斑點追蹤技術(shù)在心律失常中的應(yīng)用進展

孫筠茗 孔祥見 馬寶新

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，濱州 256600

心臟功能的評估仍是當(dāng)前心臟疾病中的一個挑戰(zhàn)。許多嚴(yán)重的心律失常疾病如心房顫動（atrial fibrillation，AF）在疾病的發(fā)展、治療過程中，同時伴隨著局部或者整體的心肌及心臟功能損傷及變化［1］。用于描述左心室功能的傳統(tǒng)參數(shù)左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）存在部分局限性，LVEF 與心臟幾何假設(shè)相關(guān)，可重復(fù)性差且無法反映局部左心室功能［2］。且一些疾病心臟收縮功能障礙狀態(tài)下可表現(xiàn)LVEF 不下降。尋找其他無創(chuàng)性評價心肌功能的工具顯得尤為重要。斑點追蹤技術(shù)（speckle tracking echocardiography，STE）是一種先進的超聲心動圖技術(shù)，它克服了2D 超聲心動圖的一些局限性，并具有較高的可行性和可重復(fù)性，能夠早期發(fā)現(xiàn)心肌損害，可為傳統(tǒng)超聲心動圖參數(shù)提供額外提示預(yù)后信息的能力，在心臟超聲方面表現(xiàn)為二維/三維斑點追蹤超聲心動圖（two/three-dimensional speckle tracking echocardiography，2D/3D-STE）。其通過使用收縮末期整體縱向應(yīng)變（global longitudinal strain，GLS）和整體圓周應(yīng)變（global circumferential strain，GCS）更深入地描述左心室收縮，對比實驗發(fā)現(xiàn)能較LVEF更好地反映患者的收縮功能［3］。近年來STE 已被用于檢測各種疾病左心室、左心房功能改變，如檢測高血壓、糖尿病患者的亞臨床左心房功能障礙、評估心力衰竭患者心肌功能、評估心臟瓣膜病和心肌梗死患者左心室功能，以及對疾病相關(guān)心血管事件有一定預(yù)測價值［4］。STE 在心律失常疾病中體現(xiàn)了很高的應(yīng)用價值，特別是應(yīng)用于發(fā)病率極高的AF 患者，此技術(shù)可用于其病情評估、治療方案選擇、預(yù)測治療結(jié)局等多個方面。

STE的基本原理

應(yīng)變概念為物體受到外力作用時發(fā)生的變形，體現(xiàn)受力前后物體變化程度的比例或百分比。通過識別心肌回聲斑點追蹤心肌的運動軌跡，自動逐幀追蹤所研究心腔的感興趣區(qū)內(nèi)的心肌組織像素的位置和運動變化，并與初始位置第一幀圖像中的位置相比較，進而計算得出所研究感興趣區(qū)內(nèi)的心肌形變，可從機械力學(xué)角度來評價心肌的收縮及舒張運動［5］。在斑點追蹤成像的參數(shù)上表現(xiàn)為心肌應(yīng)變（strain，S）和應(yīng)變率（strain rate，SR），S表示心動周期中心肌斑點發(fā)生的相對形變，公式可表示為S=ΔL/L0=（L-L0）/L0。SR表示發(fā)生此相對形變的速度，公式可表為SR=（ΔL/L0）/Δt=ΔV/L0。在整體評估心臟功能時，心臟的收縮和舒張運動產(chǎn)生縱向運動、徑向運動、圓周運動及旋轉(zhuǎn)角度。STE 相應(yīng)測量參數(shù)則可有GLS、整體徑向應(yīng)變、GCS 及扭轉(zhuǎn)。參數(shù)中達峰時間可反映心肌運動的同步性。2D-STE 與傳統(tǒng)超聲技術(shù)相比，其不受聲束方向與室壁運動方向間夾角的影響，無角度依賴性，故更能定量反映左、右心腔心肌功能。在心動周期過程中，由于左心室的平面外或扭轉(zhuǎn)運動，二維成像平面上可能會丟失一些斑點或特征，近年來基于2D-STE和三維超聲技術(shù)發(fā)展起3D-STE，對心臟功能的評價更為準(zhǔn)確［6］，目前已應(yīng)用于亞臨床左心室功能障礙、左心室肥厚、缺血性心肌病等多種疾病。

STE在心律失常中的應(yīng)用

1、AF

AF 是常見的同時也是危害極大的心律失常疾病，在疾病的進程中往往伴隨左心房結(jié)構(gòu)及功能重構(gòu)，嚴(yán)重時伴有左心室功能損害，既往研究發(fā)現(xiàn)其心臟功能損傷可先于形態(tài)學(xué)改變。如左心房擴大與AF 的發(fā)生有關(guān)，但新發(fā)AF 常發(fā)生在左心房擴大無明顯改變的情況下［7］。對AF 患者需要進行詳細(xì)的心功能評估。

