曹司琪，陳勇，李紅校，楊菲，陳銀花，崔瑞雪

(1大連醫(yī)科大學(xué)研究生院影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)系，遼寧 大連 116044；蘇北人民醫(yī)院：2功能檢查科，3心血管內(nèi)科，江蘇 揚(yáng)州225001)

心臟再同步化治療(cardiac resynchronization therapy，CRT) 自1983年首次被提出后，對(duì)于左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction，LVEF)下降合并寬QRS的患者，是一種良好的新的治療手段。作為治療慢性心力衰竭的一種新方法，其臨床價(jià)值也已得到醫(yī)師和患者的認(rèn)可[1]。但不是所有患者CRT治療均有效果,其有效率僅為50%～70%[2]。目前尚無統(tǒng)一預(yù)測(cè)CRT療效的標(biāo)準(zhǔn)。

超聲心動(dòng)圖技術(shù)是臨床上應(yīng)用最廣泛的無創(chuàng)性評(píng)價(jià)心臟收縮和舒張功能的可靠技術(shù)。多中心研究顯示，常用超聲技術(shù)不能預(yù)測(cè) CRT 療效[3]，同時(shí)國內(nèi)也有研究表明，常用的 M 型超聲、頻譜多普勒和組織多普勒指標(biāo)均不能預(yù)測(cè) CRT 療效[4]。非侵入性左心室心肌做功(myocardial work, MW)相關(guān)參數(shù)將作為一種新指標(biāo)來評(píng)價(jià)左心室(left ventricular，LV)的收縮功能，通過結(jié)合斑點(diǎn)追蹤成像(speckletracking inaging, STI)得到的應(yīng)變數(shù)據(jù)及非侵入性方式測(cè)得的左心室壓力形成的時(shí)間函數(shù)，即壓力-應(yīng)變曲線(pressure strain loop，PSL)，降低了心臟后負(fù)荷對(duì)傳統(tǒng)心肌應(yīng)變及LVEF 測(cè)量結(jié)果的影響[5，6]。Russell等[5，7]和Hubert等[8]最新研究表明，PSL評(píng)估心肌做功的結(jié)果與侵入性方式心導(dǎo)管結(jié)果顯著相關(guān)。本研究應(yīng)用PSL評(píng)估CRT患者手術(shù)前后的左心室心肌做功，并預(yù)測(cè)CRT療效的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇2017年12月至2019年10月在江蘇省蘇北人民醫(yī)院接受CRT治療且成功植入三腔起搏器的慢性心力衰竭患者75例，其中男性54例，女性21例,年齡43～68(61.3±7.51)歲。所有患者均符合以下標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前符合紐約心臟病學(xué)會(huì)心功能分級(jí)Ⅲ～Ⅳ級(jí)的慢性心力衰竭診斷標(biāo)準(zhǔn)的患者，心電圖示QRS間期≥120 ms，同時(shí)滿足左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic dimension，LVEDD)>55 mm，LVEF≤35%。排除標(biāo)準(zhǔn)：冠心病心肌梗死發(fā)作或行冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)后、瓣膜病、先天性心臟病、高血壓性心臟病等其他心血管疾病，以及圖像質(zhì)量較差、不能清晰描繪心內(nèi)膜邊界者。將CRT術(shù)后6個(gè)月較術(shù)前左心室收縮末期容積減小率(△LVESV)≥15%定義為CRT治療有效[9]，列為有效組，反之為無效組。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)通過(批件號(hào)：2020KY-032)，所有研究對(duì)象均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器 采用GE vivid E95超聲診斷儀(GE Vingmed Ultrasound, 霍爾頓，挪威)，M5S心臟探頭，頻率為1.7～3.4 MHz，幀頻40～80 Hz檢查相關(guān)參數(shù)指標(biāo)，并配備EchoPAC工作站。

