[摘要]"隨著右心室功能異常的發(fā)生,各種心血管事件的發(fā)病率和死亡率相應(yīng)增加。三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)(three-dimensional"speckle"tracking"imaging,3D-STI)的出現(xiàn)為臨床右心室功能評(píng)估提供無創(chuàng)、準(zhǔn)確的客觀依據(jù)。本綜述就3D-STI評(píng)估右心室功能的應(yīng)用現(xiàn)狀及研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)。
[關(guān)鍵詞]"右心室;三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù);心功能
[中圖分類號(hào)]"R445.1""""""[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]"A""""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2025.07.030
1""三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)的定義
三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)(three-dimensional"speckle"tracking"imaging,3D-STI)是以斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新技術(shù),其不受右心室解剖結(jié)構(gòu)和幾何形狀的影響,可逐幀追蹤三維全容積圖像中感興趣區(qū)域心肌運(yùn)動(dòng)軌跡,通過軟件分析推導(dǎo)出心肌在整個(gè)心動(dòng)周期中的各個(gè)形變參數(shù),對(duì)右心室室壁運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定量分析。3D-STI克服二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)跨平面無法追蹤的局限性和組織多普勒的角度依賴性,在三維空間中跟蹤所有心肌斑點(diǎn),不受心肌運(yùn)動(dòng)方向的限制,檢測(cè)心動(dòng)周期期間心腔的體積變化,避免圖像縮短,并規(guī)避心率因素引起的誤差,全面評(píng)估整體和節(jié)段右心室室壁心肌運(yùn)動(dòng)功能;并與心臟磁共振(cardiac"magnetic"resonance,CMR)所測(cè)得的右心室射血分?jǐn)?shù)具有較高相關(guān)性[1-3]。因此,3D-STI為客觀量化和評(píng)估右心室體積、整體和局部心肌功能提供一種簡(jiǎn)單、無創(chuàng)的新型成像技術(shù),為患者病情評(píng)估、危險(xiǎn)分層、治療方案的制定與調(diào)整和預(yù)后判斷提供參考。
2""3D-STI在臨床研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1""評(píng)估心臟毒性藥物對(duì)心肌功能的影響
早期監(jiān)測(cè)右心室心肌力學(xué)變化,對(duì)患者治療方案的制定與調(diào)整具有指導(dǎo)意義。王燕[4]將36例乳腺癌根治術(shù)后化療患者納入研究,采用3D-STI對(duì)化療前、化療第2、4、6周期末4個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的右心室心肌力學(xué)變化進(jìn)行評(píng)估,測(cè)量參數(shù)包括右心室整體縱向、圓周、徑向應(yīng)變和右心室整體面積應(yīng)變。研究顯示患者右心室整體縱向應(yīng)變?cè)诨煹?周期末時(shí)相比化療前明顯減低?;颊哂倚氖艺w縱向、面積應(yīng)變隨著化療周期的增加顯著降低,且與藥物劑量的累積程度相關(guān)。