超聲二維斑點追蹤顯像技術評價系統性紅斑狼瘡患者左心室收縮功能的應用

張賀彬 鄭哲嵐 高楓 黃國慶 俞波 余燕成

超聲二維斑點追蹤顯像技術評價系統性紅斑狼瘡患者左心室收縮功能的應用

張賀彬 鄭哲嵐 高楓 黃國慶 俞波 余燕成

目的鉬應用超聲二維斑點追蹤顯像技術（STE）評價系統性紅斑狼瘡（SLE）患者的左心室收縮功能。 方法 SLE患者（SLE組）46例，對照組33例均行超聲心動圖檢查，采用STE獲取兩組左心室整體縱向應變（GLS）、左心室整體圓周應變（GCS）及左心室扭轉角度（LVTW），并進行比較分析。根據SLE活動性指數（SLEDAI）評估SLE患者疾病活動性和病情嚴重程度。對整體應變與常規超聲心動圖指標及SLEDAI進行相關性分析。 結果 與對照組比較，SLE組Tei指數增大（P＜0.01），GLS、GCS均減低（均P＜0.01），LVTW增大（P＜0.05）。重型SLE患者GLS、GCS及LVTW較中度活動型SLE患者減低（均P＜0.05），中度活動型SLE患者GCS及LVTW較輕型SLE患者有增大趨勢，但差異無統計學意義（P＞0.05）。SLE患者GLS、GCS與SLEDAI有一定的相關性（r=0.598、0.331，均P＜0.05），而LVTW與SLEDAI無明顯相關性（P＞0.05）。多元線性回歸分析示GLS與SLEDAI呈獨立相關（P＜0.05）。 結論 STE能夠檢測出SLE患者早期的左心室收縮功能異常，GLS可作為評估SLE疾病活動的一個補充指標。

超聲心動描記術 斑點追蹤顯像技術 系統性紅斑狼瘡 左心室功能

系統性紅斑狼瘡（SLE）是以多系統、多器官受累出現多種臨床表現為特征的自身免疫性結締組織病，心臟是最常見受累的器官之一,心血管系統疾病是SLE重要的死亡原因[1]。目前臨床上心臟損害常在SLE患者出現明顯心血管癥狀后才得以診斷。超聲二維斑點追蹤顯像技術（STE）是定量評估心肌收縮功能的新技術，測量各向運動的應變及旋轉、扭轉角度不受聲束角度依賴和周圍心肌的牽拉干擾，能夠早期評估心臟收縮功能的改變。本研究旨在應用STE評價SLE患者左心室收縮功能，尋求反映心臟受損的敏感客觀指標，以期早期診斷和治療，改善SLE患者的預后，提高生存率。

1 對象和方法

1.1 對象 選擇2014年1至12月在我院風濕免疫科收治的SLE患者46例（SLE組），均符合1997年美國風濕病學會（ACR）修訂的SLE診斷標準，其中男4例，女42例；年齡14～54（34.4±9.9）歲；均不伴有高血壓、冠心病、先天性心臟病、心肌病、糖尿病及腎功能不全等。46例SLE患者均接受心電圖檢查，無明顯心律失常及STT改變。根據SLE活動性指數（SLEDAI）[2]評估SLE疾病活動性:SLEDAI是近10d內包括9個器官系統24項臨床指標經回歸系數處理后，不同指標計分不一，最高分為105分。SLE病情輕重的評估[3]:輕型SLE（SLEDAI積分＜10分）；中度活動型SLE（SLEDAI積分10～14分）；重型SLE（SLEDAI積分≥15分）。選擇同期健康體檢者33例為對照組，其中男4例，女29例；年齡14～61（37.7±10.1）歲；均經病史、體格檢查、心電圖、生化、胸部X線檢查及超聲心動圖等檢查除外心、肺疾病。兩組除收縮壓差異有統計學意義（P＜0.01）外，性別、年齡等一般資料比較差異均無統計學意義（均P＞0.05），詳見表1。