1.2.2 圖像采集 患者取左側(cè)臥位進(jìn)行超聲心動(dòng)圖掃查，在胸骨旁長(zhǎng)軸切面測(cè)量LVEDD、左心室收縮末期內(nèi)徑(left ventricular end-systolic dimension，LVESD)、左房前后徑(left atrial dimension，LAD)，采用雙平面Simpson法測(cè)量左心室舒張末期容積(left ventricular end-diastolic volume，LVEDV)、左心室收縮末期容積(left ventricular end-systolic volume，LVESV)及LVEF。于心尖五腔心切面采集主動(dòng)脈瓣頻譜多普勒血流頻譜。同步連接心電圖，囑患者平靜呼吸，連續(xù)采集至少5個(gè)心動(dòng)周期的左心室心尖三腔、四腔、兩腔切面二維動(dòng)態(tài)圖像，二維圖像平均幀頻(60±5)幀/s。收集起搏器植入術(shù)前及術(shù)后 6 個(gè)月的圖像，以DICOM格式儲(chǔ)存至硬盤以備分析，并記錄患者實(shí)時(shí)上臂袖帶測(cè)量所得的血壓數(shù)值。

1.2.3 左心室心肌做功參數(shù)數(shù)據(jù)分析 將原始圖像導(dǎo)入EchoPAC工作站進(jìn)行圖像分析。首先，選擇主動(dòng)脈瓣多普勒頻譜圖像，標(biāo)記Event timing；其次，進(jìn)入AFI模式，依次選取心尖三腔、四腔、兩腔心切面的二維動(dòng)態(tài)圖像，軟件自動(dòng)描記出心內(nèi)膜邊界生成感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，對(duì)于心內(nèi)膜自動(dòng)描記不滿意者可手動(dòng)調(diào)整ROI寬度及心內(nèi)膜邊界，3個(gè)切面圖像分析完成后，系統(tǒng)自動(dòng)生成左心室整體及18個(gè)節(jié)段的心肌應(yīng)變參數(shù)；點(diǎn)擊Myocardiac Work 輸入采集圖像時(shí)的實(shí)時(shí)血壓數(shù)值，點(diǎn)擊Advanced即可獲得左心室整體縱向應(yīng)變(global longitudinal strain, GLS)、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 wasted work, GWW)及整體做功效率(global work efficiency, GWE；圖1)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

圖1 有效組某患者術(shù)前及術(shù)后左心室心肌做功參數(shù)Figure 1 Left ventricular myocardial work parameters of a patient in effective group before and after operation A: before operation; B: after operation.

2 結(jié) 果

將CRT術(shù)后6個(gè)月，較術(shù)前左心室收縮末期容積減小率(△LVESV)≥15%定義為CRT治療有效組。其中49例患者治療有效(有效組)，26例無效(無效組)，有效率為65%。CRT前后所有患者均為竇性心律，心率間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[(75±13)和(73±11)次/min，P>0.05]。

2.1 常規(guī)超聲心動(dòng)圖參數(shù)比較

與術(shù)前比較，有效組術(shù)后6個(gè)月LVEDD、LVEDV和LVESV均顯著減小，LVEF明顯改善(P< 0.05) ；無效組各參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。有效組和無效組術(shù)前各參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

2.2 左心室心肌做功參數(shù)及GLS比較

與術(shù)前比較，有效組術(shù)后6個(gè)月GWI、GCW、GWE均增高，GWW降低(P<0.05) ；無效組各參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。有效組術(shù)前GCW和GWW大于無效組(P<0.05) ；其余參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。

2.3 GCW、GWW與△LVESV相關(guān)性分析

由圖2可見，GCW與△LVESV呈正相關(guān)(r=0.58，P<0.05)，與LVEF呈正相關(guān)(r=0.64，P<0.05)。GWW與△LVESV、LVEF無顯著相關(guān)性(P>0.05)。

