多巴酚丁胺负荷超声心动图及组织多普勒成像技术在诊断冠心病中的临床应用
作者：冯莉莉，葛郁芝，叶雪存，盛国太，曹平良，刘健萍，刘东生，吴志婷
【摘要】 目的 探讨多巴酚丁胺负荷超声心动图（DSE）和组织多普勒成像技术（TDI）在冠心病（CHD）诊断中的应用价值，以寻求一种敏感的、无创的CHD诊断方法。方法 选择胸闷或胸痛怀疑CHD患者40例，应用TDI测量静息状态（Rest）下前壁中段收缩峰值速度（Vs），以及多巴酚丁胺峰值负荷状态(Peak)下前壁中段Vs，同时测量静息心率和负荷心率；所有入选对象均进行冠脉造影，并根据左前降支狭窄程度是否≥50%分为左前降支狭窄组（LST组）与左前降支非狭窄组（non-LST组）；同时把有至少1支或1支以上主要冠状动脉狭窄≥50%患者列为CHD组，其它患者列为非冠心病组（non-CHD组）。做如下分析：(1)分别比较Rest和Peak前壁中段LST组与non-LST组平均Vs的差别；(2)比较静息状态超声心动图（Echo RS）与DSE检查诊断CHD的敏感性、特异性、准确性差别；(3)比较CHD组与non-CHD组的静息心率、负荷峰值心率及心率增加幅度的差别。结果 (1)Rest前壁中段LST组与non-LST组Vs差异无显著性(7.16±1.73 vs 7.81±1.03cm/s，P＞0.05)；但Peak前壁中段LST组与non-LST组Vs(8.91±1.42 vs 10.67±1.73cm/s，P<0.01)差异有显著性。(2)DSE预测冠心病的敏感性（85%）、特异性（90%）、准确性（90%）与Echo RS敏感性（45%）、特异性（65%）、准确性（55%）差异有显著性。(3)冠心病组负荷峰值心率（105±14次/min）与非冠心病组（120±19次/min）差异无显著性（P＞0.05），而冠心病组心率增加幅度（34%±19%）明显低于非冠心病组(62%±24%)(P<0.05)。结论 DSE结合TDI是诊断冠心病有价值的定量分析方法。DSE在诊断CHD时的敏感性、准确性明显优于Echo RS。
【关键词】 多巴酚丁胺；超声心动图描记术；组织多普勒成像技术；冠心病；心率
【Abstract】 Objective To assess the value of dobutamine stress echocardiography(DSE) and tissue Doppler imaging(TDI) in diagnosis of coronary heart disease(CHD).Methods The maximum of myocardial systotic velocity(Vs) of MID ANT wall and MID INF wall were detected by TDI at rest status(Rest) and at peak stress status(Peak) in 40 patients suspected CHD，at same time，heart rate were measured at rest and peak；All patients was performed coronary arteriography，and was divided into two groups(LST group and non-LST group) according to the results which descending anterior branch of left coronary artery was stenotic or not；at same time，it was divided into two groups(CHD group and Non-CHD group) according to the results of coronary arteriography.Study was performed as following items：(1)To compare Vs of MID ANT wall at rest and peak in the two groups of LST group and non-LST group；(2)To compare the sensitivity，specificity，accuracy of diagnosing CHD respectively in the groups of DSE and echocardiography at rest status(Echo RS).Results (1)There was significantly difference in the Vs of MID ANT wall at peak between LST group and non-LST group(8.91±1.42 vs 10.67±1.73cm/s，P<0.01)； on the other hand， there was no significantly difference in the Vs of MID ANT wall at rest between LST group and non-LST group(7.16±1.73 vs 7.81±1.03 cm/s，P＞0.05)；(2)There was significantly difference in sensitivity(85% vs 45%)，specificity(90% vs 65%)，accuracy(90% vs 55%) of diagnosing CHD respectively in the groups of DSE and Echo RS；3、There was no significantly difference of heart rate at peak between CHD group and non-CHD group(105±14 vs 120±19%bpm，P＞0.05)，but the increasing of heart rate in CHD group was lower than that of non-CHD group(34±19 vs 62±24％，P<0.05).Conclusion The sensitivity and accuracy of diagnosing CHD by DSE was supper over that of Echo RS.Moreover，it is helpful for diagnosising CHD to combine the DSE with TDI.
