超声斑点追踪成像技术评估急性心肌梗死急诊介入治疗前后心功能及心肌力学研究

学术论著
中国医学装备2023年6月第20卷第6期 China Medical Equipment 2023 June V ol.20 No.6
[文章编号] 1672-8270(2023)06-0067-05 [中图分类号] R445.1 [文献标识码] A
Application of ultrasonic speckle tracking imaging technique in emergency interventional therapy of acute myocardial infarction/ZHOU Heng, WANG Jun-ling, ZHANG Zhi-jie//China Medical Equipment,2023,20(6):67-71.[Abstract] Objective: T o observe the assessment value of ultrasonic speckle tracking imaging (STI) technique in cardiac function and myocardial mechanics of patients with acute myocardial infarction (AMI) before and after percutaneous coronary intervention (PCI). Methods: A total of 102 AMI patients who admitted to hospital were selected and all of them received PCI treatment. STI examinations were performed on patients at the moment before PCI, at the 1st week after surgery, and at 3rd month after surgery. The echocardiographic routine parameters [left ventricular ejection fraction (LVEF), left ventricular end systolic diameter (LVESD) and left ventricular end diastolic diameter (LVEDD)] and left ventricular strain parameters [circumferential strain value of the overall outer layer of the left ventricular myocardium (GCS-epi), middle myocardial circumferential strain value (GCS-mid), inner myocardial circumferential strain value (GCS-endo), longitudinal strain value of the overall outer myocardial layer of the left ventricle (GLS-epi), medial myocardial longitudinal strain value (GLS-mid), longitudinal strain value of inner myocardial layer (GLS-endo), total strain of apical left ventricular long axis (GLPS-LAX), total strain of four cavities (GLPS-A4C), total strain of two cavities (GLPS-A2C), left ventricular long axis average total strain (GLPS-AVG)] of patients were further compared. Results: The LVEF of AMI patients at the 1st week and the 3rd month after surgery were significantly higher than that at the moment before surgery, and the L VESD, LVEDD, GCS-epi, GCS-mid, GCS-endo, GLS-epi, GLS-mid, GLS-endo, GLPS-LAX, GLPS-A4C, GLPS-A2C and GLPS-A VG at the 1st week and the 3rd month after surgery were significantly lower than those at the moment before surgery, and the differences of each time point intra group were significant (F =153.333, F =121.698, F =142.792, F =655.563, F =203.876, F =144.250, F =769.050, F =238.169, F =191.697, F =769.050, F =238.169, F =191.697, F =185.156, P <0.05), respectively. Conclusion: STI examination can accurately assess the cardiac function and myocardial mechanics of patients before and after PCI treatment, and the dynamic changes of cardiac function and myocardial mechanics of patients can be fed back by multi time point detection, which can provide basis to evaluate the effect of PCI treatment for AMI patients in clinical work.
[Key words] Acute myocardial infarction (AMI); Ultrasound; Speckle tracking imaging (STI) technique; Percutaneous coronary intervention (PCI); Cardiac function; Left ventricular strain parameters
[First-author’s address] Department of Ultrasound Medicine, Dezhou People's Hospital, Dezhou 253014, China.
[摘要] 目的：观察超声斑点追踪成像(STI)技术在急性心肌梗死(AMI)患者经皮冠状动脉介入术(PCI)治疗前后心功能及心肌力学中的评估价值。

方法：选择医院收治的102例AMI患者，所有患者均接受PCI治疗，分别于PCI术前即刻、术后1周及术后3个月时行STI检查，对比其治疗前后超声心动图常规参数[左室射血分数(LVEF)、左室收缩末期内径(LVESD)及左室舒张末期内径(LVEDD)]，以及左室应变参数[左室整体外层心肌环向应变值(GCS-epi)、中层心肌环向应变值(GCS-mid)、内层心肌环向应变值(GCS-endo)、左室整体外层心肌纵向应变值(GLS-epi)、中层心肌纵向应变值(GLS-mid)、内层心肌纵向应变值(GLS-endo)、心尖左室长轴总应变(GLPS-LAX)、四腔总应变(GLPS-A4C)、二腔总应变(GLPS-A2C)、左室长轴平均总应变(GLPS-AVG)]。

