唐 莎(綜述),穆玉明(審校)
(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心臟超聲診斷科,烏魯木齊830054)
心臟再同步治療(cardiac resynchronization therapy,CRT)是通過起搏系統(tǒng)刺激右心房和左、右心室,改善心臟機(jī)械運(yùn)動的同步性,減少二尖瓣反流,增加左心室充盈時間,增加有效射血,從而逆轉(zhuǎn)左心室的重構(gòu)。很多研究表明,CRT可改善患者的生活品質(zhì)、增加運(yùn)動耐量,降低心力衰竭的發(fā)病率和病死率[1-4]。超聲心動圖(echocardiography,UCG)可用于CRT術(shù)前測定機(jī)械不同步、篩選患者、術(shù)中指導(dǎo)起搏電極放置部位、術(shù)后優(yōu)化起搏器參數(shù)設(shè)置和評估等?,F(xiàn)就UCG在慢性心力衰竭CRT中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。
2008 美國心臟病學(xué)會/美國心臟協(xié)會/美國心律學(xué)會指南對所有心臟植入性器械進(jìn)行了深入而細(xì)致地描述,建議采用最佳藥物治療的終末期心力衰竭(紐約心臟協(xié)會Ⅲ級或Ⅳ級)患者,如果其左心室射血分?jǐn)?shù)≤35%、寬QRS波≥120 ms也是CRT植入的指征[5-6]。UCG可通過以下技術(shù)發(fā)現(xiàn)和評價心臟不同步。
1.1 房室不同步 通過二尖瓣口脈沖多普勒成像,在血流頻譜上測量二尖瓣口血流持續(xù)時間來評價房室不同步。房室不同步在心電圖上表現(xiàn)為PR間期延長,左心室壓力由于左心房收縮的相對提前而大于左心房壓力,從而在UCG上表現(xiàn)為舒張晚期二尖瓣不同程度的反流,左心室充盈時間縮短,二尖瓣口舒張?jiān)缙诜逯笛魉俣?E峰)與舒張晚期峰值血流速度(A峰)融合。
1.2 室間不同步 采用脈沖多普勒成像,測量以QRS為起始分別至主、肺動脈射血前期的時間,兩者之差作為心室間機(jī)械延遲時間,心室間機(jī)械延遲≥40 ms時認(rèn)為室間不同步[7],但是由于不能同時測量兩個流出道的時間間期,所以可變性很高,重復(fù)性差。
1.3 室內(nèi)不同步
1.3.1 M型超聲 M型超聲通過測量室間隔與左心室后壁運(yùn)動的時間差判定心室內(nèi)局部心肌的收縮延遲,通常以后壁收縮延遲≥130 ms判斷心臟的不同步[8]。此方法不能全面地反映心室各壁運(yùn)動,可變性高,重復(fù)性差。由我國自主研制的全方向M型心動圖系統(tǒng)可通過影像分析工作站,在同一心動周期同時產(chǎn)生任意多條取樣線,對動態(tài)圖像進(jìn)行同步分析,克服了取樣線角度及數(shù)量的限制,具備同時分析多個節(jié)段室壁運(yùn)動的能力,可用來評價左心室各節(jié)段室壁機(jī)械運(yùn)動的同步性[9]。
1.3.2 定量組織速度成像 定量組織速度成像通過獲得各節(jié)段心肌運(yùn)動速度曲線(定量組織速度成像曲線),計(jì)算各節(jié)段Ts和Te(Ts和Te分別代表心肌電-機(jī)械收縮和舒張)的最大差值,研究不同節(jié)段心肌運(yùn)動的同步性。賈志軍和吳曉萍[10]及趙洋等[11]的研究發(fā)現(xiàn),定量組織速度成像可較準(zhǔn)確地評價心室壁收縮同步運(yùn)動,對診斷缺血心肌的靈敏度高于常規(guī)UCG,在識別存活心肌和非存活心肌上有一定價值。
1.3.3 組織追蹤成像 組織追蹤成像可清晰呈現(xiàn)和測量任何一心肌節(jié)段在心動周期不同時相的縱向運(yùn)動距離。趙君智等[12]認(rèn)為,組織追蹤成像是一種可定量分析左心室壁局部運(yùn)動速度變化情況的新技術(shù),通過讀取和測量某一時相上不同心肌節(jié)段的位移值,了解不同時相中同一心肌節(jié)段的位移變化。但心肌的正常收縮和相鄰心肌收縮牽拉所導(dǎo)致的被動收縮應(yīng)用組織追蹤成像是無法鑒別的。
1.3.4 二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)(two-dimensional speckle tracking imaging,2D-STI)2D-STI可定量顯示心肌運(yùn)動位移、速度、旋轉(zhuǎn)角度以及應(yīng)變和應(yīng)變率等參數(shù),準(zhǔn)確評價心肌整體和局部的舒張、收縮功能。劉昕和李月明[13]及劉麗等[14]通過測量左心室整體徑向應(yīng)變、縱向應(yīng)變、圓周應(yīng)變及左心室扭轉(zhuǎn)角度認(rèn)為,在評價左心室整體運(yùn)動同步性上,2D-STE技術(shù)可作為一個可靠的檢測手段。鄭慧等[15]研究也認(rèn)為,2D-STE技術(shù)中徑向應(yīng)變的不同步指標(biāo)對評價慢性心力衰竭患者左心室收縮的不同步性更具有敏感性。然而,這種技術(shù)對二維圖像質(zhì)量要求比較高。此外,這項(xiàng)技術(shù)的普遍性至今仍未被多中心研究所證實(shí)。
