左心室壓力-應(yīng)變環(huán)定量評(píng)價(jià)房間隔缺損封堵前后心肌做功變化

夏青青，袁新春，胡 佳，冉洪玲，張哲元，曾 曦，黃梅鳳

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，江西 南昌 330006)

房間隔缺損(atrial septal defect， ASD)是成年人常見(jiàn)先天性心臟病之一[1]，尤以中央型更為常見(jiàn)。ASD患者心房水平左向右分流可引起慢性右心室容量超負(fù)荷[2]，壓迫室間隔向左偏移，使左心室充盈受限，收縮功能受損[3]。介入封堵術(shù)的整體安全性及有效性較高，目前已成為臨床治療ASD的主要方法[2，4]；封堵術(shù)后分流消失，左心室形態(tài)適應(yīng)性重構(gòu)[5]，心肌功能隨之得到改善。左心室整體縱向應(yīng)變(global longitudinal strain， GLS)相關(guān)研究近年受到重視。二維斑點(diǎn)追蹤成像(two-dimensional speckle tracking imaging， 2D-STI)為臨床定量評(píng)估心肌功能提供了新方法，但仍存在壓力負(fù)荷依賴性問(wèn)題[6-7]。左心室壓力-應(yīng)變環(huán)(left ventricular pressure strain loops， LV PSL)為應(yīng)變發(fā)展過(guò)程中衍生出的定量評(píng)估心肌應(yīng)變及左心室壓力的方法[8]，可獲得更為準(zhǔn)確的心肌做功參數(shù)。本研究采用LV PSL評(píng)價(jià)ASD患者接受介入封堵術(shù)前后左心室心肌做功變化。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 前瞻性納入2020年1月—2021年4月32例于南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院確診中央型ASD且擬接受介入封堵術(shù)治療患者，男12例，女20例，年齡19～61歲，平均(43.8±6.9)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①無(wú)明顯肺動(dòng)脈高壓；②術(shù)前、術(shù)后2天及3個(gè)月接受二維超聲心動(dòng)圖及LV PSL檢查，且資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①ASD邊緣無(wú)法穩(wěn)定放置封堵器裝置，或缺損口邊緣接近房室瓣、腔靜脈及冠狀靜脈竇；②合并其他心內(nèi)畸形、瓣膜病或引起左心室收縮功能不全的疾病；③圖像質(zhì)量不佳。同期納入30名年齡及性別相匹配的健康成年人作為對(duì)照組，男11名，女19名，年齡20～59歲，平均(42.6±8.4)歲。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)[編號(hào)：(2020)醫(yī)研倫理第(63)號(hào)]，檢查前受試者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid E95超聲診斷儀，M5Sc相控陣探頭，頻率1.5～4.6 MHz，幀頻70～80幀/秒。

1.2.1 二維超聲心動(dòng)圖 囑受檢者左側(cè)臥、平靜呼吸，同步連接心電圖。由2名具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的超聲科醫(yī)師分別測(cè)量室間隔舒張末期厚度(interventricular septum thickness at end-diastolic， IVSD)和左心室后壁舒張末期厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastolic， LVPWD)；之后使取樣線垂直于室間隔，獲得心室波群運(yùn)動(dòng)曲線，測(cè)量左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic diameter， LVEDD)及左心室收縮末期內(nèi)徑(left ventricular end-systolic diameter， LVESD)；獲取左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)和左心室舒張末期容積(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)；計(jì)算舒張?jiān)缙诙獍昱c瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)速度比值(E/e')；存儲(chǔ)3～5個(gè)連續(xù)心動(dòng)周期的左心室心尖四腔心、二腔心及三腔心動(dòng)態(tài)圖像。