表1 兩組一般資料的比較

1.2 方法

1.2.1 檢測方法 采用Philips iE33彩色多普勒超聲診斷儀，S5-1探頭，頻率1～5MHz，配置Qlab9.0分析軟件。同步記錄心電圖信號。患者取左側臥位，平靜呼吸，測量常規超聲心動圖指標；應用心尖雙平面Simpson法測量患者左心室射血分數（LVEF）；脈沖多普勒條件下，獲取左心室流出道及流入道的頻譜，計算出Tei指數。記錄心臟內、外膜顯示清楚且標準的左心室心尖四腔、二腔及三腔長軸切面和胸骨旁二尖瓣水平、乳頭肌水平及心尖部左心室短軸切面各3個心動周期并存盤以便脫機分析。

1.2.2 數據分析 啟用Qlab9.0脫機分析軟件的CMQ功能對上述存盤的資料進行分析，根據軟件生成感應區并加以調整，分析生成左心室整體縱向應變（GLS）及整體圓周應變（GCS）；另外生成胸骨旁左心室短軸基底水平和心尖水平各節段旋轉角度的變化曲線,記錄各節段旋轉角度峰值，左心室短軸水平的旋轉為短軸水平各個節段室壁旋轉角度峰值的均值。從左心室心尖部向心底方向觀察，收縮期左心室心尖部為逆時針方向旋轉，記為正值，左心室基底部為順時針方向旋轉，記為負值，兩者的差值即為左心室扭轉角度（LVTW），即LVTW=心尖部心肌旋轉角度-心底部心肌旋轉角度。

1.2.3 重復性檢驗 采用隨機數字表法從SLE組及對照組分別抽取10例，由2位經過規范化訓練的醫師分別分析以評價觀察者間的變異，其中1位觀察者在1周后重復分析以評價觀察者內的變異。

1.3 統計學處理 采用SPSS17.0統計軟件，計量資料以表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，多個獨立樣本比較采用單因素方差分析。相關性分析采用Pearson分析。應用多元線性回歸分析SLEDAI與左心室應變指標的關系。重復性檢驗采用Bland-Altman分析法。

2 結果

2.1 兩組常規超聲心動圖指標比較 SLE組常規超聲檢查結果：左心室增大2例，右心房增大4例，心肌肥厚3例，少量心包積液18例，中等量心包積液3例，二尖瓣瓣膜病變2例，輕中度以上瓣膜反流4例。兩組常規超聲心動圖指標比較見表2。

表2 兩組常規超聲心動圖指標比較

由表2可見，與對照組比較，SLE組Tei指數明顯增大，差異具有統計學意義（P＜0.01）；與對照組比較SLE組LVEF略減低，但仍在正常范圍內，差異無統計學意義（P＞0.05）；余指標差異均無統計學意義（均P＞0.05）。

2.2 兩組整體應變指標比較 見表3、圖1。

表3 兩組整體應變指標的比較

圖1 左心室整體縱向應變（17節段）靶心圖（A：SLE組，左心室整體縱向應變為-18%；B：對照組，左心室整體縱向應變為-22%）

由表3可見，與對照組比較，SLE組GLS、GCS明顯減低，LVTW明顯增大，差異均有統計學意義（均P＜0.05）。2.3 不同病情程度SLE患者整體應變指標的比較 見表4。

表4 不同病情程度SLE患者整體應變指標的比較

由表4可見，重型SLE患者GLS、GCS及LVTW較中度活動型SLE患者減低，差異均有統計學意義（均P＜0.05）；重型SLE患者GLS、LVTW較輕型SLE患者減低，差異均有統計學意義（均P＜0.05）；中度活動型SLE患者GLS較輕型SLE患者減低，差異有統計學意義（P＜0.05）；中度活動型SLE GCS、LVTW較輕型SLE患者稍增高，差異均無統計學意義（均P＞0.05）。

2.4 整體應變與常規超聲心動圖指標及SLEDAI的相關性分析 GLS與LVEF呈負相關（r=-0.608，P＜0.01），與 SLEDAI呈正相關 （r=0.598，P＜0.01）；GCS與SLEDAI相關性較差（r=0.331，P＜0.05）；LVTW 與SLEDAI無明顯相關性（P＞0.05）。行多元線性回歸分析，包括GLS、GCS及LVWT，僅GLS與SLEDAI相關（P＜0.01），回歸方程：Y=67.71+0.68GLS。

2.5 重復性檢驗 見圖2。

圖2 SLE組及對照組GLS的一致性Bland-Altman分析圖（上圖：觀察者間的一致性；下圖：觀察者內的一致性。中間水平線示差值均數，上下兩條水平虛線表示95%CI，越多的數值落在兩條虛線之間一致性越好）