魏玉秀等[5]研究證實(shí)3D-STI可反映乳腺癌術(shù)后化療患者早期右心室心肌力學(xué)損害程度與化療周期的延長(zhǎng)和藥物劑量的累積成正比。趙睿等[6]選取50例行蒽環(huán)類藥物化療的淋巴瘤患者,在基線、完成4個(gè)周期及6個(gè)周期化療后采用3D-STI獲取右心室游離壁縱向應(yīng)變、右心室間隔縱向應(yīng)變和右心室射血分?jǐn)?shù)。結(jié)果顯示與基線相比,右心室游離壁縱向應(yīng)變?cè)谕瓿?個(gè)周期時(shí)明顯下降;右心室間隔縱向應(yīng)變?cè)谕瓿?個(gè)周期時(shí)出現(xiàn)顯著降低;此外,在化療結(jié)束時(shí)右心室射血分?jǐn)?shù)明顯降低。完成4個(gè)周期時(shí)右心室游離壁縱向應(yīng)變相較于基線值下降的百分率≥13%,預(yù)測(cè)化療結(jié)束后心臟毒性反應(yīng)出現(xiàn)的敏感度為70%,特異性為87%,曲線下面積為0.726。右心室游離壁縱向應(yīng)變的變化可早期預(yù)測(cè)化療后心臟毒性反應(yīng),且其與右心室射血分?jǐn)?shù)高度相關(guān)。因此,3D-STI可用于早期檢測(cè)心臟毒性藥物化療后右心室亞臨床心肌功能障礙。
2.2""評(píng)估慢性腎功能不全患者的心功能
慢性腎功能不全是指腎實(shí)質(zhì)緩慢破壞導(dǎo)致腎功能進(jìn)行性、不可逆性惡化為特征的臨床綜合征。慢性腎功能不全可引發(fā)全身多種并發(fā)癥及多器官功能進(jìn)行性損害,降低患者生活質(zhì)量,而心血管不良事件是導(dǎo)致患者不良預(yù)后的主要原因之一[7]。早期檢出慢性腎功能不全患者右心室功能的異常,可在一定程度上延緩病情進(jìn)展,提高患者生活質(zhì)量。劉劍秋等[8]選取82例慢性腎功能不全患者根據(jù)腎功能分為輕度組和中–重度組,采用3D-STI分析各組患者的右心室整體縱向、圓周、徑向收縮期峰值應(yīng)變,結(jié)果顯示中–重度組患者的右心室整體縱向、圓周收縮期峰值應(yīng)變顯著高于輕度組和健康對(duì)照組,右心室整體徑向收縮期峰值應(yīng)變顯著低于輕度組和健康對(duì)照組。研究表明3D-STI在評(píng)估慢性腎功能不全患者右心室功能方面可靠性較高。
2.3""對(duì)心力衰竭患者右心功能的評(píng)價(jià)
心力衰竭是一種慢性進(jìn)行性疾病,右心室功能障礙與心力衰竭不良預(yù)后獨(dú)立相關(guān)。準(zhǔn)確評(píng)估右心室功能對(duì)心力衰竭患者的疾病診斷、治療及預(yù)后具有重要價(jià)值。既往研究表明慢性心力衰竭中右心室功能改善與更好的預(yù)后相關(guān),也有研究認(rèn)為慢性心力衰竭治療結(jié)局可部分歸因于右心室功能障礙的進(jìn)展程度[9-10]。楊曉青等[11]選擇102例心肌梗死后心力衰竭患者作為觀察組,將其分為心功能Ⅱ級(jí)組、心功能Ⅲ級(jí)組和心功能Ⅳ級(jí)組,對(duì)照組選擇100名建康體檢者,采用3D-STI分析四組受試者的右心室游離壁縱向應(yīng)變和右心室室間隔縱向應(yīng)變,結(jié)果顯示對(duì)照組受試者的右心室游離壁和室間隔縱向應(yīng)變均高于觀察組3個(gè)亞組,且心功能Ⅱ級(jí)組gt;心功能Ⅲ級(jí)組gt;心功能Ⅳ級(jí)組。研究表明心肌梗死后心力衰竭患者的右心室縱向收縮功能受損,且心功能分級(jí)與受損程度成正比。因此,3D-STI對(duì)心肌梗死后心力衰竭患者的病情評(píng)估具有高度可靠性。
3D-STI對(duì)終末期心力衰竭患者右心室心肌纖維化嚴(yán)重程度的評(píng)估也有一定臨床意義。心肌纖維化是導(dǎo)致心力衰竭的主要原因。心肌纖維化主要是由于心肌收縮和舒張功能下降,并逐漸發(fā)展為心力衰竭[12]。在心力衰竭患者診療過程中,早期識(shí)別心肌纖維化有助于改善患者的病情進(jìn)展。姬蓉等[13]將63例行心臟移植的終末期心力衰竭患者納入研究,按照心肌纖維化程度分為輕度、中度和重度組,采用3D-STI獲取右心室游離壁縱向應(yīng)變。結(jié)果顯示輕度組、中度組和重度組患者的右心室游離壁縱向應(yīng)變均減?。恍募±w維化與右心室游離壁縱向應(yīng)變呈負(fù)相關(guān);右心室游離壁縱向應(yīng)變?cè)\斷右心室重度心肌纖維化的敏感度和特異性均較高。因此,3D-STI可通過評(píng)估終末期心力衰竭患者右心室心肌纖維化程度為臨床提供參考價(jià)值。