【Key words】 dobutamine；echocardiography；tissue Doppler imaging；coronary heart disease；heart rate
本课题旨在探讨多巴酚丁胺负荷超声心动图（DSE）和组织多普勒超声成像（TDI）在冠心病（CHD）诊断中的应用价值，以寻求一种敏感的、无创的CHD诊断方法。
1 资料与方法
1.1 病例选择 2003年8月～2004年11月临床胸闷胸痛患者50例，行冠脉造影前做静息状态超声心动图（Echo RS）与DSE，从中选出冠脉造影结果阳性及阴性各20例配对；要求检查前两天停用β受体阻滞剂和钙阻滞剂，24h前停用硝酸酯类药物。不稳定型心绞痛、未控制的高血压、心肌病、左室活动血栓、严重心脏瓣膜病、心律失常者、充血性心力衰竭、房室传导阻滞及超声图像不满意者不在入选之内。
1.2 仪器 美国惠普公司HP5500彩色超声诊断仪，S4可变频探头，探头频率1.8～3.6MHz，配有TDI软件、可读写光驱及Panasonic录像机；微量输液泵。
1.3 试验方案及方法
1.3.1 室壁运动分析［1］ 由两位有经验超声医师分析，采用目测法，根据1989年美国超声心动图学会推荐的16段左室分析方法：将左室分为前间隔、后壁、前壁、下壁、室间隔及侧壁。其中前间隔、后壁各分为中段、基底段，前壁、下壁、室间隔、侧壁各分为尖段、中段和基底段。
1.3.2 Echo RS检查 常规测量左室收缩末径、舒张末径等，射血分数EF、左室缩短分数FS、心搏量SV、心输出量CO等，目测法观察室壁运动，Echo RS阳性标准：任一节段室壁运动异常（ＲＷＭＡ）。静息心率测量：患者早晨约9点钟，静卧5min，记录20心动周期心电图，测量R-R间期，算出R-R间期平均值并查表求出静息心率。
1.3.3 DSE检查 患者平卧位或左侧卧位，同步监测心电图并录像。电脑微量泵调控静脉注入多巴酚丁胺，自5μg/(kg·min)开始，每隔3min增加至10μg/(kg·min)、20μg/(kg·min)、30μg/(kg·min)、40μg/(kg·min)或达目标心率85%（220-年龄）。试验终止指标［1］：超声心动图发现新的或加重的室壁运动异常；心电图出现ＳＴ段下移≥1ｍｍ或ＳＴ段抬高≥1ｍｍ；出现严重心律失常；心绞痛或其他缺血症状；收缩压≥200mmHg或舒张压≥110mmHg，或收缩压下降≥20mmHg。目测法DSE阳性标准：二维超声图像出现新ＲＷＭＡ或原有的RWMA加重。
1.3.4 TDI检查 心尖两腔心切面应用TDI测量静息状态（Rest）前壁中段收缩峰值速度（Vs），以及多巴酚丁胺峰值负荷状态（Peak）前壁中段Vs，调节探头方向使声束与室壁纵向运动的方向成角<30°，扫描速度为100mm/s。
1.3.5 关于分组及分析 所有入选对象均进行冠脉造影，并根据左前降支狭窄程度是否≥50%分为左前降支狭窄组（LST组）与左前降支非狭窄组（non-LST组）；同时把有至少1支或1支以上主要冠状动脉狭窄≥50%患者列为冠心病组（CHD组），其它患者列为非冠心病组（non-CHD组）。做如下分析：(1)分别比较Rest和Peak前壁中段LST组与non-LST组平均Vs的差别；(2)比较Echo RS与DSE检查诊断CHD的敏感性、特异性、准确性差别；(3)比较CHD组与non-CHD组的静息心率、负荷峰值心率及心率增加幅度的差别。
1.4 统计学方法 计量资料以均数±标准差表示，两组间比较采用ｔ检验，记数资料用确切概率法或配对χ2检验，P<0.05为差异有显著性。
2 结果
2.1 入选40例患者，20例冠脉造影阳性，其余20例为阴性。一般临床资料见表1，两组间年龄、性别、高血压和糖尿病等差异无显著性（P＞0.05）。
表1 两组患者一般临床资料对比情况(x±s)
注：CHD组：冠心病组；non-CHD组：非冠心病组；两组临床资料差异无显著性（P＞0.05）
2.2 冠脉造影显示左前降支狭窄17例，Rest与Peak前壁中段LST组与non-LST组平均Vs比较见表2，显示Rest两组差异无显著性（P＞0.05），Peak两组差异有显著性(P<0.01)。
