左心室壓力-應變環(huán)定量評價房間隔缺損封堵前后心肌做功變化

夏青青，袁新春，胡 佳，冉洪玲，張哲元，曾 曦，黃梅鳳

(南昌大學第一附屬醫(yī)院超聲醫(yī)學科，江西 南昌 330006)

房間隔缺損(atrial septal defect， ASD)是成年人常見先天性心臟病之一[1]，尤以中央型更為常見。ASD患者心房水平左向右分流可引起慢性右心室容量超負荷[2]，壓迫室間隔向左偏移，使左心室充盈受限，收縮功能受損[3]。介入封堵術的整體安全性及有效性較高，目前已成為臨床治療ASD的主要方法[2，4]；封堵術后分流消失，左心室形態(tài)適應性重構[5]，心肌功能隨之得到改善。左心室整體縱向應變(global longitudinal strain， GLS)相關研究近年受到重視。二維斑點追蹤成像(two-dimensional speckle tracking imaging， 2D-STI)為臨床定量評估心肌功能提供了新方法，但仍存在壓力負荷依賴性問題[6-7]。左心室壓力-應變環(huán)(left ventricular pressure strain loops， LV PSL)為應變發(fā)展過程中衍生出的定量評估心肌應變及左心室壓力的方法[8]，可獲得更為準確的心肌做功參數(shù)。本研究采用LV PSL評價ASD患者接受介入封堵術前后左心室心肌做功變化。

1 資料與方法

1.1 研究對象 前瞻性納入2020年1月—2021年4月32例于南昌大學第一附屬醫(yī)院確診中央型ASD且擬接受介入封堵術治療患者，男12例，女20例，年齡19～61歲，平均(43.8±6.9)歲。納入標準：①無明顯肺動脈高壓；②術前、術后2天及3個月接受二維超聲心動圖及LV PSL檢查，且資料完整。排除標準：①ASD邊緣無法穩(wěn)定放置封堵器裝置，或缺損口邊緣接近房室瓣、腔靜脈及冠狀靜脈竇；②合并其他心內畸形、瓣膜病或引起左心室收縮功能不全的疾?。虎蹐D像質量不佳。同期納入30名年齡及性別相匹配的健康成年人作為對照組，男11名，女19名，年齡20～59歲，平均(42.6±8.4)歲。本研究經醫(yī)院倫理委員會批準[編號：(2020)醫(yī)研倫理第(63)號]，檢查前受試者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid E95超聲診斷儀，M5Sc相控陣探頭，頻率1.5～4.6 MHz，幀頻70～80幀/秒。

1.2.1 二維超聲心動圖 囑受檢者左側臥、平靜呼吸，同步連接心電圖。由2名具有5年以上工作經驗的超聲科醫(yī)師分別測量室間隔舒張末期厚度(interventricular septum thickness at end-diastolic， IVSD)和左心室后壁舒張末期厚度(left ventricular posterior wall thickness at end-diastolic， LVPWD)；之后使取樣線垂直于室間隔，獲得心室波群運動曲線，測量左心室舒張末期內徑(left ventricular end-diastolic diameter， LVEDD)及左心室收縮末期內徑(left ventricular end-systolic diameter， LVESD)；獲取左心室射血分數(shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)和左心室舒張末期容積(left ventricular end-diastolic volume， LVEDV)；計算舒張早期二尖瓣與瓣環(huán)運動速度比值(E/e')；存儲3～5個連續(xù)心動周期的左心室心尖四腔心、二腔心及三腔心動態(tài)圖像。

1.2.2 LV PSL 將原始數(shù)據導入Echo PAC軟件進行脫機分析，確定主動脈瓣、二尖瓣開放與關閉時間，自心尖三腔心開始，依次選擇心尖長軸切面進入2D Strain模式，手動描記心內膜基底至心尖3個斑點，獲取左心室GLS。于Myocardial Work模式輸入肱動脈血壓值，軟件便自動得出LV PSL及各節(jié)段牛眼圖，獲取整體做功指數(shù)(global work index， GWI)、整體有用功(global constructive work， GCW)、整體無用功(global waste work， GWW)及整體做功效率(global work efficiency， GWE)等參數(shù)，牛眼圖中顯示每個節(jié)段心肌的做功參數(shù)。以上參數(shù)每名醫(yī)師測量3次，計算平均值作為結果。

表1 ASD患者接受介入封堵術前后與健康人二維超聲心動圖參數(shù)比較

圖1 Bland-Altman一致性檢驗結果 A、B.觀察者內GWI(A)、GCW(B)； C、D.觀察者間GWI(C)、GCW(D)

