圖測量左心室舒張末期內徑（left ventricle end-diastolic diameter，LVEDD）、左心室收縮末期內徑（left ventricle end-systolic diameter，LVESD）、舒張末期室間隔厚度（interventricular septal thickness，IVST）、舒張末期左心室后壁厚度（left ventricular posterior wall thickness，LVPWT），另分別采集心尖兩腔、四腔、三腔觀二維動態圖像連續3個心動周期，以DICOM格式儲存于光盤，并根據常規數據計算LVMI，應用Teichholtz公式計算LVEF。

1.3 圖像分析 采用Echopac201.54軟件對儲存的動態圖像進行脫機分析。選擇Qanalysis分析二維應變，手動描繪左心室長軸觀3個切面動態圖像的心內膜，并自動顯示相應18節段的縱向峰值應變達峰時間牛眼圖（time to peak longitudinal strain，TTPLS）及縱向峰值應變-時間曲線圖。牛眼圖中可觀察左心室每個節段與心動周期對應的 TTPLS，系統自動獲得 PSD（即 TTPLS的標準差），并計算各組左心室縱向應變達峰時間極差值（time to peak longitudinal strain range，TTPLSR）。根據縱向應變達峰時間牛眼圖的顏色分類，以黃色和紅色（至少≥1/2該節段面積）計數為不同步節段。綠色：TTPLS<主動脈瓣關閉時間（aortic valve closure time，AVC）+50 ms，為同步性正常；黃色：AVC+50 msAVC+100 ms，為同步性重度延長。分別計數3組左心室不同步節段個數（left ventricle dyssynchrony segments number，LVDSN）。每名患者測量3次，取平均值。

1.4 統計學方法 采用SPSS 19.0軟件。符合正態分布的計量資料以±s表示。方差齊時，多組間采用單因素方差分析，兩兩比較采用 LSD法。偏態分布的計量資料以M（P25～P75）表示，并取自然對數轉換，轉換后符合正態分布且方差齊者仍用單因素方差分析比較；否者用非參數檢驗，兩兩比較采用Krusksl-Wallis檢驗。兩個符合正態分布的變量間的相關性用Pearson相關分析，否則用Spearman相關分析。應用二分類變量的受試者工作特性（ROC）曲線分析診斷效能。P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料及常規參數比較 與對照組比較，NLVH組和LVH組的收縮壓與舒張壓均顯著增大，差異有統計學意義（P<0.05）；與對照組和NLVH組比較，LVH組LVEDD、LVESD、IVST、LVPWT和LVMI均顯著增大，差異均有統計學意義（P<0.05）；3組受試者身高、體重、LVEF差異無統計學意義（P>0.05）。見表1。

表1 各組受試者一般資料及左心室常規二維超聲心動圖參數比較（±s）

表1 各組受試者一般資料及左心室常規二維超聲心動圖參數比較（±s）

注：與對照組比較，*P<0.05；與 NLVH組比較，#P<0.05；LVEDD：左心室舒張末期內徑；LVESD：左心室收縮末期內徑；LVEF：左心室射血分數；IVST：室間隔厚度；LVPWT：左心室后壁厚度；LVMI：左心室質量指數

舒張壓（mmHg） 73.96±7.60 109.61±14.65* 110.55±19.51* 48.50 <0.001收縮壓（mmHg）124.80±16.18170.23±17.19*174.10±22.80*44.22<0.001 LVEDD（mm） 46.3±4.0 47.5±4.3 53.0±5.5*# 15.50 <0.001 LVESD（mm）28.9±3.329.4±3.034.9±7.0*#13.800.001 LVEF（%） 67.6±4.3 68.1±4.6 62.0±11.6 6.10 0.46 IVST（mm）9.0（8.7～10.0）10.0（9.0～10.0）12.0（11.5～13.5）*#46.50<0.001 LVPWT（mm） 9.0（9.0～9.0） 10.0（9.0～10.0） 13.0（11.0～14.0）*# 51.98 <0.001 LVMI（g/m2）78.0（73.9～92.2）83.6（72.5～93.6）137.8（117.5～168.7）*#49.28<0.001

2.2 同步性參數比較 NLVH組較對照組、LVH組較NLVH組的PSD、TTPLSR與LVDSN值均增大，兩兩比較差異均有統計學意義（P<0.05）。見圖1～3及表2。PSD、TTPLSR、LVDSN與LVMI均呈正相關（r=0.75、r=0.48、r=0.43，P<0.05），見圖4。

在PSD、TPLSR、LVDSN診斷同步性的效能評估中得到曲線下面積（area under the curve，AUC）依次為PSD>TPLSR>LVDSN。由Cut-off值得到PSD的敏感度為76%，特異度為92.3%；TTPLSR的敏感度為74%，特異度為80%；LVDSN的敏感度為92%，特異度為58%，見表3及圖5。

圖1 女，54歲，正常受檢者左心室TTPLS牛眼圖。PSD 17 ms、TTPLSR 57 ms、LVDSN 0個（A）；左心室縱向應變-時間曲線圖及整體縱向應變牛眼圖，紅色為整體縱向應變正常；粉紅色和藍色為整體縱向應變下降（B）

圖2 女，38歲，非左心室肥厚高血壓患者左心室TTPLS牛眼圖。PSD 60 ms，TTPLSR 172 ms，LVDSN 7個（A）；左心室縱向應變-時間曲線圖及整體縱向應變牛眼圖，紅色為整體縱向應變正常；粉紅色和藍色為整體縱向應變下降（B）

