超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)在重癥監(jiān)護(hù)病房的應(yīng)用進(jìn)展

潘建能 許兆軍

近年來(lái)，超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)已廣泛用于評(píng)估心功能，在重癥監(jiān)護(hù)病房（ICU）中也極具應(yīng)用價(jià)值。相較于傳統(tǒng)心臟超聲，超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)不太依賴操作者技術(shù)，在觀察者之間變異度更小[1]。有研究顯示，超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)的應(yīng)變指標(biāo)在預(yù)測(cè)ICU患者心血管事件、監(jiān)測(cè)心肌輕度收縮功能受損等方面較監(jiān)測(cè)左心射血分?jǐn)?shù)（LVEF）更具有優(yōu)勢(shì)[2]。本文對(duì)超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)在評(píng)估ICU患者心臟功能的臨床應(yīng)用作一綜述。

1 超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)的原理

超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)基于一種跟蹤心肌中“斑點(diǎn)”位移的半自動(dòng)化算法，測(cè)量心肌段長(zhǎng)度的變化量。由于超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)直接測(cè)量心肌形變，因此與LVEF相比，受心室前負(fù)荷、心肌順應(yīng)性和后負(fù)荷變化的影響更少。超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)最常用的測(cè)量指標(biāo)是應(yīng)變（S），定義為收縮期末心肌纖維長(zhǎng)度（L1）的變化（L1-L0）與舒張期末原始長(zhǎng)度（L0）的比值（%），即 S=（L1-L0）/L0，單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)變稱為應(yīng)變率（SR）[3]。S為負(fù)值表示心肌纖維縮短或變薄，正值則表示心肌纖維延長(zhǎng)或增厚。超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)允許半自動(dòng)定量分析心肌三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向（縱向、徑向、環(huán)向）上的S和SR，同時(shí)還可評(píng)估左心室旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)的力學(xué)變化。超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)尤其適用于評(píng)估心肌收縮功能，可在傳統(tǒng)心臟超聲檢查所得心臟測(cè)量值（如LVEF）出現(xiàn)異常前檢測(cè)出心臟亞臨床功能障礙[4]。

2 超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)在危重病中的應(yīng)用進(jìn)展

2.1 感染性休克 Orde等[5]分析了60例感染性休克患者，發(fā)現(xiàn)69%的患者左心室S值下降，同時(shí)，只有33%的患者出現(xiàn)LVEF異常，此外，72%的患者右心室心肌應(yīng)變能力受損，而傳統(tǒng)心臟超聲只發(fā)現(xiàn)32%的患者出現(xiàn)右心功能異常。該研究還發(fā)現(xiàn)，右心室游離壁的心肌應(yīng)變能力受損與患者6個(gè)月內(nèi)死亡中度相關(guān)。在另一項(xiàng)包含50例感染性休克患者的隊(duì)列研究中，左心室的整體縱向應(yīng)變（GLS）值在LVEF未出現(xiàn)異常時(shí)就出現(xiàn)了下降[6]。Lanspa等[7]研究發(fā)現(xiàn)GLS值下降與高乳酸水平和低中心靜脈血氧飽和度（ScvO2）相關(guān)，GLS值下降患者的ScvO2顯著降低，乳酸水平明顯升高，GLS可能對(duì)病情嚴(yán)重程度和預(yù)后評(píng)估具有潛在價(jià)值。此外，Chang等[8]對(duì)111例感染性休克患者的研究發(fā)現(xiàn)，患者病死率與GLS密切相關(guān)，而與LVEF無(wú)明顯相關(guān)性，當(dāng)GLS截?cái)嘀禐?13%時(shí)，其預(yù)測(cè)死亡的靈敏度和特異度分別為0.76、0.82。提示感染性休克患者的短期病死率與更高的GLS值顯著相關(guān)，推測(cè)GLS可能是檢測(cè)感染性休克患者心肌功能障礙更敏感的指標(biāo)，對(duì)短期病死率有重要的預(yù)測(cè)價(jià)值。

2.2 急性心力衰竭 既往研究發(fā)現(xiàn)，GLS是預(yù)測(cè)心力衰竭患者發(fā)生不良結(jié)局的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素，其預(yù)測(cè)價(jià)值優(yōu)于LVEF。一個(gè)包含147例心力衰竭患者的多中心研究顯示，經(jīng)過(guò)12個(gè)月的隨訪，20%患者發(fā)生了心臟相關(guān)的臨床事件，GLS具有預(yù)測(cè)心力衰竭患者發(fā)生心臟事件的較高價(jià)值，以-7%為截?cái)嘀殿A(yù)測(cè)發(fā)生心臟事件的靈敏度為0.73，特異度為0.83[9]。相較于傳統(tǒng)心臟超聲，超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)監(jiān)測(cè)急性心力衰竭患者的心臟負(fù)荷狀態(tài)亦更為敏感。Favot等[10]報(bào)道了1例女性急性高血壓性肺水腫患者，在無(wú)創(chuàng)通氣開(kāi)始和藥物治療后短時(shí)間內(nèi)，傳統(tǒng)心臟超聲檢查只觀察到輕度左心室低動(dòng)力狀態(tài)，而超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)檢測(cè)觀察到心臟前間隔心肌應(yīng)變明顯受損，GLS為-7.1%。治療24h后，患者臨床狀況顯著改善，復(fù)測(cè)顯示GLS明顯改善（-13.5%），心臟前間隔功能障礙也明顯逆轉(zhuǎn)。

