超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評價肥厚性心肌病和高血壓性心臟病患者右心功能的研究＊

陳琳 鄭秀峰 何寶強(qiáng) 王政 曹琳 劉彤梅

肥厚性心肌病（hypertrophic cardiomyopathy，HCM）是一種由于肌小節(jié)蛋白編碼基因變異或遺傳原因不明的以左心室肥厚為特征的心臟疾病[1]。其組織形態(tài)學(xué)改變?yōu)閺V泛或局域性的左心室肥厚，超聲心動圖表現(xiàn)常有心室壁的增厚，多為彌漫性增厚，少數(shù)為室間隔基底段增厚。高血壓性心臟?。╤ypertensive heart disease，HHD）和HCM的超聲心動圖表現(xiàn)具有一定的相似性，也可以表現(xiàn)為廣泛或局限性的左心室肥厚，因此臨床超聲鑒別診斷存在困難。近期研究發(fā)現(xiàn)，HCM可能同時累及右室心肌，影響右心結(jié)構(gòu)和功能[2]。盡管目前對于HCM患者右心室結(jié)構(gòu)和功能異常的報道較少，但是越來越多的證據(jù)證明HCM可以造成右心室肥厚，右心質(zhì)量增加及收縮和舒張功能障礙[3-4]。而HHD對于右心功能的影響較小，因此有望以此作為兩種疾病的超聲診斷鑒別要點(diǎn)。

隨著新型超聲成像技術(shù)的發(fā)展，組織多普勒（tissue Doppler imaging，TDI）和二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（strain or speckle tracking imaging，STI）已經(jīng)作為非常成熟的技術(shù)用來評估左心室運(yùn)動的同步性，心肌的收縮功能等多數(shù)左心功能指標(biāo)，能夠更好地幫助理解心力衰竭發(fā)生發(fā)展過程中左室重構(gòu)和收縮功能異常[5]，然而對于HCM患者右心應(yīng)變的數(shù)據(jù)尚有限。本研究中，筆者嘗試去分析HCM患者右心局部和整體應(yīng)變的特點(diǎn)，比較HCM，HHD和正常人群右心應(yīng)變的差異；嘗試去探尋HCM患者右心功能變化的超聲特點(diǎn)，作為鑒別HCM和HHD的方法，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

該病例對照研究對象為2017年6月-2019年12月就診于黑龍江省醫(yī)院的患者，其中HCM患者32例，HHD患者21例。HCM的診斷標(biāo)準(zhǔn)為：沒有其他明確原因?qū)е滦募》屎袂闆r下，二維超聲心動圖或心血管磁共振成像顯示左心室任意部位的舒張末期最大室壁厚度≥15 mm。當(dāng)存在HCM家族史或基因檢測陽性時，室壁肥厚（13～14 mm）。HHD定義為：明確的高血壓病史（收縮壓≥140 mmHg和/或舒張壓≥90 mmHg），常規(guī)超聲心動圖結(jié)果提示左心室增厚（室間隔或后壁厚度≥13 mm）。納入標(biāo)準(zhǔn)：所有患者均為竇性心律，左心功能正常（EF值＞55%），不合并肺動脈高壓。另同期選擇筆者所在醫(yī)院健康志愿者11例作為對照組，納入標(biāo)準(zhǔn)：常規(guī)心電圖、超聲心動圖及實(shí)驗(yàn)室檢查均未見明顯異常，無基礎(chǔ)疾病。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并冠狀動脈粥樣硬化性心臟病，嚴(yán)重的二尖瓣三尖瓣或肺動脈疾病。本研究經(jīng)筆者所在醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，入選研究對象均知情且同意。三組年齡、性別、吸煙等一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），有可比性，見表1。

表1 三組一般資料比較

1.2 方法

1.2.1 右心超聲心動圖 HD15（Philips，荷蘭）系統(tǒng)和3.5 MHz換能器用于經(jīng)胸超聲心動圖評估。調(diào)整設(shè)備達(dá)最高的幀速率（50～90幀/s）。為設(shè)置圖像窗口為15°～30°，被評估的室壁位于圖像中間且平行于超聲波束。記錄標(biāo)準(zhǔn)的心尖四腔心、三腔心和兩腔心切面，每個數(shù)據(jù)均采集四個心動周期的圖像用于分析。使用改良的Simpson方法計算左室射血分?jǐn)?shù)。使用脈沖多普勒從心尖四腔影像中獲取二尖瓣和三尖瓣的血流速度。運(yùn)用四腔心切面采集收縮和舒張末期右室面積計算得出右心面積縮小分?jǐn)?shù)（right ventricular fractional area shortening，RVFS）。右心室厚度運(yùn)用二維超聲在胸骨下四腔心切面觀察舒張末期右心室游離壁厚度，而右心室基底部內(nèi)徑是在心尖四腔心切面測量其舒張期內(nèi)徑。

