劉貝 鄭慧 周旺 許芳芳 張金鑫
摘要:目的? 利用三維斑點(diǎn)追蹤成像(3D-STI)技術(shù)獲得左室應(yīng)變參數(shù)及扭轉(zhuǎn)角度,計(jì)算心肌綜合指數(shù)(MCI),評(píng)估其對(duì)非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者吉西他濱聯(lián)合順鉑(GP)化療方案隱匿性心肌毒性的診斷價(jià)值。方法? 選取我院2017年3月~2018年6月采取GP化療方案的46例NSCLC患者作為化療組,選取同期30例健康志愿者作為對(duì)照組。記錄兩組化療開(kāi)始前基礎(chǔ)狀態(tài)時(shí)(T1)、第3次化療結(jié)束后(T2)和第6次化療結(jié)束后(T3)的三維參數(shù)和常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù),比較兩組左室心肌整體圓周應(yīng)變(GCS)、整體徑向應(yīng)變(GRS)、整體縱向應(yīng)變(GLS)、左室收縮期心肌扭轉(zhuǎn)角度(LVtw)、心肌綜合指數(shù)(MCI)以及常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)的改變;制作ROC曲線,分析評(píng)價(jià)心肌損害的最準(zhǔn)確、最敏感的指標(biāo),并評(píng)估其在檢測(cè)NSCLC化療患者隱匿性心肌毒性中的價(jià)值。結(jié)果? ①化療組T1時(shí)應(yīng)變參數(shù)GRS、GCS、GLS、LVtw及MCI結(jié)果與對(duì)照組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);化療組T2時(shí)GRS、GCS結(jié)果與T1時(shí)及對(duì)照組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),MCI、LVtw、GLS結(jié)果低于T1時(shí)及對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);化療組T3時(shí)GRS、GCS、GLS、LVtw及MCI結(jié)果均低于T1時(shí)及對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);②MCI、LVtw及GLS的AUC均>0.7,其中MCI的AUC最大,為0.836。以-240.50為截?cái)嘀禃r(shí),MCI診斷GP化療方案對(duì)NSCLC患者左室心肌的隱匿性毒性的靈敏度為91.30%,特異度為72.13%;以-19.50為截?cái)嘀禃r(shí),GLS診斷的特異度為81.77%,靈敏度為52.17%;截?cái)嘀禐?3.15時(shí),LVtw的靈敏度為69.57%,特異度為68.03%。結(jié)論? 3D-STI技術(shù)結(jié)合MCI對(duì)化療引起的隱匿性心臟毒性的早期診斷具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。ROC曲線分析提示MCI較其他應(yīng)變參數(shù)評(píng)價(jià)隱匿性心臟毒性更敏感,可早期檢測(cè)出GP化療方案對(duì)NSCLC患者心臟的隱匿性毒性損害,具有較高的臨床參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞:三維斑點(diǎn)追蹤成像;心肌綜合指數(shù);非小細(xì)胞肺癌;心臟毒性;吉西他濱;順鉑
中圖分類(lèi)號(hào):R734.2;R540.45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI:10.3969/j.issn.1006-1959.2019.08.029
文章編號(hào):1006-1959(2019)08-0100-05
Abstract:Objective? To obtain left ventricular strain parameters and torsion angles using three-dimensional speckle tracking imaging (3D-STI) technique, and to calculate myocardial comprehensive index (MCI) for gemcitabine plus cisplatin (GP) chemotherapy in patients with non-small cell lung cancer (NSCLC). The diagnostic value of occult myocardial toxicity.Methods? 46 patients with NSCLC who underwent GP chemotherapy from March 2017 to June 2018 were enrolled as the chemotherapy group. 30 healthy volunteers were selected as the control group. Three-dimensional parameters and conventional echocardiographic parameters of the left ventricular myocardium were compared between the two groups before the start of chemotherapy (T1), after the third chemotherapy (T2), and after the sixth chemotherapy (T3). Strain (GCS), global radial strain (GRS), global longitudinal strain (GLS), left ventricular systolic myocardial torsion angle (LVtw), myocardial composite index (MCI), and changes in conventional echocardiographic parameters; Analyze and evaluate the most accurate and sensitive indicators of myocardial damage and evaluate its value in detecting occult myocardial toxicity in patients with NSCLC chemotherapy.Results? ①There was no significant difference in GRS,GCS,GLS,LVtw and MCI between the chemotherapy group and the control group at T1 (P>0.05). There was no significant difference in GRS,GCS at T2 between chemotherapy group and T1 and control group (P>0.05),The results of MCI, LVtw and GLS were lower than T1 and the control group, the difference was statistically significant (P<0.05). The results of GRS, GCS, GLS, LVtw and MCI in T3 were lower than those in T1 and the control group,the difference was statistically significant (P<0.05); ②the AUC of MCI, LVtw and GLS were all >0.7, and the AUC of MCI was the largest, 0.836. When the cutoff value was -240.50, the sensitivity of MCI diagnosis of GP chemotherapy to occult toxicity of left ventricular myocardium in patients with NSCLC was 91.30%, and the specificity was 72.13%. When the cutoff value was -19.50, the specificity of GLS diagnosis was 81.77%, the sensitivity is 52.17%; when the cutoff value is 13.15, the sensitivity of LVtw is 69.57%, and the specificity is 68.03%.Conclusion? 3D-STI technology combined with MCI has a unique advantage in the early diagnosis of occult cardiotoxicity induced by chemotherapy. ROC curve analysis indicated that MCI was more sensitive than other strain parameters in evaluating occult cardiotoxicity, and early detection of occult toxicity of GP chemotherapy in patients with NSCLC had a high clinical reference value.
