常规超声心动图联合心肌收缩功能定量参数对冠状动脉狭窄病变的预测效能分析

《Journal of Cardiovascular Development and Disease》：Analysis of the Predictive Efficacy of Conventional Echocardiography Combined with Quantitative Parameters of Myocardial Contractile Function for Coronary Artery Stenosis Lesions

　　

摘要专业翻译 目的： 评估常规超声心动图联合无创心肌做功（myocardial work, MW）参数是否能改善对左心室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）保留患者冠状动脉狭窄的预测能力。方法： 本研究回顾性纳入180例接受冠状动脉造影（coronary angiography, CAG）检查的患者；其中72例存在≥50%狭窄（病变组），108例狭窄程度<50%或无狭窄（非病变组）。通过二维斑点追踪和压力-应变环分析获得常规参数（LVEF、E/e′）及心肌做功指标——整体纵向应变（global longitudinal strain, GLS）、整体做功指数（global work index, GWI）和整体做功效率（global work efficiency, GWE）。结果： GLS绝对值、GWI、GWE、LVEF和E/e′均为独立预测因子（均p < 0.05）。GWI是最佳单一预测指标（AUC 0.761）。常规超声联合心肌做功的综合模型取得了最高的AUC（0.887；95% CI 0.831–0.929），优于仅常规超声模型（0.725）和仅心肌做功模型（0.832）（均p < 0.05），特异性达93.52%。结论： 在常规超声心动图基础上增加心肌做功参数可显著改善冠状动脉狭窄的无创预测能力，为CAG术前提供有效的确认性风险分层工具。

论文解读

一、研究背景与意义

冠状动脉粥样硬化性心脏病是全球心血管死亡的首要原因。早期识别冠状动脉狭窄并及时干预对改善患者预后至关重要。冠状动脉造影（CAG）作为诊断金标准，属有创检查且费用高昂，不适合大规模人群筛查。因此，寻求准确、无创、经济的冠心病早期筛查方法一直是心血管领域的研究热点。

常规超声心动图是临床评估心脏结构与功能最常用的无创影像手段，可通过左心室射血分数（LVEF）和室壁运动分析等指标间接反映心肌缺血状态。然而，LVEF受负荷条件影响较大，在冠状动脉狭窄早期心肌尚未出现明显节段性运动异常时，LVEF往往仍处于正常范围，导致诊断敏感性不足。二维斑点追踪成像（2D-STI）衍生的整体纵向应变（GLS）能更敏感地检测早期心肌收缩功能障碍，但应变参数同样受后负荷影响，在高血压等后负荷增加的情况下可能出现假性降低，限制了其在冠心病诊断中的特异性。

近年来，基于左心室压力-应变环（LVPSL）的无创心肌做功（MW）评估在临床中应用日益广泛。该技术将斑点追踪应变数据与无创估测的左心室压力相结合，通过计算应变-压力环面积获得心肌做功定量参数，主要包括整体做功指数（GWI）、整体有用功（GCW）、整体无用功（GWW）和整体做功效率（GWE）。由于心肌做功参数整合了心肌形变与后负荷信息，理论上比单纯应变参数能更准确地反映心肌收缩功能。

目前国内外大量研究已证实心肌做功参数对冠心病具有诊断价值，但多数研究仅单独分析心肌做功参数的诊断效能，很少探讨常规超声心动图与心肌做功参数联合应用的增量价值。本研究旨在评估常规超声心动图参数、心肌做功定量参数及其联合应用对冠状动脉狭窄病变的预测效能，为冠心病无创筛查提供更优化的评估方案。

二、研究设计与主要技术方法

研究人员开展了一项单中心回顾性研究，纳入2025年6月至2026年6月期间在本院接受CAG检查的180例冠心病疑似患者。以CAG结果为金标准，将至少一支主要冠状动脉（左主干、前降支、回旋支或右冠状动脉）狭窄程度≥50%的72例患者纳入病变组，108例无狭窄或所有血管狭窄<50%的患者纳入非病变组。纳入标准包括年龄40至75岁、窦性心律、心率60至100次/分、LVEF≥50%、图像质量良好；排除既往心肌梗死、经皮冠状动脉介入治疗或冠状动脉旁路移植术史，以及原发性心肌病、中重度瓣膜病、严重心律失常、先天性心脏病、肺心病、严重肝肾功能不全及恶性肿瘤等。

