向覃言秋，孫陽

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肝硬化心肌病的超聲心動圖研究進展

向覃言秋，孫陽

重慶醫(yī)科大學(xué)超聲影像學(xué)研究所，重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院超聲科，重慶 400010；

肝硬化心肌?。怀曅膭訄D；斑點追蹤成像；心室功能，左；綜述

自1953年首次發(fā)現(xiàn)肝硬化患者存在血流動力學(xué)異常，隨后研究證實由于血管舒張因子過度產(chǎn)生、激活，肝硬化患者內(nèi)臟血管異常舒張導(dǎo)致高循環(huán)動力綜合征，表現(xiàn)為心率、心輸出量增加，動脈血壓降低，進一步導(dǎo)致心肌異常，即“肝硬化心肌病”（cirrhotic cardiomyopathy，CCM）[1-3]。CCM指肝硬化患者心肌收縮功能不全（心肌應(yīng)激狀態(tài)下收縮反應(yīng)力受損）或合并舒張功能不全、電生理異常（QT間隔延長），并排除其他已知的心臟疾病[4]。CCM發(fā)生在近40%的肝硬化患者中[5]。但由于外周血管阻力降低，有效血容量尚可以滿足靜息狀態(tài)下的生理需求，然而在經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門體分流術(shù)（transjugular intrahepatic portosystemic shunt，TIPS）、肝移植等應(yīng)激狀態(tài)下可出現(xiàn)各種心血管并發(fā)癥，甚至誘發(fā)心力衰竭。CCM成為肝移植術(shù)后最常見的死亡原因，發(fā)生率為7%~21%[5]。CCM可不同程度地影響患者的預(yù)后[6]。故早期發(fā)現(xiàn)肝硬化患者的心功能異常能更好地指導(dǎo)臨床治療、評估預(yù)后。本文就常規(guī)超聲心動圖、實時三維超聲心動圖（real-time three-dimensional echocardiography，RT-3DE）、斑點追蹤成像（speckled tracking imaging，STI）評估CCM患者心功能的研究進展進行綜述。

1 常規(guī)超聲心動圖

1.1 結(jié)構(gòu)改變 常規(guī)超聲心動圖通過心臟不同切面可清晰顯示其解剖結(jié)構(gòu)，方便、快捷地獲取CCM患者心臟腔室大小及室壁厚度等，動態(tài)觀察CCM患者在肝硬化程度加重、并發(fā)肝腎綜合征等容量負荷加重的情況下心臟結(jié)構(gòu)的改變。

CCM患者二維結(jié)構(gòu)改變主要集中在左心，表現(xiàn)為左心房直徑、容積增大，左心室直徑、容積增大，左心室壁厚度和左心室質(zhì)量增加。Chen等[7]發(fā)現(xiàn)肝硬化患者左心室舒張末期容積、左心室收縮末期容積、左心室質(zhì)量及左心室舒張期室間隔厚度較對照組增大，而接受肝移植患者其左心室舒張末期內(nèi)徑、左心室舒張末期容積、左心室收縮末期容積較術(shù)前明顯減小，未接受肝移植患者于（18.22±6.6）個月后隨訪，其左心室質(zhì)量、左心室舒張期室間隔厚度均明顯增加，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。Ortiz-Olvera等[8]的解剖學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，CCM患者大多存在不同程度的室壁厚度增加，133例肝硬化患者中，43%存在心臟擴大及左心室肥厚。

然而，由于常規(guī)超聲心動圖在疾病早期檢測敏感性較差，影響因素多，且CCM患者早期靜息狀態(tài)下結(jié)構(gòu)改變輕微，故常規(guī)超聲心動圖檢測出CCM患者結(jié)構(gòu)異常是否存在確切的診斷及監(jiān)測意義，仍存在一定爭議。目前僅左心房擴大及左心室質(zhì)量增加被納入世界胃腸病學(xué)大會提出的CCM診斷的支持標(biāo)準(zhǔn)中[4]。

1.2 左心室收縮功能 左心室收縮功能即心臟產(chǎn)生足夠的心輸出量和動脈壓力以適應(yīng)機體需求的能力。左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）是反映左心室整體收縮功能的重要指標(biāo)，已廣泛應(yīng)用于評估和監(jiān)測肝硬化患者左心室收縮功能的改變。目前仍最推薦采用雙平面Simpson法進行測量[9]。

