二維斑點追蹤技術聯合血漿BNP濃度對重度二尖瓣關閉不全患者圍手術期左室收縮功能變化的預測價值

李潔明，武 俊，劉繼紅，袁 煒，溫曉娜，蔡 萌，余 蘇，楊 燕，顧文慧

（大連醫科大學附屬第二醫院，遼寧 大連 116027）

二尖瓣關閉不全是目前國內外比較常見的心臟瓣膜疾病之一，外科手術仍是二尖瓣關閉不全的主要治療手段。根據2017 AHA/ACC心臟瓣膜病管理指南：對于有癥狀、左室射血分數（LVEF）在30%～60%范圍內或者左室收縮末內徑 （LVESD）≥40 mm的重度二尖瓣關閉不全患者是手術的Ⅰ類推薦指征，然而對于無癥狀、左室收縮功能保留 （LVEF＞60%，LVESD＜40 mm）者手術最佳時機的選擇具有一定的爭議[1]，有學者認為重度二尖瓣關閉不全患者不管術前是否存在收縮功能減低應盡早行手術治療，最大程度保護未受損心肌[2-4]。外科手術不僅要改善血流動力學，還應最大程度的保護患者的心肌功能，但對如何準確評價圍手術期心臟功能及心肌受損情況，目前國內外缺乏統一的指標及標準。臨床上常用評價左室收縮功能的指標是LVEF，但LVEF是通過左心室容量的變化來評價左心室收縮功能，不能直接反映心肌收縮能力，因此，LVEF對于評價代償期心肌功能異常存在很大的局限性。

二維斑點追蹤技術（2D-STI）能直接反映心肌的形變特征，受前后負荷及其他因素影響較小，能客觀準確評價左室收縮功能[5]；腦鈉肽（BNP）是目前國內外公認能獨立預測心衰的常用指標[6]，本文旨在探討2D-STI聯合血漿BNP濃度預測重度二尖瓣關閉不全患者圍手術期左室收縮功能變化的應用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

2015年9月—2017年7月因重度二尖瓣關閉不全于我院心臟外科行手術治療并且術后隨訪資料齊全的30例作為研究對象，根據術后LVEF分為兩組。A組術后LVEF≥50%，17例；B組LVEF＜50%，13例。入選患者均術前行冠狀動脈造影顯示不合并冠狀動脈狹窄，其中二尖瓣腱索斷裂16例，二尖瓣脫垂9例，感染性心內膜炎5例。排除急性心肌梗死、嚴重感染、肺源性心臟病及慢性阻塞性肺疾病等。

1.2 儀器與方法

采用美國GE公司的Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，M5S 探頭，3.5 MHz， Ech PAC 113 工作站。患者于術前和術后7天行超聲心動圖檢查，患者平靜呼吸，左側臥位，連接心電圖，首先行超聲心動圖檢查并測量常規參數，然后采集并存儲左心室長軸心尖四腔、兩腔、三腔連續三個心動周期的二維圖像，幀頻＞80幀/s，傳輸到Ech PAC 113工作站2Dstrain界面脫機分析。

1.3 常規參數測量

左房內徑 （LAD）、 左室舒張末期內徑（LVEDD）、LVESD，采用 Simpson雙平面法測量左室舒張末容積（LVEDV），左室收縮末容積（LVESV）以及LVEF。

1.4 2D-STI參數

選取左心室長軸心尖四腔、兩腔、三腔連續三個心動周期的二維圖像，啟用二維斑點追蹤自動成像分析軟件，將采集的圖像進行分析；通過手動勾劃左心室心內膜，系統自動進行跟蹤分析，得出整體收縮縱向應變值（GLS）。

1.5 血漿BNP參數

所有患者于術前、術后第7天晨查血漿BNP值，采用化學發光法。

1.6 統計學處理

采用SPSS 22.0統計分析軟件，計量資料均用均數±標準差（±s）表示。兩組手術前后比較采用配對t檢驗；組間比較采獨立樣本t檢驗；統計結果以P＜0.05為差異有統計學意義。各參數相關性分析采用Pearson相關分析。進行Pearson相關分析后，采用多項Logistic回歸分析評價測量值的獨立預測因予。繪制ROC曲線獲得指標的臨界值。

