超聲心動圖觀察經皮冠狀動脈介入術后心肌缺血再灌注損傷

趙聯璧，邢長洋*，楊 沛，柴國虎，王海燕，郭萬剛，袁麗君

(1.空軍軍醫大學唐都醫院超聲診斷科，2.心內科，陜西 西安 710038)

經皮冠狀動脈介入(percutaneous coronary intervention, PCI)是治療急性心肌梗死最重要的手段，能夠迅速有效地恢復心肌灌注，改善心臟功能，提高患者存活率[1]；但部分患者開通梗阻血管后發生心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia reperfusion injury, MIRI)，造成再灌注心肌的進一步損傷[2]。大量細胞學及分子生物學研究提示，發生MIRI主要與再灌注心肌氧自由基產生過多、細胞內鈣超載及中性粒細胞浸潤等有關[3-4]。本研究以常規超聲心動圖及二維斑點追蹤(two-dimensional speckle tracking echocardiography, 2D-STE)技術評價PCI術后發生臨床MIRI患者心臟結構和功能，觀察其超聲心動圖特征及血流動力學變化。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年3月—2019年4月32例擬于空軍軍醫大學唐都醫院接受急診PCI患者，男19例，女13例，年齡37～71歲，平均(57.4±10.6)歲；于術前及術后進行超聲檢查，根據術后是否發生MIRI分為MIRI組及對照組。MIRI組15例，男9例，女6例，年齡37～66歲，平均(56.5±8.4)歲；對照組17例，男10例，女7例，年齡41～71歲，平均(58.1±11.3)歲。納入標準：①急診診斷ST段抬高型心肌梗死；②經冠狀動脈造影證實確需PCI治療；③竇性心律。排除標準：①既往有陳舊性心肌梗死、PCI手術、球囊擴張或冠脈搭橋手術史；②血管經造影證實梗死相關動脈存在側支循環；③先天性心臟病、心肌病、瓣膜性心臟病和代謝性疾病。MIRI判斷標準：PCI血管開通后發生嚴重再灌注心律失常(包括室性期前收縮、室性心動過速、心室顫動、竇性心動過緩等)、無復流和慢復流、嚴重胸痛、ST段反常抬高及一過性低血壓。本研究經院醫學倫理委員會批準，患者均知情同意。

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid E90型彩色多普勒超聲診斷儀，M5S探頭，頻率1.5～4.5 MHz，帶有三導聯心電圖，配套ECHOPAC脫機分析軟件，在術前8 h內及術后2 h內進行常規超聲及2D-STE檢查。

1.2.1 圖像采集 囑患者盡量左側臥，爭取于術前、術后采用同一體位進行檢查。患者體位固定后，待其心率穩定，按心尖四腔切面—心尖兩腔切面—心尖三腔切面動態圖順序迅速完成圖像采集。正式采集每例圖像前，先對以上切面的最佳位置和手法進行熟悉。判定圖像合格標準：動態圖至少包含5個連續心動周期，3個系列切面間心率差<5次/分。另留存胸骨旁左心室長軸切面動態圖、二尖瓣血流及瓣環組織多普勒頻譜，亦至少包含5個連續心動周期。

1.2.2 數據測量和應變分析 根據美國超聲心動圖學會心臟測量指南[5]，于胸骨旁長軸切面測量左心室舒張末期內徑(left ventricular end-diastolic diameter, LVEDD)、左心室收縮末期內徑(left ventricular end-systolic diameter, LVESD)、左心房前后徑(left atrial diameter, LAD)、室間隔舒張末期厚度(interventricular septum at end-diastole, IVSd)及左心室后壁舒張末期厚度(left ventricular posterior wall at end-diastole, LVPWd)；于心尖四腔切面、二尖瓣瓣口處測量二尖瓣舒張早期血流速度E和舒張晚期血流速度A，并在間隔及側壁瓣環處測量舒張早期二尖瓣瓣環運動速度和舒張晚期瓣環運動速度，對兩側速度進行平均，得到e和a；于心尖四腔心切面和心尖兩腔心切面的動態圖像，對舒張末期和收縮末期左心室容積進行描記，設備自動根據描記給出雙平面Simpson法測量的左心室射血分數(eject fraction，EF)。將圖像原始數據拷貝至ECHOPAC進行脫機分析軟件，使用Q-analysis下的2D-strain功能進行應變分析。首先對心尖四腔、兩腔、三腔心切面的左心室輪廓進行描記，適當調整ROI寬度，使其剛好覆蓋左心室心肌全層，軟件根據3個切面的動態跟蹤自動計算左心室整體長軸徑向應變(global longitudinal strain, GLS)[6]。取連續3個心動周期平均值進行統計分析。