Key words:Three-dimensional speckle tracking imaging;Myocardial comprehensive index;Non-small cell lung cancer;Cardiotoxicity;Gemcitabine;Cisplatin
吉西他濱(Gemcitabine,G)聯(lián)合順鉑(Cisplatin,P)方案(GP)是治療非小細(xì)胞肺癌(non-small-cell lung cancer,NSCLC)的常用化療方案[1]。但據(jù)相關(guān)研究[2]發(fā)現(xiàn)其存在一定的心臟毒性,而臨床常規(guī)檢查手段難以發(fā)現(xiàn)早期的隱匿性心臟損害。基于二維斑點(diǎn)追蹤和實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖技術(shù)發(fā)展起來(lái)的三維斑點(diǎn)追蹤成像(three-dimensional speckle tracking imaging,3D-STI)技術(shù),近年來(lái)常用來(lái)檢測(cè)心肌功能。3D-STI克服了“跨平面失追蹤”的缺點(diǎn),能夠在三維空間內(nèi)更為準(zhǔn)確的追蹤心肌斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡,從而評(píng)價(jià)心臟運(yùn)動(dòng)功能的變化[3,4]。心臟綜合指數(shù)(myocardial composite index,MCI)是結(jié)合左室扭轉(zhuǎn)角度(left ventricular twist,LVtw)和左室整體縱向應(yīng)變(global longitudinal strain,GLS)而產(chǎn)生的新指標(biāo)。本文旨在探討3D-STI技術(shù)結(jié)合MCI評(píng)價(jià)GP所引起心肌節(jié)段性運(yùn)動(dòng)的變化,評(píng)價(jià)此參數(shù)對(duì)早期診斷化療導(dǎo)致隱匿性心肌毒性的價(jià)值。
1資料與方法
1.1一般資料? 選取安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院2017年3月~2018年6月在呼吸內(nèi)科和腫瘤內(nèi)科收治住院的71例NSCLC患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn):①化療方案符合吉西他濱(1250 mg/m2,第1、8天)聯(lián)合順鉑(75 mg/m2,第1天),21 d為1個(gè)周期,共6個(gè)周期;②同期未進(jìn)行放療或更改其他化療方案;③預(yù)期生存期>24個(gè)月;④超聲聲像圖能夠清晰顯示心內(nèi)膜及心外膜,符合3D-STI數(shù)據(jù)分析的標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn):①患者及家屬不愿參與本次研究,拒絕簽署知情同意書(shū)者;②并發(fā)高血壓、冠心病、肺心病、風(fēng)濕性心臟病等循環(huán)系統(tǒng)疾病;③肝腎功能相關(guān)常規(guī)實(shí)驗(yàn)室檢查明顯異常者。隨著治療進(jìn)展,有8例患者因病情變化及化療副作用不耐受更改化療方案,3例患者失訪,4例患者三維圖像質(zhì)量不達(dá)要求(>2個(gè)節(jié)段無(wú)法分析)。最終共46例患者納入研究作為化療組,其中男27例,女19例,年齡43~77歲,平均年齡(60.53±7.96)歲,患者于化療前、化療結(jié)束后1 d進(jìn)行常規(guī)及三維超聲心動(dòng)圖檢查。同期選取30例無(wú)心血管相關(guān)疾病的健康志愿者,其中男18例,女12例,年齡38~72歲,平均年齡(58.33±10.22)歲。兩組性別、年齡比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),研究可進(jìn)行。
1.2儀器與設(shè)備? 超聲設(shè)備采用GE Vivid E9,配有M5S-D探頭(頻率2.5 MHz)及4V-D四維心臟容積探頭(頻率1.7~3.3 MHz),配備EchoPAC工作站及脫機(jī)分析軟件(201)。
