二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)在評(píng)價(jià)心血管疾病中左房功能的研究進(jìn)展*

胡 靜，楊少玲

(1.安徽理工大學(xué)醫(yī)學(xué)院，安徽 淮南 232000;2.上海市第八人民醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科)

左房功能被認(rèn)為是多種心血管疾病中一項(xiàng)非常重要的預(yù)后指標(biāo)。二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)(two dimensional speckle tracking imaging，2D-STI)是近年來興起的實(shí)時(shí)定量評(píng)估心肌運(yùn)動(dòng)功能的新技術(shù)[1]，最初主要用于評(píng)估左室心肌功能，隨著超聲技術(shù)的快速發(fā)展，該技術(shù)逐漸用于評(píng)估左房功能。2D-STI通過評(píng)價(jià)左房各個(gè)節(jié)段的運(yùn)動(dòng)情況，并從中獲得左房各種參考指標(biāo)，可以直接評(píng)估左房心內(nèi)膜收縮性和被動(dòng)變形，對(duì)整體左房功能和區(qū)域變形進(jìn)行無創(chuàng)評(píng)估，進(jìn)而探究其臨床應(yīng)用價(jià)值。本文就2D-STI在評(píng)價(jià)臨床心血管疾病中左房功能的研究進(jìn)行綜述。

1 2D-STI評(píng)價(jià)左房功能的應(yīng)用

研究表明早期發(fā)現(xiàn)左房功能障礙，可為疾病的早期診斷、療效評(píng)估和預(yù)后有很大的幫助，因此左房功能越來越引起臨床及科研人員的普遍關(guān)注。目前已有多項(xiàng)研究證實(shí)通過2D-STI評(píng)價(jià)左房心肌功能的可行性[2-4]。Lupu 等[5]提出左房功能在應(yīng)變率曲線上表現(xiàn)為:左室收縮期的正向波SRs代表左房?jī)?chǔ)存功能，左室舒張?jiān)缙诘呢?fù)向波SRe代表左房管道功能，左室舒張晚期的負(fù)向波SRa代表左房泵功能。Cuspidi 等[6]通過2D-STI研究精英運(yùn)動(dòng)員和未經(jīng)訓(xùn)練的健康對(duì)照組的左房功能，結(jié)果顯示運(yùn)動(dòng)員平均左房容積指數(shù)高于健康對(duì)照組，且精英運(yùn)動(dòng)員舒張末期左房應(yīng)變率低于對(duì)照組。

2 2D-STI在心血管疾病中左房功能評(píng)價(jià)的應(yīng)用

2.12D-STI在房顫患者左房功能評(píng)價(jià)的應(yīng)用 房顫是一種較為常見的持續(xù)性心律失常。左房功能與房顫相互關(guān)聯(lián),可通過測(cè)量左房容積、經(jīng)肺靜脈和肺靜脈血流的多普勒分析和組織多普勒超聲心動(dòng)圖進(jìn)行評(píng)估。左房增大可引起患者發(fā)生陣發(fā)性房顫[7]。但是,左房功能出現(xiàn)異常是否早于房顫的發(fā)生,目前還沒有明確的結(jié)果。Tsai 等[8]應(yīng)用2D-STI研究竇性心律的陣發(fā)性房顫患者的左房應(yīng)變并進(jìn)行隨訪,發(fā)現(xiàn)陣發(fā)性房顫的患者左房縱向應(yīng)變及應(yīng)變率均降低,且左房縱向應(yīng)變率與陣發(fā)性房顫的發(fā)生具有獨(dú)立相關(guān)性。另外，Henein等[9]研究陣發(fā)性房顫患者和健康對(duì)照者的左房節(jié)段縱向應(yīng)變及應(yīng)變率,亦發(fā)現(xiàn)陣發(fā)性房顫患者出現(xiàn)左房增大現(xiàn)象,左房整體及節(jié)段應(yīng)變及應(yīng)變率均顯著降低,證實(shí)2D-STI可以較早預(yù)測(cè)房顫患者左房功能的改變。由于左房功能被證實(shí)與陣發(fā)性心房顫動(dòng)的發(fā)生有關(guān),因此通過容積和應(yīng)變分析評(píng)估左房功能具有重要的臨床意義。