1.3.5 三維斑點(diǎn)追蹤成像(three dimensional speckle tracking imaging,3D-STI)3D-STI技術(shù)是一項(xiàng)UCG新技術(shù),其突破了2D-STE二維平面的限制及組織多普勒的角度依賴性,以斑點(diǎn)追蹤成像和3D-UCG技術(shù)作為基礎(chǔ),將心肌回聲斑點(diǎn)粒子的運(yùn)動在三維空間上進(jìn)行追蹤和測量,并通過對多個平面的心臟扭轉(zhuǎn)在同一時相中的測量,其對心臟生理學(xué)進(jìn)行評估,從而客觀準(zhǔn)確地評價心臟整體及局部心肌的運(yùn)動功能[16-18]。Matsumoto等[19]研究發(fā)現(xiàn),擴(kuò)張型心肌病且伴有心肌收縮功能障礙的狹窄QRS波患者具有顯著的心肌異構(gòu)區(qū)域,可導(dǎo)致左心室心肌運(yùn)動的不同步性。以上研究均表明,3D-STI技術(shù)可作為一種新方法研究左心室扭轉(zhuǎn)。3D-STI是UCG發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù),臨床應(yīng)用還不成熟,目前主要應(yīng)用于科研領(lǐng)域。
1.3.6 速度向量成像技術(shù) 速度向量成像技術(shù)是一種建立在斑點(diǎn)追蹤原理上,以向量方式在二維灰階圖像通過實(shí)時心肌運(yùn)動跟蹤運(yùn)算法得到心肌運(yùn)動方向和速度的變化曲線,可顯示和分析心肌局部組織真實(shí)運(yùn)動方向和運(yùn)動速度的一項(xiàng)新技術(shù)。張曉娟等[20]通過速度向量成像技術(shù)發(fā)現(xiàn),患者在起搏器植入前從長軸觀察存在左心室內(nèi)顯著不同步,部分存在左右心室間收縮不同步,認(rèn)為速度向量成像技術(shù)作為一種新方法可較好地評價心肌運(yùn)動的不同步性。
1.3.7 實(shí)時三維超聲心動圖(real time three-dimensional echocardiography,RT-3DE)RT-3DE是在二維圖像的基礎(chǔ)上再沿Z軸作仰角轉(zhuǎn)向形成“金字塔”樣三維容積數(shù)據(jù)庫,其可對整個心臟的時相性和節(jié)段性變化進(jìn)行真實(shí)定性和全面定量,以曲線離散度比較自QRS波起點(diǎn)到左心室各節(jié)段最小容積的時間間期來評估心室內(nèi)不同步,并且整體和局部心室容積與17節(jié)段的局部容積變化曲線的測量可同時完成。RT-3DE通過定量比較左心室各節(jié)段自QRS起點(diǎn)到各節(jié)段最小容積的時間間期,以期直接定量和比較各節(jié)段的最大收縮時值。馬春燕等[21]認(rèn)為,RT-3DE在不受年齡和性別的影響下可準(zhǔn)確、全面地評價左心室收縮同步性。Mu等[22]通過RT-3DE發(fā)現(xiàn),側(cè)壁的不同步化可成為CRT前篩選患者的最佳觀測指標(biāo),且側(cè)壁的最小收縮末期容積時間的標(biāo)準(zhǔn)差是影響非同步化患者左心室整體收縮功能的重要指標(biāo)。但僅以室壁的增厚和左心室心內(nèi)膜的運(yùn)動并不能很好地評價心肌的局部運(yùn)動[23]。
CRT的關(guān)鍵是左心室起搏電極的放置,CRT可因電極定位不準(zhǔn)確而加重非同步化患者的血流動力學(xué)障礙,UCG可通過確定心肌機(jī)械運(yùn)動不同步節(jié)段的部位和范圍來提高CRT的療效,并可為經(jīng)冠狀靜脈竇置入電極選擇最佳的起搏部位。周志益等[24]依據(jù)TDI技術(shù)在術(shù)中指導(dǎo)左心室電極導(dǎo)線的植入,選擇與之相匹配的冠狀靜脈,并認(rèn)為該技術(shù)可提高CRT治療的靶向性。孫艷丹等[25]提出左心室運(yùn)動是一種綜合運(yùn)動,包括心肌縱向、徑向、圓周以及扭轉(zhuǎn),RT-3DE可從三維角度客觀評價左心室機(jī)械運(yùn)動的同步性,理論上認(rèn)為應(yīng)用RT-3DE能更可靠地明確左心室收縮延遲部位,指導(dǎo)CRT左心室電極靶向植入,顯著提高CRT療效。