從心尖四腔切面使用組織多普勒成像技術(shù)將取樣線置于三尖瓣環(huán)外側(cè)，然后測量三尖瓣環(huán)峰值組織速度，包括收縮期，舒張早期和舒張晚期速度。為了確定瓣環(huán)的運(yùn)動和偏移，使用心尖四腔視圖中的圖像，將M型光標(biāo)定位于三尖瓣平面與右室游離壁的交匯處。最大三尖瓣環(huán)平面收縮期偏移（tricuspid annular plane systolic excursion，TAPSE）被定義為三尖瓣環(huán)從心房上升后最高位置到心室收縮期間的峰值下降的總偏移。所有患者超聲心動圖均未顯示肺動脈狹窄或右室流出道阻塞，因此，右室收縮壓（right ventricular systolic pressure，RVSP）被認(rèn)為等同于肺動脈收縮壓。根據(jù)三尖瓣最大返流速度，使用修正的伯努利方程，通過計算右心室和右心房之間的收縮壓梯度來估算右室收縮壓。然后根據(jù)下腔靜脈的大小和隨呼吸口徑的變化，將此值添加到估計的右心房壓力中。

1.2.2 斑點(diǎn)追蹤技術(shù) 使用常規(guī)的灰度右心室聚焦視野圖像，通過二維散斑跟蹤縱向應(yīng)變，對右心室游離壁中的右心室散斑跟蹤應(yīng)變的縱向變形進(jìn)行評估，并使用專用軟件（QLab版本7.1，Philips）離線進(jìn)行評估。簡而言之，從右心室聚焦的視圖上通過逐點(diǎn)追蹤的方法描記右心室舒張末期的心內(nèi)膜，形成一個感興趣的區(qū)域（region of interest，ROI）并追蹤。然后生成第二個更大的ROI，并在心外膜附近手動進(jìn)行調(diào)整。右心室縱向應(yīng)變數(shù)據(jù)是預(yù)先用盲法從在四個腔室視圖中獲得的圖像。通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊描記的方法確定了3個右心室錨點(diǎn)（瓣環(huán)和右室頂點(diǎn)）使軟件能夠自動跟蹤心內(nèi)膜輪廓，以進(jìn)一步優(yōu)化軟件的追蹤效果。長軸應(yīng)變的數(shù)據(jù)是右室室間隔（基底段，中間段和心尖段），游離壁（基底段，中間段和心尖段）應(yīng)變的平均值。右心室總體長軸應(yīng)變（global longitudinal strain，GLS）取室間隔和游離壁應(yīng)變的平均值。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

本研究數(shù)據(jù)采用Windows版本SPSS 17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析和處理，計量資料以（±s）表示，兩組間比較運(yùn)用t檢驗(yàn)，多組間比較運(yùn)用單因素方差分析；計數(shù)資料以率（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)，運(yùn)用ROC曲線篩選診斷的最佳cut-off值，雙側(cè)P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床基線資料

與對照組相比，HHD組和HCM組BMI、心率、NYHA心功能分級、肌酐、NT-proBNP水平明顯高（P＜0.05），eGFR和血紅蛋白水平明顯低（P＜0.05）。HHD組較HCM組高血壓患病率明顯高（P＜0.05）；HCM組和HHD組間NYHA心功能分級、心率、腎功能指標(biāo)和NT-proBNP水平等比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表 2。

表2 三組臨床基線資料比較

表2 （續(xù)）

2.2 超聲心動圖指標(biāo)

三組人群均無合并左室流出道梗阻（舒張晚期左室流出道壓差≥30 mmHg）。與對照組相比，HHD組和HCM組室壁厚度明顯增加，左心房內(nèi)徑明顯增加（P＜0.05）；與HHD組相比，HCM組患者室間隔厚度和右心室舒張末期內(nèi)徑明顯增加（P＜0.05）。右室瓣環(huán)組織多普勒S’、E’和A’峰值速度，HCM組較其余各組明顯低（P＜0.05）；而傳統(tǒng)反映右心功能的指標(biāo)TAPSE、RVFAS和RVSP，HCM組和HHD組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；另外，在超聲測量中發(fā)現(xiàn)，HCM患者超聲圖像顯示，大多數(shù)局域性肥厚常常發(fā)生在室間隔（26例，占81.3%），其次為心尖部（5例，占15.6%），向心性肥厚（1例，占3.1%），見表3。

