二維斑點(diǎn)追蹤成像評(píng)價(jià)心臟移植術(shù)后左室收縮同步性的價(jià)值探討

易仁鳳 周燕翔 宋宏寧 姜 楠 蔡 迪 郭瑞強(qiáng)

心臟移植是晚期和/或不可逆性心力衰竭心臟病患者的最佳選擇。目前心臟移植術(shù)后早期的生存率隨術(shù)式的改進(jìn)和免疫藥物的發(fā)展等得到大幅提高［1］。超聲心動(dòng)圖是評(píng)價(jià)原位心臟移植術(shù)（orthotopic heart transplantation，OHT）術(shù)后患者心功能的一線無(wú)創(chuàng)成像工具［2］，其中二維斑點(diǎn)追蹤成像（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）技術(shù)由于其不受聲束角度干擾，通過(guò)定量分析心肌形變，獲得多組運(yùn)動(dòng)信息參數(shù)，成為隨訪過(guò)程中早期發(fā)現(xiàn)潛在心肌功能異常的有效手段［3］。本研究擬應(yīng)用2D-STI 技術(shù)測(cè)量臨床狀態(tài)穩(wěn)定的心臟移植患者移植心臟左室收縮同步性的變化，以評(píng)估心臟移植術(shù)后患者恢復(fù)情況，并分析其與左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）的相關(guān)性。

資料與方法

一、研究對(duì)象

選取2018 年5 月至2019 年7 月在我院行心臟移植的患者20 例（心臟移植組），男13 例，女7 例，年齡17～73 歲，平均（49.4±11.1）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①隨訪1 年內(nèi)臨床表現(xiàn)無(wú)異常或臨床提示無(wú)排異；②手術(shù)方式均為OHT；③術(shù)后常規(guī)免疫抑制方案為他克莫司+驍悉+醋酸潑尼松龍；④心臟移植術(shù)后3 d、1個(gè)月、3個(gè)月、6個(gè)月及1 年的超聲心動(dòng)圖檢查資料完整且圖像質(zhì)量佳。其中擴(kuò)張型心肌病12 例、缺血型心肌病5 例、瓣膜病2 例及艾森曼格綜合征1例。

另選同期健康志愿者20例為對(duì)照組，其中男12例，女8 例，年齡28～75 歲，平均（48.4±10.2）歲，常規(guī)體檢、心電圖及超聲心動(dòng)圖檢查均未發(fā)現(xiàn)異常，排除系統(tǒng)性疾病及心臟疾病。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，入選者均知情同意。

二、儀器與方法

使用GE Vivid E 9 彩色多普勒超聲診斷儀，M5S探頭，頻率為1.7～3.3 MHz；配備EchoPAC 科研工作站及分析軟件。受檢者取左側(cè)臥位，于平靜呼吸狀態(tài)下進(jìn)行圖像采集，連接同步心電圖，調(diào)節(jié)儀器幀頻50～70 幀/s，分別記錄5 個(gè)心動(dòng)周期的心尖四腔、二腔及三腔心長(zhǎng)軸觀及左室二尖瓣、乳頭肌、心尖水平短軸觀的二維圖像，存盤(pán)供脫機(jī)分析。

1.常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)測(cè)量：于左室長(zhǎng)軸切面測(cè)量室間隔厚度（IVSd）、左室后壁厚度（LVPWd）；改良Simpson 雙平面法測(cè)量左室舒張末容積（LVEDV）、收縮末容積（LVESV）和LVEF；脈沖多普勒獲取二尖瓣口舒張?jiān)缙诤屯砥诜逯笛魉俣龋‥、A），并計(jì)算E/A；組織多普勒頻譜測(cè)量二尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度（e），計(jì)算E/e。