表2 前壁中段LST组与non-LST组
注：Rest前壁中段LST组与non-LST组Vs差异无显著性（P＞0.05），Peak Vs差异有显著性(P<0.01)
2.3 40例患者目测法DSE预测冠心病的敏感性（85%）、特异性（90%）、准确性（87.5%）明显高于Echo RS敏感性（45%）、特异性（65%）、准确性（55%），而DSE漏诊率（15%）及假阳性率（10%）明显低于Echo RS漏诊率(55%)、假阳性率(35%)，见表3。
表3 Echo RS与DSE对CHD的诊断价值(n=40，%)
注：DSE预测CHD的敏感性、特异性、准确性明显高于Echo RS，漏诊率、假阳性率低于Echo RS
2.4 本组患者观察静息心率、负荷峰值心率及增加幅度，其中静息心率指早晨9点静卧5min后的平均心率；负荷峰值心率指多巴酚丁胺负荷试验中的最大心率；增加幅度＝（负荷峰值心率－静息心率）/静息心率。结果发现CHD组静息心率（79±14次/min）与non-CHD组（74±13次/min）差异无显著性，负荷峰值心率（105±14次/min）与non-CHD组（120±19次/min）差异无显著性，而CHD组增加幅度（34%±19%）明显低于non-CHD组（62%±24%）（P<0.05），见表4。
表4 静息心率、负荷峰值心率及增加幅度（x±s，%）
注：增加幅度＝（负荷峰值心率－静息心率）/静息心率。CHD组静息心率、负荷峰值心率与non-CHD组差异无显著性，而CHD组增加幅度明显低于non-CHD组
2.5 DSE的副作用 患者8例出现胸闷，1例室早，2例胸痛，休息片刻或服硝酸甘油自愈，无严重并发症。
3 讨论
3.1 关于目测法DSE与静息超声的对比研究 20世纪80年代临床开始应用药物试验超声心动图（DTE）诊断冠心病，90年代一些研究证明了多巴酚丁胺负荷试验对可疑冠心病所致胸痛的诊断价值。多巴酚丁胺负荷超声心动图的敏感性为68%～96%，特异性为60％～100％［1］。1992年张运等首先在国内开展DSE诊断CHD的研究，敏感性85％，特异性88％。Sergar［2］等的结果显示DSE对左前降支的敏感性79%，左旋支70%，右冠支77%。本研究DSE诊断CHD的敏感性85%，特异性95%，明显高于Echo RS，检出狭窄冠脉支的敏感性为72.5％，亦明显高于Echo RS，其中以前降支最高82%。所有假阴性皆为单支病变，前降支50%狭窄1例，左回旋支75%、85%狭窄各1例。Peart等［3］对20例缺血性心脏病患者和10例健康人在胸骨旁、心尖和剑突下获取标准切面，试图寻找成像的可重复性和变异的来源。结果提示，分析者之间及分析者自身变异很大：同一人对室壁运动分析的可重复性介于80%～92%之间；不同操作者之间对某些节段分析一致性高达89%，而某些节段仅为63%，变异程度很大。可见，二维图像对室壁运动分析的主观因素决定了其可靠程度比较局限。
3.2 关于TDI的研究 TDI是近年来起来的一项定量测量室壁运动速度的新技术，基本原理是彩色多普勒血流显像技术用于心肌显像，以评价心肌的运动功能，因心腔及血管内的血流速度慢而能量高，TDI将高速血流信号滤掉，保留反映室壁运动的低频信号［1］，以低速运动(<10ｃｍ/ｓ)心肌组织为观察对象，以二维彩色图像或频谱曲线形式将心脏运动的信息实时显示出来，可分为多普勒组织速度显像、多普勒加速度显像、多普勒能量显像三种方式［4］。本研究主要讨论多普勒组织速度显像。关于TDI的报道很多：Yamada等［5］发现缺血心肌和瘢痕心肌与正常心肌比较，在Rest及Peak Vs明显下降，且在Peak下Vs提高不明显，TDI在分辨缺血心肌和正常心肌的敏感性和特异性较高；Katz［6］报道Peak运动异常节段的Vs增加明显低于正常节段(3.1±1.2 vs 7.2±1.9cm/s，P<0.05)，除心尖外，DSE时以Vs≤5.5cm/s为标准，检测异常节段的敏感性为96%，特异性为81%，准确性可达86%；Peteiro［7］认为不论冠脉狭窄与否，Rest Vs无明显差别，在Peak狭窄区Vs低于无狭窄区；Pariona等［8］检测Rest无室壁运动异常的患者，Rest正常室间隔Vs 10.6±2.6cm/s缺血室间隔Vs 8.8±4.72cm/s，而Peak正常室间隔Vs 21.5±52cm/s缺血室间隔Vs16.7±6.2cm/s，认为Rest与Peak Vs差异均有显著性；Cain等［9］曾对104例确诊或怀疑有CHD的患者在负荷试验中应用TDI获取短轴图像进行分析。