圖3 男，54歲，左心室肥厚高血壓患者左心室 TTPLS牛眼圖。PSD 92 ms，TTPLSR 243 ms，LVDSN 10個（A）；左心室縱向應變-時間曲線圖及整體縱向應變牛眼圖，紅色為整體縱向應變正常；粉紅色和藍色為整體縱向應變下降（B）

表2 對照組、NLVH組和LVH組患者左心室PSD、TTPLSR與18節段LVDSN的比較

圖4 高血壓組PSD（A）、TTPLSR（B）、LVDSN（C）與LVMI的相關性

表3 對照組、高血壓組PSD、TPLSR、LVDSN診斷效能參數比較

圖5 PSD、TTPLSR、LVDSN診斷高血壓患者左心室同步性的ROC曲線

3 討論

本研究結果顯示，對照組TTPLS牛眼圖為正常綠色，其PSD、TTPLSR、LVDSN均較低，左心室心肌各個節段的縱向應變-時間曲線相像而整齊，應變達峰時間集中，左心室心肌18節段的整體應變牛眼圖也為正常的紅色；而NLVH組和LVH組所對應的PSD、TTPLSR、LVDSN均較對照組增大，左心室心肌應變-時間曲線示心肌機械運動有不同程度離散而雜亂的曲線，應變達峰時間分散，左心室心肌18節段的整體應變牛眼圖也表現為不同程度下降的粉紅色或藍色。此外，高血壓組的同步性參數均與LVMI呈正相關，說明隨著左心室重塑加重，LVMI逐漸升高，其同步性也逐步下降，原因可能是原發性高血壓患者長期左心室后負荷增加造成的左心室心肌纖維化、左心室肥厚的病理改變，繼而出現左心室重塑，室壁增厚和心腔擴大，最終導致左心室壁僵硬、功能下降[7]。左心室肥厚和纖維化又使心肌的電信號傳導中斷或延遲，進一步導致心肌收縮不同步[8]。本研究發現，LVEF正常的高血壓患者即使在無左心室肥厚情況下，其同步性已經明顯下降，與梁雄飛[9]利用實時三維超聲心動圖評價不同程度原發性高血壓病患者左心室收縮同步性較正常人下降的結論相同。但本研究中高血壓患者左心室肥厚納入標準與采用技術不同。梁雄飛[9]運用實時三維超聲心動圖技術，無需對心室腔進行幾何假設，具有直觀、準確測量心室容積等優勢。本研究應用2D-STI，并以縱向應變為研究基礎。心肌應變在諸多心血管疾病早期收縮功能受損時即可發生改變，對判斷左心室早期收縮功能受損敏感性較高，且以縱向運動最為敏感，可較早評價其縱向收縮同步性改變，也具有一定的優勢[10]。本研究也表明同步性參數PSD、TTPLSR、LVDSN與LVMI呈正相關，即LVMI越高，左心室同步性越差，與既往研究中左心室同步性與LVMI呈獨立性相關，以及左心室肥厚的程度越高、同步性參數值越大的結論一致[11-12]。在3個同步性參數中，以PSD與LVMI的相關性最強。

縱向收縮功能在左心室心肌整體功能中起主導作用，并可反映心肌活力[13]；且心臟收縮不同步會導致心臟重塑與功能障礙[11]，提示左心室收縮同步性失調和左心室重構在心功能障礙的發生及發展中互為因果，相互促進。因此，對LVEF保留高血壓患者早期檢測出其縱向收縮同步性變化，早期治療，切斷其中間環節具有重要意義。本研究結果顯示，在診斷左心室同步性方面，PSD比TTPLSR和LVDSN具有更高的診斷效能，其曲線下面積最大，有較高的靈敏度和特異度，且與LVMI的相關性較強。評價左心室同步性的傳統技術常用組織同步顯像技術，由于其圖像受到室壁運動與聲束角度的影響，同時還受心臟整體運動和呼吸運動的影響，無法測量心尖段收縮期達峰時間，僅可評價12個心肌節段運動的協調性。該技術以彩色編碼為綠色表示達峰時間正常（20～150 ms），黃色為達峰時間輕度延長（150～300 ms），紅色為達峰時間中重度延長（300～500 ms），前間隔和后壁達峰時間差>65 ms定義為不同步節段。而本研究基于 2DSTI技術，且不受聲束與室壁運動方向夾角的影響，無角度依賴性，可準確反映心肌18個節段的縱向運動，更全面地反映左心室的同步性。Yu等[14]應用應變達峰時間的標準差即“Yu指數”作為評價同步性的指標，但需要手工計算，誤差較大[14]。本研究中PSD是軟件依據一定的公式自動獲得，誤差小，獲得結果更為客觀，有助于對LVEF保留的高血壓患者左心室縱向收縮同步性進行早期評價，值得臨床推廣。

本研究的不足之處為：①樣本量較少，后續將增加樣本量使分析更客觀；②主要探討二維縱向應變同步性，其左心室心尖三腔、兩腔、四腔觀切面不在相同的心動周期內，因此較三維縱向應變同步性的測量存在一定的局限性；③所納入的高血壓患者大多有服用抗高血壓藥物史，尚不能排除藥物對同步性的影響。今后需要進一步展開三維縱向收縮同步性的研究。