2.4""對(duì)肺動(dòng)脈高壓患者右心功能的評(píng)價(jià)
肺動(dòng)脈高壓是由多種已知或未知原因引起肺動(dòng)脈壓異常升高的一種病理生理狀態(tài),因肺循環(huán)阻力增加,右心負(fù)荷增大,最終導(dǎo)致右心衰竭,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡[14-16]。右心室功能不全是肺動(dòng)脈高壓患者生存的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。Li等[17]選取54例初次治療的肺動(dòng)脈高壓患者,按照肺動(dòng)脈收縮壓將其分為輕度組、中度組和重度組,對(duì)照組選取35名健康體檢者。采用3D-STI獲取肺動(dòng)脈高壓患者治療前后和對(duì)照組的右心室游離壁縱向應(yīng)變、徑向應(yīng)變及圓周應(yīng)變。結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,中度和重度肺動(dòng)脈高壓患者的游離壁縱向應(yīng)變、徑向應(yīng)變和圓周應(yīng)變均降低;輕度組患者的右心室游離壁縱向應(yīng)變降低,而徑向應(yīng)變和圓周應(yīng)變與對(duì)照組無明顯差異。與輕度組相比,重度組患者的游離壁縱向應(yīng)變、徑向應(yīng)變和圓周應(yīng)變均降低。該研究表明右心室游離壁縱向應(yīng)變可區(qū)分不同程度的肺動(dòng)脈高壓,且其對(duì)肺動(dòng)脈高壓患者使用血管擴(kuò)張劑治療后的療效評(píng)價(jià)亦有一定價(jià)值。
肺動(dòng)脈高壓也是系統(tǒng)性硬化病患者死亡的主要原因之一。胡文姝等[18]將68例系統(tǒng)性硬化病患者根據(jù)有無肺動(dòng)脈高壓分為合并肺動(dòng)脈高壓組和未合并肺動(dòng)脈高壓組,對(duì)照組選取40名健康者。研究發(fā)現(xiàn)相較于對(duì)照組,未合并肺動(dòng)脈高壓組患者的右心室游離壁縱向應(yīng)變和右心室整體縱向應(yīng)變絕對(duì)值均降低,而合并肺動(dòng)脈高壓組降低更明顯,表明除心臟雷諾現(xiàn)象外,肺血管阻力持續(xù)增高也可引起右心室功能不全,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致心力衰竭。同時(shí),相關(guān)性研究表明右心室整體和游離壁縱向應(yīng)變絕對(duì)值越低,肺動(dòng)脈收縮壓越高,因此,右心室后負(fù)荷過重,心肌應(yīng)變能力隨之下降,進(jìn)而可引發(fā)右心室功能不全。其中,右心室游離壁縱向應(yīng)變與肺動(dòng)脈收縮壓之間存在顯著相關(guān)性,且能敏感發(fā)現(xiàn)在后負(fù)荷影響下亞臨床右心室功能變化。3D-STI可有效評(píng)價(jià)系統(tǒng)性硬化病合并肺動(dòng)脈高壓患者的右心室功能障礙,為該類群體的病情程度提供一種無創(chuàng)的影像評(píng)估手段。
2.5""對(duì)急性肺動(dòng)脈栓塞患者右心室功能的評(píng)估
