左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）和二維斑點(diǎn)追蹤心肌應(yīng)變參數(shù)是目前臨床上常用的評(píng)估心臟收縮功能的超聲心動(dòng)圖指標(biāo)[1-4]。然而，既往研究表明LVEF 敏感度低，無(wú)法診斷早期的心臟收縮功能異常[5]。應(yīng)變參數(shù)敏感度優(yōu)于LVEF，能在較早期發(fā)現(xiàn)心臟收縮功能異常[6]，而負(fù)荷超聲心動(dòng)圖結(jié)合應(yīng)變技術(shù)能更早期識(shí)別心肌功能異常[7]。但是，無(wú)論是LVEF還是應(yīng)變參數(shù)，都具有容量依賴(lài)性，受心臟負(fù)荷狀態(tài)影響。于是，有研究提出運(yùn)用心肌做功（MW）替代心肌應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)心臟的收縮功能。MW 將心肌應(yīng)變和心臟后負(fù)荷結(jié)合，解決了心肌應(yīng)變的容量依賴(lài)性難題。研究表明，心臟后負(fù)荷增加會(huì)導(dǎo)致心肌應(yīng)變絕對(duì)值減低，造成心肌收縮功能降低假象，而MW幾乎保持不變，更準(zhǔn)確反映心肌收縮功能[8-9]。然而，MW 最初只能通過(guò)侵入性測(cè)量獲得，因此一直處于基礎(chǔ)研究狀態(tài)[10]，很少在臨床上應(yīng)用。

近年來(lái)，Russell 等[11]證實(shí)，左心室壓力應(yīng)變環(huán)（PSL），基于二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)和無(wú)創(chuàng)肱動(dòng)脈血壓代替左心室壓力，可以無(wú)創(chuàng)地預(yù)測(cè)MW。然而，目前關(guān)于MW 正常范圍的研究較少[8,12-13]，負(fù)荷狀態(tài)下MW 正常范圍目前未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。本研究初步探究靜息及負(fù)荷狀態(tài)下正常成年人MW 參數(shù)特點(diǎn)并且對(duì)MW 參數(shù)進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)，為MW 廣泛應(yīng)用于臨床提供參考。

1 資料與方法

研究對(duì)象：本研究納入2019 年7 月至12 月在中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院體檢的64 名健康志愿者，男性31 名，女性33 名，平均年齡（51±14）歲。其中38 名研究對(duì)象（男、女各19 名）進(jìn)行平板運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡≥18 歲，無(wú)心血管疾病或肺部疾病相關(guān)癥狀或病史，無(wú)心血管疾病危險(xiǎn)因素（例如：高血壓、糖尿病、高脂血癥、吸煙），體格檢查、心電圖、X 線胸片、常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查無(wú)異常。排除標(biāo)準(zhǔn)：超聲圖像無(wú)法分析者、妊娠女性、專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員。本研究得到中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),并獲得所有研究對(duì)象書(shū)面形式的知情同意。

儀器：采用GE Vivid E95 彩色多普勒超聲儀，M5Sc 探頭（頻率：1.5～4.6 MHz）；配備GE EchoPAC 203 版工作站。運(yùn)動(dòng)平板使用美國(guó) Mortara 公司生產(chǎn)的最新一代X-scribell 遙測(cè)平板運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

圖像采集及儲(chǔ)存：靜息狀態(tài)：被檢者采取左側(cè)臥位，同步連接心電圖，進(jìn)行常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查及測(cè)量，囑被檢者屏氣，50～70 幀/s，在心尖四腔、兩腔和三腔心切面連續(xù)采集3 個(gè)心動(dòng)周期灰階動(dòng)態(tài)圖像并存儲(chǔ)，同時(shí)采集二尖瓣和主動(dòng)脈瓣血流頻譜。負(fù)荷狀態(tài)：應(yīng)用Bruce 方案進(jìn)行平板運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，運(yùn)動(dòng)終止標(biāo)準(zhǔn)參考2002 年美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)（ACC）/美國(guó)心臟協(xié)會(huì)（AHA）指南[14]。平板運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過(guò)程中密切關(guān)注心率、心律、血壓動(dòng)態(tài)變化。達(dá)到目標(biāo)心率后即刻采集心尖四腔、兩腔、三腔心切面動(dòng)態(tài)圖像和二尖瓣及主動(dòng)脈瓣血流頻譜。

