左室收縮功能評(píng)估的超聲新方法：心肌做功*

唐紅 譚靜

(1.四川大學(xué)華西醫(yī)院心內(nèi)科,四川 成都 610041;2.貴州省人民醫(yī)院心內(nèi)科,貴州 貴陽(yáng) 550002)

左室收縮功能的評(píng)估一直是臨床心臟病學(xué)實(shí)踐中的一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù),盡管左室射血分?jǐn)?shù)(Left ventricular ejection fraction,LVEF)仍然是評(píng)價(jià)左室整體收縮功能最廣泛應(yīng)用的參數(shù),其主要評(píng)估左心室容積在心動(dòng)周期中發(fā)生的最大變化率,不能具體反映心肌收縮狀態(tài),在評(píng)估左室亞臨床功能障礙和局部心肌功能障礙方面存在一定的局限性。2004年,Reinsner等[1]以及Leitman等[2]先后開(kāi)發(fā)出了基于斑點(diǎn)追蹤技術(shù)測(cè)量心肌應(yīng)變的自動(dòng)分析軟件,即二維斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖(Two-dimensional speckle tracking echocardiography,2D-STE),并驗(yàn)證了其評(píng)估心肌功能的敏感性和準(zhǔn)確性。2D-STE得出的左室應(yīng)變使臨床醫(yī)師能夠更準(zhǔn)確地評(píng)估左室整體和局部功能,其參數(shù)左室整體長(zhǎng)軸應(yīng)變(Global longitudinal strain,GLS)具有很好的可重復(fù)性和穩(wěn)定性,已被美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)和歐洲心血管影像協(xié)會(huì)推薦為評(píng)估左室收縮功能的常規(guī)測(cè)量工具。然而,GLS的主要局限性之一是負(fù)荷依賴性,后負(fù)荷的增加可使GLS值減低,從而影響心肌收縮功能評(píng)估的準(zhǔn)確性。左室心肌做功評(píng)估的金標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)心室壓力和容積的關(guān)系來(lái)評(píng)估,心室壓力和容積之間的關(guān)系可被視為一個(gè)閉合的左室壓力-容積環(huán)(Left ventricular pressure-volume loop,LV-PVL),可定量評(píng)估心臟的每搏功和收縮力,與心肌耗氧量相關(guān)。LV-PVL是在心導(dǎo)管有創(chuàng)的方式下測(cè)量的,未在臨床得到廣泛應(yīng)用。2012年,Russell等[3]證實(shí)了無(wú)創(chuàng)的左室壓力-應(yīng)變環(huán)(Left ventricular pressure-strain loop,LV-PSL)和有創(chuàng)的LV-PVL之間具有良好的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.99,提出了“無(wú)創(chuàng)心肌做功”的基本概念。應(yīng)用肱動(dòng)脈血壓無(wú)創(chuàng)地替代左室壓力且在2D-STE 應(yīng)變分析的基礎(chǔ)上,采用LV-PSL建立了無(wú)創(chuàng)評(píng)估心肌做功的新方法[4-5]。

1 心肌做功的概念和參數(shù)

心肌做功是一種評(píng)估左室收縮功能的超聲新方法,其通過(guò)整合左室整體長(zhǎng)軸應(yīng)變和無(wú)創(chuàng)左室收縮壓來(lái)評(píng)估心肌收縮功能。心肌做功參數(shù)包括整體做功指數(shù)(Global work index,GWI),指從二尖瓣關(guān)閉到二尖瓣開(kāi)放這段時(shí)間內(nèi)左室壓力-應(yīng)變環(huán)下的面積,代表心肌總的做功;整體有用功(Global constructive work,GCW),指收縮期心肌縮短所做的功加上等容舒張期心肌伸長(zhǎng)所做的功;整體無(wú)用功(Global wasted work,GWW),指收縮期心肌伸長(zhǎng)所做的功加上等容舒張期心肌縮短所做的功;整體做功效率(Global work efficiency,GWE)系GCW/(GCW+GWW),代表心肌做功的能力和效率(圖1、2)。心肌做功能在心血管疾病的早期階段評(píng)估左室整體和局部收縮功能,隨訪患者病情進(jìn)展情況以及評(píng)估預(yù)后。

圖1 正常人的左室心肌有用功牛眼圖及參數(shù)

圖2 正常人的左室心肌做功效率牛眼圖及參數(shù)