急性肺動(dòng)脈栓塞(acute"pulmonary"embolism,APE)是以各種栓子堵塞肺動(dòng)脈而引起呼吸循環(huán)功能障礙的疾病[19]。右心室功能障礙是APE死亡的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子并可對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分層[20]。準(zhǔn)確評(píng)估右心室功能可改善患者預(yù)后。江佩等[21]運(yùn)用3D-STI獲取APE患者和健康體檢者的右心室整體縱向應(yīng)變、整體環(huán)向應(yīng)變,結(jié)果顯示與健康體檢者相比,APE患者的右心室整體縱向應(yīng)變絕對(duì)值降低,表明右心室整體縱向應(yīng)變可較敏感地檢測(cè)APE患者的右心室功能受損。因此,3D-STI可為臨床準(zhǔn)確評(píng)估APE患者右心室功能狀態(tài)提供一種新技術(shù)。
2.6""對(duì)心臟移植術(shù)后右心室功能的評(píng)估
終末期心力衰竭屬于心臟失代償階段,心臟移植是唯一的治療手段。心臟移植術(shù)后右心功能受損將影響患者預(yù)后,因此,準(zhǔn)確評(píng)估心臟移植術(shù)后患者右心功能意義重大。孫薇[22]納入38例心臟移植術(shù)后患者,采用3D-STI和CMR分別獲取右心室舒張末期容積、右心室收縮末期容積、右心室射血分?jǐn)?shù),結(jié)果顯示3D-STI與CMR獲取的右心室容積參數(shù)相關(guān)性和一致性均較高,且3D-STI獲取的右心室游離壁縱向應(yīng)變與CMR獲取的右心室射血分?jǐn)?shù)高度相關(guān)。因此,三維右心室游離壁縱向應(yīng)變可用于評(píng)估心臟移植術(shù)后患者的右心室功能。
3""3D-STI的局限性及前景
3D-STI是通過單次采集后系統(tǒng)自動(dòng)呈現(xiàn)多切面圖像,無需采集多切面圖像,再通過分析軟件自動(dòng)描繪心內(nèi)膜感興趣區(qū)域,從而獲取相關(guān)應(yīng)變參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)心肌功能的定量評(píng)價(jià)。但其作為一種新型評(píng)估心臟結(jié)構(gòu)及功能的技術(shù)仍存在一定局限性:①三維超聲圖像空間分辨率和時(shí)間分辨率相對(duì)較低,心內(nèi)膜追蹤過程在圖像質(zhì)量差時(shí)會(huì)受到干擾,進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差;②當(dāng)受檢者存在心律不齊時(shí),將對(duì)結(jié)果的精確性產(chǎn)生影響;③各公司的分析軟件存在差異,影響后續(xù)對(duì)心臟功能的評(píng)估[23-24]。3D-STI的主要缺點(diǎn)是依賴良好的聲窗、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集和受檢者屏氣的配合[25]。目前,3D-STI已大量運(yùn)用于心臟功能的研究,尤其是左心室功能,如瓣膜病、心肌病、先天性心臟病術(shù)后、心臟再同步化治療和腫瘤治療相關(guān)心臟損傷等,但其應(yīng)用于右心室功能的研究較少。隨著研究不斷深入,3D-STI對(duì)高血壓、膜周部室間隔缺損、睡眠呼吸暫停綜合征、塵肺病患者右心室運(yùn)動(dòng)及功能研究也有涉及,但對(duì)肺部疾病尤其是慢性肺源性心臟病患者右心室功能的研究鮮有文獻(xiàn)報(bào)道,有待進(jìn)一步研究并細(xì)化右心室運(yùn)動(dòng)。
3D-STI是用于評(píng)估心肌應(yīng)變的先進(jìn)技術(shù),有望提高超聲心動(dòng)圖對(duì)右心室功能分析的重復(fù)性和準(zhǔn)確性,減少人為主觀因素的影響。相信未來隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步,3D-STI將不斷成熟并逐漸廣泛應(yīng)用于臨床。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。
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(收稿日期:2024–11–29)
(修回日期:2025–02–17)