斑點跟蹤超聲心動圖對一氧化碳中毒引起心臟毒性的預測價值分析

李俊鵬，翟穎博2，王晨靜

一氧化碳(carbon monoxide，CO)中毒屬于冬季常見急診病癥，危害身體系統功能，心臟與腦對缺氧較敏感，CO中毒后對腦、心臟均危害較大[1]。臨床對于CO中毒病人腦損傷關注較多，對于CO中毒后心肌損傷關注不多，因而延誤治療的良好時機。有關研究顯示CO中毒后機體缺氧心肌灌注不足，容易損傷心肌，導致心臟毒性[2]。目前臨床上主要采用心肌酶指標檢測，但血清檢測假陽性較高，因此臨床應用受限[3]。超聲心動圖在心肌損傷檢測中應用較多，其中二維斑點追蹤成像技術(2D-speckle tracking imaging，2D-STI)能夠定量評定心肌各階段在不同方向的形變情況，敏感度較高[4]。目前2D-STI應用于CO中毒后心臟毒性檢測的研究較少。本研究通過對本院收治的CO中毒病人進行2D-STI超聲心動圖檢測，以探究其在CO中毒后心臟毒性中的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年7月—2017年7月新鄉醫學院第三附屬醫院收治的126例急診CO中毒病人作為研究對象，其中男56例，女70例；年齡18～72(56.42±6.27)歲；中毒至入院時間30 min至16 h(6.28±0.74 h)，參照《內科學》中毒程度標準分為輕度組(47例)、中度組(42例)、重度組(37例)。另選取同期在我院進行體檢的62名正常者作為對照組，其中男29名，女33名，年齡19～74(56.68±7.03)歲。病例組、對照組性別、年齡比較差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2 病例選擇標準 納入標準：病例組病人符合《內科學》[5]中CO中毒診斷標準；中毒時間<20 h；一氧化碳血紅蛋白(COHb)>10%；病人病例資料完整，家屬知情同意。排除標準：冠狀動脈疾病、二尖瓣狹窄并關閉不全、非缺血性心肌病、心房纖顫等心臟疾病；心律失常者；超聲圖像質量不佳者；肝、腎功能嚴重受損者。

1.3 檢測方法

1.3.1 血清心肌酶水平測定 所有受試者入院后均采集靜脈血3mL，加入抗凝劑，放置離心機中2500 r/min離心10 min，保留上層血清，放置-20 ℃冰箱中保存。所用儀器為日立7060型生化自動檢測儀，肌酸激酶(creatine kinase，CK)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase MB，CK-MB)、天門冬氨酸氨基轉移酶(aspartate aminotransferase，AST)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase，LDH)、羥丁酸脫氫酶(hydroxybutyrate dehydrogenase，HBD)Elisa測定試劑盒均由廣州健侖生物科技有限公司提供。參照試劑盒說明書進行操作。

1.3.2 多普勒超聲心動圖檢測 所用設備為IE33彩色多普勒超聲檢測儀(Philips公司)，探頭頻率為2～4 MHz，采取平臥或左側臥位，呼吸平靜同時連接心電圖，常規選取胸骨左室長軸面，主要測定指標：左室舒張末內徑(left ventricular end-diastolic diameter，LVEDD)、左室收縮末內徑(left ventricular end-systolic diameter，LVESD)、室間隔舒張末厚度(interventricular septum diastolic thickness，IVSd)、左室后壁舒張末厚度(posterior diastolic thickness of left ventricular wall，PWTd)。利用心尖雙拼面法(simpson)測定左心室收縮末期容積(left ventricular end systolic volume，LVESV)、左心室舒張末期容積(left ventricular end diastolic volume，LVEDV)、左室射血分數(left ventricular ejection fraction，LVEF)。采用脈沖多普勒于心尖四腔平面記錄二尖瓣舒張早期、晚期血流峰值(E、A)，計算兩者比值(E/A)。以上參數均測定3個心動周期，取平均值。

1.3.3 二維斑點追蹤超聲心動圖檢測 采集心尖左室長軸、四腔、兩腔二維圖像，幀頻設定為60～90幀/秒，至少包含3個連續完整心動周期圖像，圖像保存后傳送至EchoPAC工作站，手動調節各切面心內膜以及心外膜，勾畫感興趣心內膜，使其與心肌厚度保持一致。選取主動脈瓣關閉時間點后，系統追蹤心內膜感興趣區回聲斑點，將各個室壁在長軸方向分為18個心肌節段，包括心尖段、中間段、基底段的前壁、后壁、側壁、下壁、前后間隔，測定各心肌節段心內/外膜的縱向、徑向、環向三個方向峰值應變參數，測定3個心動周期不同節段峰值參數，取平均值。

