四維超聲定量技術(shù)評價不同分級肝硬化患者左房容積和功能的特征

戴敏，汪蕓玏，彭麗娟，黨時鵬，錢大鈞，馬芳山

肝硬化在我國是發(fā)病率和病死率均較高的慢性肝病，其不僅會造成患者肝功能損傷，還可引起心臟結(jié)構(gòu)和功能異常［1］。心臟在外周血管擴張、血容量增加及毒性物質(zhì)的作用下表現(xiàn)為心率增加、心博量增加等高動力循環(huán)狀態(tài)，進而導(dǎo)致心臟擴大和心肌功能受損，即肝硬化性心肌?。╟irrhotic cardiomyopathy，CCM）［2-3］。以往關(guān)于CCM的研究主要集中于左心室［4］，較少涉及左心房，但實際上左房對容量的改變更為敏感。已有研究表明，左房擴大和功能改變與房速、心房顫動及腦卒中等疾病發(fā)生高度相關(guān)，而且左房容積也是預(yù)測死亡的獨立危險因子［5-6］。因此，及早準(zhǔn)確地評估肝硬化患者左房結(jié)構(gòu)和功能的改變能為臨床治療措施選擇、療效評估以及預(yù)后判定提供重要的參考。四維超聲左房定量（fourdimensional left atrium quantification，4D LAQ）技術(shù)是一種無創(chuàng)性定量評估左房的超聲心動圖新技術(shù)，可實時獲取左房立體空間的容積和心肌在時間和空間上的應(yīng)變運動能力，對多種心血管疾病的診斷和預(yù)后評估有重要價值。本研究旨在應(yīng)用4D LAQ技術(shù)定量評估肝硬化患者左房早期改變及不同階段下左房形態(tài)及功能變化，探討其臨床應(yīng)用價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 將2018年9月—2020年6月于無錫市人民醫(yī)院和第五人民醫(yī)院臨床診斷明確且超聲圖像符合肝硬化診斷標(biāo)準(zhǔn)的60例患者作為肝硬化組，平均年齡（56.91±8.33）歲，肝硬化的診斷標(biāo)準(zhǔn)符合《慢性乙型肝炎防治指南（2015年版）》［7］。根據(jù)Child-Pugh分級分為Child-Pugh A組26例、Child-Pugh B組19例和Child-Pugh C組15例，Child-Pugh A級為肝硬化代償期，Child-Pugh B級和Child-Pugh C級為肝硬化失代償期。另外選擇同期健康體檢的正常成人60例作為對照組。所有受試對象排除標(biāo)準(zhǔn)：既往有心臟?。ㄈ绻谛牟　⑿牧λソ?、肺心病、心臟瓣膜病等）、高血壓、糖尿病、高脂血癥、甲狀腺功能亢進、呼吸及泌尿系統(tǒng)慢性疾病者、近1個月有胃腸道出血的肝硬化患者以及四維超聲采圖不成功者。所有受檢者均對本研究知情同意。

1.2 超聲檢查 應(yīng)用GE公司的Vivid E95彩色多普勒超聲診斷儀，采用M5Sc及4V-D探頭，脫機分析軟件為Echopac。受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步記錄心電圖。首先采用M5Sc探頭進行常規(guī)超聲心動圖檢查，采集3個心動周期的二維灰階、彩色動態(tài)以及頻譜圖像，按照美國超聲心動圖協(xié)會指南標(biāo)準(zhǔn)進行測量，分別測量左房內(nèi)徑（left atrial dimension，LAD）、室間隔厚度（interventricular septal，IVS）、左室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end-diastolic dimension，LVEDD）以及左室收縮末期內(nèi)徑（left ventricular end-systolic dimension，LVESD）；用雙平面Simpson's法測量左室射血分數(shù)（LV ejection fraction，LVEF）；脈沖多普勒（pulse-wave doppler，PW）測量二尖瓣口舒張早期血流速度峰值（E），舒張晚期血流速度峰值（A），組織多普勒（tissue doppler imaging，TDI）模式下測量二尖瓣環(huán)室間隔和側(cè)壁心肌舒張早期峰值速度（e'），計算室間隔與側(cè)壁的e'均數(shù)以及計算E/e'比值。

進行4D LAQ圖像分析時切換為4V-D探頭，取心尖四腔切面，進入4D模式，待圖像滿意后，囑受檢者屏住呼吸，存儲左心房全容積動態(tài)圖像并存入光盤。將光盤中圖像導(dǎo)入Echopac工作站，選取心內(nèi)膜清晰的圖像，啟動4D LAQ軟件進行圖像分析。軟件自動追蹤全心動周期心尖四腔、兩腔、三腔長軸切面和短軸切面的左房心內(nèi)膜輪廓，再次手動校準(zhǔn)心內(nèi)膜邊界，軟件自動分析出左房容積-時間曲線。結(jié)合心電圖，得出以下參數(shù)。（1）左房容積參數(shù)：左房最大容積（LAVmax）、左 房 最 小 容 積（LAVmin）、左 房 收 縮 前 容 積（LAVpreA）。左房每搏量（LAEV）=LAVmax-LAVmin，左房整體射血分數(shù)（LAEF）=LAEV/LAVmax。（2）左房心肌應(yīng)變參數(shù)：左室收縮期左房縱向和圓周峰值應(yīng)變（LASr和LASr_c）、舒張早期左房縱向和圓周峰值應(yīng)變（LAScd和LAScd_c）、舒張晚期左房縱向和圓周峰值應(yīng)變（LASct和LASct_c）。所有患者由同一醫(yī)師測量3次，然后各取其平均值。