2 結果

2.1 A、B兩組一般臨床資料比較

A、B兩組比較見表1。年齡、性別、血壓、心率等均無明顯差異，兩組體外循環時間和主動脈阻斷時間無明顯差異。

表1 A、B兩組一般臨床資料比較

2.2 A、B兩組常規超聲參數及左室心肌整體應變比較

術后早期兩組 LAD、LVEDD、LVEDV、LVEF、GLS的絕對值均低于術前，差異均具有統計學意義（P＜0.05），而 LVESD、LVESV 無明顯變化；B 組術前LAD、LVEDD、LVEDV、LVESV 均大于 A 組， 術后LAD、LVEDD、LVEDV也大于A組，術前LVEF無明顯差異，術前術后B組GLS的絕對值及LVEF均低于 A 組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2和圖1，2。

2.3 A、B兩組血漿BNP濃度變化

BNP 濃度：A 組術前 （115.22±91.29） pg/mL，術后第 7 天（159.33±52.52） pg/mL。 B 組術前（189.28±106.26） pg/mL，術后第 7 天（288.50±162.75） pg/mL。兩組術后早期血漿BNP濃度仍高于術前，B組不論術前還是術后均高于A組，差異均具有統計學意義（P＜0.05）。

2.4 術后早期 LVEF與術前常規超聲測量值、LVEF、GLS及血漿BNP相關性分析

術后早期LVEF與LAD、LVEDD、LVEDV、LVESV、GLS 存在負相關（P＜0.05），與術前血漿 BNP無明顯相關（P＞0.05），多項 Logistic 回歸分析顯示預測術后LVEF減低的獨立預測因子為GLS，ROC曲線預測術后LVEF減低的最佳臨界值：GLS=-19.15（曲線下面積 0.891，敏感性 84.6%，特異度 72.8%），見圖3。

表2 A、B兩組常規超聲參數比較（±s）

表2 A、B兩組常規超聲參數比較（±s）

注：兩組手術前后比較：P＜0.05；組間比較：P＜0.05。

A組 B組參數 術前 術后第7天 術前 術后第7天LAD（mm） 46.45±5.53 43.33±4.19 56.28±5.39 49.93±5.28 LVEDD（mm） 57.81±5.22 49.61±3.93 66.32±2.67 54.55±1.99 LVESD（mm） 36.74±5.68 35.25±3.09 39.24±4.00 37.05±2.75 LVEDV（mL） 116.41±20.22 104.79±10.57 163.0±36.28 126.62±16.92 LVESV（mL） 52.71±11.52 51.47±11.12 64.23±18.89 54.54±12.09 LVEF（%） 62.64±3.72 59.82±5.99 63.85±4.86 44.00±4.81 GLS（%） -19.90±0.85 -15.69±1.88 -17.84±1.35 -10.93±2.63

圖1 A組其中1例患者術前LVEF=64%，GLS=-19.2%，術后LVEF=52%，GLS=-15.3%。 圖2 B組其中1例患者術前LVEF=65%，GLS=-17.5%，術后 LVEF=42%，GLS=-10.5%。Figure 1.One of the patients in group A，LVEF 64%and GLS-19.2%before operation，LVEF 52%and GLS-15.3%after operation.Figure 2.One of the patients in group B，LVEF 65%and GLS-17.5%before operation，LVEF 42%and GLS-10.5%after operation.

2.5 術后早期LVEF與術后早期常規超聲測量值、GLS及血漿BNP相關性分析

術后早期LVEF 與 LAD、LVEDD、LVEDV、BNP、GLS 存在負相關（P＜0.05），GLS 與 BNP 存在正相關（P＜0.05）。

多項Logistic回歸分析顯示預測術后LVEF減低的獨立預測因子為GLS，ROC曲線預測術后LVEF減低的最佳臨界值：GLS=-14.75（曲線下面積0.923，敏感性 92.3%，特異度 68.8%），見圖4。

圖3 術前GLS ROC曲線。Figure 3.GLS ROC curve before operation.

3 討論

圖4 術后GLS ROC曲線。Figure 4.GLS ROC curve after operation.

STI技術能追蹤心肌運動軌跡，定量分析左心室長軸、短軸及圓周方向心肌運動的速度、位移、應變以及解旋角度，能準確敏感的評價心肌損傷及心肌力學變化，重復性好，且不受聲束角度限制，并受心臟前后負荷影響較小[5]。二尖瓣關閉不全患者由于容量超負荷使左室充盈增加，根據Frank-starling定律，隨著心肌初長度的延長，心肌收縮力增強，然而隨著反流的持續發生或者加重，左心腔逐漸擴大，根據Laplace定律，左室壁張力與心室腔壓力和半徑成正比，而左室室壁應力增加，心肌耗氧量也會隨之增加。左室心內膜下心肌以縱行肌為主，承受應力最大，因此容易較早的出現心肌功能障礙[4，7-8]。本研究中兩組患者術前LVEF無明顯差異，但反應左室縱向應變能力的GLS已有差異，表現為B組（術后LVEF＜50%組）術前GLS的絕對值低于A組（術后LVEF≥50%組），說明術前僅用LVEF評價心肌收縮功能有很大的局限性，GLS能更加準確敏感的發現心肌功能的早期變化，Marcianik等[9]研究也證明GLS是早期左室功能變化的獨立預測因子。本研究中 B 組患者左心大小（LAD、LVEDD、LVESD）及容積（LVEDV、LVESV）均較A組增加，表明B組處于二尖瓣反流病變進展的較晚期階段，同時也說明重度二尖瓣關閉不全患者術前左心增大越明顯，術后早期LVEF下降的風險更大。Suri等[13]研究也證明了這一觀點。Lancellotti等[4]研究也發現GLS能更加準確的評價重度二尖瓣關閉不全患者的左室收縮功能儲備，并通過運動負荷試驗后GLS減低及左房容積增加預測術后左室功能不全。