二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)也可以預(yù)測(cè)術(shù)后房顫(Postoperative atrial fibrillation，POAF)的左房功能。Baaran 等[10]在二維斑點(diǎn)追蹤應(yīng)變分析中,獲得四腔心圖像進(jìn)行左房斑點(diǎn)追蹤分析, 生成每個(gè)心房段的應(yīng)變曲線圖,左房縱向應(yīng)變峰值用于測(cè)定左房的機(jī)械功能。結(jié)果顯示, POAF 患者的左房最大容積指數(shù)增加，峰值左房縱向應(yīng)變受損。術(shù)后房顫是一種嚴(yán)重的心律失常,容易使心臟手術(shù)復(fù)雜化,是一個(gè)短期發(fā)病率升高和長(zhǎng)期生存率下降的危險(xiǎn)因素，特別是孤立冠狀動(dòng)脈旁路移植手術(shù)后POAF的發(fā)生率可能高達(dá)30%。此外,當(dāng)患者有1個(gè)或多個(gè)心血管危險(xiǎn)因素時(shí),POAF的發(fā)生率提高。POAF有兩大病理生理機(jī)制:心房心肌退行性改變和術(shù)前電生理改變。術(shù)前存在機(jī)械功能障礙的心房可能在手術(shù)過程中發(fā)生房顫。衰老也有可能導(dǎo)致心臟結(jié)構(gòu)改變,如纖維化和心肌細(xì)胞增大。隨著年齡的增長(zhǎng)和左房功能的損害,高齡似乎是POAF發(fā)生最重要的臨床危險(xiǎn)因素。

2.22D-STI在心肌梗死患者左房功能評(píng)價(jià)的應(yīng)用 目前全球每年大約有1700萬人死于心血管疾病，其中一半以上患者死于急性心肌梗死。左房的大小和功能可作為多種心血管疾病的重要預(yù)測(cè)指標(biāo),尤其是在心肌梗死后。除了其預(yù)后價(jià)值外,左房體積增大也可用于預(yù)測(cè)心肌梗死后患者的心肌運(yùn)動(dòng)能力下降。在Fontes-Carvalho 等[11]研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)能力下降與左房管道功能下降有關(guān)。左房大小和功能參數(shù)與左室舒張功能相互依賴,強(qiáng)調(diào)了房室耦合的重要性。心肌梗死后經(jīng)常出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)能力下降,是心血管發(fā)生不良結(jié)局和生活質(zhì)量下降的重要預(yù)測(cè)因素。二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)分析應(yīng)變和應(yīng)變率是一種相對(duì)較新的超聲心動(dòng)圖工具,可以逐幀跟蹤標(biāo)準(zhǔn)圖像中的心肌斑點(diǎn)模式。通過二維斑點(diǎn)追蹤評(píng)估左房變形,計(jì)算心臟周期不同階段的應(yīng)變和應(yīng)變率，也可通過心肺運(yùn)動(dòng)測(cè)試中的攝氧量評(píng)估心肌運(yùn)動(dòng)能力。多項(xiàng)研究表明,通過斑點(diǎn)追蹤評(píng)估左房功能的不同階段具有良好的可行性和再現(xiàn)性。雖然通過斑點(diǎn)追蹤的應(yīng)變已經(jīng)應(yīng)用于評(píng)估左房功能[12-15],并且可以預(yù)測(cè)心血管結(jié)局[16],但是目前沒有專門的軟件被驗(yàn)證用于評(píng)估左房應(yīng)變。

2.32D-STI在高血壓患者左房功能評(píng)價(jià)的應(yīng)用 左房增大是高血壓患者中較為常見的癥狀，但是在沒有左房增大的情況下,是否可以檢測(cè)到高血壓患者左房功能出現(xiàn)異常。這個(gè)問題可能會(huì)引起學(xué)者們的興趣,因?yàn)樵谂R床實(shí)踐中左房大小經(jīng)常被用來評(píng)估左房功能。Hennawy 等[17]通過2D-STI對(duì)左房大小正常的高血壓患者進(jìn)行早期左房功能的檢測(cè)，結(jié)果表明在沒有左房增大的高血壓患者中,2D-STI對(duì)左房應(yīng)變動(dòng)力學(xué)的評(píng)估變得有意義,它能為早期發(fā)現(xiàn)左房功能出現(xiàn)異常提供診斷信息。昌禹豪等[18]通過2D-STI評(píng)價(jià)原發(fā)性高血壓病患者房間隔厚度與左房功能的關(guān)系，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)原發(fā)性高血壓病患者早期左房結(jié)構(gòu)和功能的改變。