1.3.4 圖像分析 由本院兩名影像學資深醫師采集、分析所有研究對象圖像，當兩者意見不一致時，經協商后達成統一意見。

1.4 評定標準 參照文獻中心臟毒性判定標準[6]：病人心電圖表現為心律失常(如室性早搏、室上性心動過速)、心電圖異常(非特異性ST-T改變、QT間期延長、QRS波電壓降低)、低血壓等。

2 結 果

2.1 各組血清心肌酶指標比較 病例組血清CK、CK-MB、LDH、AST水平均高于對照組，隨著中毒程度加重，CK、CK-MB、LDH、AST水平逐漸升高，差異有統計學意義(P<0.05)。詳見表1。

表1 各組血清心肌酶指標比較(±s) U/L

與對照組相比，1)P<0.05；與輕度組相比，2)P<0.05；與中度組相比，3)P<0.05

2.2 各組常規超聲心動圖檢測指標比較 各組病人LVEDD、LVESD、LVESV、LVEDV、IVSd、PWTd比較，差異無統計學意義(P>0.05)。病例組LVEF、E/A均低于對照組(P<0.05)，隨著中毒程度加重，LVEF、E/A水平逐漸降低，差異有統計學意義(P<0.05)。詳見表2。

表2 各組常規超聲心動圖檢測指標比較(±s)

與對照組相比，1)P<0.05；與輕度組相比，2)P<0.05；與中度組相比，3)P<0.05

2.3 各組病人心肌峰值應變參數比較 病例組心肌整體縱向峰值應變(GLS)、心內膜下縱向峰值應變(LS-endo)、心外膜下縱向峰值應變(LS-epi)、跨壁縱向應變梯度(TMSG-LS)低于對照組，隨著中毒程度加重逐漸降低，差異有統計學意義(P<0.05)。各組心外膜下徑向峰值應變(RS-epi)、整體徑向應變(GRS)、整體環向應變(GCS)、心內膜下徑向峰值應變(RS-endo)、心內膜下環向峰值應變(CS-endo)、心外膜下環向峰值應變(CS-epi)、跨壁徑向應變梯度(TMSG-RS)、跨壁環向應變梯度(TMSG-GS)比較差異無統計學意義。詳見表3。

表3 各組病人心肌峰值應變參數比較(±s)

與對照組相比，1)P<0.05；與輕度組相比，2)P<0.05；與中度組相比，3)P<0.05

2.4 心臟毒性病人峰值應變參數變化情況 共43例病人發生心臟毒性，發生率為34.13%，與心臟毒性未發生組相比，心臟毒性發生組GLS、LS-endo、LS-epi、TMSG-LS均降低，差異有統計學意義(P<0.05)。詳見表4。

表4 心臟毒性病人峰值應變參數變化情況(±s)

與心臟毒性未發生組相比，1)P<0.05

2.5 峰值應變參數在CO中毒者心臟毒性中的診斷價值 TMSG-LS、LS-epi、GLS、LS-endo曲線下面積(AUC)值分別為0.859、0.773、0.803、0.807。GLS截點值為17.31%，靈敏度為81.397%，特異度為67.46%；LS-endo截點值為21.11%，靈敏度為86.05%，特異度為74.70%；LS-epi截點值為16.37%，靈敏度為76.74%，特異度為72.29%；TMSG-LS截點值為5.14%，其靈敏度為88.37%，特異度為79.52%。詳見表5、圖1。

表5 峰值應變參數診斷心臟毒性的ROC曲線分析

圖1 GLS、LS-endo、LS-epi、TMSG-LS判定心臟毒性ROC曲線

3 討 論

急性CO中毒在北方發生較多，冬天用煤取暖室內通風不良時，則會發生急性CO中毒，CO進入血液循環后與血紅蛋白結合，形成碳氧血紅蛋白，其化學性質較穩定，不易分解，無攜氧能力，會引發組織細胞缺氧[7]。此外CO與肌紅蛋白結合后，會使線粒體功能受損，降低細胞呼吸、氧利用率。臨床多數研究顯示機體吸入CO后，會首先造成腦、心臟組織缺氧，進而引發機體細胞水腫、纖維化、變形等異常[8]。目前對CO中毒后引發的腦損傷研究較多，對心肌損傷研究的較少，因此探究CO中毒后心肌毒性對病人的治療十分重要。

