基于二維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)探討中重度二尖瓣反流術(shù)后三維射血分?jǐn)?shù)降低的影響因素

劉劍秋，周 敏，姬后亮

二尖瓣反流(MR)在心臟瓣膜疾病中最為多見(jiàn)，超聲心動(dòng)圖對(duì)MR的影像學(xué)診斷與評(píng)價(jià)具有非常重要的臨床意義[1]。目前在重度MR的治療方面，基本以外科二尖瓣成形術(shù)為主，能夠有效逆轉(zhuǎn)左室重構(gòu)，促進(jìn)左室功能的改善。但是部分MR病人仍然會(huì)出現(xiàn)二尖瓣成形術(shù)后心肌功能降低，最終引發(fā)心力衰竭[2]。美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)在2008年發(fā)布的相關(guān)指南中建議，應(yīng)將左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)<60%或(和)左室收縮末期內(nèi)徑(LVESD)≥40 mm兩項(xiàng)常規(guī)超聲指標(biāo)作為二尖瓣成形手術(shù)時(shí)機(jī)的選擇依據(jù)[3]。不過(guò)此類指標(biāo)易受到前負(fù)荷影響而出現(xiàn)假陰性，難以發(fā)現(xiàn)左室術(shù)前就已存在的隱匿性功能障礙，導(dǎo)致一些病人失去了最佳治療時(shí)機(jī)。斑點(diǎn)追蹤成像(STI)是一項(xiàng)超聲新技術(shù)，能夠?qū)π募〗M織的位移進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤與測(cè)量，受前負(fù)荷的影響較小，彌補(bǔ)了常規(guī)超聲的角度依賴性，對(duì)心功能及心肌形變的評(píng)價(jià)更具敏感性[4-6]。本研究通過(guò)二維STI 技術(shù)分析術(shù)前超聲左室心肌縱向應(yīng)變參數(shù)，以尋找中重度MR術(shù)后左心室三維射血分?jǐn)?shù)(Heart Model EF)降低的潛在預(yù)測(cè)因子。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 采用前瞻性研究方法，選取2017年1月—2018年7月擬行手術(shù)的中重度MR病人52例，其中二尖瓣脫垂45例，感染心內(nèi)膜炎3例，功能性二尖瓣反流2例，風(fēng)濕性瓣膜病1例，降落傘型二尖瓣1例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前左心室三維射血分?jǐn)?shù)≥60%；②有效反流瓣口面積≥0.40 cm2，或(和)反流束面積/左心房面積×100%>40%[7]；③年齡>18歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：①重度MR的心肌病及先天性心臟?。虎诙獍戟M窄；③主動(dòng)脈瓣疾??；④嚴(yán)重冠狀動(dòng)脈疾病；⑤心房顫動(dòng)；⑥高血壓2級(jí)、3級(jí)。按照術(shù)后1年左心室Heart Model EF比術(shù)前降低程度的不同分為A組(術(shù)后左室收縮功能正?；蚪档统潭取?0%)、B組(術(shù)后左室收縮功能降低程度>10%)。A組31例，男17例，女14例；年齡30～71(54.63±10.14)歲；體表面積(1.73±0.48)m2；糖尿病史4例，冠心病史2例；二尖瓣成形術(shù)19例，二尖瓣置換術(shù)12例；手術(shù)持續(xù)時(shí)間(4.20±0.73)h；體外循環(huán)時(shí)間(119.24±28.17)min；主動(dòng)脈阻斷時(shí)間(81.95±23.25)min；失血量(523.17±186.75)mL。B組21例，男10例，女11例；年齡29～74(55.10±11.08)歲；體表面積(1.76±0.51)m2；糖尿病史3例，冠心病史3例；二尖瓣成形術(shù)12例，二尖瓣置換術(shù)9例；手術(shù)持續(xù)時(shí)間(4.16±0.69)h；體外循環(huán)時(shí)間(120.10±29.04)min；主動(dòng)脈阻斷時(shí)間(82.34±25.10)min；失血量(530.01±194.24)mL。A組與B組基線資料比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。選取我院同期健康志愿者30名為對(duì)照組，其中男21名，女9名；年齡32～73(54.23±10.16)歲；體表面積(1.70±0.42)m2。所有研究對(duì)象均簽署知情同意書(shū)并積極配合相關(guān)檢查。

