胸部放療心臟損傷的超聲檢測(cè)新進(jìn)展

周艷珂（綜述），王成增，王 雁（審校）

（河南省腫瘤醫(yī)院超聲科，鄭州 450008）

胸部放射治療是乳腺癌、食管癌、肺癌和縱隔淋巴瘤等惡性腫瘤的主要治療措施之一，而位于縱隔的心臟在放療時(shí)不可避免地會(huì)受到影響。以往認(rèn)為心臟對(duì)放射線具有較強(qiáng)的抵抗力和耐受力，但近年的臨床實(shí)踐表明心臟的抗輻射性并不高，胸部放療會(huì)引起不同程度的心臟損傷［1，2］。大量研究顯示，60Co單次或分次照射后，均可引起心臟功能、形態(tài)和血漿酶活力等異常［3］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)業(yè)已證實(shí)，胸部放療在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)，可導(dǎo)致心臟損害，嚴(yán)重影響患者預(yù)后［4-6］。因此，早期監(jiān)測(cè)胸部放療致心臟損害尤為重要。

在眾多檢測(cè)胸部放療致心臟損害的方法中，超聲心動(dòng)圖仍是最常用的方法。它能夠直觀、準(zhǔn)確地顯示心臟結(jié)構(gòu)、功能及血流狀況，但此方面報(bào)道甚少。張連仲等［7］應(yīng)用傳統(tǒng)的超聲心動(dòng)圖對(duì)此進(jìn)行探討，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有心臟損害的受檢者的表現(xiàn)較國(guó)外有關(guān)學(xué)者報(bào)道的結(jié)果不一致，這可能與檢測(cè)方法及照射劑量的大小等不同有關(guān);其研究所見(jiàn)放射性心臟并發(fā)癥可能累及心包、心肌和心瓣膜，此與國(guó)外學(xué)者的報(bào)告一致。在此就胸部放療致心臟損害的超聲檢測(cè)新進(jìn)展予以綜述。

1 Tei指數(shù)

日本學(xué)者Tei等［8］于1995年提出了一個(gè)評(píng)價(jià)心臟收縮與舒張整體功能的新指標(biāo)——Tei指數(shù)。Tei指數(shù)定義為心室等容收縮時(shí)間與等容舒張時(shí)間之和比心室射血時(shí)間。Tei等［8］報(bào)道成人Tei指數(shù)正常值在左室為0．39 ±0．05，右室為0．28 ±0．04。

Tei等［8］研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)心功能不全時(shí)，心室等容收縮時(shí)間和等容舒張時(shí)間均延長(zhǎng)，心室射血時(shí)間縮短，故Tei指數(shù)數(shù)值升高，并且其與心導(dǎo)管技術(shù)同步測(cè)量的指標(biāo)如左室收縮期壓力+dp/dt（左心室內(nèi)壓力上升速率）、舒張期壓力－dp/dt（左心室內(nèi)壓力下降速率）之間均存在良好相關(guān)性，說(shuō)明Tei指數(shù)可以用來(lái)評(píng)價(jià)心臟整體功能。

Tei指數(shù)能較全面、準(zhǔn)確地評(píng)估心功能狀態(tài)，這是其優(yōu)點(diǎn)，但Tei指數(shù)在反映整體收縮和舒張功能狀態(tài)時(shí)，難以區(qū)分心功能受損主要來(lái)自收縮還是舒張功能障礙;另外測(cè)量上易受心律不齊、血流動(dòng)力學(xué)改變、左室擴(kuò)大及瓣膜反流的影響［10，11］。所以，Tei指數(shù)也有一定的局限性。

2 組織多普勒成像（Doppler tissue iMaging，DTI）技術(shù)

DTI技術(shù)的基本原理與彩色多普勒顯像相同，但在技術(shù)處理上采取了相反措施。它濾掉了血池的高速信號(hào)，只顯示心肌組織運(yùn)動(dòng)的低速高振幅頻移信號(hào)，其優(yōu)勢(shì)在于:①DTI不依賴(lài)回聲信號(hào)的強(qiáng)弱，因此心肌組織成像受胸壁和肺組織衰減的影響就小;②DTI能定量分析心肌的低速運(yùn)動(dòng)，有很好的速度分辨率。

通過(guò)DTI可獲得許多左室舒張功能信息。以DTI速度模式記錄舒張期二尖瓣環(huán)沿長(zhǎng)軸方向的運(yùn)動(dòng)，能反映出心肌組織的彈性回縮力和左室容量的變化，且其運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)不受心臟負(fù)荷狀態(tài)等影響［12］，將DTI取樣容積置于心室壁某一部位可測(cè)出相應(yīng)節(jié)段心肌的功能狀態(tài)。但關(guān)于DTI評(píng)價(jià)左室整體功能最佳部位的選擇尚存在爭(zhēng)議［13］。