2.3 心肌炎 急性心肌炎通常是根據(jù)患者的病史、癥狀、心電圖、心肌壞死生物標(biāo)志物及心臟影像學(xué)來(lái)診斷。目前，心臟磁共振成像是診斷心肌炎的重要無(wú)創(chuàng)性影像學(xué)輔助方法，但由于危重病患者不能耐受長(zhǎng)時(shí)間檢查，心臟磁共振成像顯然不適用于危重病患者。

局灶性心肌炎具有類似于急性冠狀動(dòng)脈綜合征（ACS）的臨床表現(xiàn)，因此需要冠狀動(dòng)脈造影來(lái)鑒別，然而，冠狀動(dòng)脈造影具有較大的操作風(fēng)險(xiǎn)。由于超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)可定量評(píng)估心肌形變，因此具有輔助診斷急性心肌炎的潛在作用[11]。有研究報(bào)道稱，超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)在診斷急性心肌炎上能提供重要信息，尤其是對(duì)于LVEF正常的患者，在監(jiān)測(cè)左心室功能障礙上較傳統(tǒng)心臟超聲靈敏度更高[12]。Lgstrup等[13]分析了28例心臟磁共振成像結(jié)果符合路易斯湖標(biāo)準(zhǔn)的急性心肌炎患者，采用超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)估左心室功能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)左心室收縮功能與心肌水腫顯著相關(guān)。Caspar等[14]的研究顯示，采用超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)可以檢測(cè)到既往有急性心肌炎病史患者左心室功能的微小異常，而傳統(tǒng)心臟超聲監(jiān)測(cè)到的LVEF卻是正常的。目前仍缺乏能明確鑒別急性心肌炎和ACS的結(jié)論性證據(jù)，因此未來(lái)仍需要大量的研究予以證實(shí)。

2.4 應(yīng)激性心肌病 應(yīng)激性心肌病以一過(guò)性左心室收縮功能障礙為特征，伴有臨床癥狀和心電圖心肌缺血征象，而無(wú)明顯的冠狀動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)改變。超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)可用于檢測(cè)該類患者的左心室功能障礙類型，其典型的超聲影像表現(xiàn)為心尖部低動(dòng)力，心室中段縱向應(yīng)變降低和心室基底段活動(dòng)增強(qiáng)[15]。

Heggemann等[16]的研究觀察了應(yīng)激性心肌病的右心室功能，該研究根據(jù)應(yīng)激性心肌病患者有無(wú)右心室受累進(jìn)行分組比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有右心室受累的應(yīng)激性心肌病患者右心室GLS值[（-13.2±8.6）%比（-21.8±5.4）%]和面積變化分?jǐn)?shù)[（30.7±9.3）%比（43.5±6.3）%]明顯低于無(wú)右心室受累的患者，后期隨訪時(shí)兩組患者的右心室GLS值均改善。三尖瓣瓣環(huán)收縮位移在兩組間并無(wú)明顯差異[（14.8±4.1）mm比（17.9±3.5）mm]，僅中段和心尖節(jié)段可觀察到右心室局部收縮應(yīng)變的差異。以-19.1%為右心室GLS的截?cái)嘀殿A(yù)測(cè)應(yīng)激性心肌病患者發(fā)生右心室功能下降的靈敏度為0.85，特異度為0.71。因此，超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)或許可以用于應(yīng)激性心肌病的評(píng)估。

2.5 ACS 超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)已廣泛用于評(píng)估ACS患者的左心功能。有研究發(fā)現(xiàn)，左心室GLS是預(yù)示ACS患者出院后發(fā)生不良事件的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)，其可預(yù)測(cè)左心室是否發(fā)生不可逆心室重構(gòu)[17]。另有研究發(fā)現(xiàn)，急性心肌梗死血管重建24h內(nèi)，左心室GLS值降低的患者更易發(fā)生心血管不良事件[10]。

