左心室無創壓力-應變環評估強直性脊柱炎患者左心室收縮功能

李思靚，袁建軍，朱好輝，李 帥，郭 雯，張輝輝，孫碩文，徐雪艷

(河南大學人民醫院 河南省人民醫院超聲科，河南 鄭州 450003)

強直性脊柱炎(ankylosing spondylitis, AS)是主要累及骶髂關節、脊柱和脊柱旁軟組織的中軸關節慢性炎癥性疾病[1]，還可累及心臟[2]，常表現為主動脈瓣關閉不全和傳導功能異常以及心臟其他炎性病變如升主動脈炎及心包炎等，累及心內膜或心肌時可致心室舒張功能受損[3]。心臟受累是AS患者重要死亡原因之一[4]。早期評估AS患者心臟功能改變對改善預后非常重要。左心室壓力-應變環(left ventricular pressure-strain loop， LV PSL)可無創、定量評價心肌功能及做功。本研究探討無創LV PSL評估AS患者左心室收縮功能的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年6月—10月49例于河南省人民醫院確診的AS患者，男39例，女10例，年齡20～56歲、平均(34.5±1.5)歲；病程3～15年、平均(7.1±2.3)年；均符合2010年中華醫學會風濕病學分會AS診斷及治療指南[1]標準。排除標準：高血壓、冠心病、心臟瓣膜病、心力衰竭等心臟疾??；合并其他風濕免疫性疾??；胸廓畸形；圖像質量差。

根據C反應蛋白(C reactive protein, CRP)水平將患者分為2組：Ⅰ組，CRP水平正常(<10 mg/L)，25例；Ⅱ組，CRP水平增高(≥10 mg/L)，24例；藥物使用情況相似(非甾體抗炎藥、柳氮磺吡啶等)。同時選取33名性別、年齡相匹配的健康志愿者為對照組，男25名，女8名，年齡20～55歲，平均(37.0±1.60)歲。本研究獲得院倫理委員會批準，所有受試者對研究內容均知情同意。

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid E95彩色多普勒超聲診斷儀，M5S探頭，頻率1.7～3.3 MHz。囑受檢者左側臥，連接心電圖實時監控，測量常規超聲心動圖參數，包括左心室射血分數(left ventricular ejection fraction, LVEF)、左心室收縮末期內徑(left ventricular end-systolic diameter, LVESD)、左心室舒張末期內徑(left ventricular end-diastolic diameter, LVEDD)、室間隔舒張末期厚度(interventricular septum thickness at end-diastole, IVSD)、左心室后壁舒張末期厚度(left ventricular posterior wall depth at end-diastole, LVPWD)、二尖瓣前向舒張早期及舒張晚期血流E峰(E)/二尖瓣環舒張早期峰值速度(e')。于心尖部分別獲取連續3個心動周期的心尖二腔、三腔及四腔心切面動態圖像。參照文獻[5]方法，根據肱動脈血壓估測左心室壓力(left ventricular pressure， LVP)。

1.3 圖像分析 將動態圖像導入EchoPAC 203工作站進行脫機分析。分別以二尖瓣、主動脈瓣前向血流頻譜定義二尖瓣、主動脈瓣開放及關閉時間；選取心內膜較為清晰的二腔、三腔及四腔心切面，手動描記心內膜面，而后手動調整ROI寬度使其包含心肌全層，在Myocardiac Work模式下輸入肱動脈血壓，軟件自動獲得左心室整體縱向應變(global longitudinal strain, GLS)及LVP估測值；根據二尖瓣、主動脈瓣開放及關閉時間構建無創LV PSL(圖1)，得出左心室心肌做功參數[6]：①整體做功指數(global work index， GWI)，從二尖瓣關閉到二尖瓣開放LV PSL區域內的總功；②整體有效功(global constructive work， GCW)，左心室收縮期心肌縮短或等容舒張期心肌延長、有助左心室射血的功；③整體無效功(global wasted work, GWW)，左心室收縮期心肌延長或等容舒張期心肌縮短、對抗左心室射血的功；④整體做功效率(global work efficiency, GWE)，GWE=GCW/(GCW+GWW)。

1.4 統計學分析 采用SPSS 22.0統計分析軟件。符合正態分布的計量資料以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，采用LSD法進行兩兩比較；不符合者以中位數(上下四分位數)表示，組間比較采用Kruskal-Wallis秩和檢驗。以χ2檢驗比較計數資料。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3組一般資料及常規超聲心動圖參數比較 Ⅱ組CRP水平均高于Ⅰ組、對照組(P均<0.05)，Ⅰ組、Ⅱ組高密度脂蛋白(high density lipoprotein, HDL)均低于對照組(P均<0.05)，見表1。3組間E/e'差異有統計學意義(P<0.05)，Ⅰ組、Ⅱ組E/e'均大于對照組(P均<0.05)，其余常規超聲心動圖參數差異均無統計學意義(P均>0.05)，見表2。

