二維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)評(píng)估結(jié)締組織病合并肺動(dòng)脈高壓患者右心室收縮功能的臨床研究

馬紅，周蕾，王嬙，孫曉萱，李新立，張海鋒，吳紅平

結(jié)締組織?。–TD）是以多個(gè)系統(tǒng)和器官慢性炎癥性改變?yōu)樘卣鞯淖陨砻庖咝约膊?，包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡、皮肌炎/多肌炎、干燥綜合征、混合性結(jié)締組織病、系統(tǒng)性硬皮病等，對(duì)心肌和肺間質(zhì)均有不同程度的損害。肺動(dòng)脈高壓是CTD重要的并發(fā)癥，嚴(yán)重影響CTD患者的預(yù)后，也是影響患者活動(dòng)耐量和生活質(zhì)量的影響因素[1]。因此，早期診斷CTD相關(guān)肺動(dòng)脈高壓尤為重要。

右心導(dǎo)管是目前臨床診斷肺動(dòng)脈高壓的金標(biāo)準(zhǔn)，但因心導(dǎo)管檢查為有創(chuàng)檢查，且不適合在隨訪(fǎng)中多次檢查，故目前臨床常用的篩查方法是超聲心動(dòng)圖。Kim等[2]的研究表明，骨髓增生性腫瘤合并肺動(dòng)脈高壓患者的三尖瓣環(huán)收縮期位移（TAPSE）與肺動(dòng)脈收縮壓（sPAP）相關(guān)性好。Kassem等[3]報(bào)道，在特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓患兒中，TAPSE與右心室面積變化率（FAC）越低，提示臨床預(yù)后越差。多項(xiàng)研究顯示，二維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI）測(cè)得的右心室游離壁應(yīng)變能早期評(píng)估系統(tǒng)性紅斑狼瘡和系統(tǒng)性硬皮病患者的右心室收縮功能[4-6]，并可評(píng)估肺動(dòng)脈高壓患者的預(yù)后。本研究分析了74 例CTD患者及20例健康志愿者的常規(guī)超聲心動(dòng)圖及2D-STI指標(biāo)，旨在探討各項(xiàng)超聲心動(dòng)圖指標(biāo)和sPAP的相關(guān)性及其對(duì)CTD相關(guān)肺動(dòng)脈高壓的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象及分組

本研究納入2018年5月至2019年9月在我院確診的CTD患者74例（CTD組），根據(jù)超聲心動(dòng)圖估測(cè)的sPAP分為兩個(gè)亞組：肺動(dòng)脈壓正常亞組（sPAP≤ 36 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa，n=34）和肺動(dòng)脈高壓亞組（sPAP ＞ 36 mmHg，n=40）[7]。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）其他類(lèi)型的肺動(dòng)脈高壓；（2）病情不穩(wěn)定，包括急性冠狀動(dòng)脈綜合征、急性心力衰竭及主動(dòng)脈夾層等；（3）心房顫動(dòng)、傳導(dǎo)阻滯或起搏器植入術(shù)后；（4）嚴(yán)重心臟瓣膜病變；（5）左心室射血分?jǐn)?shù)＜55%；（6）患者聲窗不佳、圖像不清晰。另選20例健康志愿者作為正常對(duì)照組。本研究獲得南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有受試者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 受試者基線(xiàn)資料及超聲心動(dòng)圖參數(shù)采集

受試者收集的基線(xiàn)資料包括：人口學(xué)特征、NYHA心功能分級(jí)、實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)、常規(guī)超聲心動(dòng)圖及2D-STI參數(shù)。

根據(jù)美國(guó)超聲心動(dòng)圖學(xué)會(huì)推薦的方法間接估測(cè)sPAP，即sPAP＝4TRV2+RAP，其中TRV為三尖瓣反流峰值流速，RAP為右心房壓力。采用GE Vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀（GE公司，挪威）、M5S探頭進(jìn)行超聲心動(dòng)圖檢查，該儀器配有EchoPac工作站及二維應(yīng)變分析軟件。

所有受試者左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步連接心電圖，先行常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢測(cè)，在胸骨旁左心室長(zhǎng)軸切面獲取左心室前后徑，心尖四腔心切面獲取右心室基底部橫徑、TAPSE、右心室舒張末期面積和收縮末期面積，并計(jì)算右心室FAC；通過(guò)組織多普勒超聲獲取三尖瓣環(huán)收縮期峰值流速（S’），雙平面Simpson法估測(cè)左心室射血分?jǐn)?shù)。