1.2 研究方法

1.2.1 儀器 采用Vivid7全數(shù)字彩色超聲診斷儀(美國(guó)GE)，配備三維相控陣X5-1探頭(頻率1.5～5.0 MHz)，QLAB 10.8工作站。

1.2.2 常規(guī)超聲參數(shù)測(cè)量 病人在靜息狀態(tài)下采用左側(cè)臥位，將心電圖同步連接，并記錄4個(gè)心動(dòng)周期。采用超聲二維圖像在左室長(zhǎng)軸測(cè)量左室舒張末期內(nèi)徑(LVEDD)、LVESD及左房前后徑(LAID)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)心尖位四腔心切面、心尖位三腔心切面及心尖位兩腔切面的動(dòng)態(tài)二維圖像進(jìn)行采集，速率為每秒60～80幀；對(duì)經(jīng)胸心尖位四腔切面的動(dòng)態(tài)三維進(jìn)行采集，速率為每秒20～30幀。將DICOM格式的全部數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于移動(dòng)硬盤(pán)中，以便用于脫機(jī)分析。

1.2.3 STI技術(shù)分析 采用QLAB 10.8工作站對(duì)采集到的全部圖像進(jìn)行分析處理，軟件可自動(dòng)追蹤感興趣區(qū)的回聲斑點(diǎn)，如果圖像不滿意則采取手動(dòng)微調(diào)的方式，直至心室壁厚度與感興趣區(qū)完全適應(yīng)，系統(tǒng)標(biāo)記左室室壁為 17節(jié)段，軟件自動(dòng)生成左室心肌的各節(jié)段縱向應(yīng)變牛眼圖[8]，計(jì)算左室收縮期整體縱向應(yīng)變(GLS)，將非感興趣區(qū)刪除后獲得左室心尖部收縮期縱向峰值應(yīng)變(Apex-LS)、左室心尖段收縮期縱向峰值應(yīng)變(ALS)、左室中間段收縮期縱向峰值應(yīng)變(MLS)、左室前壁收縮期縱向峰值應(yīng)變(A-LS)、左室基底段收縮期縱向峰值應(yīng)變(BLS)、左室前間壁收縮期縱向峰值應(yīng)變(AS-LS)、左室后間壁收縮期縱向應(yīng)變峰值(IS-LS)、左室前側(cè)壁收縮期縱向峰值應(yīng)變(AL-LS)、左室下壁收縮期縱向峰值應(yīng)變(I-LS)以及左室后側(cè)壁收縮期縱向峰值應(yīng)變(IL-LS)。

選取經(jīng)胸超聲三維超聲動(dòng)態(tài)心尖四腔切面圖像，采用Heart Model功能分析，軟件自動(dòng)識(shí)別與描繪心內(nèi)膜，運(yùn)用手動(dòng)編輯模式適當(dāng)對(duì)不滿意的圖像進(jìn)行調(diào)整，并計(jì)算左心室三維射血分?jǐn)?shù)。Heart Model有效運(yùn)用了現(xiàn)代化解剖智能技術(shù)，使得自動(dòng)化追蹤水平進(jìn)一步提升，同時(shí)有效解決了超聲二維LVEF測(cè)量時(shí)常發(fā)生的幾何形狀假設(shè)、心尖透視短縮等問(wèn)題，使得整體LVEF值的計(jì)算更加精準(zhǔn)、快速。有學(xué)者也充分證實(shí)，采用Heart Model功能計(jì)算分析數(shù)據(jù)后，相關(guān)結(jié)果的可靠性明顯提升[9]。