2.左室同步性參數(shù)測(cè)量：采用EchoPAC 工作站、Q-analysis 軟件進(jìn)行圖像分析。分別于3 個(gè)心尖切面和3 個(gè)短軸切面手動(dòng)標(biāo)定心內(nèi)膜邊界，軟件應(yīng)用斑點(diǎn)追蹤技術(shù)追蹤組織中各點(diǎn)在整個(gè)心動(dòng)周期的運(yùn)動(dòng)軌跡，生成感興趣區(qū)，對(duì)顯示不佳的節(jié)段進(jìn)行手動(dòng)微調(diào)，直至獲得滿意的追蹤。系統(tǒng)自動(dòng)將左室長(zhǎng)軸每個(gè)面分為6個(gè)節(jié)段，左室短軸每個(gè)水平分為6個(gè)節(jié)段，共18個(gè)節(jié)段，獲取左室長(zhǎng)軸縱向、左室短軸徑向及圓周應(yīng)變曲線，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)獲取各節(jié)段應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間：左室各節(jié)段縱向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間（Tls）、徑向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間（Trs）及圓周應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間（Tcs），上述參數(shù)均在不同心動(dòng)周期測(cè)3次取平均值。計(jì)算左室收縮期縱向、徑向、環(huán)向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差（Tls-SD、Trs-SD、Tcs-SD）及節(jié)段達(dá)峰時(shí)間最大差值（Tls-dif、Trs-dif、Tcs-dif），并計(jì)算18 個(gè)心肌節(jié)段縱向應(yīng)變峰值與收縮末應(yīng)變的差值之和作為縱向應(yīng)變延遲指數(shù)（LSDI）。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

一、常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較

心臟移植組各時(shí)間段與對(duì)照組比較，心率、LVESV、LVEF 差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.01）；組間兩兩比較，心臟移植組術(shù)后各時(shí)間段心率均較對(duì)照組增高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。心臟移植組術(shù)后3 d LVESV 與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），術(shù)后3 d、1個(gè)月LVEF與對(duì)照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。心臟移植組LVESV 隨時(shí)間呈下降趨勢(shì)，LVEF 隨時(shí)間呈增加趨勢(shì)，其中術(shù)后3 d LVESV 與術(shù)后6 個(gè)月、1 年比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），術(shù)后3 d、1個(gè)月LVEF與術(shù)后3個(gè)月、6個(gè)月、1年比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。見(jiàn)表1。

二、左室同步性參數(shù)比較

心臟移植組各左室收縮同步性參數(shù)與對(duì)照組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。組間兩兩比較，術(shù)后3 d LSDI、Tls-SD、Tls-dif、Trs-SD、Trs-dif、Tcs-SD、Tcs-dif 均較對(duì)照組顯著增高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；術(shù)后1 個(gè)月Tls-SD 與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；而術(shù)后3個(gè)月、6個(gè)月及1年的LSDI 和左室收縮期縱向、徑向、環(huán)向應(yīng)變參數(shù)與對(duì)照組比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表2。

心臟移植組術(shù)后各時(shí)間段比較，LSDI、Tls-SD、Tls-dif呈逐漸降低趨勢(shì)，且術(shù)后3 d與3個(gè)月、6個(gè)月及1年比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；術(shù)后1個(gè)月Tls-SD 與術(shù)后1 年比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；而術(shù)后3 個(gè)月、6 個(gè)月及1 年的LSDI 和左室收縮期縱向、徑向、環(huán)向應(yīng)變參數(shù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表2和圖1。

三、相關(guān)性分析

心臟移植組左室收縮同步性參數(shù)中LSDI、Tls-SD和Tls-dif與LVEF呈負(fù)相關(guān)（r=-0.523、-0.434、-0.401，均P＜0.001），其中LSDI相關(guān)系數(shù)最高；余指標(biāo)與LVEF無(wú)相關(guān)性。見(jiàn)表3。