结果：102例AMI患者术后1周及3个月时的LVEF均较术前即刻升高，LVESD 及LVEDD均较术前即刻降低，且各时点比较差异有统计学意义(F =153.333，F =121.698，F =142.792；P ＜0.05)，术后1周及3个月时的GCS-epi、GCS-mid及GCS-endo均较术前即刻降低，且各时点比较差异有统计学意义(F =655.563，F =203.876，F =144.250；P ＜0.05)，术后1周及3个月时的GLS-epi、GLS-mid及GLS-endo均较术前即刻降低，且各时点比较差异有统计学意义(F =769.050，F =238.169，F =191.697；P ＜0.05)，术后1周及3个月时GLPS-LAX、GLPS-A4C、GLPS-A2C以及GLPS-AVG均较术前即刻降低，且各时点比较差异有统计学意义(F =769.050，F =238.169，F =191.697，F =185.156；P ＜0.05)。

结论：STI检查可准确评估患者PCI治疗前后的心功能及心肌力学，多时点检测可反馈患者心功能、心肌力学动态变化，为临床评价AMI患者PCI治疗的效果提供依据。

[关键词] 急性心肌梗死(AMI)；超声；斑点追踪成像(STI)技术；经皮冠状动脉介入术(PCI)；心功能；左室应变参数DOI: 10.3969/J.ISSN.1672-8270.2023.06.014
引用本文：周恒,王俊玲,张志洁.超声斑点追踪成像技术评估急性心肌梗死急诊介入治疗前后心功能及心肌力学研究[J].中国医学装备,2023,20(6):67-71.
周 恒① 王俊玲① 张志洁①*
超声斑点追踪成像技术评估急性心肌梗死急诊介入治疗前后心功能及心肌力学研究
①德州市人民医院超声医学科 山东 德州 253014*通信作者：*****************
作者简介：周恒，男，(1983- )，硕士，主治医师，从事颅脑及心脏超声诊疗工作。

急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)常采用经皮冠状动脉介入术(percutaneous coronary
intervention，PCI)治疗，以开通梗死血管、挽救濒死心肌以及恢复心脏功能为目的，可在一定程度上降低
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患者预后风险[1]。

但部分患者经PCI治疗后，心肌微循
环仍存在灌注不佳，甚至无复流现象，患者心肌损伤持续进展，预后仍不理想[2]。

针对此情况，对经PCI治疗的AMI患者进行有效的术后评估具有重要意义。

目前，AMI患者PCI治疗后心肌灌注的常用评估方法仍为影像学检查方法，其具有无创、操作简单等优势，可及时评价患者心肌力学改变。

超声斑点追踪成像(speckle tracking imaging，STI)技术是新型影像技术，可识别图像心肌回声斑点信号，追踪心肌运动轨迹，有效反馈心肌节段应变，获取局部心肌信息，评价心肌功能[3]。

STI可用于AMI患者PCI治疗后的评估，及时反馈患者存在的异常心肌活动现象，为患者术后康复提供科学指导。

本研究探讨STI对AMI患者经PCI治疗后的心功能及心肌力学改善情况的评估价值，以指导临床合理评估AMI患者PCI治疗的效果和术后干预，改善AMI的PCI治疗现状。

1 资料与方法1.1 一般资料
选择2018-2020年德州市人民医院收治的102例AMI患者，其中男性67例，女性35例；年龄54～71岁，平均年龄(63.39±5.42)岁；入院时心功能Killip分级[4]中Ⅱ级35例，Ⅲ级54例，Ⅳ级13例；发病至入院时间1～11 h，平均时间(6.84±1.16)h；病变范围中单支病变63例，双支病变25例，三支病变14例。

本研究经医院医学伦理委员会批准实施，所有患者和家属均对本项研究知情同意，自愿签署书面知情同意书。

1.2 纳入与排除标准
(1)纳入标准。

①符合《急性心肌梗死诊断和治疗指南》[5]中有关AMI的诊断标准；②均为初次发病；③有心悸、呼吸困难、胸痛等症状；④缺血性胸痛持续时间≥30 min；⑤能积极配合有关检查，且采集图像完整。