2D-STI參數(shù)獲?。罕４嬉杂倚氖覟橹行牡男募馑那恍膭?dòng)態(tài)圖像，幀頻＞60幀/s，存儲(chǔ)3個(gè)心動(dòng)周期，將動(dòng)態(tài)圖像以DICOM格式導(dǎo)入GE EchoPAC BT 113.1分析軟件進(jìn)行二維斑點(diǎn)追蹤分析。沿室間隔右心室面基底部開(kāi)始手動(dòng)描記右心室內(nèi)膜邊界，至右心室游離壁基底段為止，軟件自動(dòng)生成感興趣區(qū)，調(diào)整感興趣區(qū)寬度與右心室壁厚度一致，右心室游離壁心肌被分成3個(gè)節(jié)段，即可獲取右心室游離壁基底段縱向應(yīng)變（Sb），中間段縱向應(yīng)變（Sm），心尖段縱向應(yīng)變（Sa），并計(jì)算右心室游離壁三個(gè)節(jié)段的縱向應(yīng)變平均值（Sg）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0 分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。臨床數(shù)據(jù)分析以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差或頻數(shù)（百分?jǐn)?shù)）表示。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和卡方檢驗(yàn)來(lái)比較兩組間各指標(biāo)的差別；應(yīng)用Pearson相關(guān)分析方法分析常規(guī)超聲及二維斑點(diǎn)應(yīng)變參數(shù)和sPAP之間的相關(guān)性。繪制受試者工作特征（ROC）曲線(xiàn)，確定曲線(xiàn)下面積及最佳截?cái)帱c(diǎn)，計(jì)算出各項(xiàng)超聲指標(biāo)在不同界值時(shí)預(yù)測(cè)肺動(dòng)脈高壓的敏感度和特異度。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組受試者的基本資料

CTD組74例患者中，女性68例（91.9%），平均年齡為（39.9±14.7）歲，平均體表面積為（1.58±0.10）m2；正常對(duì)照組20例健康志愿者中，女性18例（90.0%），平均年齡為（41.1±11.1）歲，平均體表面積為（1.62±0.10）m2。兩組上述資料之間的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。

在CTD組患者中，系統(tǒng)性紅斑狼瘡30例，皮肌炎/多肌炎18例，干燥綜合征8例，混合性結(jié)締組織病7例，系統(tǒng)性硬皮病5例，重疊綜合征3例，類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎2例，大動(dòng)脈炎1例。肺動(dòng)脈壓正常亞組和肺動(dòng)脈高壓亞組患者在年齡、性別、體表面積、尿酸水平上的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。肺動(dòng)脈高壓亞組NYHA心功能Ⅲ～Ⅳ級(jí)比例高于肺動(dòng)脈壓正常亞組（45.0% vs.14.7%），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。CTD組及兩個(gè)亞組患者的基本資料見(jiàn)表1。

2.2 正常對(duì)照組與CTD組間及兩個(gè)亞組間的常規(guī)超聲心動(dòng)圖及2D-STI指標(biāo)比較

在常規(guī)超聲心動(dòng)圖指標(biāo)方面，與正常對(duì)照組相比，CTD組患者右心室基底部橫徑明顯增大，TAPSE、右心室FAC和三尖瓣環(huán)S’均明顯減低（P均＜0.05）；兩組在左心室前后徑及左心室射血分?jǐn)?shù)上的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。在2D-STI反映右心室收縮功能的指標(biāo)方面，CTD組患者右心室游離壁縱向應(yīng)變參數(shù)Sb、Sm、Sa、Sg均低于正常對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05），見(jiàn)表2。

在常規(guī)超聲心動(dòng)圖指標(biāo)方面，與肺動(dòng)脈壓正常亞組相比，肺動(dòng)脈高壓亞組患者左心室前后徑、TAPSE均明顯減小，右心室FAC及三尖瓣環(huán)S’均明顯減低，而右心室基底部橫徑顯著增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05）；兩個(gè)亞組患者在左心室射血分?jǐn)?shù)上的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。在2D-STI中反映右心室收縮功能的指標(biāo)方面，肺動(dòng)脈高壓亞組患者右心室游離壁縱向應(yīng)變參數(shù)Sb、Sm、Sa、Sg均低于肺動(dòng)脈壓正常亞組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05），見(jiàn)表2和圖1。