1.2.2 LV PSL 將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入Echo PAC軟件進(jìn)行脫機(jī)分析，確定主動(dòng)脈瓣、二尖瓣開(kāi)放與關(guān)閉時(shí)間，自心尖三腔心開(kāi)始，依次選擇心尖長(zhǎng)軸切面進(jìn)入2D Strain模式，手動(dòng)描記心內(nèi)膜基底至心尖3個(gè)斑點(diǎn)，獲取左心室GLS。于Myocardial Work模式輸入肱動(dòng)脈血壓值，軟件便自動(dòng)得出LV PSL及各節(jié)段牛眼圖，獲取整體做功指數(shù)(global work index， GWI)、整體有用功(global constructive work， GCW)、整體無(wú)用功(global waste work， GWW)及整體做功效率(global work efficiency， GWE)等參數(shù)，牛眼圖中顯示每個(gè)節(jié)段心肌的做功參數(shù)。以上參數(shù)每名醫(yī)師測(cè)量3次，計(jì)算平均值作為結(jié)果。

表1 ASD患者接受介入封堵術(shù)前后與健康人二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較

圖1 Bland-Altman一致性檢驗(yàn)結(jié)果 A、B.觀察者內(nèi)GWI(A)、GCW(B)； C、D.觀察者間GWI(C)、GCW(D)

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較各時(shí)間點(diǎn)ASD組與對(duì)照組各參數(shù)的差異；采用重復(fù)測(cè)量的單因素方差分析比較ASD組內(nèi)各時(shí)間超聲參數(shù)的差異，兩兩比較采用Bonferroni校正。隨機(jī)選擇15名受試者，采用Bland-Altman分析法評(píng)價(jià)觀察者內(nèi)及觀察者間GWI、GCW測(cè)量結(jié)果的一致性。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 二維超聲心動(dòng)圖參數(shù) ASD組術(shù)前LVEDD、LVESD及LVEDV均小于對(duì)照組(P均<0.05)，術(shù)前其余參數(shù)及術(shù)后全部參數(shù)與對(duì)照組差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。ASD組內(nèi)，術(shù)后各時(shí)間點(diǎn)LVEDD、LVESD及LVEDV均大于術(shù)前(P均<0.05)，但術(shù)后2天和3個(gè)月差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)；其余參數(shù)各時(shí)間點(diǎn)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見(jiàn)表1。

2.2 LV PSL參數(shù) Bland-Altman分析結(jié)果顯示，觀察者內(nèi)及觀察者間GWI、GCW測(cè)量結(jié)果的一致性良好，見(jiàn)圖1。ASD組術(shù)前GLS、GWI及GCW均低于對(duì)照組(P均<0.05)，其余術(shù)前參數(shù)及術(shù)后全部參數(shù)與對(duì)照組差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。ASD組內(nèi)，術(shù)后各時(shí)間點(diǎn)GLS、GWI及GCW均高于術(shù)前(P均<0.05)，但術(shù)后2天和3個(gè)月差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)；其余參數(shù)各時(shí)間點(diǎn)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見(jiàn)表2及圖2、3。

3 討論

正常情況下，左心室各節(jié)段在每個(gè)心動(dòng)周期中均保持協(xié)調(diào)一致的舒張、收縮活動(dòng)，以維持其射血功能。二維超聲心動(dòng)圖參數(shù)LVEF可評(píng)估左心室收縮功能，但其依賴室壁運(yùn)動(dòng)及容積變化，敏感度較差[9]。本研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)超聲參數(shù)中，ASD組術(shù)前、術(shù)后LVEF與對(duì)照組比較差異不顯著；ASD組術(shù)前LVEDD、LVESD、LVEDV小于對(duì)照組及術(shù)后2天及3個(gè)月，符合ASD病理改變及治療后左心室重構(gòu)表現(xiàn)[5]；而術(shù)后2天與3個(gè)月之間LVEDD、LVESD、LVEDV無(wú)顯著差異。