2.42D-STI在糖尿病性心肌病患者左房功能評(píng)價(jià)的應(yīng)用 目前，我國2型糖尿病患者(Type 2 diabetes，T2DM)約占世界范圍內(nèi)糖尿病患者的1/3，其中有50%以上的T2DM患者因心血管病并發(fā)癥而死亡[19]。糖尿病患者早期未出現(xiàn)明顯的心臟疾病癥狀時(shí)，心臟舒張功能就已經(jīng)發(fā)生損害[20]。T2DM合并左室舒張功能異常的發(fā)生率為 73.8%[21]，且舒張功能異常與糖尿病患者死亡率呈正相關(guān)。基于大量的社區(qū)人群流行病學(xué)調(diào)查顯示，舒張功能減退是心衰發(fā)生發(fā)展的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素[22-23]，且比左室射血分?jǐn)?shù)在預(yù)測(cè)死亡率方面價(jià)值更大[24-25]。左室舒張功能減退是引起左房壓升高、導(dǎo)致左房增大的主要原因。研究表明左房容積指數(shù)升高與舒張功能減退的程度及持續(xù)時(shí)間密切相關(guān)，能夠反映長(zhǎng)時(shí)期的舒張功能狀況[26-27]。左房功能的改變可作為心血管疾病發(fā)生不良跡象的重要標(biāo)志，并在調(diào)節(jié)左室充盈方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用[28]。左房?jī)?chǔ)存階段縱向應(yīng)變(Left atrial strain during reservoir phase, LASr)可反映糖尿病患者的心肌狀態(tài)[29]。Kadappu等[30]研究表明糖尿病患者LASr明顯降低，表明糖尿病可獨(dú)立影響左房功能。Mochizuki等[31]研究發(fā)現(xiàn)糖尿病患者左房縱向應(yīng)變顯著下降。Morris等[32]提出將左房應(yīng)變納入左室舒張功能的評(píng)價(jià)，并證實(shí)了其與臨床的相關(guān)性。Mondillo等[33]證實(shí)高血壓或糖尿病患者的心房應(yīng)變值受損。應(yīng)變率成像被認(rèn)為是直接評(píng)價(jià)左房功能最有前景的技術(shù)[13]。

2.52D-STI在川崎病患者左房功能評(píng)價(jià)的應(yīng)用 川崎病(Kawasaki disease,KD)是一種以急性系統(tǒng)性血管性炎為主要特征的小兒發(fā)熱自限性疾病。在KD兒童中，如果不及時(shí)治療，約1/4的兒童可能會(huì)發(fā)生冠狀動(dòng)脈病變。近年來隨著KD發(fā)病率的增加，KD相關(guān)的冠狀動(dòng)脈病變已成為青少年和年輕人過早或亞臨床冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的重要原因，早期發(fā)現(xiàn)并及時(shí)治療可降低冠狀動(dòng)脈病變的發(fā)病率[34]。Wang等[4]運(yùn)用2D-STI技術(shù)確定川崎病 (KD)兒童的左房功能是否受損，結(jié)果顯示急性期KD患者的左房縱向應(yīng)變峰值 ( peak LA longitudinal strain，PLALS) 較低，左房收縮期左房應(yīng)變峰值 (LA strain peak during LA contraction，LASct) 較低，左房收縮期左房應(yīng)變率峰值 (LA strain rate peak during LA contraction，LASRct) 低于對(duì)照組。提示在KD患者中，左房功能易在急性期受損，并且這種受損是暫時(shí)的，且該技術(shù)在急性期確定KD兒童左房功能受損具有一定的臨床價(jià)值。Kang等[35]通過2D-STI技術(shù)評(píng)估急性期KD兒童左房功能的臨床價(jià)值，結(jié)果顯示，急性期KD 患者的 PALS 顯著降低，并且PALS的表現(xiàn)優(yōu)于常規(guī)超聲心動(dòng)圖指標(biāo)中舒張?jiān)缙诙獍暄鞣逯邓俣?E)與舒張?jiān)缙诙獍臧戥h(huán)峰值速度(e’)之比(E/e’)、早期二尖瓣血流速度(E)與心房收縮時(shí)二尖瓣充盈峰速(A)之比(E/A)和左房最大容積指數(shù)，提示2D-STI技術(shù)可有效檢測(cè)出急性期KD患者左房?jī)?chǔ)存功能是否受損。