1.3方法? 記錄兩組化療開(kāi)始前基礎(chǔ)狀態(tài)時(shí)(T1)、第3次化療結(jié)束后(T2)和第6次化療結(jié)束后(T3)的三維參數(shù)和常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù),比較兩組不同相關(guān)參數(shù);制作ROC曲線,分析評(píng)價(jià)心肌損害的最準(zhǔn)確、最敏感的指標(biāo)。
1.3.1常規(guī)超聲心動(dòng)圖相關(guān)參數(shù)的采集? 受檢者左側(cè)臥位,用M5S-D探頭于胸骨旁左室長(zhǎng)軸切面測(cè)量左室后壁舒張末期厚度(LVPWd)、室間隔舒張末期厚度(IVSd)以及左心室舒張末期內(nèi)徑(LVIDd),用Simpson's法測(cè)得左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)。同時(shí)獲取常規(guī)數(shù)據(jù):心率(HR)、左室舒張末期容積(EDV)、收縮末期容積(ESV)。
1.3.2三維斑點(diǎn)追蹤超聲相關(guān)參數(shù)的采集? 連接肢體導(dǎo)聯(lián)心電圖,取左側(cè)臥位,在胸骨左緣心尖四腔心切面用4V-D四維探頭采集三維圖像。調(diào)節(jié)幀頻>40%心率,平靜呼吸,調(diào)節(jié)左心室位于圖像正中,使心尖正對(duì)扇形顯像區(qū)的頂點(diǎn),啟動(dòng)四維模式,調(diào)節(jié)增益等以使心內(nèi)膜顯示清晰,獲取并儲(chǔ)存連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期的左心室全容積圖像數(shù)據(jù)。把數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫x線分析工作站中,用EchoPAC201軟件計(jì)算出左室整體徑向應(yīng)變(GRS)、GLS、整體圓周應(yīng)變(GCS)、LVtw,并計(jì)算心肌綜合指數(shù)MCI=LVtw×GLS(單位:%×°),圖1為一典型患者三維圖像。
1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理? 使用SPSS 23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。受檢者的年齡、HR、IVSd、LVPWd、LVIDd、EDV、ESV、LVEF,以及三維參數(shù)GRS、GCS、GLS和MCI等計(jì)量資料用(x±s)表示,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)和方差分析,組間比較用單因素方差分析,兩兩比較用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。制作MCI及各三維應(yīng)變參數(shù)的受試者工作特征(ROC)曲線,獲得曲線下面積(AUC)及診斷截?cái)嘀?,分析評(píng)價(jià)心肌損害的最準(zhǔn)確、最敏感的指標(biāo),并評(píng)估其在檢測(cè)NSCLC化療患者隱匿性心肌毒性中的價(jià)值。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2結(jié)果
2.1各組非應(yīng)變參數(shù)比較? 對(duì)照組與化療組不同時(shí)期年齡、HR、LVIDd、IVSd、LVPWd、EDV、ESV比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見(jiàn)表1。
2.2各組左心室3D-STI參數(shù)及心臟綜合指數(shù)比較? T1時(shí)化療組應(yīng)變參數(shù)GRS、GCS、GLS、LVtw及MCI結(jié)果與對(duì)照組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);T2時(shí)化療組GRS、GCS結(jié)果與T1時(shí)及對(duì)照組比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),MCI、LVtw、GLS結(jié)果低于T1時(shí)及對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);化療組T3時(shí)GRS、GCS、GLS、LVtw及MCI結(jié)果均低于T1時(shí)及對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表2。