圖像分析及MW 測(cè)量（圖1）：采用GE EchoPAC 203 工作站進(jìn)行分析。首先分別選擇二尖瓣和主動(dòng)脈瓣血流頻譜圖像，標(biāo)記時(shí)相時(shí)間（event timing），確定二尖瓣開(kāi)閉、主動(dòng)脈瓣開(kāi)閉時(shí)間點(diǎn)；然后進(jìn)入自動(dòng)功能成像模式，按順序選取心尖三腔、四腔和兩腔心切面動(dòng)態(tài)圖，軟件自動(dòng)描畫(huà)左心室心內(nèi)膜輪廓（若效果不滿(mǎn)意可手動(dòng)調(diào)節(jié)）點(diǎn)擊進(jìn)入分析（process），得到左心室心肌縱向應(yīng)變結(jié)果；最后點(diǎn)擊心肌做功（myocardial work），輸入被檢者收縮壓和舒張壓，得到MW 結(jié)果，點(diǎn)擊高級(jí)功能（advanced）鍵，查看PSL 和MW 參數(shù)：整體做功指數(shù)（GWI）、整體做功效率（GWE）、整體有效做功（GCW）,整體無(wú)效做功（GWW）。

重復(fù)性檢驗(yàn)和可靠性分析：首次分析MW 參數(shù)2 周后，分別隨機(jī)選取15 名和10 名研究對(duì)象進(jìn)行靜息狀態(tài)、負(fù)荷狀態(tài)MW 參數(shù)重復(fù)性分析，同一名超聲醫(yī)生用同樣的方法進(jìn)行MW 分析，計(jì)算觀察者內(nèi)差異；另外一名超聲醫(yī)生對(duì)相同研究對(duì)象進(jìn)行MW 分析，計(jì)算觀察者間差異。

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：采用SPSS 25.0 和 MedCalc 19.0.5軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。運(yùn)用Shapiro-Wilk 檢驗(yàn)對(duì)變量進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)。正態(tài)分布的計(jì)量資料以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,偏態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)（四分位數(shù)）表示。正態(tài)分布的連續(xù)型變量用t檢驗(yàn)或方差分析比較組間差異，偏態(tài)分布資料選用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)或Kruskal-Wallis H 檢驗(yàn)比較組間差異。運(yùn)動(dòng)負(fù)荷前后正態(tài)分布的連續(xù)型參數(shù)對(duì)比采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，偏態(tài)分布連續(xù)型參數(shù)采用Wilcomxon 檢驗(yàn)。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)和Bland-Altman 法進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 靜息狀態(tài)及負(fù)荷狀態(tài)心肌做功參數(shù)分析結(jié)果示例

2 結(jié)果

2.1 研究人群基線資料及靜息狀態(tài)心率、血壓、超聲心動(dòng)圖指標(biāo)分析（表1）

64 名研究對(duì)象身高、體重、體表面積均存在性別差異（P均=0.000），年齡、體重指數(shù)的性別差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。靜息狀態(tài)心率、血壓、LVEF、左心室整體縱向應(yīng)變（LV-GLS）性別差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。男性靜息狀態(tài)GWW 值大于女性，GWI、GCW 和GWE 值小于女性，但差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。

2.2 38 例正常成人靜息及負(fù)荷狀態(tài)心率、血壓、超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較（表2）

女性負(fù)荷狀態(tài)LV-GLS 大于男性（P＜0.05）?？?cè)巳贺?fù)荷狀態(tài)心率、收縮壓、LVEF、LV-GLS 分別大于靜息狀態(tài)（P均＜0.05）；按性別分組后負(fù)荷狀態(tài)上述指標(biāo)分別大于各自靜息狀態(tài)（P均＜0.05） ?？?cè)巳贺?fù)荷狀態(tài)GWI、GCW、GWW 均顯著大于靜息狀態(tài)，GWE 顯著小于靜息狀態(tài)（P均＜0.05）。男性負(fù)荷狀態(tài)GWI、GCW、GWW 值大于靜息狀態(tài)（P均＜0.05）；女性負(fù)荷狀態(tài)GWI、GCW、GWW 值大于靜息狀態(tài)，GWE 值小于靜息狀態(tài)（P均＜0.05）；負(fù)荷狀態(tài)男性GWW 顯著低于女性（P＜0.05）。

2.3 不同年齡段靜息狀態(tài)心率、血壓、超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較（表3）