2.62D-STI在心肌病患者左房功能評(píng)價(jià)的應(yīng)用 Tayal等[36]研究左房應(yīng)變與肥厚型心肌病 (hypertrophic cardiomyopathy,HCM) 患者的癥狀狀態(tài)，通過對(duì)愿意鍛煉的患者進(jìn)行心肺壓力測(cè)試，以確定峰值耗氧量 (myocardial oxygen consumption,MVO2)和通氣量(ventilation,VE) /二氧化碳輸出量(carbon dioxide output,VCO2)斜率。結(jié)果顯示LARS 與左房收縮功能、LVGLS和左室充盈壓指數(shù)顯著相關(guān)(P<0.05)，MVO2≥80 %患者的LARS和管道應(yīng)變顯著更高。提示左房應(yīng)變與HCM患者的運(yùn)動(dòng)耐量和臨床事件相關(guān)。Cao等[37]研究2D-STI評(píng)估缺血性(ischemic ,ICM)和特發(fā)性擴(kuò)張型(idiopathic dilated cardiomyopathy ,DCM)心肌病患者的左房功能的差異，應(yīng)用2D-STI測(cè)量了收縮期和舒張晚期的應(yīng)變和應(yīng)變率，并分析變量之間的相關(guān)性。結(jié)果顯示ICM組的左房擴(kuò)張指數(shù)、收縮期和舒張晚期應(yīng)變及應(yīng)變率較低(P<0.05)。擴(kuò)張指數(shù)分別與收縮期應(yīng)變率和舒張晚期應(yīng)變率的絕對(duì)值呈正相關(guān)。左房常規(guī)超聲心動(dòng)圖變量并未反映 ICM和DCM患者之間的差異，但DCM患者的收縮期和舒張晚期應(yīng)變及應(yīng)變率較低,提示2D-STI是一種區(qū)分ICM和DCM患者的有效方法。

3 總結(jié)與展望

左房功能的評(píng)估是當(dāng)前心肌功能研究的重要領(lǐng)域之一，目前對(duì)左房功能的研究越來越多樣化，學(xué)者們關(guān)注的重點(diǎn)不僅僅局限于采用常規(guī)超聲心動(dòng)圖評(píng)估左房功能，對(duì)于2D-STI 技術(shù)精確評(píng)估心動(dòng)周期中左房各時(shí)相功能的研究越來越深入，為患者心肌功能的全面評(píng)估進(jìn)行較為廣泛的臨床研究。2D-STI因其便于操作，無角度依賴性，處理結(jié)果組內(nèi)相關(guān)差異系數(shù)小，同時(shí)也因其具有高可行性、再現(xiàn)性和準(zhǔn)確性被廣泛用于評(píng)估心功能。當(dāng)然也存在一定的局限性：對(duì)圖像質(zhì)量要求較高，如肥胖、心內(nèi)膜不清等也可能影響分析結(jié)果。盡管目前尚未出現(xiàn)測(cè)量左房應(yīng)變方法的規(guī)范性指南，相信隨著該技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展以及研究者的不斷嘗試，將會(huì)使其應(yīng)用于左房應(yīng)變的分析越來越規(guī)范，日后定能成為臨床醫(yī)生評(píng)估左房功能首選的新技術(shù)?？傊?D-STI影響因素相對(duì)較少，并且作為一種全面準(zhǔn)確評(píng)估心肌功能的新技術(shù)，受到了臨床醫(yī)生及科研人員的青睞，將會(huì)逐漸在臨床中得到廣泛的研究與應(yīng)用。