表3 三組超聲心動圖指標(biāo) （±s）

表3 三組超聲心動圖指標(biāo) （±s）

組別 LVEF（%） IVSTd（mm） LVPWd（mm） LVDd（cm） LVDs（cm） LA（cm） RVW（mm）對照組（n=11） 64.5±2.5 8.8±1.4 8.6±1.4 4.8±0.4 3.2±0.3 3.2±0.5 4.4±0.5 HHD 組（n=21） 62.6±5.0 16.3±2.3* 15.2±2.5* 4.1±0.7 2.1±0.7 3.9±0.6* 4.9±0.9 HCM 組（n=32） 66.5±6.2 23.3±4.9*# 15.6±4.0* 3.8±0.8 1.6±0.3* 4.1±0.6* 5.5±1.4*#

表3 （續(xù)）

2.3 右室心肌應(yīng)變

在獲取的超聲圖像中，94%（361/384，所獲取圖像可進(jìn)行斑點(diǎn)追蹤及應(yīng)變分析的節(jié)段占所有獲取節(jié)段的百分比，獲取節(jié)段384個，其中進(jìn)行軟件分析的節(jié)段361個）的右室節(jié)段可以完成斑點(diǎn)追蹤和應(yīng)變分析。與對照組相比，HHD組室間隔應(yīng)變減弱；與HHD組相比HCM組患者右心室GLS，室間隔和右室后壁心肌應(yīng)變明顯低（P＜0.05），見表4。

表4 三組二維超聲右室應(yīng)變參數(shù)比較 [%，（±s）]

表4 三組二維超聲右室應(yīng)變參數(shù)比較 [%，（±s）]

*與對照組相比，P＜0.05；#與HHD組相比，P＜0.05。

組別 后壁平均應(yīng)變率 室間隔平均應(yīng)變率 GLS HCM（n=32） -10.1±7.4*# -7.5±4.0*# -8.5±4.7*#HHD（n=21） -23.7±7.3 -12.1±3.5* -19.1±3.8對照組（n=11） -27.8±4.9 -15.9±2.8 -21.9±3.5

2.4 ROC曲線

運(yùn)用ROC曲線分析超聲參數(shù)去探求鑒別HCM和HHD的指標(biāo)。后壁平均應(yīng)變率診斷HCM的曲線下面積為0.78，以-18.5%作為cut-off值鑒別兩種疾病的敏感性為85%，特異性為81%。室間隔平均應(yīng)變率診斷HCM的曲線下面積為0.75，以-10.7%作為cutoff值鑒別兩種疾病的敏感性為82%，特異性為76%。右室GLS對于鑒別HCM和HHD具有最高的敏感性和特異性，曲線下面積為0.96；GLS以-14.9%作為cut-off值鑒別兩種疾病的敏感性為90%，特異性為95%。約90.6%（29/32）的HCM患者GLS＜-14.9%，所有的HCM患者右室GLS均低于正常值（-16%），見表5、圖1。

圖1 右室長軸總體應(yīng)變鑒別HCM和HHD的ROC曲線

表5 右室應(yīng)變參數(shù)相關(guān)指標(biāo)

3 討論

本研究目的在探索在不同原因造成的左心室肥厚情況下，右心各項(xiàng)超聲指標(biāo)的變化和差異，并驗(yàn)證其變化在HCM超聲診斷中的作用和價值。本研究的主要發(fā)現(xiàn)可以總結(jié)如下：（1）HCM患者的右室總體收縮應(yīng)變明顯下降，提示其右心室受累和結(jié)構(gòu)改變；（2）右室GLS在鑒別HCM和HHD方面，其特異性和敏感性優(yōu)于反映右室收縮功能的傳統(tǒng)超聲指標(biāo)；（3）右室總體應(yīng)變可以設(shè)立-14.9%作為cut-off值，用來鑒別HCM和HHD。盡管既往研究有提示HCM可能會波及右室心肌造成右心功能障礙，但是筆者研究進(jìn)一步擴(kuò)展和補(bǔ)充了HCM患者右心心肌應(yīng)變的相關(guān)參數(shù)，這在既往尚未見見報道。同時，筆者研究發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)的超聲心動圖指標(biāo)，例如短軸縮短率，TAPSE和組織多普勒速度均在正常范圍時，患者右心應(yīng)變可能就有明顯下降，提示右心心肌應(yīng)變能更早的發(fā)現(xiàn)HCM患者右心室受累情況。這也可以作為鑒別HCM和HHD左室肥厚的特征之一。既往也有研究顯示，只有越1/3的HCM患者超聲心動圖可發(fā)現(xiàn)明顯的右室肥厚和右心室質(zhì)量指數(shù)增加。而心臟磁共振較超聲心動圖有更好的分辨率，有更好的檢出率[4]。