另外，我們還發現兩組術后早期LVEDD、LVEDV、LVEF均減低，而LVESD、LVEDV無明顯變化，可能是手術治療后異常的血流動力學狀態得以糾正，使得術后早期左室舒張末壓、舒張末容積及射血量下降，而左室收縮末容積無明顯變化，故LVEF也隨之下降。這與Schuler等[2]研究相一致。此外，本研究中兩組患者GLS的絕對值均較術前減低，而B組減低更加明顯，原因可能是：兩組患者都經歷了手術體外循環、主動脈阻斷及再開放的過程，缺血缺氧再灌注后，部分心肌發生頓抑，術后早期頓抑心肌還未完全得以恢復；手術切割、牽拉對心肌造成的機械性損傷，以及瓣環置入、手術縫線等會造成臨近心肌水腫、炎癥反應，造成相應節段心肌的局部運動障礙；雖然兩組患者體外循環時間及主動脈阻斷時間無明顯差別，但B組左心大小及容積均較A組增加，說明B組容量負荷逐漸增高的情況下，左室壁應力更高，左室心內膜下心肌缺血及纖維化更重，對手術過程中體外循環缺血缺氧的耐受性更差，術后早期發生左室收縮功能不全的風險更大。

BNP是一種由32個氨基酸殘基構成的多肽類激素，心臟釋放的BNP主要來源于心室，心室分泌量大儲存少，是目前國內外公認能獨立預測心衰的常用指標，當心臟收縮功能下降時，容量負荷增加，左室壁張力升高，促進BNP分泌，起到排鈉、利尿、調節容量及拮抗腎素-血管緊張素-醛固酮系統的作用[6，10，12]，Hutfless 等[17]研究發現術后 BNP 濃度的變化與心臟手術患者術后一年的住院時間、死亡率相關。本研究中B組（術后LVEF＜50%）血漿BNP濃度不論術前還是術后均高于A組，也表明血漿BNP能間接評價重度二尖瓣關閉不全患者圍手術期的左室收縮功能，心功能越差，BNP濃度越高。本研究在相關性分析中，血漿BNP濃度與常規超聲值無明顯相關性，但術后血漿BNP濃度與術后早期LVEF成負相關，與術后早期GLS成正相關，說明在重度二尖瓣關閉不全患者中除了左室壁張力及容量負荷增加外，同時還有其他因素影響BNP的分泌，具體機制有待于進一步研究；血漿BNP濃度可作為疾病進展的無創監測指標，同時也是早期左心室功能障礙的標志物[3，10，16-17]，但 BNP 是一個非特異性的生物指標，手術過程中多種情況（如藥物、體外循環缺血缺氧再灌注等）會引起BNP的升高，獨立預測預后較差，與Hwang等[16]研究一致。

本研究中B組（術后LVEF＜50%）術前GLS的絕對值明顯低于A組，而血漿BNP濃度明顯高于A組，說明異常的GLS是早期左室心肌功能障礙的敏感指標，而升高的血漿BNP濃度是左室壁張力增加的標志，二者結合可以在左室收縮功能明顯減低之前幫助識別左室心肌早期受損，幫助優化手術時機，Alashi等[18]研究也發現GLS和血漿BNP對保留LVEF的重度二尖瓣關閉不全患者術前危險分層有協同作用，幫助選擇最佳手術時機，判斷預后并預測遠期生存率。

二維斑點追蹤技術能客觀準確地評價二尖瓣關閉不全圍手術期左室收縮功能變化；GLS結合血漿BNP水平可較敏感的反應重度二尖瓣關閉不全患者圍手術期左室收縮功能的變化及心肌損傷程度。本研究有待于術后進一步長期隨訪研究二尖瓣手術后心肌功能恢復情況。