CCM的左心室收縮功能障礙診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]：①靜息狀態(tài)下LVEF<55%；②運動、容量負荷、藥物刺激下，心輸出量增高反應(yīng)力遲鈍。CCM患者靜息狀態(tài)下左心室收縮功能障礙表現(xiàn)十分隱匿，LVEF大多正?；蛟龈遊10]，靜息狀態(tài)下LVEF<55%的報道較少。但在外在刺激（站立姿勢、鈉負荷、藥物刺激等）下，CCM患者LVEF出現(xiàn)不同程度下降已達成共識，其主要原因在于壓力負荷狀態(tài)下CCM患者心率增高反應(yīng)力遲鈍，心肌儲備勢能減少，心肌細胞氧攝取能力減弱[6]。

LVEF在臨床上應(yīng)用廣泛，但受容量負荷、心率、瓣膜功能影響較大，并依賴于準(zhǔn)確地追蹤心內(nèi)膜邊界，且不同測量者之間主觀差異性較大，故常規(guī)超聲心動圖測量LVEF準(zhǔn)確性及特異性較差。

1.3 左心室舒張功能 CCM患者左心室舒張功能障礙（left ventricular diastolic dysfunction，LVDD）診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]：①二尖瓣舒張早期峰值流速/二尖瓣舒張晚期峰值流速（E/A）<1；②E峰減速時間（deceleration times of the E wave，DT）>200 ms；③左心室等容弛豫時間（isovolumic relaxation time，IVRT）>80 ms。舒張功能障礙（diastolic dysfunction，DD）是CCM患者最顯著的特點，常于收縮功能障礙之前出現(xiàn)，但CCM患者LVDD程度大多輕微。Papastergiou等[11]檢測92例肝硬化患者舒張功能，并根據(jù)E/A、IVRT、DT及左心房直徑將LVDD由輕至重分為1~4級，結(jié)果診斷LVDD共55例（60%），其中36例為1級，19例為2級，無3~4級患者。Nazar等[12]研究發(fā)現(xiàn)，LVDD在肝硬化患者中發(fā)病率可達58%，且LVDD程度與肝病嚴(yán)重程度、有無腹水具有顯著相關(guān)性，LVDD在失代償性肝硬化患者中發(fā)生率更高。

目前CCM患者LVDD的發(fā)生機制尚未完全闡明，但Kazankov等[13]認(rèn)為CCM患者由于存在特殊的高循環(huán)動力學(xué)狀態(tài)，心臟負荷增加，心肌出現(xiàn)適應(yīng)性改變即心肌肥大，而動脈血管舒張使有效血容量增加，腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)、交感神經(jīng)系統(tǒng)的激活誘導(dǎo)心肌細胞纖維化，心肌肥厚、心肌纖維化及心內(nèi)膜水腫使左心室僵硬度增加、順應(yīng)性降低而導(dǎo)致LVDD的發(fā)生。

E/A是評估CCM患者LVDD最常用的指標(biāo)。研究表明，Tips術(shù)后死亡率、Tips術(shù)后腹水再發(fā)生率的增高均與E/A<1具有顯著相關(guān)性[14]。CCM患者由于內(nèi)臟血管床擴張前負荷降低、心率加快均可直接影響E/A的準(zhǔn)確性，其測量可出現(xiàn)假陽性。

組織多普勒成像（tissue Doppler imaging，TDI）技術(shù)利用TDI原理，能直接獲取心肌組織運動的速度、位移等，克服脈沖多普勒高度依賴負荷條件、年齡等缺陷，目前TDI在CCM研究中主要集中在E/e’。E/e’即脈沖多普勒二尖瓣口血流頻譜E峰與組織多普勒二尖瓣瓣環(huán)運動速度e’的比值，前者反映左心房、左心室間的壓力梯度，后者反映舒張早期左心室充盈容積，E/e’較E/A比值評估左心室順應(yīng)性更為敏感，同心導(dǎo)管測得肺毛細血管壓具有線性關(guān)系[15]。CCM患者E/e’增高，表明在高壓力梯度下左心房左心室間的容積改變減小，充分表明了CCM患者在高充盈壓力下存在舒張功能障礙。Sampaio等[16]利用脈沖多普勒、TDI分別評估了109例肝硬化患者的左心室舒張功能，其中E/A<1診斷LVDD為44例，該組心率明顯增高，TDI診斷LVDD為18例，且無任何血流動力學(xué)異常發(fā)現(xiàn)，表明TDI不受心率等影響，較脈沖多普勒準(zhǔn)確性更高。但由于TDI技術(shù)具有角度依賴性且受周圍毗鄰組織牽拉影響較大，其臨床應(yīng)用仍受到一定限制。

