三維斑點追蹤成像技術評價化療對肺癌患者心肌收縮功能的影響

李朝密，鄭 慧，姚 文，周 旺，陳 娜，萬 穎

三維斑點追蹤成像技術評價化療對肺癌患者心肌收縮功能的影響

李朝密，鄭 慧，姚 文，周 旺，陳 娜，萬 穎

目的探討應用實時三維斑點追蹤成像（RT-3DSTI）技術評價化療藥物對肺癌患者左心室心肌收縮功能的影響。方法選取 41例肺癌患者，每例分為化療前、化療中和化療后 3個階段。應用二維超聲測量左心室內徑、室壁厚度，應用 RT-3DSTI技術獲得左心室整體 面積應變（GAS）、整體縱向應變（GLS）、整體圓周應變（GCS）、整體徑向應變（GRS）及左室射血分數（LVEF）、心率（HR）等基本參數，并對上述參數進行比較分析。結果3組間 GAS、GLS、GCS、LVEF隨化療周期的進行均減低，且 3組間 GAS、GLS比較顯示化療前與化療中、化療中與化療后及化療前與化療后之間減低差異均有統計學意義（P＜0.05），3組間 GCS比較顯示化療中與化療后及化療前與化療后之間減低差異均有統計學意義（P＜0.05）。化療后與化療前之間三維應變參數 GAS的差值（r=0.58，P＜0.01）、GLS的差值（r=0.36，P＜0.05）均與LVEF的差值呈正相關。結論RT-3DSTI技術所獲得的應變參數對發現化療藥物對肺癌患者早期心肌損害，評價左心室心肌收縮功能，指導臨床治療有較高的應用價值。

三維斑點追蹤成像技術；應變；肺癌；左心室心肌收縮功能；左室射血分數

近50年來肺癌的發病率顯著增高，化療仍為臨床上治療肺癌的主要手段，特別是對于失去手術治療機會的患者。培美曲塞通過破壞細胞內葉酸依賴性的正常代謝過程，抑制細胞復制，從而抑制腫瘤的生長，被廣 泛應用 于 非 小細胞肺癌 （non-small cell lung cancer，NSCLC）的治療。培美曲塞不僅可以作為一線藥物在臨床上應用，還可以在患者疾病進一步發展前的維持治療中受益［1］，但是該肺癌化療方案使患者發生心血管疾病的危險性增加。實時三維斑點 追 蹤 成 像 （real-time three-dimensional speckle tracking imaging，RT-3DSTI）技術是在實時三維超聲心動圖（real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）及斑點追蹤成像技術基礎上發展起來的一項更準確地追蹤心肌三維運動的新技術，其能夠實時顯示心臟立體結構，不受心臟形狀的影響。該研究旨在應用 RT-3DSTI評估肺癌化療方案對患者左心室心肌收縮功能的影響，為早期檢測化療藥物的心肌毒性，指導臨床用藥提供參考。

1 材料與方法

1.1 病例資料選取 2014年7月 ～2015年 7月在安徽醫科大學第一附屬醫院呼吸內科住院的肺癌患者 41例，其中女 27例，男 14例，年齡 45～77歲，中位年齡 64歲。化療方案為培美曲塞（500 mg／m2）加順鉑（75mg／m2），間隔時間為 21 d，一個療程為 6個周期。經臨床和相關的輔助檢查排除高血壓、冠心病、糖尿病、高脂血癥等心血管疾病及排除吸煙患者造成的圖像不清晰。

1.2 儀器與方法

1.2.1二維超聲檢查 采用 GE ViVid E9彩色多普勒超聲診斷儀，應用 M5S探頭。受檢者取左側臥位，囑患者平靜呼吸，同步連接心電圖。在左心室長軸切面測量室間隔舒張末厚度（interventricular septal thickness at end-diastole，IVSD）、左室舒張末內徑（left ventricular internal dimension at end-diastole，LVDd）、左室后壁舒張末厚度（left ventricular posterior wall thickness attend-diastole，LVPW）。