2 心肌做功的正常參考值范圍

2.1 已有的文獻(xiàn)報(bào)道 Manganaro等[6]報(bào)道了歐洲心血管影像協(xié)會(huì)(EACVI)認(rèn)可的由22個(gè)歐洲實(shí)驗(yàn)室和1個(gè)美國(guó)實(shí)驗(yàn)室組成的超聲心動(dòng)圖正常參考值(NORRE)給出的測(cè)值范圍,共納入了226名健康志愿者,其結(jié)果為GWI正常參考值[1 896±308(1 292～2 505)] mmHg%, GCW正常參考值[2 232±331(1 582～2 881)] mmHg%,GWW正常參考值78.5(53～122.2) mmHg%,GWE正常參考值96(94～97)%。Galli等[7]納入了115名健康志愿者,獲得正常參考值GWI[1 926±247(1 534～2 356)] mmHg%、GCW[2 224±229(1 894～2 647)] mmHg%、GWW 90(61～123) mmHg%和GWE 96(94～97)%。

2.2 我們的初步研究 我們于2020年10月—2022年3月共納入貴州省人民醫(yī)院體檢的健康志愿者120例,年齡20～79歲,按每10歲的年齡層納入男、女各10例,獲得的心肌做功參數(shù)測(cè)值：GWI[1 642±227(1 088～2299)] mmHg%,GCW[2 008±243(1 480～2 754)] mmHg%,GWW[93.6±32.5(37～207)] mmHg%,GWE[94.6±1.7(90～98)]%。60歲以下的健康志愿者,GWW測(cè)值為[82±24(37～156)] mmHg%,GWE測(cè)值為[95.2±1.3(92～98)]%;60歲以上者, GWW測(cè)值為[116±30(73～207) mmHg%],GWE測(cè)值為[93.4±1.7(90～97)]%。男女間MW參數(shù)的測(cè)值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1、2。我們獲得的GWW和GWE測(cè)值與國(guó)外報(bào)道一致,GWI和GCW測(cè)值均略低于國(guó)外報(bào)道。

表1 不同年齡段健康志愿者的GLS及心肌做功參數(shù)測(cè)值

表2 不同性別的健康志愿者的左室心肌做功參數(shù)測(cè)值

3 心肌做功的臨床應(yīng)用

心肌做功在評(píng)估左室亞臨床功能障礙和局部功能障礙方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn),即使患者的左室射血分?jǐn)?shù)處于正常范圍,但心肌做功參數(shù)GWI、GCW和GWE也有所減低,GWW增高[8-9];GWI、GCW和GWE與LVEF呈正相關(guān),GWW與LVEF呈負(fù)相關(guān)[9]。GWW的增高與左室心肌收縮的同步性有關(guān),心肌收縮越不同步,所做的無(wú)用功越多。Russell等[10]認(rèn)為心肌做功還與心肌的耗氧量和心肌代謝相關(guān)。心肌做功在冠心病、心肌病、高血壓、肺心病、心瓣膜病以及胎兒心臟功能評(píng)估中均有臨床應(yīng)用。

3.1 冠心病 在早期冠心病的診斷中,GWI的敏感性為92%,GWW的特異性為97%。GWE是冠狀動(dòng)脈重度狹窄獨(dú)立影響因素[11](OR=0.266,P<0.05),與其他三個(gè)參數(shù)相比,GWE預(yù)測(cè)冠狀動(dòng)脈重度狹窄的曲線下面積最大(0.920),靈敏度為92.24%,特異度為73.77%[12]。冠狀動(dòng)脈支架植入術(shù)后1天,GWI、GCW和GWE就有所改善,表現(xiàn)為心肌的血流灌注、耗氧代謝增加,心室的機(jī)械收縮功能逐漸恢復(fù)。在術(shù)后3個(gè)月,GWI、GCW、GWE顯著改善,而GWW無(wú)明顯變化,GWW未恢復(fù)在一定程度上反映了心肌的不可逆損傷[13]。GCW對(duì)左室收縮功能的恢復(fù)具有獨(dú)立預(yù)測(cè)價(jià)值,優(yōu)于LVEF及GLS[13-14]。