STE 可準(zhǔn)確評估局部心肌功能，左心房應(yīng)變受損是AF發(fā)生風(fēng)險的標(biāo)志物。Kawakami等［8］研究表明左心房機分離散度是新發(fā)AF 的有效預(yù)測指標(biāo)，左心房機械分散度被定義為峰值應(yīng)變時間的標(biāo)準(zhǔn)差，研究發(fā)現(xiàn)AF 組左心房機械分散度明顯高于無AF 組，左心房機械分散度增加與新發(fā)AF 相關(guān)。在左心房功能上，在陣發(fā)性AF 患者中觀察到左心房功能和同步性受損，即使無左心房擴大［9］。國內(nèi)周紅等［10］應(yīng)用3D-STE 觀察到陣發(fā)性AF 患者和持續(xù)性AF 患者左心房應(yīng)變及同步性出現(xiàn)不同程度的減低。同時STE 可用于評估AF 患者治療療效及預(yù)測治療后復(fù)發(fā)可能，閆艷和李新立［11］納入32 例行射頻消融手術(shù)的陣發(fā)性AF 患者，分別于術(shù)前和術(shù)后1 個月、6 個月行STE，并術(shù)后追蹤復(fù)發(fā)情況，結(jié)果為術(shù)后6 個月時，竇性心律維持組側(cè)壁基底段、間隔中間段、側(cè)壁中間段、間隔基底應(yīng)變參數(shù)較術(shù)前及術(shù)后1個月升高，提示消融術(shù)后左心房功能改善。在3D-STE 中也觀察到射頻消融治療陣發(fā)性AF 后受損的左心房應(yīng)變和左心房不同步較術(shù)前有改善。左心房應(yīng)變是射頻消融術(shù)后AF 復(fù)發(fā)的一個重要預(yù)測因素，維持竇性心律的患者的峰值心房縱向應(yīng)變（peak atrial longitudinal strain，PALS）改善程度高于AF射頻消融術(shù)復(fù)發(fā)性的患者。一項包括12 項研究和1 025 例AF 患者的meta 分析證實了PALS 的低值與射頻消融術(shù)后AF 復(fù)發(fā)的風(fēng)險增加有關(guān)［12］。也有研究證實，在通過 STE 估計的心房功能未能恢復(fù)的情況下，AF 復(fù)發(fā)風(fēng)險增加［13］。同時Mochizuki等［14］研究表明3D-STE 檢測左心房應(yīng)變是陣發(fā)性AF 患者導(dǎo)管消融后AF 復(fù)發(fā)的更好預(yù)測因素，比2D-STE或其他已知預(yù)測指標(biāo)更好。

STE 在AF 患者卒中管理中也有應(yīng)用。有卒中史的AF患者的左心室收縮期左心房應(yīng)變顯著低于無卒中史的AF患者。Shih 等［15］發(fā)現(xiàn) PALS 與永久性 AF 患者的卒中獨立相關(guān)：有卒中史的患者PALS 值降低，在高缺血風(fēng)險（CHA2DS2 評分≥2 分）的患者中，PALS≤13.5%的患者后續(xù)卒中發(fā)生率更高，此外，與CHA2DS2 評分相比，PALS 檢測卒中的診斷準(zhǔn)確性更高（AUC=0.80 比0.66）。證明左心室收縮期間左心房應(yīng)變降低是AF 患者卒中的顯著預(yù)測因素。此外AF 患者左心耳（left atrial appendage，LAA）血栓發(fā)生率高，經(jīng)食管超聲心動圖發(fā)現(xiàn)LAA功能障礙是AF患者卒中的一個強有力的預(yù)測指標(biāo)。有研究評估AF 患者左心房功能參數(shù)與LAA 功能障礙之間是否存在相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)PALS 是LAA 功能障礙最顯著的相關(guān)因素，在AF 患者中PALS 的減少與LAA功能障礙獨立相關(guān)［16］。