2.5.1 ST段抬高型心肌梗死 在冠狀動(dòng)脈介入治療前評(píng)估左心室GLS可較好地預(yù)測(cè)ST段抬高型心肌梗死患者介入術(shù)后發(fā)生并發(fā)癥的可能性。Hoogslag等[18]分析了79例ST段抬高型心肌梗死患者實(shí)施冠狀動(dòng)脈介入術(shù)3個(gè)月后的并發(fā)癥發(fā)生情況，評(píng)估了心肌梗死中心、邊緣區(qū)域及遠(yuǎn)處區(qū)域的局部縱向應(yīng)變。結(jié)果顯示，與未發(fā)生不良事件患者相比，發(fā)生不良事件患者的心肌梗死邊緣區(qū)域縱向應(yīng)變下降更嚴(yán)重[（-6.8±3.1）%比（-10.5±4.9）%]，而兩組間LVEF無(wú)明顯差異。同時(shí)，早期超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)還可用于預(yù)測(cè)心肌梗死后突發(fā)心源性猝死及惡性心律失常[19]。

2.5.2 非ST段抬高型心肌梗死 超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)有利于判斷非ST段抬高型心肌梗死患者能否從冠狀動(dòng)脈介入治療中獲益。在ACS早期階段，傳統(tǒng)心臟超聲并不能觀察到因心臟微血管阻塞而導(dǎo)致的室壁運(yùn)動(dòng)異常。心臟微血管阻塞會(huì)導(dǎo)致以心內(nèi)膜下肌纖維為主的左心室縱向收縮功能受損，繼而進(jìn)展為室壁運(yùn)動(dòng)異常。因此，在非ST段抬高型心肌梗死患者中開(kāi)展左心室GLS評(píng)估，有助于判斷該類患者能否從冠狀動(dòng)脈介入治療中獲益[20]。Dahlslett等[21]分析了64例疑似ACS的患者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)GLS值≥-21%能排除冠狀動(dòng)脈疾病（靈敏度0.93），其預(yù)測(cè)ACS患者發(fā)生冠狀動(dòng)脈疾病的價(jià)值優(yōu)于LVEF。

2.6 急性肺栓塞 根據(jù)血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)和右心室功能，急性肺栓塞可以分為大面積、次大面積及非大面積3種類型。大面積肺栓塞以低血壓或心源性休克為特點(diǎn)；次大面積肺栓塞有典型的右心室功能障礙，不伴低血壓；非大面積肺栓塞既未出現(xiàn)系統(tǒng)性低血壓，也不伴有右心室功能障礙。次大面積急性肺栓塞患者的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估比較困難，GLS能否識(shí)別出急性肺栓塞患者可以從治療中獲益，目前仍存在爭(zhēng)議。肺栓塞嚴(yán)重指數(shù)（PESI）是預(yù)測(cè)肺栓塞患者結(jié)局的較好指標(biāo)，而對(duì)這類患者進(jìn)行右心室功能的定量超聲評(píng)估可以提供預(yù)測(cè)結(jié)局的重要信息[22]。Dahhan等[23]報(bào)道在臨床上增加超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評(píng)估右心室功能的指標(biāo)，可改善PESI預(yù)測(cè)急性次大面積肺栓塞患者結(jié)局的能力，該研究中69例患者根據(jù)肺通氣灌注成像掃描或CT胸部血管造影成像診斷急性肺栓塞，在24～48h內(nèi)行超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)檢測(cè)，結(jié)果顯示右心室整體和側(cè)壁縱向應(yīng)變與生存率呈負(fù)相關(guān)。

3 ICU中應(yīng)用超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)的局限性

在ICU中應(yīng)用超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)的主要困難在于應(yīng)變分析需要很好的圖像質(zhì)量和心電圖波形，而機(jī)械通氣患者的高質(zhì)量超聲圖像及心電圖較難獲取。應(yīng)變分析依賴圖像獲取時(shí)的幀頻，低幀頻會(huì)導(dǎo)致幀幅間的斑點(diǎn)模式變化從而無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估心肌形變，而過(guò)度增加幀頻會(huì)減少掃描密度，反而降低圖像分辨率，因此幀頻一般需要設(shè)置在60～90幀/s。既往研究顯示GLS的測(cè)量值在不同廠家儀器之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，需要在研究中考慮到這個(gè)問(wèn)題[24]。

目前還沒(méi)有專門分析右心室和心房功能應(yīng)變的軟件，未來(lái)需要提高超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)對(duì)右心室和心房功能的追蹤能力。

4 小結(jié)

超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)不僅能輔助診斷ICU患者的心臟疾病，還具有判斷預(yù)后的價(jià)值。超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)操作簡(jiǎn)單，且操作者可重復(fù)性高，具有廣泛的臨床應(yīng)用前景。目前仍缺乏關(guān)于超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)輔助管理急性心臟疾病的證據(jù)，未來(lái)需要更多研究關(guān)注這一領(lǐng)域。