2.3左室應(yīng)變參數(shù)、MCI評(píng)估GP化療對(duì)NSCLC患者隱匿性心臟毒性的價(jià)值? GLS、GRS、GCS、LVtw及 MCI的ROC曲線見(jiàn)圖2,其中MCI、LVtw及GLS的AUC均>0.7。取Youden index最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的參數(shù)為各自截?cái)嘀?。MCI以-240.50為截?cái)嘀禃r(shí),診斷GP化療方案對(duì)NSCLC患者左室心肌的隱匿性毒性的靈敏度為91.30%,特異度為72.13%;GLS的截?cái)嘀禐?19.50,特異度為81.77%,靈敏度為52.17%;LVtw的截?cái)嘀禐?3.15,靈敏度為69.57%,特異度為68.03%,見(jiàn)表3。
3討論
吉西他濱是一種嘧啶類(lèi)抗代謝物抗癌藥,順鉑是一種具有細(xì)胞毒性和廣譜抗癌作用的金屬鉑的絡(luò)合物。GP方案中的這兩種抗癌藥均不是特異性殺死腫瘤細(xì)胞的靶向治療藥物,因此在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時(shí)也使得機(jī)體正常細(xì)胞嚴(yán)重受損。其中心肌細(xì)胞受損[5,6]是其中較為常見(jiàn)的一種。可表現(xiàn)為心律失常、心動(dòng)過(guò)緩、心功能不全、充血性心力衰竭等[7,8]。目前臨床上常用來(lái)檢測(cè)心臟損害的手段有心電圖、常規(guī)超聲心動(dòng)圖、腦鈉肽和心肌酶學(xué)標(biāo)記物等。但化療導(dǎo)致的早期心臟受損常較為隱匿或呈亞臨床狀態(tài),常規(guī)檢查手段難以發(fā)現(xiàn)。
斑點(diǎn)追蹤成像是近年來(lái)研究心臟功能的重要方法,解欣欣等用二維斑點(diǎn)追蹤對(duì)心功能不全患者進(jìn)行了研究[9]。3D-STI技術(shù)克服了二維斑點(diǎn)追蹤成像“跨平面失追蹤”的缺點(diǎn),不受心肌運(yùn)動(dòng)方向的限制。通過(guò)識(shí)別三維立體空間中的心內(nèi)膜和心外膜回聲斑點(diǎn)信號(hào),來(lái)自動(dòng)追蹤心肌組織的軌跡。對(duì)節(jié)段性心肌應(yīng)變進(jìn)行多方位分析,能夠更加準(zhǔn)確地描述心室壁的運(yùn)動(dòng)。對(duì)檢測(cè)化療藥物導(dǎo)致的心肌損害有很大優(yōu)勢(shì)[10]。
本研究發(fā)現(xiàn),隨著化療的進(jìn)展,左心室GLS呈逐漸降低的趨勢(shì),其在第3個(gè)化療周期結(jié)束后就已發(fā)生變化。Lima MSM等[11]研究發(fā)現(xiàn),左心室的GLS與左室射血分?jǐn)?shù)具有高度相關(guān)性,尤其是在左心室收縮期損傷的情況下。Potter E等[12]指出GLS對(duì)左心室功能不全比LVEF更敏感,并提出以GLS作為監(jiān)測(cè)與化學(xué)療法相關(guān)的無(wú)癥狀性心臟毒性。
左心室扭轉(zhuǎn)角度是指心尖相對(duì)心底部圍繞心臟長(zhǎng)軸的旋轉(zhuǎn)角度。從心尖部向心底部方向觀察,當(dāng)心臟收縮時(shí),心底部心肌順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),而心尖部心肌逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。兩者運(yùn)動(dòng)相結(jié)合導(dǎo)致心室腔縮小,完成左室心肌泵血。在各種因素如心肌缺血、心肌壞死等影響下,使得局部心肌運(yùn)動(dòng)失調(diào),從而導(dǎo)致相對(duì)應(yīng)的節(jié)段心肌扭轉(zhuǎn)發(fā)生改變。應(yīng)用3D-STI技術(shù)可準(zhǔn)確追蹤該處局部心肌運(yùn)動(dòng)軌跡的變化。本研究結(jié)果表明,T3時(shí)與T1時(shí)相比較,T2時(shí)與T1時(shí)相比較,LVtw均降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。Pokharel P等[13]指研究出左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的評(píng)估可能是心臟功能障礙的潛在敏感標(biāo)志物。