由圖2可見，GLS及GCS在SLE組和對照組間均有良好的一致性，均有95%的測值落在差值的95%CI。GLS觀察者間及和觀察者內置信區間為-2.25～2.55、-3.30～2.44；GLS觀察者間及觀察者內變異為（2.18±8.20）%、（0.99±7.33）%。GCS觀察者間及和觀察者內置信區間為-3.26～2.80、-2.41～2.60；GCS觀察者間及觀察者內變異為（0.71±6.33）%、（1.28±7.64）%。

3 討論

心血管系統是SLE常累及的系統之一，SLE可累及心臟的各個部分，包括心包、傳導系統、心肌、瓣膜及冠狀動脈等。心肌受累多呈亞臨床表現，臨床診斷率較低，約為8%～14%，而尸檢檢出率在40%～50%，遠高于臨床診斷率[4]。目前發病機制尚不明確，可能由以下幾種原因引起：首先疾病本身免疫復合物沉積的炎癥反應在心肌損害過程中起重要的作用[5]；其次是動脈結構和功能的改變，形成冠狀動脈粥樣硬化[6]；另外臨床上用于治療皮疹或關節痛的一些藥物及長期使用糖皮質激素加速了動脈粥樣硬化和抗磷脂抗體導致動脈血栓形成，從而引起心肌的受累[3]。

本研究結果顯示，在常規超聲測量結果SLE組LVEF較對照組稍低，但差異無統計學意義。SLE組Tei指數與對照組存在明顯的差異，與相關研究結果[7]相符，但是Tei指數不能確切的說明是收縮功能還是舒張功能受損。正常人左心室心肌由3層組成，深層為斜行的右手螺旋心內膜下心肌，淺層為斜行的左手螺旋心外膜下心肌及中層的環形心肌。因此心肌收縮可引起左心室在長軸方向的縱向運動，短軸方向的圓周及徑向運動，以及以左心室長軸為軸心的旋轉及扭轉運動。STE技術是在超聲心動圖圖像基礎上通過追蹤感興趣區內散射斑點信息，反映整個感興趣區內各節段心肌的形變，進一步評價心肌的收縮及舒張功能。

近年來多項研究發現SLE患者常規超聲心動圖檢查無心功能減低和節段性室壁運動異常，而左心室局部心肌收縮期峰值應變顯著減低。本研究結果顯示SLE患者左心室GLS顯著減低，且左心室GCS也顯著減低，提示無心臟相關臨床癥狀且LVEF正常的SLE患者左心室長軸收縮能力及短軸圓周收縮能力減低。左心室3層心肌中，內外兩層縱向心肌纖維占70%，其中心內膜下心肌的縱向心肌纖維對于左心室長軸方向的運動具有重要的意義，而心內膜下內層心肌對缺血比較敏感。SLE患者左心室GLS減低，其原因可能為心內膜下心肌缺血受損，纖維化程度較重，導致心肌收縮期縱向形變減低。在圓周運動方向心內膜下心肌纖維縮短是心外膜下心肌纖維縮短的2倍，中層心肌纖維位于兩者之間[8]，因此心內膜下心肌纖維及中層心肌纖維在圓周運動中起主要作用。伍玉晗等[9]應用STE評價無心功能減低和節段性室壁運動異常的冠心病患者，發現左心室長軸縱向運動減低，而相應的圓周運動正常。本研究顯示SLE患者左心室圓周運動減弱，驗證了心肌受累不僅僅是冠狀動脈疾病引起的心肌缺血，而且受疾病本身的炎癥介導及其他因素的影響。

左心室心尖部與心底部旋轉及左心室扭轉的大小和方向取決于心外膜下心肌纖維相對于心內膜下心肌纖維的運動優勢、跨壁應變梯度、心肌收縮力等因素。收縮期左手螺旋的心外膜下心肌纖維遠離心室軸線，產生的旋轉效應強于右手螺旋的心內膜下心肌纖維的扭轉效應，故心尖水平心肌整體表現為逆時針方向旋轉，心底水平為順時針方向旋轉。本研究發現SLE患者LVTW增大，其原因可能是心內膜下心肌對缺血比較敏感，心內膜下心肌缺血、收縮力下降減弱了對抗心外膜下心肌纖維所引起的相反方向旋轉，從而使左心室整體扭轉運動增強。本研究結果顯示LVEF正常的SLE患者左心室GLS、GCS減低，LVTW的增大，補償了長軸縱向方向和短軸圓周方向應變的減低，使左心室整體收縮功能維持正常。