研究采用的主要关键技术方法包括：（1）常规超声心动图检查：使用GE Vivid E95彩色多普勒超声系统，采用双平面Simpson法测量LVEF，通过脉冲多普勒和组织多普勒测量E/A比值及E/e′比值；（2）心肌做功分析：基于二维斑点追踪获取左心室17节段纵向应变曲线，输入肱动脉收缩压作为左心室压力估计值，系统自动构建左心室压力-应变环并计算GLS、GWI、GCW、GWW和GWE等参数；（3）统计学分析：采用SPSS 26.0和R4.2.1软件，运用逐步向前Logistic回归（LR法）筛选独立预测因子，通过受试者工作特征曲线（ROC）评估各参数及联合模型的预测效能，采用DeLong检验比较不同模型AUC差异，并通过1000次Bootstrap重抽样进行内部验证。

三、研究结果

3.1 两组一般资料比较： 两组患者在年龄、性别、BMI及实验室观察指标等基线资料方面均无统计学差异（均p > 0.05）。

3.2 两组常规超声心动图参数比较： 与非病变组相比，病变组LVEF降低、E/e′升高，差异具有统计学意义（p < 0.05）；而LVEDD、IVST、LVPWT和E/A在两组间无显著差异（p > 0.05）。

3.3 两组心肌做功参数比较： 病变组GLS绝对值、GWI、GCW和GWE均低于非病变组，GWW高于非病变组，所有差异均具有统计学意义（均p < 0.05）。

3.4 冠状动脉狭窄病变的多因素Logistic回归分析： 将单因素分析中p < 0.10的变量（LVEF、E/e′、GLS绝对值、GWI、GCW、GWW、GWE）纳入多因素逐步向前Logistic回归。由于心肌做功参数间存在高度数学相关性，采用逐步筛选保留独立预测贡献最大的指标。最终模型保留5个独立影响因素（均p < 0.05）：GLS绝对值、GWI、GWE、LVEF和E/e′。各变量方差膨胀因子（VIF）均<5（GLS绝对值1.28、GWI 1.62、GWE 1.54、LVEF 1.19、E/e′ 1.23），表明模型无显著残余共线性。

3.5 单一参数预测冠状动脉狭窄病变的ROC曲线分析： 心肌做功参数的AUC总体高于常规超声参数。其中GWI的AUC最高（0.761），最佳截断值为2087.9 mmHg%，敏感性80.56%，特异性68.52%；其次为GWE（AUC = 0.691）。常规超声参数中E/e′的AUC最高（0.666）。

3.6 联合模型的预测效能分析： 以是否存在冠状动脉狭窄为因变量构建三个预测模型：模型1（常规超声联合模型）包含LVEF和E/e′；模型2（心肌做功联合模型）包含GLS绝对值、GWI和GWE；模型3（综合联合模型）包含LVEF、E/e′、GLS绝对值、GWI和GWE。ROC分析结果显示，模型3的AUC为0.887，显著高于模型1（Z = 4.657，p < 0.001）和模型2（Z = 2.648，p = 0.008）。模型3的特异性达93.52%，敏感性为69.44%。经1000次Bootstrap内部验证，模型3的乐观校正AUC为0.875，校准斜率0.919（截距0.005），Hosmer-Lemeshow p值为0.878，表明模型具有良好的判别力和校准度。

四、讨论与结论

讨论部分指出，本研究发现冠状动脉狭窄患者即使LVEF保留，其左心室收缩功能和心肌做功特征已出现显著异常。心肌做功参数的诊断效能总体优于常规超声指标，二者联合可将预测AUC提升至0.887。GWI作为最佳单一预测指标（AUC 0.761），优于GLS（AUC 0.656），原因在于GWI将应变与左心室压力耦合，校正了后负荷影响，能更准确区分“心肌收缩功能下降”与“后负荷增加导致的应变降低”。E/e′虽在统计模型中具有独立预测意义，但其最佳截断值（>8.1）几乎处于正常范围上限，特异性仅44.44%，不适合单独用于冠心病风险分层，其作用应限于与其他超声参数联合时起协同补充作用。综合模型特异性达93.52%，意味着模型判定为阳性的患者极可能存在冠状动脉狭窄，可有效减少不必要的CAG检查；但敏感性仅69.44%，约30%的狭窄患者会被漏诊，因此该模型不适合作为社区或门诊广泛初筛工具，更适合作为CAG前的“确认性验证工具”。研究人员同时指出，阴性结果绝不能作为停止进一步检查的唯一依据，尤其对于有症状或临床预检概率较高的患者。

研究结论为：冠状动脉狭窄患者的左心室心肌做功参数已出现异常，其中GWI对冠状动脉狭窄具有较好的独立预测价值，优于常规超声心动图参数和单纯应变指标。常规超声心动图联合心肌做功定量参数可增强对冠状动脉狭窄病变的预测效能，具有无创、便捷、准确的优点，可为疑似冠心病患者在CAG术前提供无创风险分层工具，尤其适合用于CAG术前确认高危患者，有助于提高CAG的阳性预测值并减少不必要的有创检查。