1.2.2三維斑點追蹤檢查 應用 GE ViVid E9的4V-D心臟容積探頭，頻率 1.7～3.3 MHz，且配有Echo PAC在機分析軟件。囑受檢者取左側臥位，同步連接心電圖。于心尖四腔心切面采集清晰圖像，將幀頻（幀頻約 60）調節至患者心率的 40%，然后按下 4D“全容積”成像按鈕。同時檢查儀器上自動給出的多切面是否完全包含在全容積圖像中。在確保左心室整體包含在內的前提下，囑患者屏住呼吸，存儲無拼接間隔的3個心動周期的左心全容積動態圖像。然后啟動四維自動左室心功能分析（4D Auto LVQ）軟件，通過自動（AUTO）按鈕自動校準四腔心切面的二尖瓣環及心尖水平。如果自動校準不準確，也可以手動校準（即分別在心尖四腔心切面的舒張末期和收縮末期點擊心尖部及二尖瓣環的中點的心內膜面），然后分析軟件自動追蹤心內膜和心外膜，也可手動調整勾畫出心內膜及心外膜。通過軟件自動分析，可計算出心輸出量（cardiacoutput，CO）、心 率 （human rate，HR）、左室 舒 張 末期 容 積（left ventricular end-diastolic volume，EDV）、收縮末期容積（left ventricular end-systolic volume，ESV）、左室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）、球形指數（sphericity index，SPI）、左室舒張末期質量（left ventricular end-diastolicmass，EDmass）、收縮末期質量（left ventricular end-systolicmass，ESmass）及左室整體面積應變（global area strain，GAS）、整體縱向應變（global longitudinal strain，GLS）、整體圓周應變（global circular strain，GCS）、整 體徑向應 變（global radial strain，GRS）。以及隨之產生的應變曲線和彩色編碼的 17節段牛眼圖（其上分布選定參數的節段值，標記為“×”的節段被拒絕）。

1.3 統計學處理應用 SPSS 16.0統計軟件進行分析，計量資料以 ˉx±s表示。3組之間的比較采用單因素方差分析，兩兩之間的比較采用 SNK檢驗，LVEF差值與應變參數差值之間的相關性采用 Pearson相關分析。

圖1 三維應變參數值及參數應變曲線A：化療前；B：化療后

2 結果

2.1 左心室非應變參數間的比較3組間非應變參數 LVDd、IVSTd、PWTd、CO、HR、SV、SPI、EDmass、EVmass、LVEF之間差異均無統計學意義，見表 1。

2.2 3D-STI應變參數之間的比較3組間應用單因素方差分析顯示 GAS、GCS、GLS比較差異有統計學意義（P＜0.05），GRS比較差異無統計學意義；兩兩之間 GAS、GLS比較應用 SNK檢驗顯示化療前與化療中、化療中與化療后及化療前與化療后兩兩間差異均有統計學意義（P＜0.05），兩兩之間 GCS比較應用 SNK檢驗顯示化療中與化療后及化療前與化療后兩兩間差異均有統計學意意 （P＜0.05），見表2。

表1 非應變參數之間的比較（ˉx±s）

表2 3D-STI應變參數之間的比較（%，ˉx±s）

2.3 各參數間的相關性相關分析結果顯示，化療前與化療后之間 GAS的差值與 LVEF的差值呈正相關（r=0.58，P＜0.01），兩組間 GLS的差值與LVEF的差值之間呈正相關（r=0.36，P＜0.05），兩組間 GCS的差值與 LVEF的差值相關性不明顯（r= 0.22）。

3 討論

應用培美曲塞加順鉑化療方案的患者心律失常的發生率增加。研究［2］表明心臟損害可能與順鉑的腎小管毒性所引起的低鎂血癥有關，經順鉑治療后長期生存的患者，發生心血管疾病的危險性增加。RT-3DSTI技術能從三維空間上追蹤心內膜及心外膜邊界的運動，計算出心肌 17個節段的總體徑向、縱向及圓周應變率，對局部心肌的收縮功能進行量化，得出心肌真實的三維應變［3］。研究［4］表明，三維成像方法能夠更好的描計心內膜的運動，對測量值的量化更準確，特別是對于心肌區域應變的變化更加敏感。

本研究采用患者自身作為對照，避免了年齡、性別、身高、體重等影響檢測結果的因素。研究［5-6］表明隨著年齡的增長，縱向應變下降，圓周應變明顯擴增，環向應變與身高呈負相關、與性別呈正相關，縱向應變與性別呈負相關。

本研究獲得的三維應變參數 GAS、GLS、GCS值化療后均較化療前明顯減低，表明左心室舒張末期至收縮末期心肌內膜面整體面積、縱向、圓周變化率化療后較化療前均明顯減弱，說明左心室心肌的收縮功能減弱，進一步表明化療藥物對心肌存在毒害。唐水娟 等［7-8］應用三維斑點追蹤成像技術對癌癥患者化療前后三維應變參數的研究證實 GAS和GCS值減低差異有統計學意義。同樣，化療后組與化療中組間 GAS、GLS、GCS值，化療中組與化療前組間 GAS、GLS值的減低也說明化療前后心肌出現損害。3組間以上數值的變化表明隨著化療周期的增加，患者左心室心肌收縮功能逐漸減弱，心肌的損害也隨之增加。本研究不同之處在于 GLS的減低差異有統計學意義，部分學者的研究結果也表明患者應用化療藥物后 GLS減低差異有統計學意義。研究［9］表明應變參數 GCS、GRS及 GLS中 GLS變化最為敏感，可以用來早期檢測心肌應變率的改變。就其原因可能是因為心肌在結構上的分布和走行存在差異，左室壁縱行纖維占 70%，而環形纖維僅占30%［7］。除此之外，由于以上文獻所用藥物與本研究所用藥物不同，藥物的藥理作用存在差異，所以研究結果存在差異。