3.1 房室優(yōu)化 房室間期優(yōu)化是以確保左心室最大限度地充盈,防止左心室收縮在左心室充盈完全結(jié)束之前發(fā)生為目的。過短或過長的房室間期延遲可提前截?cái)郃峰或使E峰與A峰重疊,對左心室最大限度充盈不利。孫賢林等[26]將63例因心力衰竭而接受CRT的患者分別于植入起搏器術(shù)后1周、6個月及12個月在超聲指導(dǎo)下行房室間期優(yōu)化,將E、A峰最大分離并無切尾作為最佳房室間期。
3.2 心室優(yōu)化 心室間期優(yōu)化通過改變和調(diào)整左、右心室電極刺激順序及時間,減少并優(yōu)化心室間的不同步。UCG心室優(yōu)化可通過主動脈瓣血流速度時間積分、最大化心室同步、最大心排血量等方法觀測不同心室間期設(shè)置時心肌機(jī)械不同步的變化,測量左心室流出道血流速度時間積分值,了解心肌機(jī)械不同步的嚴(yán)重程度,從而確定最佳心室間期。孫欣等[27]經(jīng)個體優(yōu)化設(shè)定心室起搏順序后,CRT達(dá)到較好效果,很大程度地改善了心室的收縮協(xié)調(diào)性。在常規(guī)UCG中,頻譜多普勒發(fā)揮了主導(dǎo)作用,而組織多普勒在CRT中也發(fā)揮了不可替代的作用,其能夠?qū)π氖沂湛s同步性的觀察起到定量的作用。
UCG在CRT中有重要作用,隨著超聲技術(shù)的發(fā)展,RT-3DE、3D-STI已經(jīng)被證實(shí)有一定的臨床價值。UCG對于心臟收縮不同步各參數(shù)的測量及對CRT的篩查仍存在一些亟待解決的問題:①心臟機(jī)械同步性超聲評價的規(guī)范化及標(biāo)準(zhǔn)化測量問題;②規(guī)范CRT中優(yōu)化房室間期、心室間期的最佳方法和觀測指標(biāo);③各種設(shè)備型號不同、軟件不同以及操作人員手法不同,對結(jié)果可能有影響。今后希望在儀器條件設(shè)置、參數(shù)測量方法、灰階設(shè)置等方面進(jìn)行完善,使UCG技術(shù)為臨床提供更多有關(guān)心臟同步化運(yùn)動的信息。
[1]van Bommel RJ,Bax JJ,Abraham WT,etal.Characteristics of heart failure patients associated with good and poor response to cardiac resynchronization therapy:a PROSPECT (Predictors of Response to CRT)sub-analysis[J].Eur Heart J,2009,30(20):2470-2477.
[2]Bogale N,Priori S,Cleland JG,etal.The European CRT Survey:1 year(9-15 mouth)follow-up results[J].Eur JHeart Fail,2012,14(1):61-73.
[3]Nazeri A,Massumi A,Rasekh A,etal.Cardiac resynchronization therapymay improve symptomsof congestive heart failure in patients withoutelectrical ormechanical dyssynchrony[J].Europace,2009,11(1):86-88.
[4]FritsW,Prinzen P.Cardiac resynchronization therapy in heart failure[J].Circulation,2011,123:416-417.
[5]Epstein AE,DiMarco JP,Ellenbogen KA,etal.ACC/AHA/HRS 2008 Guidelines for Device Based Therapy of Cardiac Rhythm Abnormalities:a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines(Writing Committee to Revise the ACC/AHA/NASPE 2002 Guideline Update for Implantation of Cardiac Pacemakers and Antiarrhythmia Devices)developed in collaboration with the American Association for Thoracic Surgery and Society of Thoracic Surgeons[J].JAm Coll Cardiol,2008,51(21):e1-e62.