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 25.0統(tǒng)計分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料，采用獨立樣本t檢驗比較各時間點ASD組與對照組各參數(shù)的差異；采用重復測量的單因素方差分析比較ASD組內各時間超聲參數(shù)的差異，兩兩比較采用Bonferroni校正。隨機選擇15名受試者，采用Bland-Altman分析法評價觀察者內及觀察者間GWI、GCW測量結果的一致性。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 二維超聲心動圖參數(shù) ASD組術前LVEDD、LVESD及LVEDV均小于對照組(P均<0.05)，術前其余參數(shù)及術后全部參數(shù)與對照組差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。ASD組內，術后各時間點LVEDD、LVESD及LVEDV均大于術前(P均<0.05)，但術后2天和3個月差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)；其余參數(shù)各時間點差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表1。

2.2 LV PSL參數(shù) Bland-Altman分析結果顯示，觀察者內及觀察者間GWI、GCW測量結果的一致性良好，見圖1。ASD組術前GLS、GWI及GCW均低于對照組(P均<0.05)，其余術前參數(shù)及術后全部參數(shù)與對照組差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。ASD組內，術后各時間點GLS、GWI及GCW均高于術前(P均<0.05)，但術后2天和3個月差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)；其余參數(shù)各時間點差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表2及圖2、3。

3 討論

正常情況下，左心室各節(jié)段在每個心動周期中均保持協(xié)調一致的舒張、收縮活動，以維持其射血功能。二維超聲心動圖參數(shù)LVEF可評估左心室收縮功能，但其依賴室壁運動及容積變化，敏感度較差[9]。本研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)超聲參數(shù)中，ASD組術前、術后LVEF與對照組比較差異不顯著；ASD組術前LVEDD、LVESD、LVEDV小于對照組及術后2天及3個月，符合ASD病理改變及治療后左心室重構表現(xiàn)[5]；而術后2天與3個月之間LVEDD、LVESD、LVEDV無顯著差異。

表2 ASD患者接受介入封堵術前后與健康人LV PSL參數(shù)比較

圖2 ASD組患者，女，38歲 A～C.介入封堵ASD前(A)、封堵后2天(B)及3個月(C)LV PSL曲線及心肌做功參數(shù)牛眼圖 圖3 對照組受試者，女，36歲 LV PSL曲線及心肌做功參數(shù)牛眼圖

2D-STI通過斑點追蹤測量心肌組織位移獲得心肌運動及形變參數(shù)，可反映心肌組織的實際形變，心肌組織延長提供正應變值，縮短則提供負應變值；但受后負荷影響，2D-STI無法準確反映左心室真實收縮功能[10-11]。本研究ASD組術前左心室GLS低于術后2天及3個月，與既往研究[12]相符；但術后2天與3個月GLS差異無統(tǒng)計學意義，可能與缺損口徑、患者年齡及心肌收縮力代償性有關。LV PSL是2D-STI發(fā)展過程中逐漸產生的將負荷條件納入心室功能評估的新技術，通過結合左心室應變曲線與肱動脈血壓，可獲取能夠準確評估左心室整體或局部的心肌做功參數(shù)[13]，且消除了后負荷影響，用于評估左心室收縮功能較應變分析更具優(yōu)勢。GWI為二尖瓣關閉至開放期間PSL曲線下面積的總做功；GCW為左心室收縮時有助于其射血的做功；GWW為其與左心室射血無關的做功，反映能量損失；通過以上參數(shù)計算獲得的GWE可反映左心室整體心肌做功效率[8，14]。

ASD患者右心室容量負荷增加，導致左心室形態(tài)發(fā)生改變，左心室各節(jié)段容積-時間曲線達峰時間不一致，繼而引起心肌節(jié)段性收縮不同步，致心肌做功能力受損。 既往研究[12]表明，術后短期內左心室心肌各節(jié)段容積-時間曲線形態(tài)規(guī)則，起伏平穩(wěn)，容積達峰時間基本一致，提示術后短時間內左心室收縮同步性較術前更為穩(wěn)定。本研究術前ASD組GWI、GCW低于對照組、術后2天及3個月，而術后2個時間點無顯著差異，與之相符；ASD組內各時間點GWW、GWE差異均無統(tǒng)計學意義，可能與射血期心肌細胞延長或等容舒張期心肌細胞縮短在心肌整體中所占比例較少有關[15]。

本研究的主要局限性：①以上臂肱動脈袖帶壓力替代左心室最大壓力，可能存在誤差；②樣本量小，且隨訪時間較短，需要繼續(xù)延長隨訪時間進行評估；③LV PSL是在2D-STI基礎上進行分析，對動態(tài)圖像的存儲要求較高，軟件自動識別左心室心肌心內膜至心外膜ROI時，可能發(fā)生對心肌斑點的無效追蹤，仍需手動調整，存在一定誤差。

綜上所述，LV PSL可較為敏感地反映ASD患者接受介入封堵術前后左心室心肌做功改變，較常規(guī)超聲及2D-STI更具優(yōu)勢，可為臨床判斷ASD預后提供重要參考。