表1 As患者與對照組一般資料比較

表2 As患者與對照組常規超聲心動圖參數比較

2.2 3組左心室心肌做功參數比較 3組間GLS、GWI、GCW、GWW及GWE差異均有統計學意義(P均<0.05)。 與對照組比較，Ⅰ、Ⅱ組GLS、GWI、GCW和GWE降低，GWW增高(P均<0.05)；Ⅱ組GLS、GWI、GCW和GWE均低于Ⅰ組(P均<0.05)。見表3及圖1、2。

表3 As患者與對照組左心室心肌做功參數比較

圖1 LV PSL，以逆時針方向變化，其面積代表GWI值 藍色為AS患者1，男，29歲，CRP=3 mg/L；紅色為AS患者2，男，28歲，CRP=61.5 mg/L；MVC：二尖瓣關閉(mitral valve closure)；AVO：主動脈瓣開放(aortic valve opening)；AVC：主動脈瓣關閉(aortic valve closure)；MVO：二尖瓣開放(mitral valve opening)；MVC后，即等容收縮期，LVP快速升高，但GLS變化極小；AVO后，左心室射血導致GLS增加，心肌變形達到最高點；而后AVC，即等容舒張期，LVP迅速下降，GLS變化較小；當LVP于舒張早期降至低于左心房壓力時，MVO，左心室舒張導致GLS降低

圖2 GWI 17節段心肌做功牛眼圖 A.AS患者1，男，29歲，GWI=1 805 mmHg%，GCW=2 105 mmHg%，GWW=45 mmHg%，GWE=97%，GLS=-18%； B.AS患者2，男，28歲，GWI=1 531 mmHg%，GCW=2 004 mmHg%，GWW=73 mmHg%，GWE95%，GLS=-17%

3 討論

AS為累及全身的風濕免疫性疾病，其中心臟受累是AS患者的重要死亡原因。AS導致心功能受損的機制可能包括：①慢性炎癥激活內皮細胞，導致白介素-1、腫瘤壞死因子-α等釋放，損傷內皮細胞，動脈粥樣硬化形成[7]；②慢性炎癥介導的轉化生長因子-β激活成纖維細胞導致心肌纖維化，心肌收縮及舒張功能受損[8]；③抗動脈粥樣硬化能力下降[9]；④心臟自主神經功能降低，進一步加重心功能損害[10]。

超聲心動圖是評估AS患者心功能的主要方法，但二維及M型超聲常規測量LVEF的敏感性較低，常不易發現早期心功能損害?；诙S超聲的斑點追蹤技術能夠早期評估心功能[3]，但現有研究[5]已證實后負荷增加可導致心肌真實應變值被低估，即應變不能完全反映心肌做功及耗氧量。

利用無創動脈壓與左心室應變值得到的壓力-應變環(pressure-strain loop，PSL)面積能反映每搏功及心肌耗氧量，可替代傳統有創壓力-容積環定量評估心肌做功及耗氧量[5]；且PSL較傳統檢測心肌應變技術更多考慮心臟后負荷改變，能更加準確地反映心肌功能變化[6]。GWI能夠敏感反映心肌收縮耗氧量[6]，而GWE可反映有利于心臟射血所做有用功比重[11]。本研究結果顯示，與對照組相比，AS患者GLS、GWI、GCW和GWE 均降低，GWW及常規參數E/e'升高，但LVEF等參數差異均無統計學意義，提示AS患者在射血能力損害及LVEF減退前已出現心肌收縮功能受損，表現為心肌收縮耗氧量及效率降低，進一步印證了心肌做功指標對心功能損傷的敏感性[3]。另有文獻[12]報道，心肌病變導致的心肌纖維不同步收縮和收縮后不同步縮短使其射血效率降低、GWW增加；本研究中AS患者與對照組相比GWW升高，與之基本相符。

炎癥標志物CRP在正常人血漿中含量極低，其水平變化常與疾病活動度相關[2]；CRP水平升高被認為是AS活動期表現，且AS患者心肌纖維化程度與CRP相關[13-14]。本研究AS患者中，與Ⅰ組相比，Ⅱ組GWI及GWE均降低，提示AS活動性可能與左心室收縮功能降低有關。既往研究[15-16]表明GCW、GLS降低與心肌纖維化程度相關。本研究AS患者中，與Ⅰ組相比，Ⅱ組GCW、GLS均降低，表明CRP增高AS患者已存在心肌纖維化，致左心室收縮功能受損。

綜上所述，無創的LV PSL可用于定量評估AS患者左心室收縮功能，及早發現心臟功能亞臨床改變，為早期干預提供依據。但本研究樣本量較少，尚需進一步多中心、大樣本分析進一步觀察。