[6]Vardas PE,Auricchio A,Blanc JJ,etal.Guidelines for cardiac pacing and cardiac resynchronization therapy:The Task Force for Cardiac Pacing and Cardiac Resynchronization Therapy of the European Society of Cardiology:Developed in collaboration with the European Heart Rhythm Association[J].Europace,2007,9(10):958-998.
[7]Lafitte S,Reant P,Zaroui A,etal.Validation of an echocardiographicmultiparmetric strategy to increase responders patients after cardiac resynchronization:a multicentre study[J].Eur Heart J,2009,30(23):2880-2887.
[8]Dohi K,Suffoletto MS,Schwartzman D,etal.Utility of echocardiographic radial stain imaging to quantify left ventricular dyssynchrony and predict acute response to cardiad resynchronization therapy[J].Am JCardiol,2005,96(1):112-116.
[9]郭薇,練敏.全方向M型超聲心動圖評價冠狀動脈疾病與擴(kuò)張型心肌病心力衰竭患者左心室短軸的局部收縮功能[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2012,28(6):1098-1102.
[10]賈志軍,吳曉萍.QTVI對慢性心衰患者心臟機(jī)械運(yùn)動時間間期的研究[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2011,21(3):338-342.
[11]趙洋,林平,姜艷娜.定量組織速度成像與二維應(yīng)變成像評價冠心病左心室局部收縮功能[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2010,26(5):866-868.
[12]趙君智,譚深,麥興盛,等.組織追蹤成像評價冠狀動脈介入術(shù)后局部室壁運(yùn)動變化[J/CD].中華醫(yī)學(xué)超聲雜志:電子版,2010,7(11):1960-1963.
[13]劉昕,李月明.二維斑點(diǎn)跟蹤成像技術(shù)評價左心室整體收縮功能的臨床研究[J].臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志,2012,14(2):80-83.
[14]劉麗,夏稻子,朱寧,等.二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評價雙腔起搏器患者左心室旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動[J].中國心血管雜志,2013,18(3):194-197.
[15]鄭慧,許繼梅,張新書,等.超聲斑點(diǎn)追蹤技術(shù)評價慢性心力衰竭患者左室縱向及徑向應(yīng)變收縮不同步性的對比研究[J].中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2012,28(6):529-532.
[16]Urbano-Moral JA,Patel AR,Maron MS,etal.Three-dimensional speckle-tracking echocardiography:methodological aspects and clinical potential[J].Echocardiography,2012,29(8):997-1010.
[17]江佩,張平洋,董靜,等.三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評價心臟再同步化治療短期療效的初步臨床研究[J].中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2013,29(8):680-683.
[18]楊楊.三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)在心臟疾病中的應(yīng)用進(jìn)展[J].臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志,2013,15(5):330-333.
[19]Matsumoto K,Tanaka H,Tatsumi K,etal.Regional heterogeneity of systolic dysfunction is associated with ventricular dyssynchrony in patients with idiopathic dilated cardiomyopathy and narrow QRS complex[J].Echocardiography,2012,29(10):1201-1210.
[20]張曉娟,智光,王玉堂,等.速度向量成像技術(shù)評價心衰患者同步化治療的臨床研究[J].中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2011,27(11):987-990.
[21]馬春燕,楊軍,劉爽,等.實(shí)時三維超聲心動圖評價正常人左心室收縮同步性及其影響因素[J].中國超聲醫(yī)學(xué)雜志,2013,29(7):597-560.
[22]Mu Y,Chen L,Tang Q,etal.Real time three-dimensional echocardiographic assessment of left ventricular regional systolic function and dyssynchrony in patients with dilated cardiomyopathy [J].Echocardiography,2010,27(4):415-420.
[23]Arias-Godínez JA,Guadalajara-Boo JF,Patel AR,etal.Function andmechanics of the left ventricle:from tissue Doppler imaging to three dimensional speckle tracking[J].Arch Cardiol Mex,2011,81(2):114-125.
[24]周志益,任建立,張?zhí)m,等.組織多普勒成像技術(shù)對心臟再同步化治療的評價[J].臨床超聲醫(yī)學(xué)雜志,2013,15(6):377-380.
[25]孫艷丹,王銀,拓勝軍,等.實(shí)時三維超聲心動圖指導(dǎo)心臟再同步化治療左心室起搏電極靶向植入的臨床研究[J].中華超聲影像學(xué)雜志,2013,22(5):374-378.
[26]孫賢林,嚴(yán)激,徐健,等.心臟再同步治療房室間期的優(yōu)化[J].中國介入心臟病學(xué)雜志,2009,17(6):327-331.
[27]孫欣,王浩,江勇,等.應(yīng)用超聲心動圖指導(dǎo)心臟再同步化治療的室間間期優(yōu)化[J/CD].中華醫(yī)學(xué)超聲雜志:電子版,2012,9(2):122-126.