有關(guān)HCM累及右室，造成右心收縮功能的相關(guān)研究數(shù)據(jù)較少，近期有報道運(yùn)用二維超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)分別測量運(yùn)動員和HCM患者局部和總體應(yīng)變。有研究結(jié)果提示，右心GLS和局部右室應(yīng)變在HCM患者中明顯下降，但兩組間TAPSE值沒有明顯差異，這與筆者的研究結(jié)果相一致；該研究中區(qū)別運(yùn)動員心臟和HCM的右室GLS的cut off值為-16%（敏感性86%，特異性92%）[6]。而既往的橫斷面研究中運(yùn)用頻譜多普勒測量HCM患者右心功能，盡管沒有發(fā)現(xiàn)明顯的右心收縮功能障礙，但是大多數(shù)患者都合并右心的充盈異常[7]。同時有研究發(fā)現(xiàn)HCM患者較正常組相比，右室E/A比更低，而右室等容舒張期時間以及右室射血減速時間明顯延長[8]。另外一項(xiàng)大型的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)右室E/E’對于HCM患者心衰死亡和心源性猝死具有預(yù)測價值[9]。同樣的，近期多項(xiàng)研究也提示運(yùn)用右室心肌運(yùn)動的相關(guān)參數(shù)較傳統(tǒng)的超聲指標(biāo)在評估右心功能時更加準(zhǔn)確，然而，目前只有TAPSE能夠作為患者死亡的獨(dú)立的預(yù)測因素[10]。

在筆者進(jìn)行后期右室二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)分析右室應(yīng)變的過程中，一般會追蹤右心室室間隔心內(nèi)膜，從而獲取右室室間隔應(yīng)變。然而這一技術(shù)可能會受到軟件分析的影響，因?yàn)樵诤笃谔幚碇?，軟件難以區(qū)分右室和左心室室間隔的組成成分，從而造成右室GLS測算的偏差，容易被高估，從而得出假陰性的結(jié)果。然而，在筆者的研究中發(fā)現(xiàn)HCM患者右室游離壁應(yīng)變也明顯下降，而右室GLS是分析了右心室多個節(jié)段的平均應(yīng)變，從而減少偏差?？偟膩碚f，根據(jù)上述研究證據(jù)和本研究結(jié)果提示，傳統(tǒng)的超聲心動圖評估右心收縮功能指標(biāo)可能并不能很好地檢出HCM早期的右心功能收縮異常，從而造成疾病的漏診和誤診。而右室GLS異常是HCM患者預(yù)后不良的獨(dú)立危險因素，對于不同分型的HCM均具有預(yù)測價值[10]。事實(shí)上，僅僅根據(jù)形態(tài)學(xué)改變?nèi)^(qū)分不同病因造成的不同病理類型的左心室肥厚缺乏足夠的證據(jù)。既往研究運(yùn)用二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)測定左心室應(yīng)變圖像可以鑒別HCM和高血壓造成的左心室肥厚[11]。但是作為單一指標(biāo)進(jìn)行評估，仍具有局限性。而HCM是可以累及右室心肌，右室應(yīng)變改變較左室應(yīng)變改變更具有特異性[12]。

本研究的主要局限性在于樣本量小規(guī)模。此外，有部分患者聲窗條件較差，難以完整的獲得優(yōu)質(zhì)的超聲圖像用來后期軟件分析，盡管在軟件自動跟蹤的基礎(chǔ)上進(jìn)行了人工的調(diào)整，但仍有可能造成跟蹤數(shù)據(jù)的偏差。

綜上所述，HCM患者可能存在亞臨床收縮期和舒張期右心功能障礙。斑點(diǎn)追蹤技術(shù)測定右室應(yīng)變能夠較常規(guī)超聲心動圖更有效的發(fā)現(xiàn)右心障礙。對于右心心肌應(yīng)變的測定可以作為HCM和HHD的有效鑒別方法之一。