2 RT-3DE

RT-3DE是基于二維圖像基礎(chǔ)上進行三維重建，真實、立體地獲得心房、心室的整體形態(tài)，克服了常規(guī)超聲心動圖在數(shù)學(xué)建模、幾何假設(shè)等方面的不足，更加準(zhǔn)確地評估心臟的整體功能、容積大小及室壁運動的同步性。心臟磁共振成像（cardiovascular magnetic resonance，CMR）是檢測心臟結(jié)構(gòu)和容積的“金標(biāo)準(zhǔn)”[17]，而RT-3DE較CMR具有更高的可重復(fù)性，但RT-3DE對圖像質(zhì)量及時間分辨率要求較高，在心內(nèi)膜邊界欠清時可影響測值的準(zhǔn)確性。

目前RT-3DE在CCM中應(yīng)用較少，國外尚無相關(guān)文獻報道。葛曉穎等[18]應(yīng)用RT-3DE測得肝硬化組和對照組右心房容積指數(shù)，結(jié)果顯示肝硬化組右心房最大容積指數(shù)、右心房最小容積指數(shù)、右心房收縮前容積指數(shù)、右心房總排空指數(shù)均增大，而右心房被動排空指數(shù)減小，結(jié)果表明肝硬化患者右心房“儲備”及“泵”功能增強，而“管道”功能受損，RT-3DE能準(zhǔn)確反映肝硬化患者右心房容積及功能的改變。

3 STI

STI通過幀對幀地追蹤均勻分布于整個心肌的原始聲學(xué)斑點，描繪其幾何學(xué)形變，計算運動軌跡，定量檢測心肌組織運動的速度、應(yīng)變及應(yīng)變率。STI可以在LVEF正常狀態(tài)下敏感地監(jiān)測到心肌的亞臨床功能障礙，已廣泛應(yīng)用于缺血性心肌病、高血壓性心肌病、代謝相關(guān)心肌?。蚨景Y性心肌病、糖尿病性心肌?。?、化療藥物致中毒性心肌病等心肌病變。STI對空間、時間分辨率要求較高，且相關(guān)研究表明STI在幀頻高達50~70 幀/s時才能良好地反映各節(jié)段心肌組織聲學(xué)斑點在各時間點上的運動改變[19]。

3.1 二維STI（2D-STI） 目前2D-STI在CCM中的研究主要集中于心室應(yīng)變、應(yīng)變率及左心室扭轉(zhuǎn)運動，雙房應(yīng)變研究報道較少。Hammami等[20]將80例肝硬化患者與80例健康志愿者進行對照研究，運用2D-STI得到左心室不同節(jié)段及整體縱向應(yīng)變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)肝硬化組較對照組左心室整體應(yīng)變降低，其中基底段較心尖段降低更為明顯，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，且肝硬化組左心室整體縱向應(yīng)變在Child-Pugh分級A、B、C 3組中無明顯差異。

Altekin等[21]利用2D-STI評估非酒精性肝硬化患者的左心室收縮功能，結(jié)果顯示病例組較對照組縱向應(yīng)變及應(yīng)變率降低，圓周應(yīng)變及應(yīng)變率增加。將病例組依據(jù)終末期肝病模型（model for end-stage liver disease，MELD）得分是否>10.5分為兩組，其中得分較高組縱向應(yīng)變、應(yīng)變率更低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。因此認(rèn)為，心肌圓周運動增強在CCM患者代償性維持LVEF正常的機制中發(fā)揮主導(dǎo)作用，而縱向應(yīng)變、縱向應(yīng)變率是檢測肝硬化患者左心室亞臨床功能障礙的敏感參數(shù)，同MELD得分具有良好的相關(guān)性。

Chen等[7]研究發(fā)現(xiàn)，肝硬化患者不僅左心室縱向應(yīng)變、圓周應(yīng)變降低，其右心室整體縱向應(yīng)變亦明顯降低。其中41例肝硬化患者接受肝移植術(shù)后，左心室縱向、圓周應(yīng)變、右心室整體縱向應(yīng)變均較術(shù)前有所回升，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。2D-STI不僅能較好地評價左心室功能，還能準(zhǔn)確檢測右心室心肌形變，且右心室整體縱向應(yīng)變在預(yù)測右心室功能障礙時優(yōu)于右心室面積變化分?jǐn)?shù)及三尖瓣環(huán)收縮期位移，為肝移植術(shù)后患者臨床治療及預(yù)后評估提供重要參數(shù)。