表1 CTD組及兩個(gè)亞組患者的基本資料[例（%）]

表2 正常對(duì)照組與CTD組間及兩個(gè)亞組間的常規(guī)超聲心動(dòng)圖及2D-STI指標(biāo)比較（±s）

表2 正常對(duì)照組與CTD組間及兩個(gè)亞組間的常規(guī)超聲心動(dòng)圖及2D-STI指標(biāo)比較（±s）

注：CTD：結(jié)締組織??；2D-STI：二維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)。與正常對(duì)照組比*P＜0.05，與肺動(dòng)脈壓正常亞組比△P＜0.05

圖1 二維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)評(píng)估兩個(gè)亞組結(jié)締組織病患者的右心室功能

2.3 CTD患者的肺動(dòng)脈收縮壓與常規(guī)超聲心動(dòng)圖及2D-STI指標(biāo)的相關(guān)性分析

Pearson相關(guān)性分析顯示，sPAP與CTD患者右心室基底部橫徑（r=0.75，P=0.00）、右心室游離壁縱向應(yīng)變參數(shù)Sb（r=0.70，P=0.00）、Sm（r=0.53，P=0.00）、Sa（r=0.36，P=0.02）、Sg（r=0.65，P=0.00）呈正相關(guān)，與CTD患者左心室前后徑（r=-0.64，P=0.00）、TAPSE（r=-0.55，P=0.00）及右心室FAC（r=-0.64，P=0.00）呈負(fù)相關(guān)。

2.4 常規(guī)超聲心動(dòng)圖及2D-STI指標(biāo)對(duì)結(jié)締組織病相關(guān)肺動(dòng)脈高壓的預(yù)測(cè)價(jià)值（圖2）

ROC曲線(xiàn)分析顯示，在CTD患者中，TAPSE為17.5 mm時(shí)，預(yù)測(cè)肺動(dòng)脈高壓的敏感度和特異度分別為45%和100%（AUC=0.76，P=0.00）；右心室FAC為41.5%時(shí)，預(yù)測(cè)肺動(dòng)脈高壓的敏感度和特異度分別為93%和68%（AUC=0.89，P=0.00）；三尖瓣環(huán)S’為10.5 cm/s時(shí)，預(yù)測(cè)肺動(dòng)脈高壓的敏感度和特異度分別為45%和79%（AUC=0.67，P=0.01）；右心室游離壁縱向應(yīng)變參數(shù)Sb為-23.3%時(shí)，預(yù)測(cè)肺動(dòng)脈高壓的敏感度和特異度分別為63%和100%（AUC=0.80，P=0.00）；Sm為-22.1%時(shí)，預(yù)測(cè)肺動(dòng)脈高壓的敏感度和特異度分別為58%和91%（AUC=0.81，P=0.00）；Sa為-19.4%時(shí)，預(yù)測(cè)肺動(dòng)脈高壓的敏感度和特異度分別為70%和79%（AUC=0.74，P=0.00）；Sg為-23.0%時(shí)，預(yù)測(cè)肺動(dòng)脈高壓的敏感度和特異度分別為73%和82%（AUC=0.84，P=0.00）。

圖2 常規(guī)超聲心動(dòng)圖及2D-STI指標(biāo)預(yù)測(cè)結(jié)締組織病相關(guān)肺動(dòng)脈高壓的受試者工作特征曲線(xiàn)

3 討論

肺動(dòng)脈高壓是一種預(yù)后極差、進(jìn)展迅速的疾病。盡管肺動(dòng)脈高壓的病變始于肺小動(dòng)脈，但右心功能是影響肺動(dòng)脈高壓患者預(yù)后的重要因素。超聲心動(dòng)圖是目前評(píng)估肺動(dòng)脈高壓的重要無(wú)創(chuàng)手段，可定性、定量評(píng)估肺動(dòng)脈高壓患者的右心室結(jié)構(gòu)和功能[8-9]。2D-STI能夠無(wú)創(chuàng)、準(zhǔn)確檢測(cè)心肌縱向、徑向及圓周方向的運(yùn)動(dòng)情況，對(duì)室壁運(yùn)動(dòng)定量的分析價(jià)值已得到肯定[5,10]。本研究發(fā)現(xiàn)，在常規(guī)超聲心動(dòng)圖評(píng)估的右心室收縮功能指標(biāo)中，肺動(dòng)脈高壓亞組CTD患者的TAPSE、右心室FAC及三尖瓣環(huán)S’較肺動(dòng)脈壓正常亞組均明顯減低，這與既往Li等[11]和Koestenberger等[12]在肺動(dòng)脈高壓患者中開(kāi)展的研究結(jié)果一致。