2.4 超聲預(yù)測(cè)CRT療效的有效因素

由圖3可見，ROC曲線顯示GCW的曲線下面積為0.78；當(dāng)GCW為935 mmHg%時(shí)預(yù)測(cè)CRT療效的靈敏度和特異度分別為71.4%和69.2%。GWW的曲線下面積為0.85；當(dāng)GWW為276 mmHg%時(shí)預(yù)測(cè)CRT療效的靈敏度和特異度分別為73.5%和92.3%。

2.5 重復(fù)性檢驗(yàn)

GLS、GWI、GCW、GWW和GWE的觀察者組內(nèi)和組間的差異分別為4.7%～9.6%和5.8%～13.4%。

表1 CRT有效組和無效組的常規(guī)超聲參數(shù)比較

表2 CRT有效組和無效組的左心室心肌做功參數(shù)及GLS比較

圖2 術(shù)前GCW與LVEF及△LVESV的相關(guān)性分析Figure 2 Analysis of correlation of GCW with LVEF or △LVESV GCW: global constructive work; LVEF: left ventricular ejection fraction; △LVESV: left ventricular end-systolic volume reduction rate.

3 討 論

CRT又稱雙心室起搏，是在傳統(tǒng)起搏基礎(chǔ)上增加左心室起搏，通過雙心室起搏的方式改善心力衰竭患者的心室收縮不同步，從而增加心輸出量，改善患者的生活質(zhì)量。尤其適用于心力衰竭合并寬QRS波的患者，特別是對(duì)左束支傳導(dǎo)阻滯的患者效果更佳。然而有研究顯示，仍有30%～50%的患者治療無效[2]?？紤]到CRT有較高的風(fēng)險(xiǎn)和成本，對(duì)于不太可能受益的患者避免植入三腔起搏器至關(guān)重要，因此選擇合適的方法和參數(shù)來預(yù)測(cè)CRT的療效，從而篩選更合適的患者將大大提高CRT治療的有效率。

圖3 GCW和GWW的ROC曲線Figure 3 ROC curve of GCW and GWW GCW: global constructive work; GWW: global wasted work; ROC: receiver operating characteristic.

基于二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)成像得出的應(yīng)變和應(yīng)變率可以真實(shí)反映局部心肌的收縮和舒張活動(dòng)。應(yīng)變是指固體物質(zhì)在被施加外力的作用下所發(fā)生的形態(tài)上的改變。但該參數(shù)仍具有負(fù)荷依賴性，后負(fù)荷增加和心肌病變均會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變下降[10]。非侵入性左心室心肌做功指數(shù)是一個(gè)評(píng)價(jià)左心室做功的新參數(shù)，通過聯(lián)合后負(fù)荷，克服了后負(fù)荷對(duì)應(yīng)變的影響，更好的反映左心室收縮同步性。整體心肌做功測(cè)量利用超聲斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)結(jié)合肱動(dòng)脈收縮壓，建立壓力-應(yīng)變曲線。GWI即為左心室壓力-應(yīng)變曲線的面積，是指從二尖瓣關(guān)閉到二尖瓣開放這段時(shí)間心肌做的總功。GCW為心肌各節(jié)段收縮期縮短及等容舒張期延長(zhǎng)所做的功，GWW為收縮期心肌延長(zhǎng)和等容舒張期心肌縮短造成的能量損失，GWE即所有左心室節(jié)段有效功占心臟整體做功的比值。既往應(yīng)用超聲評(píng)價(jià)心肌做功應(yīng)用的是Tei指數(shù)，其與GWI的差異在于Tei指數(shù)的計(jì)算方法：Tei指數(shù)=(等容舒張期 + 等容收縮期/射血時(shí)間)，Tei是時(shí)間的比值，而GWI代表的是有效功占總功的比值。本研究應(yīng)用心肌做功相關(guān)參數(shù)評(píng)估CRT患者手術(shù)前后的左心室心肌做功指數(shù)，并預(yù)測(cè)CRT的療效，經(jīng)研究證實(shí)了其可行性，且重復(fù)性良好。