表1 心臟移植組與對(duì)照組常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較（±s）

表1 心臟移植組與對(duì)照組常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較（±s）

與對(duì)照組比較，*P＜0.05；與術(shù)后3 d比較，#P＜0.05；與術(shù)后1個(gè)月比較，△P＜0.05。IVSd：室間隔厚度；LVPWd：左室后壁厚度；LVEDV：左室舒張末容積；LVESV：左室收縮末容積；LVEF：左室射血分?jǐn)?shù)；E/A：二尖瓣口舒張?jiān)缙谂c晚期峰值血流速度比值；E/e：二尖瓣口舒張?jiān)缙诜逯笛魉俣扰c二尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度比值

組別對(duì)照組（20）心臟移植組術(shù)后3 d（20）術(shù)后1個(gè)月（18）術(shù)后3個(gè)月（18）術(shù)后6個(gè)月（16）術(shù)后1年（20）F值P值心率（次/min）67.62±6.79 93.18±12.67*88.07±7.22*91.86±12.62*97.83±8.05*92.57±13.26*15.589＜0.001 IVSd（cm）0.92±0.07 1.01±0.09 0.97±0.06 0.98±0.05 0.95±0.07 0.93±0.07 12.707 0.026 LVPWd（cm）0.92±0.07 1.01±0.09 0.96±0.05 0.97±0.05 0.95±0.07 0.93±0.07 11.356 0.045 LVEDV（ml）73.93±14.54 84.24±14.32 80.31±10.98 69.54±8.90 69.67±8.45 70.74±10.90 17.594 0.004 LVESV（ml）26.00±6.95 34.53±8.39*31.50±5.93 26.30±4.11 25.25±4.16#25.68±4.78#23.314＜0.001 LVEF（%）65.25±2.52 59.71±3.90*61.00±2.99*64.54±2.44#△64.54±1.89#△64.47±2.95#△10.192＜0.001 E/A 1.07±0.29 1.46±0.47*1.30±0.32 1.25±0.35 1.14±0.31 1.07±0.29 3.110 0.013 E/e 8.17±1.40 9.78±2.62 9.43±2.39 9.46±1.42 8.79±1.48 8.24±1.69 2.056 0.079

表2 心臟移植組與對(duì)照組左室同步性參數(shù)比較（±s）

表2 心臟移植組與對(duì)照組左室同步性參數(shù)比較（±s）

與對(duì)照組比較，*P＜0.05；與術(shù)后3 d 比較，#P＜0.05；與術(shù)后1 個(gè)月比較，△P＜0.05。LSDI：縱向應(yīng)變延遲指數(shù)；Tls-SD；左室縱向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差；Tls-dif：左室縱向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間最大差值；Trs-SD：左室徑向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差；Trs-dif：左室徑向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間最大差值；Tcs-SD：左室環(huán)向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差；Tcs-dif：左室環(huán)向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間最大差值

組別對(duì)照組（20）心臟移植組術(shù)后3 d（20）術(shù)后1個(gè)月（18）術(shù)后3個(gè)月（18）術(shù)后6個(gè)月（16）術(shù)后1年（20）F值P值LSDI 1.85±0.68 12.30±7.18*4.40±3.18 3.08±1.73#2.74±1.95#2.20±2.29#44.329＜0.001 Tls-SD 12.16±5.08 41.16±16.12*25.08±9.14*16.89±5.23#16.41±8.49#13.35±4.66#△47.277＜0.001 Tls-dif 38.00±20.17 137.61±54.72*90.08±54.96 59.93±34.66#54.92±33.52#39.42±17.30#42.143＜0.001 Trs-SD 47.10±12.75 80.58±31.2*74.50±35.59 73.06±36.45 63.06±35.82 70.18±28.78 11.407 0.044 Trs-dif 120.93±35.18 197.71±65.48*193.62±79.76 199.60±95.01 170.62±86.53 190.57±77.91 14.028 0.015 Tcs-SD 35.11±14.23 54.10±20.75*52.41±20.38 52.50±16.47 41.99±19.65 45.37±15.67 14.240 0.014 Tcs-dif 107.50±37.34 171.11±66.22*156.54±89.78 158.20±63.09 137.92±67.68 155.36±51.63 14.392 0.013