將研究對(duì)象按年齡分為三段：18～44 歲、45～59 歲和≥60 歲。收縮壓隨著年齡增長(zhǎng)有升高趨勢(shì)，45～59 歲收縮壓顯著高于18～44 歲（P＜0.05），≥60 歲收縮壓顯著高于18～44 歲（P＜0.05）和45～59 歲（P＜0.05）；45～59 歲舒張壓最高，與18～44 歲比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。GWI、GCW 和GWW 值隨著年齡增長(zhǎng)有增大趨勢(shì)，但差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）；≥60 歲GWE 值低于18～44 歲和45～59 歲，但差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。

表1 研究人群基線特點(diǎn)及靜息狀態(tài)心率、血壓、超聲心動(dòng)圖指標(biāo)分析（）

表1 研究人群基線特點(diǎn)及靜息狀態(tài)心率、血壓、超聲心動(dòng)圖指標(biāo)分析（）

注：LVEF：左心室射血分?jǐn)?shù)；LV-GLS：左心室整體縱向應(yīng)變；GWI：整體做功指數(shù)；GCW：整體有效做功；GWW：整體無(wú)效做功；GWE：整體做功效率。1 mmHg=0.133 kPa。a：用中位數(shù)（四分位數(shù)） 表示

表2 38 例健康成人靜息及負(fù)荷狀態(tài)心率、血壓、超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較（）

表2 38 例健康成人靜息及負(fù)荷狀態(tài)心率、血壓、超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較（）

注：LVEF：左心室射血分?jǐn)?shù)；LV-GLS：左心室整體縱向應(yīng)變；GWI：整體做功指數(shù)；GCW：整體有效做功；GWW：整體無(wú)效做功；GWE：整體做功效率。與靜息狀態(tài)比較*P＜0.01；與負(fù)荷狀態(tài)男性比較△P＜0.05；與靜息狀態(tài)男性比較▲P＜0.05；與靜息狀態(tài)女性比較＃P＜0.05。1 mmHg=0.133 kPa。a：用中位數(shù)（四分位數(shù)）表示

表3 不同年齡段靜息狀態(tài)心率、血壓、超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較（）

表3 不同年齡段靜息狀態(tài)心率、血壓、超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較（）

注：LVEF：左心室射血分?jǐn)?shù)；LV-GLS：左心室整體縱向應(yīng)變；GWI：整體做功指數(shù)；GCW：整體有效做功；GWW：整體無(wú)效做功；GWE：整體做功效率。與18～44 歲比較*P＜0.05，與45～59 歲比較△P＜0.05。1 mmHg=0.133 kPa。a：用中位數(shù)（四分位數(shù)）表示

2.4 MW 參數(shù)重復(fù)性檢驗(yàn)和可靠性分析

靜息狀態(tài)及負(fù)荷狀態(tài)GWI、GCW、GWW、GWE 觀察者內(nèi)、觀察者間差異相關(guān)系數(shù)詳見(jiàn)表4。Bland-Altman 圖顯示，MW 參數(shù)在靜息狀態(tài)及負(fù)荷狀態(tài)下觀察者內(nèi)和觀察者間一致性良好（圖2、3）。

表4 靜息及負(fù)荷狀態(tài)下心肌做功參數(shù)重復(fù)性和可靠性分析

圖2 靜息狀態(tài)心肌做功參數(shù)Bland-Altman 圖

圖3 負(fù)荷狀態(tài)心肌做功參數(shù)Bland-Altman 圖

3 討論

心肌應(yīng)變與收縮期血壓密切相關(guān),它在反應(yīng)心肌收縮特性時(shí)無(wú)法避免心臟后負(fù)荷影響[15]。因此，研究提出MW 能更全面評(píng)價(jià)心臟的收縮功能，同時(shí)反映心肌耗氧[16-18]。近年來(lái)，Russell 等[11]提出了應(yīng)用PSLs 無(wú)創(chuàng)性評(píng)估MW 的方法，為MW 應(yīng)用于臨床奠定了基礎(chǔ)。PSL 反映了一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)左心室壓力與應(yīng)變的變化關(guān)系,其面積即為GWI,即二尖瓣關(guān)閉至開(kāi)放MW 的總和,GCW 為收縮期心肌縮短與等容舒張期心肌伸長(zhǎng)所做功之和，GWW 為收縮期心肌伸長(zhǎng)與等容舒張期心肌縮短所做功之和，GWE 為GCW 占GCW、GWW 之和的百分比[19]。