2 結(jié) 果

2.1 3組常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較 術(shù)前，A組和B組LVEDD、LVESD、LAID均明顯大于對(duì)照組(P<0.05)。經(jīng)重復(fù)測(cè)量方差分析，兩組不同時(shí)間Heart Model EF比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。術(shù)后1個(gè)月，可能因?yàn)槭中g(shù)應(yīng)激反應(yīng)，A組和B組Heart Model EF均較術(shù)前明顯降低(P<0.05)；隨著術(shù)后時(shí)間的增加，A組和B組Heart Model EF均比術(shù)后1個(gè)月有所增高，至術(shù)后1年，A組Heart Model EF基本恢復(fù)正常，但B組Heart Model EF明顯低于正常值，且與術(shù)前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。詳見(jiàn)表1。

2.2 3組超聲左室心肌縱向應(yīng)變參數(shù)比較 經(jīng)重復(fù)測(cè)量方差分析，兩組不同時(shí)間超聲左室心肌縱向應(yīng)變參數(shù)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。術(shù)前，A組GLS、Apex-LS、ALS、A-LS及AL-LS的絕對(duì)值小于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，B組全部超聲左室心肌縱向應(yīng)變參數(shù)的絕對(duì)值均小于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。術(shù)后1個(gè)月，A組和B組各項(xiàng)參數(shù)的絕對(duì)值均較術(shù)前降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。隨著術(shù)后時(shí)間的增加，A組和B組各項(xiàng)參數(shù)的絕對(duì)值逐漸升高，至術(shù)后1年，A組各項(xiàng)參數(shù)基本恢復(fù)正常，但B組明顯低于A組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。詳見(jiàn)表2。

單位：%

2.3 術(shù)后Heart Model EF降低的Logistic 回歸分析 將術(shù)前A組和B組有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的各個(gè)縱向應(yīng)變參數(shù)(GLS、MLS、BLS、IS-LS及I-LS)作為術(shù)后1年Heart Model EF降低的可能預(yù)測(cè)因子，納入單因素Logistic 回歸模型進(jìn)行分析，GLS、BLS及I-LS為術(shù)后Heart Model EF降低的影響因素(P<0.05)，提示可將GLS、BLS及I-LS用于預(yù)測(cè)中重度MR術(shù)后病情轉(zhuǎn)歸。詳見(jiàn)表3。通過(guò)繪制ROC曲線后提示，GLS、BLS及I-LS曲線下面積分別為0.693、0.817及0.702，臨界值分別為-18.26%、-18.93%、-18.37%，敏感度分別為68%、79%及66%，特異性分別為93%、78%及91%。為了避免單因素分析有偏差，故將上述縱向應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步多因素Logistic 回歸分析，BLS為術(shù)后Heart Model EF降低的影響因素(P<0.05)，提示僅BLS可用于預(yù)測(cè)中重度MR術(shù)后Heart Model EF降低。通過(guò)繪制ROC曲線后提示，BLS對(duì)中重度MR術(shù)后1年Heart ModelEF降低>10%的臨界值為-18.93%，曲線下面積為0.817，敏感度為79%，特異性為78%。