心臟的收縮是通過(guò)心肌纖維的縮短與心肌扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此本文將左室整體縱向應(yīng)變和左心室扭轉(zhuǎn)角度結(jié)合,形成的新指標(biāo)MCI納入研究,以期更準(zhǔn)確的評(píng)估心肌功能的變化。本研究結(jié)果顯示,利用3D-STI技術(shù)檢測(cè)化療對(duì)NSCLC患者M(jìn)CI的影響,完成6個(gè)化療周期時(shí)較對(duì)照組及化療前基礎(chǔ)狀態(tài)時(shí),其MCI值均降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。同時(shí)ROC曲線顯示MCI的曲線下面積最大,當(dāng)以-240.50為截?cái)嘀禃r(shí),診斷化療對(duì)NSCLC患者左室心肌隱匿性毒性的靈敏度為91.30%,特異度為72.13%。本研究中NSCLC患者M(jìn)CI降低的可能原因有:①化療藥物通過(guò)損傷心肌細(xì)胞內(nèi)的線粒體DNA,心肌細(xì)胞供能不足,導(dǎo)致心肌運(yùn)動(dòng)幅度及變形降低;②藥物通過(guò)產(chǎn)生大量氧自由基、炎性因子及趨化因子損傷心肌細(xì)胞,導(dǎo)致心功能受損。Mornos C等[14]利用MCI評(píng)估蒽環(huán)類(lèi)抗生素對(duì)心肌毒性的影響,發(fā)現(xiàn)隨著化療的進(jìn)展,MCI同樣出現(xiàn)了有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的降低,也證明了此參數(shù)的可靠性。
本研究中,T3時(shí)化療組的應(yīng)變參數(shù)GRS、GCS低于T1時(shí),且其ROC曲線下面積均<0.7,分別為0.606和0.585??紤]其原因可能是:GLS代表了縱向走形的心肌纖維的整體運(yùn)動(dòng),而GCS反映了環(huán)形心肌的運(yùn)動(dòng),GRS反映的是整體徑向運(yùn)動(dòng)。心肌纖維的構(gòu)成主要以縱向走形纖維為主,環(huán)形和螺旋形纖維相對(duì)占比較小。
本研究還發(fā)現(xiàn),當(dāng)各三維應(yīng)變參數(shù)發(fā)生顯著性變化時(shí),LVEF沒(méi)有發(fā)生統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的降低,其可能原因是心內(nèi)膜下心肌的微血管更多,血液供應(yīng)更豐富,化療藥物首先損傷的是心內(nèi)膜下心肌。隨著化療療程的進(jìn)展,心臟功能首先出現(xiàn)舒張功能的降低,其次才出現(xiàn)舒張功能和收縮功能的降低。
本研究存在一定的局限性,僅明確了GP化療方案對(duì)NSCLC患者心肌毒性,尚未研究此方案對(duì)其他疾病的心肌毒性,這一方向有待筆者進(jìn)一步探索和研究。另外,本研究樣本量較少,隨訪時(shí)間較短,劃分時(shí)間段不夠精細(xì),僅研究了化療前、化療3周期、化療6周期的STI改變,未隨訪每次化療后心肌發(fā)生的改變。3D-STI需要準(zhǔn)確描記心內(nèi)膜及心外膜曲線,對(duì)操作者的要求較高。另外,圖像分辨率以及幀頻都較低,這對(duì)心內(nèi)膜及心外膜的的追蹤準(zhǔn)確度有一定影響。肺氣腫、肥胖患者以及呼吸運(yùn)動(dòng)、心律不齊等也會(huì)影響圖像質(zhì)量,導(dǎo)致圖像重組拼接錯(cuò)誤。
綜上所述,三維應(yīng)變參數(shù)結(jié)合MCI能夠更準(zhǔn)確地評(píng)估左室心肌功能的變化,對(duì)化療引起的隱匿性心臟毒性的早期診斷具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。MCI靈敏度及特異度均較高,采用3D-STI技術(shù)獲得心臟綜合指數(shù),可早期檢測(cè)出GP化療方案對(duì)NSCLC患者的隱匿性心臟毒性損害,具有較高的臨床參考價(jià)值。
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收稿日期:2019-1-9;修回日期:2019-1-19
編輯/成森
基金項(xiàng)目:安徽省公益性研究聯(lián)動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):1604f0804027)
作者簡(jiǎn)介:劉貝(1992.5-),男,安徽淮南人,碩士研究生,主要從事心血管超聲診斷
通訊作者:鄭慧(1962.11-),女,廣東廣州人,碩士,教授,主任醫(yī)師,碩士生導(dǎo)師,主要從事心血管超聲診斷