STE 也可檢測對 AF 患者左心室功能變化。Nagai 等［17］在射頻消融術(shù)前及術(shù)后6 個月應(yīng)用2D-STE 測量保留LVEF的AF 患者的左心室功能，結(jié)果為術(shù)后維持竇性心律的患者左心室GLS 及扭轉(zhuǎn)較術(shù)前有改善。在一項對196 例持續(xù)性AF 患者的研究中，發(fā)現(xiàn) GLS 是比 LVEF 更強的預(yù)測 AF 患者不良心血管事件的主要參數(shù)［9］。同時早期二尖瓣血流速度與整體舒張期應(yīng)變率的比值也是預(yù)測AF 患者不良心臟事件的良好指標(biāo)［18］。通過 2D-STE 和 3D-STE 評估房間隔缺損患者右心房功能可以預(yù)測其手術(shù)后發(fā)生陣發(fā)性AF 的可能，研究發(fā)現(xiàn)右心房峰值總縱向應(yīng)變是術(shù)后AF 發(fā)生的獨立預(yù)測因子［19］。

2、室性心律失常

歐洲心臟病學(xué)會（European Society of Cardiology，ESC）指南推薦超聲心動圖用于評估所有疑似或已知室性心律失常患者的左心室功能和結(jié)構(gòu)［20］。室性心律失常可引起心源性猝死，且50%的心源性猝死事件發(fā)生在沒有已知心臟病的患者中［20］。STE 可評價室性心律失常患者左心室功能障礙，并提示額外的如心源性猝死等預(yù)后信息。最近研究表明，STE 應(yīng)變指標(biāo)可預(yù)測心肌梗死后猝死性心律失常和惡性室性心律失常，結(jié)果GLS 和機械離散度與心肌梗死后猝死性心律失常和惡性室性心律失常有顯著的相關(guān)性，是室性心律失常風(fēng)險分層的一個強有力的標(biāo)記［21］。

近幾年發(fā)現(xiàn)室性早搏（premature ventricular contraction，PVC）可對心臟的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生影響，進而發(fā)展成PVC 誘發(fā)性心肌病，增加心血管事件的發(fā)病率及病死率，故早期發(fā)現(xiàn)PVC 導(dǎo)致的心臟異常具有重要意義。STE 適合于檢測PVC導(dǎo)致的輕微的左心室功能障礙。Ling等［22］對40例單源頻發(fā)PVC 患者及40 例健康對照者完善3D-STE，發(fā)現(xiàn)兩組LVEF 差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但GLS、GCS、左心室整體徑向收縮期峰值應(yīng)變（GRS）、左心室整體面積收縮期峰值應(yīng)變（GAS）和單個節(jié)段應(yīng)變的3D-STE 指標(biāo)，PVC 組顯著低于對照組。這提示LVEF 正常的頻發(fā)PVC 患者左心室整體和局部功能下降。李騰飛等［23］使用2D-STE 同樣得出頻發(fā)PVC能夠引起隱匿性的心肌損害。同時有研究頻發(fā)PVC患者接受射頻消融手術(shù)后隨訪3 個月，手術(shù)成功者再次完善STE，發(fā)現(xiàn)左心室短軸應(yīng)變、圓軸應(yīng)變及長軸應(yīng)變改善，提示射頻消融術(shù)改善了頻發(fā)PVC 患者早期隱匿的左心室功能損害［24］。上述研究表明，2D-STE 能夠在傳統(tǒng)超聲心動圖檢查正常的情況下早期發(fā)現(xiàn)頻發(fā)PVC 對心肌的損傷，并能評估頻發(fā)PVC射頻消融的療效。

3、左、右束支傳導(dǎo)阻滯

左心室不同步的評估是心臟再同步治療關(guān)注點之一。指南提出心臟再同步治療在左束支傳導(dǎo)阻滯（left bundle branch block，LBBB）型中的作用優(yōu)于非 LBBB 型電紊亂［25］。左心室整體應(yīng)變和扭轉(zhuǎn)對LBBB 患者的預(yù)后有預(yù)測價值。Hwang等［26］應(yīng)用2D-STE評估LBBB患者心肌應(yīng)變和扭曲與心血管事件之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在多變量分析中，GLS 與心血管復(fù)合終點顯著相關(guān)，LVEF 保留（≥40%）但GLS 受損（＞-12.2%）的患者的臨床事件數(shù)量多于LVEF受損但保留GLS的患者，最終得出在LBBB患者中，GLS可以提供比LVEF或其他超聲心動圖參數(shù)更好的危險分層的結(jié)論。也有研究發(fā)現(xiàn)射血分?jǐn)?shù)保留性心力衰竭合并LBBB患者，有明顯的機械不同步性［27］。何姍姍等［28］應(yīng)用實時 3D-STE 對完全性LBBB 患者左心室整體及局部收縮功能進行評價，發(fā)現(xiàn)完全性LBBB患者左心室前壁及前間隔心肌不協(xié)調(diào)運動，導(dǎo)致左心室整體及局部心肌功能減低，其中左心室GLS 能更為敏感地評價完全性LBBB 患者的左心功能。Storsten 等［29］應(yīng)用STE 發(fā)現(xiàn)LBBB 患者右心室游離壁收縮早期應(yīng)變明顯減小，且心臟再同步治療后有一定改善。左心室旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)在左心室收縮和舒張中起重要作用。LBBB患者在對LVEF有顯著影響前可能通過減少左心室旋轉(zhuǎn)而減少左心室扭轉(zhuǎn)。有研究應(yīng)用2D-STE 對比分析保留LVEF 的LBBB 患者與健康對照組左室扭轉(zhuǎn)，結(jié)果為LBBB 組平均心尖旋轉(zhuǎn)、基底旋轉(zhuǎn)小于健康者，同時LBBB組與室內(nèi)和室間機械不同步有關(guān)的參數(shù)大于對照組［30］。