表3 術(shù)后Heart Model EF降低的單因素Logistic 回歸分析

3 討 論

MR的診斷方法及心功能評(píng)估多以超聲心動(dòng)圖為主，但既往組織多普勒、面積變化率及射血分?jǐn)?shù)等[10]常規(guī)心室收縮功能評(píng)估方法均存在一定弊端。如組織多普勒會(huì)受到聲束方向與室壁運(yùn)動(dòng)方向間夾角影響，存在明顯局限性[11]；而面積變化率及射血分?jǐn)?shù)只能對(duì)心室收縮功能進(jìn)行大體、粗略的評(píng)估，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)心功能損害的亞臨床表現(xiàn)。目前，已有研究證實(shí)，運(yùn)用STI技術(shù)對(duì)MR病人術(shù)后左室收縮功能降低進(jìn)行預(yù)測(cè)，能夠早期發(fā)現(xiàn)無(wú)癥狀病人的左室收縮功能異常，有利于科學(xué)選擇手術(shù)時(shí)機(jī)[2，12-14]。不過(guò)上述研究并未對(duì)左室收縮期各個(gè)節(jié)段的心肌縱向應(yīng)變進(jìn)行全面分析，有的研究也只是分析了GLS對(duì)術(shù)前MR病人亞臨床左心室收縮功能異常的檢測(cè)效果。因?yàn)樽笫冶诟鞴?jié)段心肌重構(gòu)取決于MR病人的左室容量負(fù)荷、二尖瓣裝置解剖結(jié)構(gòu)及重力等，重構(gòu)程度并不相同。所以本研究針對(duì)術(shù)前后中重度MR病人的左室各節(jié)段心肌縱向應(yīng)變進(jìn)行更加深入分析，以尋找MR術(shù)后Heart Model EF降低的潛在預(yù)測(cè)因子。

本研究發(fā)現(xiàn)，中重度MR術(shù)后1年，A組、B組病人各項(xiàng)應(yīng)變參數(shù)均較術(shù)后1個(gè)月有一定改善，但A組改善程度更好，恢復(fù)速度更快，且A組Heart Model EF在術(shù)后3個(gè)月時(shí)基本恢復(fù)正常，表明病人術(shù)后左室收縮功能短暫性受損情況于術(shù)后3個(gè)月即可恢復(fù)；而B(niǎo)組Heart Model EF在術(shù)后1年時(shí)依然明顯低于正常值，提示術(shù)前MR病人若存在亞臨床左心室收縮功能異常，心肌受損會(huì)更加嚴(yán)重，對(duì)手術(shù)的耐受性及恢復(fù)能力更差，所以要盡早發(fā)現(xiàn)此類病人并給予手術(shù)治療。對(duì)左室心肌縱向應(yīng)變參數(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，重度MR病人各室壁中間段及基底段心肌應(yīng)變的絕對(duì)值偏小，分析原因可能為：左室中上部是二尖瓣裝置的主要集中部位，而引發(fā)MR的原因主要為二尖瓣裝置出現(xiàn)異常，特別是出現(xiàn)明顯瓣環(huán)擴(kuò)張的慢性重度MR病人，心肌損害風(fēng)險(xiǎn)更大，室壁局部運(yùn)動(dòng)功能異常程度也更加明顯。所以心肌縱向應(yīng)變參數(shù)BLS、MLS能夠較好反映出MR病人術(shù)前左心室功能異常的亞臨床表現(xiàn)，而本研究的Logistic單因素分析結(jié)果也表明，可將術(shù)前BLS作為MR術(shù)后1年Heart Model EF降低的預(yù)測(cè)因子。Logistic多因素分析進(jìn)一步證實(shí)，BLS比GLS的臨床意義更大。通過(guò)繪制ROC曲線，得出BLS的臨界值為-18.93%，敏感度為79%，特異性為78%；GLS的臨界值為-18.26%，敏感度為68%，特異性為93%。另外，Logistic單因素分析結(jié)果還表明，術(shù)前I-LS也可用于MR術(shù)后1年Heart Model EF降低的預(yù)測(cè)因子，原因可能為：由于重力等原因，容量負(fù)荷會(huì)對(duì)左室下壁造成很大影響，而使得左室下壁的心肌受損程度加大[15]；通過(guò)繪制ROC曲線，得出I-LS的臨界值為-18.37%，敏感度為66%，特異性為91%。

綜上所述，STI可為中重度MR病人在選擇手術(shù)時(shí)機(jī)時(shí)提供可靠參考依據(jù)，左室GLS、BLS及I-LS均可用作中重度MR術(shù)后 Heart Model EF降低的預(yù)測(cè)因子，其中BLS臨床價(jià)值更大。