1.3 統計學分析 采用SPSS 21.0統計分析軟件。計量資料以±s表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對樣本t檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2組患者年齡和性別差異均無統計學意義(t=0.496,P=0.672；χ2=35.421,P=0.317)。

2.1 左心結構 2組左心內徑及室壁厚度術前、術后差異均無統計學意義(P均>0.05)，左心內徑及室壁厚度手術前后也未發生顯著變化(P>0.05)，見表1。

2.2 左心室舒張功能 2組左心舒張功能各指標術前、術后差異均無統計學意義(P均>0.05)。MIRI組術后E峰較術前顯著降低(P=0.032)，術后E/A顯著低于術前(P=0.021)，術后二尖瓣瓣環舒張早期運動速度e顯著低于術前(P=0.018)，術后E/e高于術前(P=0.047)，見表2。對照組左心舒張功能各指標手術前后未發生顯著變化(P>0.05)。

2.3 左心室收縮功能及應變 2組EF及GLS術前、術后差異均無統計學意義(P均>0.05)。MIRI組EF術前、術后無明顯變化，但術后GLS降低13.00%，顯著低于術前(P=0.022)。對照組術后EF及GLS均顯著高于術前(P=0.003、0.022)，EF升高10.40%，GLS升高11.20%。見表3、圖1、2。

3 討論

作為治療急性心肌梗死的一線手段，PCI能夠迅速開通阻塞的冠狀動脈，改善心肌缺血和心臟功能[1]，但再灌注過程中部分患者可能出現嚴重MIRI，導致心肌損傷程度高于血管開通前，使心臟功能進一步減低，臨床表現為再灌注后嚴重心律失常、無復流和慢復流、嚴重胸痛及ST段反常抬高等[7]。超聲心動圖在評價PCI前后心肌梗死患者心臟結構和功能變化方面具有重要作用[8]，近年發展起來的斑點追蹤(speckle tracking)技術更能敏感反映缺血心肌的范圍及功能[9]。目前對于PCI術后MIRI超聲心動圖特征及血流動力學機制鮮有報道。

表1 心肌梗死患者PCI前后左心內徑及心肌厚度(±s)

表1 心肌梗死患者PCI前后左心內徑及心肌厚度(±s)

分組LVEDD(mm)術前術后LVESD(mm)術前術后LAD(mm)術前術后MIRI組49.62±3.3248.80±4.7232.92±4.8732.73±3.6135.72±4.3435.90±4.01對照組50.33±5.0050.42±4.1133.90±6.0332.67±4.1937.03±3.9836.41±4.76t值0.320.640.400.180.650.50P值0.750.530.700.870.520.63MIRI組術前、術后t/P值0.92/0.370.25/0.80-0.19/0.85對照組內術前、術后t/P值-0.15/0.891.34/0.210.74/0.47分組IVSd(mm)術前術后LVPWd(mm)術前術后MIRI組9.56±1.019.44±1.0410.12±0.9010.41±0.84對照組10.05±1.3310.31±1.7010.89±1.8310.52±1.92t值0.891.191.060.09P值0.380.250.300.93MIRI組術前、術后t/P值0.27/0.79-0.73/0.48對照組內術前、術后t/P值-0.30/0.770.68/0.51

表2 心肌梗死患者PCI前后左心室舒張功能(±s)

表2 心肌梗死患者PCI前后左心室舒張功能(±s)