對于應變指標的敏感性，本研究表明 GAS最敏感，GLS次之，GCS再次之，GRS最不敏感，這可能是由于前3項應變參數為追蹤心內膜斑點的運動而產生，GRS為追蹤心內膜及心外膜斑點的運動而產生。而 GAS為整合了 GLS及 GCS的一項應變參數，且 GLS和 GCS的變化方向一致，這可能是 GAS最為敏感的原因。

本研究所獲得的二維參數及三維非應變參數，3組間的差異無統計學意義，表明化療藥物對于左心室整體形態改變及臨床上所能檢測出來收縮功能的改變影響不大。但是其中的 LVEF減低與 GAS、GLS的減低呈正相關，GCS差值與 LVEF差值相關性不明顯，這可能是由于 LVEF的變化不明顯造成的。研究［6，10］表明三維應變各參數與 LVEF之間具有良好的相關性。LVEF作為反映心臟收縮功能的指標早就在臨床上得到廣泛應用，三維應變參數與LVEF有良好的相關性，本研究的相關性結果也表明隨著化療周期的增加，肺癌患者的左心室心肌收縮功能逐漸減弱，心肌的損害逐漸增加。

綜上所述，3D-STI是一項不受心臟幾何形態的影響，在三維空間內追蹤心內膜及心外膜回聲斑點運動的新技術，其測量結果更準確，所得到的三維應變參數值能夠早期反映左心室心肌收縮功能的變化，對于早期檢測化療藥物的心肌毒性具有較高的臨床參考價值。

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Evaluation ofmyocardial systolic function in lung cancer patients receiving chem otherapy by three dimensional
spot tracking imaging technology

LiChaomi，Zheng Hui，YaoWen，et al
（Dept of Medical Ultrasonics，The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230022）

Objective To investigate the value of real-time three-dimensional speckle tracking imaging（RT-3DSTI）technology in evaluating the influence of chemotherapeutic agents on left ventricular myocardial systolic function in patientswith lung cancer.Methods A total of 41 patientswith lung cancerwere included in this study.Every patientwas studied in three stages（before chemotherapy，during chemotherapy and after chemotherapy）. In each stage，the inner diameter of each subject’s left ventricle and the thickness of left ventricular wall were measured with two-dimensional ultrasound.Their left ventricular global area strain（GAS），global longitudinal strain（GLS），global circular strain（GCS），global radial strain（GRS），left volumes ejection fraction（LVEF），and heart rate（HR）were obtained by RT-3DSTI.The above parameters were compared and analysed.Resu lts The values of GAS，GLS，GCS，LVEF of the three stages all decreased with the proceeding of chemotherapy.Besides，it all showed statistical differences between before chemotherapy group and during chemotherapy group，during chemotherapy group and after chemotherapy group，before chemotherapy group and after chemotherapy group in the values of GAS，GLS（P＜0.05）.It also showed statistical differences between chemotherapy group and during chemotherapy group，before chemotherapy group and after chemotherapy group in the values of GCS（P＜0.05）.The differences of the values of GAS（r=0.58，P＜0.01），GLS（r=0.36，P＜0.05）were both positively related to the differences of the values of LVEF between before chemotherapy group and after chemotherapy group.ConclusionRT-3DSTIhas great significance in diagnosing the earlymyocardial damage of chemical drugs in patientswith lung cancer，evaluating the systolic function of left ventricular，and guiding clinical treatment.

three-dimensional speckle tracking imaging technology；strain；lung cancer；left ventricularmyocardial systolic function；left heart ejection fraction

R 734.2；R 445.1

A

1000-1492（2016）02-0243-04

時間：2016-1-20 10：32：26

http：／／www.cnki.net／kcms／detail／34.1065.R.20160120.1032.042.htm l

2015-11-17接收

安徽省科技攻關計劃項目（編號：1401045016）

安徽醫科大學第一附屬醫院超聲科，合肥 230022

李朝密，男，碩士研究生；

鄭 慧，女，教授，主任醫師，碩士生導師，責任作者，E-mail：zhenghuiayfycsk＠163.com