3 超聲背向散射積分（integrated backscatter，IBS）

IBS是心肌組織定征識(shí)別的一種射頻分析法，能更敏感、準(zhǔn)確地反映心肌的細(xì)微組織變化特征。Naito等［14］研究發(fā)現(xiàn)，IBS受個(gè)體胸壁、肥胖和肺氣及增益等條件影響較大，而舒張末期與收縮末期IBS的差值即周期變異幅度相對(duì)受影響較小，且對(duì)局部心肌的密度變化尤為敏感。兩者均與心肌病理狀況密切相關(guān)，不受心率及心臟前后負(fù)荷的影響。該技術(shù)對(duì)左心室舒張功能的研究尚少。章天喬［15］研究發(fā)現(xiàn)，心肌周期變異幅度與舒張?jiān)缙诤屯砥诙獍戥h(huán)峰值運(yùn)動(dòng)速度的比值E峰/A峰正相關(guān)，與E峰減速時(shí)間及等容舒張時(shí)間負(fù)相關(guān)，從而認(rèn)為周期變異幅度的減小與左室心肌舒張功能受損密切相關(guān)。

4 實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖

實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖測(cè)量心室容積無(wú)需假定幾何形狀，在心腔變形、節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常等狀態(tài)下也可獲得準(zhǔn)確結(jié)果。通過(guò)采用全容積成像模式進(jìn)行在線分析，進(jìn)行自動(dòng)內(nèi)膜勾劃及手工調(diào)整后，即可得出左心室舒張末容積、左心室收縮末容積、左心室射血分?jǐn)?shù)等指標(biāo)。在所獲容積-時(shí)間曲線上分別測(cè)量相鄰2點(diǎn)的斜率變化，收縮期最大斜率即為左室最大射血速率，舒張期最大斜率即為左室最大充盈速率。左室最大射血速率、左室最大充盈速率可評(píng)估心室整體和局部的收縮、舒張功能。

Arai等［16］研究證實(shí)，實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖測(cè)量有左室節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常患者的左室容量和左室射血分?jǐn)?shù)，與門(mén)控單光子發(fā)射斷層掃描相比，有良好的相關(guān)性。

5 應(yīng)變、應(yīng)變率成像（strain rate imaging，SRI）技術(shù)

應(yīng)變、應(yīng)變率成像技術(shù)是新近發(fā)展起來(lái)的一種定量、無(wú)創(chuàng)評(píng)價(jià)心肌功能的超聲技術(shù)。應(yīng)變率即心肌在單位時(shí)間內(nèi)伸長(zhǎng)或縮短的長(zhǎng)度占初始長(zhǎng)度的百分比，與相對(duì)速度有關(guān)，不受心肌整體運(yùn)動(dòng)及相鄰節(jié)段牽拉影響，能較真實(shí)地反映局部心肌舒縮狀態(tài)［17］。當(dāng)局部心肌舒張功能降低時(shí)，舒張?jiān)缙诘膽?yīng)變率較正常明顯減低。左心室各節(jié)段心肌舒張?jiān)缙谄骄逯祽?yīng)變率與舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)峰值運(yùn)動(dòng)速度呈高度正相關(guān)，左心室心肌舒張?jiān)缙诤屯砥谄骄逯祽?yīng)變率的比值與舒張?jiān)缙诤屯砥诙獍戥h(huán)峰值運(yùn)動(dòng)速度的比值呈中度相關(guān)，說(shuō)明舒張?jiān)缙谄骄逯祽?yīng)變率及左室心肌舒張?jiān)缙诤屯砥谄骄逯祽?yīng)變率的比值也可用以評(píng)價(jià)心肌整體舒張功能［18］?；诮M織多普勒的SRI技術(shù)因受聲束方向與室壁運(yùn)動(dòng)方向間夾角的影響，主要檢測(cè)心肌長(zhǎng)軸方向的運(yùn)動(dòng)。

林萍等［19］通過(guò)對(duì)11只開(kāi)胸犬結(jié)扎左側(cè)冠狀動(dòng)脈前降支建立心肌缺血模型，用定量組織速度（quantitative tissue velocity imaging，QTVI）及SRI分析左心室各階段縱軸方向上收縮期QTVI及SRI曲線的變化，得出結(jié)論:QTVI及SRI可作為定量評(píng)價(jià)心肌缺血導(dǎo)致的心肌局部功能異常的方法，且SRI比QTVI更敏感。

王月愛(ài)等［20］通過(guò)對(duì)放療前 1～3 d、放療 2．5～3周、放療5～6周的三組胸部放療患者采用SRI分析左心室壁應(yīng)變率特點(diǎn)，得出結(jié)論:SRI可定量分析胸部放療患者早期心功能，是早期監(jiān)測(cè)其心臟損傷的無(wú)創(chuàng)有效的手段。