MW 在心臟再同步化治療（CRT） 的預(yù)后評(píng)估及冠心病、心肌病和心力衰竭等心臟疾病的診療中具有良好的應(yīng)用前景。GCW 對(duì)CRT 術(shù)后患者的預(yù)后評(píng)估能力優(yōu)于LV-GLS[20]；術(shù)前具有較低GWE 的患者CRT 術(shù)后長(zhǎng)期預(yù)后較好[21]。非ST 段抬高型急性心肌梗死患者中，節(jié)段MW 指數(shù)能準(zhǔn)確識(shí)別因收縮壓升高而致節(jié)段心肌應(yīng)變值降低的假陽(yáng)性表現(xiàn)，從而鑒別出真正需要及時(shí)進(jìn)行侵入性治療的患者[9]。在預(yù)測(cè)LVEF 和室壁運(yùn)動(dòng)均正常的嚴(yán)重冠狀動(dòng)脈疾病時(shí)，整體MW 參數(shù)優(yōu)于LV-GLS[19]。此外，MW是預(yù)測(cè)擴(kuò)張型心肌病和左心室不同步患者運(yùn)動(dòng)耐受性的良好指標(biāo)，優(yōu)于LV-GLS[22]。在射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭患者中，運(yùn)動(dòng)后GCW 增加是心臟運(yùn)動(dòng)儲(chǔ)備增加的決定因素而非LV-GLS[23]。負(fù)荷狀態(tài)血壓升高將造成左心室心肌應(yīng)變值降低，假陽(yáng)性率升高。因此，MW 在負(fù)荷狀態(tài)下同樣具有較高的應(yīng)用價(jià)值。然而，目前MW 聯(lián)合負(fù)荷超聲心動(dòng)圖研究報(bào)道稀少，其應(yīng)用情況仍有待探究。

盡管MW 顯示出巨大的臨床應(yīng)用潛能，但目前關(guān)于MW 正常范圍研究仍然較少[8,12-13]，且負(fù)荷狀態(tài)下MW 正常值特征目前尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。Manganaro 等[8]對(duì)226 名健康人[平均年齡（45±13）歲，男性85 名]進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)靜息狀態(tài)男性GWE 值顯著低于女性，GWW 值顯著高于女性，女性GWI 和 GCW 隨著年齡增大顯著增加。Galli 等[13]對(duì)115 名健康人（中位年齡36.3 歲，男性占67%）進(jìn)行研究，靜息狀態(tài)女性GWI 和GCW 高于男性，且MW 參數(shù)在不同年齡間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究發(fā)現(xiàn)，靜息狀態(tài)男性GWW 值大于女性，GWI、GCW 和GWE 值小于女性，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?？?cè)巳贺?fù)荷狀態(tài)GWI、GCW、GWW 顯著大于靜息狀態(tài)，GWE 小于靜息狀態(tài)（P均＜0.05）；負(fù)荷狀態(tài)男性GWI、GCW、GWW 值大于靜息狀態(tài)（P均＜0.05）；女性GWI、GCW、GWW 值大于靜息狀態(tài)，GWE 值小于靜息狀態(tài)（P均＜0.05）；負(fù)荷狀態(tài)男性GWW 顯著低于女性（P均＜0.05）。GWI、GCW 和GWW 值隨著年齡增長(zhǎng)有增大趨勢(shì)。既往研究[8,13]與本研究表明靜息狀態(tài)MW 參數(shù)一致性好，本研究進(jìn)一步驗(yàn)證負(fù)荷狀態(tài)MW 參數(shù)一致性良好。

本研究具有一定局限性，首先樣本量偏小，后續(xù)研究需擴(kuò)大樣本量，進(jìn)一步驗(yàn)證初步探究所得MW 參數(shù)在性別、年齡間的差異，得到更加準(zhǔn)確完善的中國(guó)人MW 參數(shù)特征。MW 仍然基于二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)，不適用于圖像質(zhì)量差的患者。此外，由于左心室壓力是通過(guò)肱動(dòng)脈收縮期血壓預(yù)測(cè)得到，因此MW 分析不適用于左心室流出道嚴(yán)重狹窄或主動(dòng)脈瓣重度狹窄的患者。

綜上所述，本研究初步探究了正常成人靜息及負(fù)荷狀態(tài)下MW 參數(shù)特征，進(jìn)一步證實(shí)了MW 參數(shù)重復(fù)性好，具有可靠性，分析過(guò)程簡(jiǎn)便，具有可行性，為將來(lái)MW 參數(shù)廣泛應(yīng)用于心臟疾病的診斷、療效評(píng)價(jià)及預(yù)后評(píng)估提供了一定的參考價(jià)值，促進(jìn)臨床更加全面、準(zhǔn)確地評(píng)估心臟功能。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突