(2)排除标准。

①合并心房颤动；②合并心脏瓣膜疾病；③合并心肌疾病；④合并先天性心脏病；⑤合并创伤性冠状动脉闭塞。

1.3 仪器设备
选用Vivid E9型彩色多普勒超声诊断仪(美国GE 公司)。

1.4 检查方法
所有患者分别于PCI治疗的术前即刻、术后1周及
术后3个月时进行STI检查，取左侧卧位，选用Vivid 中国医学装备2023年6月第20卷第6期 超声斑点追踪成像技术评估急性心肌梗死
急诊介入治疗前后心功能及心肌力学研究-周 恒 等
E9型彩色多普勒超声诊断仪，采用M5S探头，频率为1.5～4.5 MHz，探测深度为15～20 mm，扫描角度60°～90°，采用Echo PAC分析软件分析数据。

同步连接心电图，采用M型超声扫描，探头置于患者胸部，观察胸骨旁左室长轴切面，获取左室收缩末期内径(left ventricular end systolic diameter，LVESD)及左室舒张末期内径(left ventricular end diastolic diameter，LVEDD)，采用双平面Simpson 法检测左室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)，收集心尖水平、二尖瓣水平以及乳头肌水平3个左室短轴切面的图像，收集心尖两腔、三腔及四腔3个左室长轴切面的图像，所有图像均为3个心动周期的动态图像，存储图像并上传至软件。

采用Echo PAC分析软件勾画出心内膜缘曲线，调整感兴趣区宽度，使感兴趣区与心肌厚度一致，包括内、中、外三层心肌。

系统自动追踪感兴趣区回声斑点，通过软件操作生成整体及17节段纵向分层应变牛眼图，记录左室整体外层心肌环向应变值(global circumferential strain in the epicardial layer，GCS-epi)、中层心肌环向应变值(global circumferential strain in mid-myocardium，G C S -m i d )以及内层心肌环向应变值(g l o b l e circumferential strains of the endocardium，GCS-endo)，左室整体外层心肌纵向应变值(global longitudinal strain in the epicardial layer，GLS-epi)、中层心肌纵向应变值(globle longitudinal strains in mid-myocardium，GLS-mid)、内层心肌纵向应变值(globle longitudinal strains of the endocardium，GLS-endo)、心尖左室长轴总应变(GLPS-LAX)、四腔总应变(GLPS-A4C)、二腔总应变(GLPS-A2C)以及左室长轴平均总应变(GLPS-AVG)的数值。

1.5 观察与评价指标
(1)心功能指标。

比较患者术后1周及术后3个月时的LVEF。

(2)心肌环向应变值。

比较患者术后1周及术后3个月时的GCS-epi、GCS-mid及GCS-endo。

(3)心肌纵向应变值。

比较患者术后1周及术后3个月时的GLS-epi、GLS-mid及GLS-endo。

(4)左室长轴、四腔和二腔切面的平均应变值。

比较患者术后1周及术后3个月时的GLPS-LAX、
GLPS-A4C、GLPS-A2C以及GLPS-AVG。

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急诊介入治疗前后心功能及心肌力学研究-周恒等
1.6 统计学方法
采用SPSS24.0软件处理数据，全部计量资料均经Shapiro-Wilk正态性检验，符合正态分布以均值±标准差(x-±s)表示，组内多时点比较采用重复测量分析，采用方差齐性F检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 心功能指标
102例AMI患者术后1周及术后3个月时的LVEF均较术前即刻升高，术后1周及术后3个月时的LVESD 及LVEDD均较术前即刻降低，且各时点比较差异有统计学意义(F=153.333，F=121.698，F=142.792；P＜0.05)，见表1。

表1 102例AMI患者不同时间点心功能指标比较(x-±s
)注：表中AMI为急性心肌梗死；LVEF为左室射血分
数；LVESD为左室收缩末期内径；LVEDD为左室舒张末期内径；a为与术前即刻比较，P＜0.05；b为与术后1周时比
较，P＜0.05。