表2 ASD患者接受介入封堵術(shù)前后與健康人LV PSL參數(shù)比較

圖2 ASD組患者，女，38歲 A～C.介入封堵ASD前(A)、封堵后2天(B)及3個(gè)月(C)LV PSL曲線及心肌做功參數(shù)牛眼圖 圖3 對(duì)照組受試者，女，36歲 LV PSL曲線及心肌做功參數(shù)牛眼圖

2D-STI通過(guò)斑點(diǎn)追蹤測(cè)量心肌組織位移獲得心肌運(yùn)動(dòng)及形變參數(shù)，可反映心肌組織的實(shí)際形變，心肌組織延長(zhǎng)提供正應(yīng)變值，縮短則提供負(fù)應(yīng)變值；但受后負(fù)荷影響，2D-STI無(wú)法準(zhǔn)確反映左心室真實(shí)收縮功能[10-11]。本研究ASD組術(shù)前左心室GLS低于術(shù)后2天及3個(gè)月，與既往研究[12]相符；但術(shù)后2天與3個(gè)月GLS差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與缺損口徑、患者年齡及心肌收縮力代償性有關(guān)。LV PSL是2D-STI發(fā)展過(guò)程中逐漸產(chǎn)生的將負(fù)荷條件納入心室功能評(píng)估的新技術(shù)，通過(guò)結(jié)合左心室應(yīng)變曲線與肱動(dòng)脈血壓，可獲取能夠準(zhǔn)確評(píng)估左心室整體或局部的心肌做功參數(shù)[13]，且消除了后負(fù)荷影響，用于評(píng)估左心室收縮功能較應(yīng)變分析更具優(yōu)勢(shì)。GWI為二尖瓣關(guān)閉至開(kāi)放期間PSL曲線下面積的總做功；GCW為左心室收縮時(shí)有助于其射血的做功；GWW為其與左心室射血無(wú)關(guān)的做功，反映能量損失；通過(guò)以上參數(shù)計(jì)算獲得的GWE可反映左心室整體心肌做功效率[8，14]。

ASD患者右心室容量負(fù)荷增加，導(dǎo)致左心室形態(tài)發(fā)生改變，左心室各節(jié)段容積-時(shí)間曲線達(dá)峰時(shí)間不一致，繼而引起心肌節(jié)段性收縮不同步，致心肌做功能力受損。 既往研究[12]表明，術(shù)后短期內(nèi)左心室心肌各節(jié)段容積-時(shí)間曲線形態(tài)規(guī)則，起伏平穩(wěn)，容積達(dá)峰時(shí)間基本一致，提示術(shù)后短時(shí)間內(nèi)左心室收縮同步性較術(shù)前更為穩(wěn)定。本研究術(shù)前ASD組GWI、GCW低于對(duì)照組、術(shù)后2天及3個(gè)月，而術(shù)后2個(gè)時(shí)間點(diǎn)無(wú)顯著差異，與之相符；ASD組內(nèi)各時(shí)間點(diǎn)GWW、GWE差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與射血期心肌細(xì)胞延長(zhǎng)或等容舒張期心肌細(xì)胞縮短在心肌整體中所占比例較少有關(guān)[15]。

本研究的主要局限性：①以上臂肱動(dòng)脈袖帶壓力替代左心室最大壓力，可能存在誤差；②樣本量小，且隨訪時(shí)間較短，需要繼續(xù)延長(zhǎng)隨訪時(shí)間進(jìn)行評(píng)估；③LV PSL是在2D-STI基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的存儲(chǔ)要求較高，軟件自動(dòng)識(shí)別左心室心肌心內(nèi)膜至心外膜ROI時(shí)，可能發(fā)生對(duì)心肌斑點(diǎn)的無(wú)效追蹤，仍需手動(dòng)調(diào)整，存在一定誤差。

綜上所述，LV PSL可較為敏感地反映ASD患者接受介入封堵術(shù)前后左心室心肌做功改變，較常規(guī)超聲及2D-STI更具優(yōu)勢(shì)，可為臨床判斷ASD預(yù)后提供重要參考。