右心室壁的心肌結(jié)構(gòu)主要由心外膜縱行心肌及心內(nèi)膜下環(huán)形心肌組成，而縱行心肌在右心室收縮功能中起主導(dǎo)作用[13]。在正常生理狀態(tài)下，室間隔受左心室收縮功能的影響最大，故右心室游離壁縱向應(yīng)變是2D-STI評(píng)價(jià)右心室收縮功能的主要指標(biāo)。本研究根據(jù)sPAP將CTD組患者分為肺動(dòng)脈壓正常亞組和肺動(dòng)脈高壓亞組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肺動(dòng)脈高壓亞組的右心室游離壁縱向應(yīng)變參數(shù)Sb、Sm、Sa、Sg均顯著低于肺動(dòng)脈壓正常亞組，且這些應(yīng)變指標(biāo)與sPAP呈中度程度相關(guān)性，表明CTD患者合并肺動(dòng)脈高壓時(shí)，其右心室收縮功能已經(jīng)受損。

我們推測(cè)，肺動(dòng)脈高壓亞組患者右心室收縮功能受損的原因可能與以下因素有關(guān)：（1）CTD患者中右心室心肌細(xì)胞發(fā)生炎癥反應(yīng)與免疫損傷造成右心功能減低[1]；（2）出現(xiàn)肺動(dòng)脈高壓時(shí)，右心室暴露于升高的壓力負(fù)荷之下，其形態(tài)和功能發(fā)生顯著改變。在此過(guò)程中，右心室首先出現(xiàn)代償性向心性肥厚，代償性肥厚使右心室仍能維持正常的心輸出量并對(duì)抗肺血管阻力的增加；然而，隨著疾病進(jìn)程的發(fā)展，右心室代償性肥厚已不足以對(duì)抗壓力的負(fù)荷變化，右心室出現(xiàn)不同程度的心肌纖維化、心肌重構(gòu)，并且逐漸發(fā)展為右心衰竭[14-15]；（3）右心室長(zhǎng)期的壓力負(fù)荷使得心肌灌注失衡，心肌細(xì)胞逐漸出現(xiàn)缺血、缺氧，對(duì)右心功能的損害進(jìn)一步增加[16-17]。

本研究還發(fā)現(xiàn)，右心室游離壁Sg≥-23.0%時(shí)，在CTD患者中預(yù)測(cè)肺動(dòng)脈高壓的敏感度和特異度分別為73%和82%（AUC=0.84，P=0.00）。但這與既往研究報(bào)道的右心室游離壁縱向應(yīng)變的截值不一致[11]，可能的原因如下：（1）研究對(duì)象及樣本量不一樣，且CTD的發(fā)病機(jī)制較復(fù)雜，可累及多個(gè)系統(tǒng)及器官產(chǎn)生慢性炎癥性改變；（2）研究測(cè)量右心室游離壁縱向應(yīng)變的超聲儀器及分析軟件不一樣，不同的超聲儀器及分析軟件自動(dòng)生成的應(yīng)變值存在一定的差異[18]；（3） 肺動(dòng)脈高壓嚴(yán)重程度不一致，研究表明，肺動(dòng)脈高壓越嚴(yán)重，右心室游離壁應(yīng)變值越低[6]。

本研究存在的局限性：（1）樣本量較??；（2）研究對(duì)象均為左心室射血分?jǐn)?shù)正常的CTD患者，故研究結(jié)果不適用于左心室收縮功能減低的CTD患者；（3）未采用右心導(dǎo)管來(lái)評(píng)估患者的肺動(dòng)脈壓力；（4）病種繁多；（5）缺乏2D-STI對(duì)CTD患者右心室功能評(píng)估的長(zhǎng)期隨訪(fǎng)，需進(jìn)一步開(kāi)展研究。

綜上所述，本研究表明，2D-STI評(píng)估的右心室游離壁縱向應(yīng)變指標(biāo)能夠比較準(zhǔn)確地評(píng)估CTD患者的右心室收縮功能，有望成為評(píng)估肺動(dòng)脈高壓的新指標(biāo)。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突