3.2 心肌病 擴(kuò)張型心肌病患者的GWI、GCW和GWE均較正常人明顯降低,GWW增高[5];GWW增高和GWE降低與左室運(yùn)動(dòng)不同步有關(guān),室間隔的心肌做功效率是擴(kuò)心病患者運(yùn)動(dòng)能力的最佳預(yù)測(cè)指標(biāo)[15]。對(duì)于肥厚型心肌病患者,同樣表現(xiàn)為GWI、GCW和GWE降低,GWW增高;GCW可預(yù)測(cè)心肌纖維化[16]。淀粉樣心肌病變患者的左室整體及各節(jié)段(基底、中間、心尖)心肌做功減低,節(jié)段性的WI、CW及WE減低呈“心尖保留”特點(diǎn),即心尖部心肌做功參數(shù)減低的程度低于基底段和中間段[17]。

3.3 高血壓 心肌做功技術(shù)能夠克服負(fù)荷依賴性,準(zhǔn)確判斷高血壓患者早期左室收縮功能的異常。收縮壓140～160 mmHg和/或舒張壓90～100 mmHg的高血壓患者,其GWW增加,GWI、GCW和GWE無(wú)顯著性變化;而收縮壓≥160 mmHg和/或舒張壓≥100 mmHg的患者,其GWI、GCW和GWW均增加,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;GWE無(wú)顯著性變化。多項(xiàng)研究證明高血壓患者的GWE與正常人比較無(wú)明顯差異[5,18-19],其原因可能是GWE間接來(lái)自于GCW和GWW的比率,而GCW和GWW幾乎同比例增加,因此GWE保持不變。此外,Mansour等[18]研究了收縮壓>180 mmHg的高血壓患者,發(fā)現(xiàn)GWI、GCW和GWW值還會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)和收縮壓升高而增高,GWW(截?cái)嘀?6.5 mmHg%)可能是此類高血壓患者預(yù)后不佳的指標(biāo)。

3.4 主動(dòng)脈瓣狹窄 主動(dòng)脈瓣狹窄(Aortic valve stenosis,AS)患者的左室收縮壓力的評(píng)估采用主動(dòng)脈瓣平均跨瓣壓差加上肱動(dòng)脈壓力[20-21]。重度AS患者因?yàn)樽笫沂湛s壓顯著高于健康對(duì)照組,因此其GWI和GCW無(wú)明顯改變,而GWW增高,GWE降低。經(jīng)皮導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)術(shù)后3月,GWI、GCW和GWE均得到提高;GWW減低,但GWW并未完全恢復(fù)。GWI和GCW是重度AS患者行手術(shù)治療后心力衰竭癥狀改善的獨(dú)立相關(guān)參數(shù),也是評(píng)價(jià)術(shù)后心功能恢復(fù)的較好隨訪指標(biāo)[22]。

3.5 肺源性心臟病 肺源性心臟病患者的左室心肌做功改變目前尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。我們?cè)?019年9月—2021年3月納入貴州省人民醫(yī)院住院的60例慢性阻塞性肺病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者進(jìn)行了初步研究,發(fā)現(xiàn)肺動(dòng)脈收縮壓力≥50 mmHg的COPD患者,其GWI、GCW和GWE減低,GWW增加,COPD患者的左室心肌做功也有一定程度的受損。

3.6 其他 心肌做功也可以早期評(píng)估其他疾病導(dǎo)致的左室收縮功能的改變,如慢性腎病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、妊娠期高血糖、乳腺癌蒽環(huán)類藥物化療后、乙型肝炎肝硬化、代謝綜合征等。

4 結(jié)論與展望

心肌做功是一種無(wú)創(chuàng)評(píng)估左室收縮功能的超聲新方法,不受心臟后負(fù)荷的影響,可以早期發(fā)現(xiàn)患者的左室收縮功能受損,評(píng)估左室節(jié)段收縮功能。目前各大醫(yī)院已將心肌做功逐步應(yīng)用于各種心血管疾病導(dǎo)致的左室收縮功能早期受損的研究,但在左室壁節(jié)段功能受損方面的研究尚少,尤其缺乏隨訪一些特定疾病導(dǎo)致的左室壁節(jié)段功能受損的動(dòng)態(tài)變化研究,今后應(yīng)在有條件的醫(yī)院開(kāi)展此方面的研究,以期為臨床在心血管疾病的早期階段評(píng)估左室整體和局部收縮功能,隨訪患者病情進(jìn)展情況以及評(píng)估預(yù)后提供更多客觀依據(jù)。