正常和异常节段相比，平均Vs［(7.9±3.8)ｃｍ/ｓ vs (5.9±3.3)ｃｍ/ｓ，P<0.001］明显不同；国内郑哲岚等［10］用TDI检测冠心病人室壁运动频谱，显示心肌Vs<5cm/s可作为判断室壁运动速度异常的界限。以上报道可见TDI在诊断冠心病中的作用及诊断标准尚未统一，本研究结果显示，Rest前壁中段LST组与non-LST组Vs差异无显著性（7.16±1.73 vs 7.81±1.03cm/s，P＞0.05）；但Peak前壁中段LST组与non-LST组Vs(8.91±1.42 vs 10.67±1.73cm/s，P<0.01)差异有显著性。TDI不能区分Rest狭窄区与非狭窄区室壁节段Vs，而结合DSE可区分Peak狭窄区与非狭窄区室壁节段Vs，与Peteiro［7］报道一致，TDI结合DSE是诊断CHD有价值的定量分析方法，本文因样本量小，未探讨TDI诊断CHD标准。
3.3 关于假阳性分析 本研究7例Echo RS假阳性中，2例DSE阳性（临床诊断X综合征1例、陈旧心梗1例），余5例DSE阴性。此5例在Echo RS见前壁或前间壁心尖附近心肌收缩减弱，在负荷后收缩持续增强，符合冠脉造影阴性结果。非冠心病性室壁运动异常在束支传导阻滞、局灶性心肌炎、扩张型心肌病、肥厚型心肌病、心包切开后二尖瓣脱垂、蛛网膜下腔出血等疾病或临床征象时出现［11］。但此组患者未见上述疾病，但此组患者未见上述疾病，有一部分是心肌损害、心肌病引起。可见DSE可降低诊断冠心病的假阳性率，提高特异性。
X综合征可能为微血管异常，片状分布直径为100～400μm的前小血管异常收缩导致缺血，血流储备受限，冠脉造影阴性，而DSE可检出阳性，朱杰等［12］报道DSE诊断X综合征阳性率高，约为71%。本研究1例X综合征患者因反复头晕乏力胸闷入院，心电图阳性，Echo RS及DSE皆可见RWMA，而冠脉造影呈阴性，可见DSE在X综合征中有一定的价值。
3.4 关于心率 近年心率与冠心病的发生及预后等关系的研究备受关注，Malic等［13］提出增加的心率也可能是交感神经张力增加或迷走神经张力降低的结果。交感张力增加，迷走张力降低，可使快速心律失常的阈值降低，而易发生室性心动过速、心室颤动，增加心血管病人的病死率。此外心率增加，还可使耗氧量增加，减低心脏储备功能，加重心肌缺血；心率增加还可加速新陈代谢，同时伴随有害的自由基产生增加，损伤血管内皮，加速动脉硬化的发生。关于静息心率，魏玲等［14］认为与冠状动脉狭窄程度有关，冠脉狭窄程度≥95%者静息心率较狭窄85%～90%者及狭窄75%～80%者显著增加，其中急性心梗静息心率与左前降支狭窄百分率呈显著正相关，提示静息心率与冠心病冠脉狭窄的范围和程度有关，尤其是与左前降支狭窄程度呈正相关；关于负荷心率，倪超等［15］报道的正常人注入多巴酚丁胺后HR增加幅度为75%，本研究非冠心病组心率增加幅度为63%，分析可能是因为此组患者非正常人群，心脏储备功能略低于正常人；而关于冠心病多巴酚丁胺负荷峰值心率、负荷后增加幅度与冠脉狭窄的关系未见报道，本研究结果发现冠心病组负荷峰值心率（105±14次/min）与非冠心病组（120±19次/min）差异无显著性（P＞0.05），而冠心病组心率增加幅度（34%±19%）明显低于非冠心病组（62%±24%）。冠状动脉在正常情况下，有很强的代偿能力，以满足心肌对氧需求量的增加，冠状动脉粥样硬化时，冠脉血流储备量将明显下降，不能满足负荷下耗氧量增大的需求而诱发心肌缺血。影响心肌耗氧量的因素有心脏的前后负荷、心肌收缩力和心率，其中起决定性作用的因素是心率。由此推测冠心病负荷下对心率增加的耐受力差，导致心率增加幅度下降，本研究证明了这一点。
【参考】
1 周永昌，郭万学.超声医学，第3版.北京：技术文献出版社，1998，162.