2D-STI還應(yīng)用于定量評價左心室扭轉(zhuǎn)、解扭運動。Pagourelias等[22]研究發(fā)現(xiàn)，72例肝硬化患者較20例健康志愿者心尖扭轉(zhuǎn)參數(shù)（收縮期心尖扭轉(zhuǎn)角度峰值、收縮期心尖扭轉(zhuǎn)率）升高，致左心室扭轉(zhuǎn)運動明顯增強，但左心室基底段、心尖段扭轉(zhuǎn)達峰時間明顯延長，左心室解扭率降低。認(rèn)為左心室旋轉(zhuǎn)運動增強能夠解釋肝硬化患者靜息狀態(tài)下CO、LVEF的增高，而左心室心肌順應(yīng)性、彈性恢復(fù)力降低導(dǎo)致了LVDD。2D-STI通過定量評估左心室旋轉(zhuǎn)，從機械力學(xué)角度為CCM患者左心室功能障礙提供了新解釋。

3.2 速度向量成像（velocity vector imaging，VVI） VVI是一種可視可量化研究心肌結(jié)構(gòu)力學(xué)的新技術(shù)，它基于STI，不依賴多普勒原理，通過追蹤二維高幀頻灰階圖像中的像素點得到其運動速度、距離、方向、時相的變化曲線，能更精確地反映局部心肌的形變。目前VVI在CCM的應(yīng)用極少，僅見1例國外學(xué)者報道[23]。Sampaio等[23]運用VVI評價肝硬化患者左心房功能改變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對照組相比，病例組左心房縱向峰值應(yīng)變（peak atrial longitudinal strain，PALS）值降低，與E/e’具有良好的相關(guān)性，而左心房收縮前峰值應(yīng)變（peak atrial strain just before atrial contraction，PACS）值無明顯差異。VVI技術(shù)可以準(zhǔn)確評估肝硬化患者左心房功能改變，肝硬化患者由于LVDD，其左心房“儲存”功能受損，“輔泵”功能未受明顯影響。PALS較左心房容積指數(shù)更準(zhǔn)確、敏感地評估左心房功能及左心室充盈壓力的改變。

3.3 3D-STI 3D-STI是近年來基于實時全容積掃描發(fā)展起來的超聲新技術(shù)，同步顯示心肌運動的三維圖像，能在極短時間內(nèi)全面評估心肌功能改變。與僅限于二維平面的常規(guī)超聲心動圖相比，3D-STI能同時獲得心肌三維運動圖像，其分析軟件能提供更加豐富、全面的研究數(shù)據(jù)，從而更早期、準(zhǔn)確地檢測出心肌的異常。

錢嶸等[24]運用3D-STI評價47例肝硬化患者與30例健康志愿者的右心室心肌功能，并將肝硬化組依據(jù)Child-Pugh分級分為A、B、C 3組，分析其各節(jié)段心肌峰值面積應(yīng)變（area strain，AS）、右心室整體面積應(yīng)變（general area strain，GAS）。結(jié)果顯示與對照組相比，A組無明顯差異，B組部分心肌節(jié)段AS、GAS增加，C組部分心肌節(jié)段AS、GAS明顯降低。表明3D-STI能有效評價不同階段肝硬化右心室心肌功能的改變，且右心室心肌功能與病情嚴(yán)重程度密切相關(guān)。

4 結(jié)語

盡管目前國內(nèi)外對CCM的研究不斷深入，但至今仍未建立公認(rèn)的、可靠的影像學(xué)診斷方法及標(biāo)準(zhǔn)。由于CCM復(fù)雜的致病機制、特殊的血流動力學(xué)及病理生理學(xué)改變，單一的常規(guī)超聲心動圖參數(shù)對評價CCM患者心臟形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能已不能滿足臨床所需。因此，將2種或2種以上的超聲新技術(shù)聯(lián)合，為早期準(zhǔn)確診斷CCM心肌的異常提供了新的技術(shù)平臺，而如何綜合應(yīng)用RT-3DE和STI技術(shù)準(zhǔn)確反映CCM心肌病理生理學(xué)改變、心肌力學(xué)狀態(tài)與心臟血流動力學(xué)、形態(tài)結(jié)構(gòu)學(xué)之間的時空關(guān)聯(lián)性，需要進一步深入研究。

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（本文編輯 周立波）

2017-08-25

2017-12-22

R540.4；R575.2

10.3969/j.issn.1005-5185.2018.02.018