血清心肌酶指標在臨床檢測心肌損傷中應用較廣泛。本研究首先對病人血清中心肌酶指標水平進行測定，結果顯示，病例組病人血清CK、CK-MB、LDH、AST水平均明顯高于對照組，與病情嚴重程度有關，表明病人中毒后均存在不同程度的心肌損傷，且中毒越深心肌酶指標水平變化越明顯，這與高珣等[9]研究結論相符。由于血清檢測假陽性高，且受到其他較多因素的影響，因此還需要通過其他檢測方法判定病人心肌功能情況。

常規超聲心動圖是以往臨床首選心功能檢測方式，具有無創傷性、操作簡便、可重復性高[10]，本研究采用常規超聲心動圖檢測，結果顯示病例組LVEF、E/A明顯低于對照組，隨著病情加重，LVEF、E/A水平逐漸降低，LVEDD、LVESD、LVESV、LVEDV等其他指標并無明顯變化，說明心室壁厚度以及腔室均未發生明顯變化，左心室功能降低，分析原因可能為由于CO急性中毒后，心室本身收縮儲備力較大，因此LVEDD、LVESD等指標無明顯變化。Lee等[11]研究顯示當病人心肌受損后LVEF、E/A均降低，左心室功能受損，這一結論支持本研究觀點，提示超聲心動圖LVEF、E/A指標可用于檢測心臟毒性。劉文淵等[12]研究顯示超聲心動圖能夠對病人左室收縮、舒張功能進行評估，但并不能發現心臟功能早期損傷。綜合以上研究提示，僅采用超聲心動圖可能對早期心臟毒性心室功能變化不敏感。

根據心臟螺旋心肌帶理論，心壁主要分為心內膜、心外膜、心肌層，其獨特結構決定心臟進行復雜收縮、舒張運動，主要通過螺旋式扭轉運動，包括長軸縱向水平運動、短軸徑向水平運動，旋轉、圓周運動，因此在心臟運動時采用2D-STI測定左心室的扭轉角度能夠更準確反映心臟整體變形情況，是評估左心功能的重要指標[13-14]。Cadeddu等[15]通過對藥物中毒病人進行心功能檢測，結果顯示心臟舒縮功能正常，但舒張功能受損，且2D-STI在對早期心臟毒性檢測方面靈敏度高于超聲心動圖、TDI。本研究結果顯示，病例組GLS、LS-endo、LS-epi、TMSG-LS低于對照組，且隨著中毒程度加重逐漸降低，但是環向、徑向心肌峰值應變參數指標并未發生明顯變化，表明2D-STI在心臟毒性檢測時縱向峰值應變值變化要早于環向、徑向變化，這與Murtagh等[16]研究相符合。分析原因可能為心臟心內膜中心肌主要為縱形纖維，且其比例為70%，因此在心臟結構、功能發生變化時，縱向應變更敏感，能夠反映左室收縮功能的變化。Krishnasamy等[17]研究顯示，在心臟功能發生變化時，徑向應變峰值較環向變化明顯，但仍低于縱向峰值應變值。本研究結果顯示徑向應變峰值、環向應變峰值在各組均無明顯變化，說明二者對心肌功能損害的敏感性均低于縱向應變，這與Kusunose等[18]報道相符合。本研究通過ROC曲線分析縱向應變參數對心臟毒性的診斷價值，結果顯示TMSG-LS AUC值最高，ROC結果分析也顯示其靈敏度、準確度也高于GLS、LS-endo、LS-epi，說明TMSG-LS對CO中毒病人心臟損害較敏感，可作為心臟毒性監測的指標，對于臨床治療具有一定的臨床價值。

綜上所述，CO中毒后，病人心肌酶指標升高、心室功能發生改變，STI超聲心動圖GLS、LS-endo、LS-epi、TMSG-LS在病人心臟毒性評測中具有較高的臨床診斷價值，其中TMSG-LS診斷價值最高。但ST在檢測時仍存在一定的局限性，如幀頻、圖像質量要求較高，心腔具有一定的幾何構形，房顫、心動過速病人無法追蹤正常斑點等缺陷，因此臨床操作應結合病人實際情況選擇最佳檢測方式。