2 Sergar DS.Dobutamine stress echocardiography，Correlation with coronary leaion severity as determind by quantitation angiography.J Am Coll Cardiol，1992，19：1197.
3 Peart I，Austina，Hall RJ.Subjective analysis of cross sectional echocariograms：reproducibility and sources of variability.Eur heart J，1987，8：171-178.
4 张运，姚桂华.组织多普勒技术的临床应用及研究进展.中华医学超声杂志(版)，2004，1(2)：82-84.
5 Yamada E，Garcia M，Thomas JD，et al.Myocardial Doppler velocity imaging；A quantitation technique for interpretation of dobutamine echocardiography.Am J Cardiol，1998，82：806-809.
6 Katz WE，Gulati VK，Mahler CM，et al.Quantitative evaluation of the segmental left ventricular response to dobutamine stress by tissue Doppler echocardiography.Am J Cardiol，1997，79(8)：1036－1042.
7 Peteiro J，Monserrat L，Fabregas R，et al.Comparsion of Two Dimensional EchoCHDiography and pulsed Doppler Tissue Imaging during Dobutamine-Atropine Stress Testing Detect Coronary Artery isease.Echocardiography，2001，18(4)：275-284.
8 Pariona M，Mendoza A，Rivara G.Effects of dobutamine on tissue Doppler velocities in patients with normal motion at rest.Echocardiography，2004，21(2)：208.
9 Cain P，Marwick TH，Case C，et al.AssesVsent of regional long-axis funncton during dobutamine echocardiography.Clin Scin(Lond)，2001，100：423-432.
10 郑哲岚，徐启彬，姚磊，等.多普勒组织声像图与二维超声心动图对冠心病的对比研究.超声医学杂志，1998，14(6)：17-20.
11 黄佐贵.心电图ST段偏移诊断冠心病的临床价值.实用心电图杂志，1999，8(11)：808-809.
12 朱杰，韩建平，马灵芝，等.多巴酚丁胺超声心动图试验诊断X综合征的价值.中国实用内科杂志，2002，22(12)：750.
13 Malik M，Camm J.Clinical impications and use of heart rate variability.In：Malik M.，CammJeds.Heart rate variability(part TV).New York：FuturaPub.Comp.Inc，1995，331-338.
14 魏玲，杨丽霞，齐峰，等.冠心病静息心率的变化及其临床意义研究.中国心脏起搏与心电心理杂志，2002，16（6）：444-446.
15 倪超，朱文玲，郭丽琳，等.二维和多普勒超声心动图评价正常人静注多巴酚丁胺的生理反应.中国超声医学杂志，1997，13(1)：13-15.