四、收縮期縱向應(yīng)變曲線及峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間牛眼圖

心臟移植組術(shù)后3 d 的收縮期縱向應(yīng)變曲線及走形一致性較差，甚至部分波形反向，達(dá)峰時(shí)間較離散，牛眼圖呈不均一顏色分布。隨著時(shí)間推移，術(shù)后1個(gè)月和1 年的應(yīng)變曲線走形一致性均較前明顯改善，達(dá)峰時(shí)間較集中，牛眼圖部分節(jié)段顏色分布不均勻性逐漸改善。對(duì)照組縱向應(yīng)變曲線走形一致性高，達(dá)峰時(shí)間集中，牛眼圖呈較為均勻的綠色分布。見(jiàn)圖2。

表3 心臟移植患者延遲指數(shù)及左室應(yīng)變參數(shù)與LVEF的相關(guān)性

圖1 心臟移植組術(shù)后LSDI、Tls-SD、Tls-dif及LVEF（A～D）隨時(shí)間改變的折線圖

圖2 心臟收縮期縱向應(yīng)變曲線及峰值應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間牛眼圖

討 論

隨著OHT 的不斷開(kāi)展，需對(duì)移植后供體心臟在術(shù)后即刻和長(zhǎng)期隨訪間采用特定的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目前對(duì)于正常的移植心臟力學(xué)機(jī)制尚不清楚，現(xiàn)有數(shù)據(jù)尚不足以確定在隨訪第一年內(nèi)左室收縮應(yīng)變參數(shù)的實(shí)際系列變化。本研究應(yīng)用2D-STI 技術(shù)獲取臨床狀態(tài)穩(wěn)定的心臟移植術(shù)后患者左室收縮同步性的參數(shù)，旨在探討其左室收縮同步性的變化。

左室收縮整體縱向、徑向、環(huán)向應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差和最大差值越大，表明應(yīng)變達(dá)峰時(shí)間離散度越大，左室收縮不同步性越顯著。本研究結(jié)果顯示，與對(duì)照組比較，心臟移植組左室收縮同步性仍較低，以術(shù)后3 d 的左室同步性參數(shù)與對(duì)照組差異最為顯著，且術(shù)后1個(gè)月Tls-SD與對(duì)照組比較差異仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；術(shù)后3 個(gè)月左室收縮各同步性參數(shù)與對(duì)照組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Antonczyk 等［4］研究也表明在心臟移植術(shù)后患者中早期心室的縱向應(yīng)變參數(shù)較正常對(duì)照組顯著降低，隨時(shí)間推移在術(shù)后1 年內(nèi)逐漸恢復(fù)，至隨訪結(jié)束前已達(dá)到健康人群的正常范圍，提示在心臟移植術(shù)后早期，由于移植心臟心肌功能的損傷，使左室各節(jié)段運(yùn)動(dòng)呈不同程度延遲激活，導(dǎo)致左室心肌收縮不同步。其原因可能在病理生理方面，包括手術(shù)程序、冷缺血時(shí)間、熱缺血時(shí)間、缺血后再灌注損傷等，在供體和受體方面包括年齡和性別的匹配、供體方死亡原因、左室肥厚、受體方基礎(chǔ)疾病，以及術(shù)后多種致炎因子的影響［5］。