本研究常規(guī)超聲心動(dòng)圖顯示，有效組術(shù)后LVEDV和LVESV減小， LVEF明顯改善，表明術(shù)后左心室收縮功能明顯改善，這與以往研究一致[9]。心肌做功參數(shù)顯示GWI、GCW、GWE增高，GWW降低，這說明有效組術(shù)后心肌做功效率、做功能力顯著提升，且心肌做功相關(guān)參數(shù)可有效評(píng)估CRT術(shù)后心臟收縮功能。這可能與CRT患者術(shù)前不同部位心肌收縮速率達(dá)峰的時(shí)間不同有關(guān)。正常人不同部位心肌的電和機(jī)械活動(dòng)的起始時(shí)間雖然不同，但不同部位心肌收縮速率達(dá)峰的時(shí)間相同。而心力衰竭患者，尤其左束支傳導(dǎo)阻滯的患者，其左心室后側(cè)壁的電和機(jī)械活動(dòng)病理性滯后，使該部位心肌收縮達(dá)峰時(shí)間明顯延遲，CRT術(shù)后使后側(cè)壁的心肌電和機(jī)械活動(dòng)提前，收縮同步達(dá)峰，增加心肌運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性，減少無效功[11]。另外CRT還可以調(diào)整心室同步[12](VV間期)，已獲得最佳的心室收縮功能，增加有效功。而無效組各參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其原因可能是因?yàn)槠鸩髦踩氲膮^(qū)域存在心肌瘢痕[13]或患者本身心肌重塑或纖維化[14]，心肌瘢痕影響左心室電極促發(fā)左心室電活動(dòng)，進(jìn)而影響左心室收縮，心臟再同步化治療效果不佳。

本研究結(jié)果還顯示術(shù)前GCW與△LVESV、術(shù)后LVEF呈正相關(guān)，這表明CRT患者術(shù)前GCW越高，可能術(shù)后效果越好。有效組術(shù)前GCW和GWW大于無效組，說明GCW和CWW是預(yù)測(cè)CRT療效的有效參數(shù)，這與Galli等[15]研究結(jié)果一致。但ROC曲線下面積顯示，GWW曲線下面積高于GCW，這說明GWW能更好地預(yù)測(cè)CRT的療效，有待以后的研究中擴(kuò)大樣本量，繼續(xù)收集患者資料進(jìn)行深入研究，以計(jì)算出更標(biāo)準(zhǔn)地截?cái)嘀祦眍A(yù)測(cè)CRT的療效。

本研究的局限性：(1)PSL未考慮到左心室?guī)缀涡螤?、室壁厚度和張力?duì)測(cè)量結(jié)果的影響，亦未考慮舒張期，因此GWI與真實(shí)的MW測(cè)量可能會(huì)有一定誤差；(2)PSL是做功的無創(chuàng)替代指標(biāo)，雖實(shí)驗(yàn)證明PSL與壓力-容積環(huán)的結(jié)果呈顯著相關(guān)，但其單位不是焦耳；(3)上臂袖帶測(cè)壓無法確定其真正測(cè)量的是手臂動(dòng)脈還是心室外的主動(dòng)脈血壓值，這兩處的血壓值可能會(huì)達(dá)到25 mmHg的誤差；(4)本研究樣本數(shù)較少，隨訪時(shí)間較短，有待于擴(kuò)大樣本量，對(duì)CRT患者繼續(xù)跟蹤隨訪調(diào)查，以深入研究CRT術(shù)后的長(zhǎng)期療效。

綜上所述，左心室PSL可評(píng)估CRT患者的心肌做功，從而評(píng)價(jià)左心室收縮功能，且重復(fù)性良好，可行性高，并可預(yù)測(cè)CRT患者的治療效果，從而為心臟內(nèi)科術(shù)前篩選合適的CRT患者提供了一種新方法。