應(yīng)用2D-STE 可探討左束支起搏與傳統(tǒng)右心室起搏后心室收縮同步性的差異。結(jié)果左束支起搏組左心室和右心室的收縮期應(yīng)變峰值時間較小，提示左束支起搏組左心室和右心室收縮同步性優(yōu)于右心室起搏組［31］。但文鶴齡等［32］發(fā)現(xiàn)左束支起搏組與右心室間隔部起搏組術(shù)前、術(shù)后6 個月LVEF、GLS、GCS 無顯著差異。Brugada 綜合征的心電圖有時與右束支傳導(dǎo)阻滯相似，STE 有助于區(qū)分Brugada 綜合征和右束支傳導(dǎo)阻滯。STE 可以鑒別出右束支傳導(dǎo)阻滯患者的機電傳導(dǎo)延遲，而這種延遲在Brugada綜合征的患者中是不存在的［33］。在右心室評估方面，完全性右束支傳導(dǎo)阻滯患者在右心室入口側(cè)壁和下壁表現(xiàn)出收縮延遲，并表現(xiàn)出右心室擴大和收縮功能障礙，右心室不同步在完全性右束支傳導(dǎo)阻滯患者中對右心室容積有不利影響［34］。

4、不適當(dāng)竇性心動過速

不適當(dāng)?shù)母]性心動過速被定義為靜止時心率＞100 bpm，并伴有嚴(yán)重的心悸癥狀［35］。不適當(dāng)竇性心動過速對左心房和左心室心肌動力學(xué)的影響尚不確定。有學(xué)者使用3D-STE來識別不適當(dāng)竇性心動過速患者左心房力學(xué)和左心室功能的早期變化，將60例不適當(dāng)竇性心動過速患者和65例年齡和性別匹配的對照組納入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不適當(dāng)竇性心動過速患者組的左心房應(yīng)變參數(shù)低于對照組，但左心室應(yīng)變參數(shù)沒有差異，此研究表明不適當(dāng)竇性心動過速對左心房力學(xué)有負(fù)面影響，會導(dǎo)致亞臨床左心房功能障礙［36］。

STE局限性及前景展望

STE 良好的可行性和可重復(fù)性使將來在臨床實踐中可能將應(yīng)變指標(biāo)納入超聲心動圖評價系統(tǒng)。但此技術(shù)目前仍具有局限性。首先，STE 對超聲心動圖圖像質(zhì)量和幀率的依賴性使STE 并不適用于每例患者，STE 要求高清晰的二維灰階圖像才能保證測量的準(zhǔn)確性。此外，即使影像最佳，縱向分析時，左心室側(cè)壁，有時前壁的分辨率也可能降低，在肺氣腫、肥胖患者及心率加快的情況下分辨率也會減低［37］。其次 STE 需要耗時的離線分析，可能使 STE 難以應(yīng)用于每個臨床背景，尤其是門診服務(wù)。但是，在精選的病例中，尤其是必須對患者進行全面評價時，可能非常有用，例如，確定AF 患者射頻消融手術(shù)的最佳候選者。最后，STE分析受到供應(yīng)商間和軟件間的影響，目前分析軟件沒有達到統(tǒng)一，目前，所有心腔變形成像標(biāo)準(zhǔn)化的兩份EACVI/ASE文件可用于指導(dǎo)STE使用［38-39］。

越來越多的證據(jù)肯定STE 在包括心律失常在內(nèi)的心血管疾病臨床實踐中的使用，值得通過多中心設(shè)計良好的研究明確證實其附加價值，以將應(yīng)變參數(shù)納入常規(guī)超聲心動圖評價中，為臨床心律失常疾病的診斷及療效評價提供重要依據(jù)。