6 二維斑點(diǎn)追蹤顯像（speck le-tracking iMaging，STI）技術(shù)

STI技術(shù)是在應(yīng)變及應(yīng)變率基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)。二維超聲圖像由很多小的像素構(gòu)成，它們是均勻分布于心肌內(nèi)的穩(wěn)定的聲學(xué)斑點(diǎn)，與組織同步運(yùn)動(dòng)且在相鄰幀形態(tài)不發(fā)生明顯改變。STI可在連續(xù)幀中追蹤每個(gè)斑點(diǎn)，計(jì)算其運(yùn)動(dòng)軌跡，從而定量顯示組織的速度、應(yīng)變和應(yīng)變率［21］。

基于STI技術(shù)的二維超聲應(yīng)變成像與基于組織多普勒的應(yīng)變成像技術(shù)原理完全不同，前者具有無(wú)角度依賴(lài)性的特點(diǎn)，能從縱向、徑向、圓周運(yùn)動(dòng)及旋轉(zhuǎn)角度4個(gè)方面自動(dòng)追蹤感興趣區(qū)域內(nèi)不同像素的心肌組織在每幀圖像中的位置，與第1幀圖像中的位置作比較，計(jì)算各節(jié)段心肌的變形，更準(zhǔn)確地反映心肌運(yùn)動(dòng)［22］。

Amundsen等［23］對(duì)曾有心肌梗死的7例患者和健康志愿者4例，將STI技術(shù)與磁共振比較，通過(guò)對(duì)106個(gè)心肌節(jié)段分析，證明兩者存在良好的相關(guān)性及符合率，而磁共振是目前非侵入性評(píng)價(jià)收縮期心肌應(yīng)變的金標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明STI技術(shù)能準(zhǔn)確反映局部心肌的收縮功能。

張麗等［24］應(yīng)用STI技術(shù)評(píng)價(jià)不同年齡正常成人左心室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，得出結(jié)論:STI技術(shù)所測(cè)信息與磁共振和TDI有很高相關(guān)性，此技術(shù)能提供大量準(zhǔn)確的信息，是心臟力學(xué)研究的可靠技術(shù)。

7 其他

瞬時(shí)波強(qiáng)（wave intensity，WI）技術(shù)［25］是一項(xiàng)研究心血管系統(tǒng)血流動(dòng)力學(xué)及心臟與血管相互關(guān)系的新技術(shù)，特點(diǎn)是通過(guò)檢測(cè)動(dòng)脈內(nèi)任意點(diǎn)的WI來(lái)評(píng)估心血管系統(tǒng)的總體功能，可在心血管無(wú)形態(tài)學(xué)的改變前早期發(fā)現(xiàn)病變。國(guó)外學(xué)者應(yīng)用WI技術(shù)作了大量探索性研究，最后認(rèn)為波強(qiáng)可以反映左室的收縮、舒張功能［26-29］。

綜上所述，不斷涌現(xiàn)的超聲新技術(shù)為各種心臟病變的評(píng)價(jià)提供了有效的工具，其與傳統(tǒng)超聲技術(shù)相結(jié)合，必將在胸部放療致心臟損傷方面發(fā)揮重要作用。

［1］Gustavsson A，Osterman B Cavallin-stahl E．A systematic overview of radialion therapy effects in non-Hodgkin's lymphoma［J］．Acta Oncologica，2003，42（5/6）:605-619．

［2］Giraud P，Cosset JM．Radiation toxicitytothe heart:physiopathology and dinical data［J］．Bull Cancer，2004，91（Suppl3）:147-153．

［3］Soloviev AI，Tishkin SM，Parshikov AV，etal．Mechanisms of endothelial dysfunction after ionized radiation:selective impairment of the nitric oxide component of endothelium-dependent vasodilation［J］．Br JPharmacol，2003，138（5）:837-844．

［4］Brown JM，F(xiàn)arjardo LF，Stewart JR．Mural thrombosis of the heart induced by radiation［J］．Arth Pathol，1973，96（1）:1-4．

［5］Strender LE，Lindahl J，Larsson LE．Incidence of Heart disease and functional significance of change in the electrocardiograM10 years after radiotherapy for breast cancer［J］．Cancer，1986，57（5）:929-934．

［6］Arsenian MA．Cardiovascular sequelae of therapeutic thoracic radiation［J］．Prog Cardiovasc Dis，1991，33（5）:299-311．

［7］張連仲，王成增，葛紅，等．超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)放射性心臟損害的價(jià)值［J］．中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志，2000，16（6）:445-446．

［8］Tei C，Ling LH，Hodge DO，etal．New index of combined systolic and diastolic myocardial performance:a simple and reproducible measure of cardiac function--a study in normals and dilated cardiomyopathy［J］．JCardiol，1995，26（6）:357-366．