2.2 心肌环向应变值
102例AMI患者术后1周及术后3个月时的GCS-epi、GCS-mid及GCS-endo均较术前即刻降低，且各时点比较差异有统计学意义(F=655.563，F=203.876，F=144.250；P＜0.05)，见表2。

2.3 心肌纵向应变值
102例AMI患者术后1周及术后3个月时的GLS-epi、GLS-mid及GLS-endo均较术前即刻降低，且各时点比较差异有统计学意义(F=769.050，F=238.169，F=191.697；P＜0.05)，见表3。

2.4 左室长轴、四腔和二腔切面平均应变值比较
102例AMI患者术后1周及术后3个月时GLPS-LAX、GLPS-A4C、GLPS-A2C以及GLPS-AVG
表2 102例AMI患者不同时间点
心肌环向应变值比较(%，x-±s
)
注：表中AMI为急性心肌梗死；GCS-epi为左室整体外层心肌环向应变值；GCS-mid为中层心肌环向应变值；GCS-endo为内层心肌环向应变值；c为与术前即刻比较，
P＜0.05；d为与术后1周时比较，P＜0.05。

表3 102例AMI患者不同时间点
心肌纵向应变值比较(%，x-±s
)
注：表中AMI为急性心肌梗死；GLS-epi为左室整体外层心肌纵向应变值；GLS-mid为中层心肌纵向应变值；GLS-endo为内层心肌纵向应变值；e为与术前即刻比较，P＜0.05；f为与术后1周时比较，P＜0.05。

均较术前即刻降低，且各时点比较差异有统计学意义(F=769.050，F=238.169，F=191.697，F=185.156；P＜0.05)，见表4。

2.5 典型病例分析
患者男性，59岁，持续胸前区疼痛1h，经心电图检查和肌钙蛋白检测确诊为AMI，PCI前行STI检查，术后1周及术后3个月时行STI检查，其影像学图像见图1。

3 讨论
AMI的治疗原则是及时恢复患者心肌灌注、挽救心肌损伤、降低其病死率及预后风险。

临床中采用保守治疗往往难以达成上述目标，而PCI目前仍是AMI 患者治疗的首选方案，无需开胸且创伤较小、见效较快，患者术后恢复情况较好，然而，经PCI治疗后，
表4 102例AMI患者左室长轴、四腔和二腔切面平均应变值比较(%，x-±s
)注：表中AMI为急性心肌梗死；GLPS-LAX为心尖左室长轴总应变；GLPS-A4C为四腔总应变；GLPS-A2C为二腔总应变；GLPS-A VG为左室长轴平均总应变；g为与术前即刻比较，P＜0.05；h为与术后1周时比较，P＜0.05。

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部分患者心肌供血未能得到有效改善，心功能较差，易并发多种心血管不良事件，并有心源性死亡风险，预后风险较高，往往需要再次接受PCI治疗[6-7]。

为进一步降低患者预后风险，对患者进行PCI治疗后的有效评估并指导干预具有重要意义。

刘林娜等[8]研究结果显示，PCI可改善AMI患者心功能指标，促进患者康复。

Zhang等[9]认为，PCI治疗疗效明确，对AMI患者心功能改善有一定效果，但患者术后康复仍有一定风险，部分患者存在心肌灌注不佳，近期及远期预后受负面影响。

因此对患者实施PCI治疗后的有效评估、制定针对性治疗方案具有必要性。

既往临床评估AMI患者PCI治疗后冠状动脉微循环情况多采用有创方法，评估价值较高，但重复评估易造成多次创伤，加重患者痛苦，且并发症风险较高，不被患者广泛接受。

影像学方法因具有无创、价格低廉、操作简单、可反复检查等优势，逐渐被应用于心血管疾病的检查中。

本研究采用STI技术作为评估工具，具有无创优势，且无需进行侵入性操作，易被患者接受。

此外，STI可通过超声回声特征对患者心肌功能进行定位定量评估，心肌、心腔内的不同微
小粒子可产生不同强度的回声，可进一步通过软件对图像的回声像素斑点进行追踪，显示患者心肌复杂运动情况，并通过术后不同时间点的检查，及时反馈患者心功能及心肌应变的动态变化，为判断冠状动脉微循环情况提供理论依据，具有良好应用价值[10-11]。