SLE呈慢性病程，常伴有不同程度的疾病加重和復發。SLEDAI是在臨床實踐中使用較為方便的評估SLE患者的疾病活動性和病情輕重。本研究顯示重型SLE患者左心室GLS、GCS及LVTW較中度活動型SLE患者減低；中度活動型SLE患者GLS較輕型患者減低，而中度活動型SLE患者GCS及LVTW較輕型SLE患者稍增大，但無統計學意義。既往研究表明心肌缺血早期多為先累及心內膜下心肌纖維，導致縱向應變減低，只有持續性的缺血逐步累及中層環形心肌纖維和心外膜下心肌纖維，逐步引起肉眼可見的向心運動異常[9]，圓周應變的減低和左心室整體扭轉運動減弱表明心肌受損較為嚴重。相關性分析結果顯示SLE患者左心室GLS與SLEDAI有較好的相關性，這與相關研究結果一致[10-11]。Buss等[10]報道SLE患者左心室GLS減低與疾病活動顯著相關。Yip等[11]研究結果顯示SLEDAI可以獨立預測左心室縱向收縮功能。多元線性回歸分析示GLS與SLEDAI獨立相關，提示GLS可作為評估SLE疾病活動的一個補充指標。

應用STE對SLE患者左心室收縮期形變參數的分析，能夠發現無心臟相關臨床癥狀的SLE患者早期左心室心肌收縮功能的損害，為臨床早期判斷SLE患者心肌受累提供了一種較好的方法。本研究存在一定的局限性：未對短軸徑向應變參數進行同步研究；未對所有的患者進行心肌活檢，缺乏診斷的“金標準”，此外心臟受累與病程有關，本研究缺乏長期隨訪，均有待于在今后的研究中進一步完善。

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Evaluation of left ventricular systolic function in patients with systemic lupus erythematosus by two-dimensional speckle tracking echocardiography

ZHANG Hebin,ZHNEG Zhelan,GAO Feng,et al.Department of Medical Ultrasound,the Affiliated Hospital of Hangzhou Normal University,Hangzhou 310015,China

【 Abstract】 Objective To evaluate left ventricular(LV)systolic function in patients with systemic lupus erythematosus (SLE)using two-dimensional speckle tracking echocardiography(STE). Methods Forty-six patients with SLE and thirty-three healthy subjects were enrolled and underwent transthoracic echocardiography.Global longitudinal strain(GLS),global cirumferential strain(GCS),left ventricular twist(LVTW)were obtained by STE.Disease activity was evaluated for all SLE patients by Systemic Lupus Erythematosus Disease Activity Index 2000(SLEDAI-2K). Results Compared with controls,Tei index measured by PW was significantly higher in SLE group(P＜0.01).Compared with controls,GLS,GCS were significantly reduced in the SLE group(all P＜0.01),LVTW was significantly increased in SLE group(P＜0.05).GLS,GCS and LVTW were significantly decreased in patients with severely active SLE compared with those in patients with moderately active SLE(all P＜0.05).GCS and LVTW tended to be higher in patients with moderately active SLE than in patients with mildly active SLE,but the difference was not significant(P＞0.05).The SLEDAI scores were significantly correlated with GLS(r=0.598,P＜0.01)and GCS(r=0.331,P＜0.05), but not with LVWT(P＞0.05).Multivariate regression analysis showed that GLS was independently correlated with SLEDAI score (P＜0.05). Conclusion STE can be used for detection of abnormal left ventricular systolic function in patients with SLE,GLS of LV may serve as a complementary index for assessing disease activity of SLE.

Echocardiography Speckle tracking imaging Systemic lupus erythematosus Left ventricular function

2015-04-11）

（本文編輯：楊麗）

310015 杭州師范大學附屬醫院超聲醫學科（張賀彬、高楓、黃國慶、俞波、余燕成）；浙江大學醫學院附屬第一醫院心血管超聲中心（鄭哲嵐）

鄭哲嵐，E-mail：zhze2002@163.com