分組E(cm/s)術前術后A(cm/s)術前術后E/A術前術后MIRI組82.02±24.5367.22±24.3174.28±21.2283.44±9.601.21±0.330.79±0.32對照組77.72±16.3276.67±12.2078.28±27.8379.82±27.881.08±0.301.02±0.31t值-0.451.080.33-0.06-0.600.94P值0.660.290.750.950.560.36MIRI組術前、術后t/P值2.49/0.03-1.12/0.282.58/0.02對照組內術前、術后t/P值0.25/0.81-0.48/0.640.45/0.66分組e(cm/s)術前術后E/e術前術后MIRI組7.28±1.206.30±1.3411.03±4.3711.59±4.70對照組7.04±1.836.79±2.1111.73±4.2012.27±4.24t值-0.371.390.310.763P值0.720.180.770.46MIRI組術前、術后t/P值2.62/0.02-2.16/0.05對照組內術前、術后t/P值0.30/0.767-0.68/0.51

表3 心肌梗死患者PCI前后左心室EF及GLS(±s)

表3 心肌梗死患者PCI前后左心室EF及GLS(±s)

分組EF(%)術前術后ΔEF(%)%ΔEF(%)GLS(%)術前術后ΔGLS(%)%ΔGLS(%)MIRI組51.41±14.4450.42±15.28-1.00±1.12-2.23±2.38-13.34±4.02-11.60±4.231.77±0.89-13.01±7.80對照組49.09±15.2353.34±13.114.04±1.1210.42±2.88-12.03±5.61-13.43±6.12-1.17±0.5011.23±4.51t值-0.350.442.992.99-0.500.64-3.222.92P值0.730.670.010.010.620.530.010.01MIRI組術前、術后t/P值0.84/0.44-2.62/0.02-對照組內術前、術后t/P值-3.46/0.00--2.32/0.03-

圖1 心肌梗死患者男，48歲，MIRI組 A.PCI術前GLS為-14.1%； B.PCI術后發生MIRI，GLS為-13.0% 圖2 心肌梗死患者男，51歲，對照組 A. PCI術前GLS為-14.8%； B. PCI術后未發生MIRI，GLS為-18.2%

既往針對PCI術的超聲心動圖研究[9-10]通常并不區分患者是否發生MIRI，然而MIRI患者的心肌在再灌注過程中受到進一步損傷，程度甚于梗阻本身，故其心臟結構和功能變化應具有不同特點，應當區分評價。另外，既往研究多集中在術后1周至3個月，而PCI術后MIRI通常發生于血管開通后即刻至2 h內[11-12]。

本研究根據心肌梗死患者PCI術后2 h內是否發生MIRI進行分組觀察，發現盡管MIRI組與對照組左心內徑及室壁厚度差異無統計學意義，但其舒張功能和收縮功能變化明顯不同：MIRI組術后E峰、E/A、e值均減低，且E/e升高，表明其舒張功能較術前減低，而對照組的各舒張功能指標均無明顯變化。MIRI組術后EF未得到明顯改善，但GLS明顯降低，而對照組EF分數和GLS均明顯升高。整體來看，MIRI組可能由于心肌受到再灌注損傷，心肌細胞舒縮能力較術前降低(形變減小)，左心室僵硬度提高，左心房壓升高，表現為二尖瓣舒張早期血流受限及瓣環運動速度減低，但二者比值升高。MIRI組GLS降低，但EF未明顯減低，其原因一方面可能在于雙平面EF的敏感度欠佳，僅在差異達到10%左右[13]時方能檢出變化，而MIRI組EF降低幅度較小；另一方面則可能與本研究中未檢測環向及徑向應變等其他應變指標、未能全面反映PCI術后MIRI組心臟運動模式變化有關，如其可能通過環向應變代償升高，使左心室在GLS降低情況下保持EF不變。對于MIRI患者，GLS能夠檢出EF未能顯示的心肌再灌注損傷程度，聯合常規超聲舒張功能評價，能夠為PCI術后MIRI提供準確、有效的診斷信息，有利于臨床及時干預和隨訪。

本研究的局限性：未對MIRI患者進行長期隨訪，無法明確其心臟功能遠期變化；樣本量小，需經大樣本研究進一步驗證；未能檢測除GLS外的環向應變、徑向應變和扭轉等指標，不能全面明確術后心臟運動模式變化。

總之， PCI術后MIRI超聲表現為左心舒張功能及GLS較術前減低；聯合常規超聲心動圖及2D-STE能夠準確、有效地進行評價。