本研究将STI技术用于AMI患者PCI治疗的评估
中，其研究结果显示，AMI患者术后1周及术后3个月时的LVEF均较术前即刻升高，术后1周及术后3个月时的LVESD及LVEDD均较术前即刻降低，其中LVEF、LVESD及LVEDD可反馈患者心室收缩及舒张功能，反馈心室供血及排血情况，提示AMI患者经PCI治疗后3个月内心功能得到较好改善，但术后1周内患者心功能恢复速度较慢，与上述研究结论一致。

主要原因在于，AMI发病时，心肌供血动脉存在狭窄或血栓阻塞，导致心肌供血不足，出现缺氧缺血性损伤，整体心功能呈现较低水平[12-13]。

行PCI治疗后，动脉血栓被抽取出、狭窄得到疏通，心肌供血恢复，整体心功能水平得到改善[14]。

本研究结果还显示，AMI患者术后1周及术后3个月时的GCS-epi、GCS-mid及GCS-endo均较术前即刻降低，提示AMI患者行PCI治疗后，短期心肌环向应变值得到较好改善。

主要原因在于，AMI发病时心肌供血不足，左心室发生重构，心肌各方向上的运动及形变能力降低，心脏整体收缩功能较差，心肌力学受损严重，呈现为心肌环向应变值较差[15]。

经PCI治疗后，供血恢复，患者心室重构得到改善，心脏收缩功能恢复，心肌力学提高，心肌环向应变值恢复[16]。

AMI患者术后1周及术后3个月时的GLS-epi、GLS-mid及GLS-endo均较术前即刻降低，短期心肌纵向应变值得到较好改善；AMI患者术后1周及术后3个月时的GLPS-LAX、GLPS-A4C、GLPS-A2C及GLPS-AVG较术前即刻降低，提示AMI患者经PCI治疗后，左室整体径向应变值得到较好改善。

主要原因在于，AMI发病时，心肌供血不足，可造成心肌纤维化，表现为心脏重量增加、体积增大且心腔扩张，伴有多灶性白色纤维条索或条块，心内膜下区较为明显[17]。

而心内膜下心肌由冠状动脉终末分支供血，承受较大室壁张力，心肌力学较弱[18]。

纵行肌纤维在心内膜下心肌组成中占比较大，导致发生心肌纤维化后，患者心肌纵向应变值较差，经PCI治疗后，患者心肌供血恢复，心肌纤维化进程得到有效控制，心肌纵向应变值改善，而随着心肌环向应变值及纵向应变值的改善，
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注：图中A 为患者入院1 h 时的STI 图像，GLPS-LAX 、GLPS-A4C 、GLPS-A2C 及GLPS-A VG 数值分别为-14.3、-14.0、-19.3和-15.9；B 为入院1 h 时的STI 图像，显示为前壁心肌梗死，浅蓝色为梗死区域；C 为患者PCI 治疗后1周时STI 图像，心肌梗死区域恢复，浅蓝色区域消失；D 为患者PCI 治疗后3个月时STI 图像，红色区域扩大，心肌基本恢复；GLPS-LAX 为心尖左室长轴总应变；GLPS-A4C 为四腔总应变；GLPS-A2C 为二腔总应变；GLPS-A VG 为左室长轴平均总应变；STI 为超声斑点追踪成像技术；PCI 为经皮冠状动脉介入术。

图1 急性心肌梗死患者超声斑点追踪成像图
C
A
D
B
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左室整体径向应变值也随之改善[19-20]。

4 结论
STI检查可准确评估患者经PCI治疗前后的心功能及心肌力学，多时点检测可反馈患者心功能、心肌力学动态变化，为临床评价AMI患者PCI治疗的效果提供依据。

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