本研究結(jié)果顯示，術(shù)后3 d 與3 個(gè)月、6 個(gè)月及1 年各左室同步性參數(shù)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且術(shù)后1 個(gè)月Tls-SD 與術(shù)后1 年比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。結(jié)果表明心臟移植后的左室重構(gòu)是一個(gè)涉及縱向心肌層的擴(kuò)展過(guò)程，心臟移植組不同時(shí)間縱向應(yīng)變同步性參數(shù)比較，在移植后呈逐漸降低的趨勢(shì)，其原因可能是心內(nèi)膜下心肌主要由縱行心肌構(gòu)成［6］，而移植后心內(nèi)膜下心肌對(duì)病變易感性更強(qiáng)，心內(nèi)膜下心肌最先受累，隨著移植后心肌的逐漸適應(yīng)和重構(gòu)，其表現(xiàn)出一個(gè)逐漸恢復(fù)的過(guò)程。本研究中心臟移植組組間比較發(fā)現(xiàn)術(shù)后各時(shí)間段的環(huán)向、徑向同步性參數(shù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示縱向應(yīng)變同步性參數(shù)較環(huán)向應(yīng)變和徑向應(yīng)變參數(shù)能更敏感地檢測(cè)心臟移植術(shù)后早期左室同步性變化情況。目前多項(xiàng)研究［4，7-8］均指出超聲心動(dòng)圖整體縱向應(yīng)變對(duì)左室功能的評(píng)價(jià)是預(yù)測(cè)臨床預(yù)后不良的敏感指標(biāo)，斑點(diǎn)追蹤應(yīng)變參數(shù)是評(píng)價(jià)心臟移植受者預(yù)后唯一的非侵入性獨(dú)立因子。本研究結(jié)果亦表明心臟移植術(shù)后早期左室縱向應(yīng)變參數(shù)顯示左室收縮不同步，隨著時(shí)間推移，至移植術(shù)后3 個(gè)月左室縱向應(yīng)變同步性參數(shù)趨于穩(wěn)定，左室收縮功能得以恢復(fù)。Eleid 等［9］研究也表明若心臟移植術(shù)后3 個(gè)月左室縱向應(yīng)變未改善，則移植后心臟事件和死亡的發(fā)生率將會(huì)較高。

本研究相關(guān)性分析表明，左室縱向應(yīng)變參數(shù)Tls-SD、Tls-dif、LSDI與LVEF均呈負(fù)相關(guān)（均P＜0.05），其中LSDI 相關(guān)系數(shù)最高。其可能原因是心臟移植術(shù)后早期心肌收縮力減弱收縮延遲，導(dǎo)致術(shù)后早期左室各節(jié)段應(yīng)變曲線及走形一致性較差，甚至部分波形反向，達(dá)峰時(shí)間較離散，運(yùn)動(dòng)不同步現(xiàn)象較明顯，而隨著移植術(shù)后心肌的逐漸適應(yīng)和重構(gòu)，其表現(xiàn)出一個(gè)逐漸恢復(fù)的過(guò)程。而本研究心臟移植組環(huán)向、徑向同步性參數(shù)與LVEF 的相關(guān)性分析均未表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性，說(shuō)明縱向同步性參數(shù)可作為心臟移植術(shù)后早期評(píng)價(jià)心肌功能的有效參數(shù)。

本研究的局限性：①本研究?jī)H對(duì)心臟移植患者術(shù)后1 年內(nèi)的左室收縮同步性進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，隨訪時(shí)間較短，移植后長(zhǎng)期的隨訪和全面心功能的評(píng)價(jià)尚待進(jìn)一步研究；②心臟移植組樣本量偏少，有待進(jìn)一步擴(kuò)大樣本；③由于臨床限制未能對(duì)心臟移植組患者進(jìn)行心內(nèi)膜活檢而排除排異反應(yīng)患者；④本研究基于2D-STI，故難以反映心臟三維的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，今后有望應(yīng)用3D-STI對(duì)左室同步性進(jìn)行更精確的評(píng)價(jià)。

綜上所述，心臟移植術(shù)后早期患者左室收縮功能存在不同步性，而隨著時(shí)間的推移呈逐漸恢復(fù)的過(guò)程。2D-STI技術(shù)同步性參數(shù)可以客觀評(píng)價(jià)移植心臟左室收縮同步性恢復(fù)情況，穩(wěn)定的心臟移植患者在術(shù)后3個(gè)月時(shí)左室收縮同步性得以恢復(fù)，其中縱向應(yīng)變參數(shù)Tls-SD、Tls-dif及LSDI具有較高的敏感性，且與LVEF相關(guān)，可以用于評(píng)價(jià)心臟移植術(shù)后患者左室收縮同步性。