［9］楊繼東，張趙盾．多普勒超聲左心Tei指數(shù)測(cè)定在左心功能評(píng)價(jià)中的價(jià)值［J］．浙江醫(yī)學(xué)，2004，26（11）:186-187．

［10］喬興科，李占全，朱芳，等．Tei指數(shù)評(píng)價(jià)肥厚性心肌病右心功能［J］．中華超聲影像學(xué)雜志，2005，14（1）:21-24．

［11］馬前進(jìn)，宋建平，楊俊華．充血性心力衰竭患者Tei指數(shù)的變化及其臨床意義［J］．蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，26（5）:786-787．

［12］黃宛．臨床心電圖學(xué)［M］．5版．北京 :人民衛(wèi)生出版社，1998．

［13］劉霞，戚文航，張娟贏，等．院內(nèi)病人快速性心律失常的類(lèi)型和年齡分布［J］．臨床心電學(xué)雜志，1997，6（2）:66．

［14］Naito J，Masuyama T，Mamo T，etal．Ultrasonic myocardial tissue characterization in patientswith dilated cardiography:value in noninvasive assessment ofmyocardial fibrosis［J］．AMHeart J，1996，131（1）:115-121．

［15］章天喬．糖尿病患者左心室心肌超聲背向散射積分心動(dòng)周期變動(dòng)量與左心室舒張功能的關(guān)系探討［J］．中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志，2002，18（5）:363．

［16］Arai K，HozumiT，Matsumura Y，etal．Accuracy ofMeasurementof left ventricular volume and ejection fraction by new rea-time threedimensional echocardiography in patients with wallmotion abnormalities secondary to myocardial infarction ［J］．AMJ Cardiol，2004，94（5）:552-558．

［17］Pellerin D，Sharma R，Elliott P，etal．Tissue Doppler，strain，and strain rate echocardiography for the assessmentof leftand right systolic ventricular function［J］．Heart，2003，89（Suppl 3）:iii9-iii17．

［18］胡佳琪，郭瑞強(qiáng)，周青，等．應(yīng)變率評(píng)價(jià)不同左室構(gòu)型高血壓患者心臟功能［J］．中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2005，21（7）:1022-1024．

［19］林萍，任衛(wèi)東，夏稻子，等．定量組織速度及應(yīng)變率成像評(píng)價(jià)犬不同程度心肌缺血的實(shí)驗(yàn)研究［J］．中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2006，22（6）:816-818．

［20］王月愛(ài)，夏稻子，禮廣森，等．應(yīng)變率成像評(píng)價(jià)胸部放療對(duì)心臟的早期損傷［J］．中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2006，22（8）:1194-1196．

［21］馬蘭，吳衛(wèi)華．二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)在心血管疾病中的應(yīng)用進(jìn)展［J］．中國(guó)心血管病研究，2008，6（6）:472-474．

［22］王洲，李健，任永風(fēng)．二維應(yīng)變超聲心動(dòng)圖的研究進(jìn)展及臨床應(yīng)用［J］．中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2008，24（6）:959-962．

［23］Amundsen BH，Helle-Valle T，Edvardsen T，etal．Noninvasivemyocardial strain measurement by speckle tracking echocardiography validation against sonomicrometry and tagged magnetic resonance imaging［J］．JAMColl Cardiol，2006，47（4）:789-793．

［24］張麗，謝明星，王新房，等．超聲二維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)評(píng)價(jià)不同年齡正常成人左心室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的初步研究［J］．中華超聲影像學(xué)雜志，2007，16（9）:746-750．

［25］肖滬生，徐志章，張愛(ài)宏，等．Wave intensity的命名探討［J］．上海醫(yī)學(xué)影像，2008，17（2）:81-82．

［26］Ohte N，Narita H，Sugawara M，etal．Clinical usefulness of carotid arterial wave intensity in assessing left ventricular systolic and early diastolic performance［J］．Heart Vessels，2003，18（3）:107-111．

［27］Curtis SL，Zambanini A，Mayet J，etal．Reduced systolic wave generation and increased peripheral wave reflection in chronic heart failure［J］．AMJPhysiol Heart Circ Physiol，2007，293（1）:H557-H562．

［28］Sun Y，Belenkie I，Wang JJ，etal．Assessment of right ventricular diastolic suction in dogs with the use of wave intensity analysis［J］．AM J Physiol Heart Circ Physiol，2006，291（6）:H3114-3121．

［29］Zambanini A，CunninghaMSL，Parker KH，etal．Wave-energy patterns in carotid，brachial，and radial arteries:a noninvasive approach using wave-intensity analysis［J］．AMJPhysiol Heart Circ Physiol，2005，289（1）:H270-H276．