1.3 實驗室檢測 對照組及肝硬化組患者抽取空腹靜脈血2～3 mL，離心后取血漿放入-80℃低溫冰箱，采用BIOMED公司酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒檢測氨基末端腦鈉肽前體（NT-proBNP）水平。受檢者均行血常規(guī)、電解質(zhì)、凝血功能、總膽紅素、白蛋白、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT）和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）等檢測。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件，正態(tài)分布的連續(xù)變量以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，2組間比較采用t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析，組間多重比較采用LSD-t檢驗，應(yīng)用Spearman法進行相關(guān)性分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基礎(chǔ)資料及血清學(xué)指標(biāo)比較 肝硬化組心率、總膽紅素、國際標(biāo)準(zhǔn)化比值、ALT、AST和NTproBNP明顯高于對照組，而白蛋白明顯低于對照組（P＜0.05）。肝硬化組年齡、體表面積、收縮壓和舒張壓與對照組差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。

2.2 常規(guī)超聲心動圖參數(shù)比較 肝硬化組LAD及E/e'顯著高于對照組，而e'低于對照組（P＜0.01）。肝硬化組LVEDD、LVESD、IVS、LVEF、E、A和E/A比值與對照組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

2.3 左房四維容積和應(yīng)變參數(shù)比較 與對照組相比，肝硬化Child-Pugh B和Child-Pugh C組患者LAD顯著升高；Child-Pugh C組LAD高于Child-Pugh A組（P＜0.05）。肝硬化各組左房四維容積參數(shù)LAVmax、LAVmin、LAVpreA及LAEV均顯著高于對照組（P＜0.05）；肝硬化各組LAEF與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。肝硬化Child-Pugh A組患者的LASr、LASct、LASr_c和LASct_c的絕對值較對照組增大（P＜0.05），而LAScd和LAScd_c的絕對值與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Child-Pugh B和Child-Pugh C組患者LASr、LASct、LASr_c和LASct_c的絕對值均較Child-Pugh A組降低，LAScd和LAScd_c的絕對值較對照組降低（P＜0.05），見表3、圖1。

Tab.l Comparison of general clinical data between two groups of patients表1 2組患者一般臨床資料比較 （±s）

Tab.l Comparison of general clinical data between two groups of patients表1 2組患者一般臨床資料比較 （±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；1 mmHg=0.133 kPa

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Tab.2 Comparison of traditional two-dimensional echocardiographic parameters between liver cirrhosis group and control group表2 肝硬化組與對照組常規(guī)二維超聲心動圖參數(shù)的比較 （±s）

Tab.2 Comparison of traditional two-dimensional echocardiographic parameters between liver cirrhosis group and control group表2 肝硬化組與對照組常規(guī)二維超聲心動圖參數(shù)的比較 （±s）

＊＊P＜0.01

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Tab.3 Comparison of four-dimensional left atriumvolume and strain indices between liver cirrhosis groups and control group表3 肝硬化各組與對照組四維左房容積和應(yīng)變參數(shù)的比較 （±s）

Tab.3 Comparison of four-dimensional left atriumvolume and strain indices between liver cirrhosis groups and control group表3 肝硬化各組與對照組四維左房容積和應(yīng)變參數(shù)的比較 （±s）

＊＊P＜0.01；a與對照組比較，b與Child-Pugh A組比較，P＜0.05

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Fig.1 Representative recording of volume and strain of four-dimensional LA quantification in healthy subjects and patients with cirrhosis圖1 健康體檢者和肝硬化患者四維左房定量容積和應(yīng)變示意圖

2.4 左房四維容積和應(yīng)變參數(shù)與肝功能分級的相關(guān)性 Spearman相關(guān)性分析顯示：左房容積參數(shù)LAVmax、LAVmin、LAVpreA與肝硬化分級均呈正相關(guān)（rs分別為0.383、0.325、0.302，P＜0.05），左房應(yīng)變參數(shù)LASr、LAScd、LASct、LASr_c、LAScd_c和LASct_c的絕對值與肝硬化分級均呈負相關(guān)（rs分別為-0.387、-0.463、-0.623、-0.365、-0.456、-0.467，P＜0.01）。

3 討論

近年來，人們越來越重視肝硬化患者的心臟功能障礙。CCM是一種肝硬化的并發(fā)癥，是指在排除已知心臟病的情況下出現(xiàn)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及電生理異常表現(xiàn)。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［1］。Merli等［8-9］研究顯示左心房擴大不僅是CCM的診斷標(biāo)準(zhǔn)之一，也可判斷肝硬化患者的預(yù)后。

左心房在心臟正常功能中起著非常重要的作用，其在收縮期作為儲器儲存肺靜脈回流的血液，舒張早期作為肺靜脈與左室之間的管道，將肺靜脈血液輸送回左室，舒張晚期左房主動收縮泵血進一步充盈左心室［10］。左房利用上述三方面的功能有效地調(diào)節(jié)左心室充盈和每搏量，維持正常心功能。由于左房形態(tài)不規(guī)則，且CCM患者在早期靜息狀態(tài)下結(jié)構(gòu)改變輕微，常規(guī)二維超聲心動圖難以早期發(fā)現(xiàn)肝硬化患者左房結(jié)構(gòu)和功能的變化，故需要尋找新的敏感技術(shù)和指標(biāo)來評價左房的改變。

4D LAQ是以三維超聲心動圖和斑點追蹤成像為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新技術(shù)，可對心臟進行全容積的分析，能更準(zhǔn)確地評估肝硬化患者左房的容積變化。本研究顯示肝硬化組的常規(guī)二維參數(shù)LAD高于對照組，與Silvestre等［11］研究結(jié)果相符；但在對肝硬化組分級后發(fā)現(xiàn)，Child-Pugh A組患者（代償期）的LAD與對照組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而四維左房容積參數(shù)LAVmax、LAVmin、LAVpreA及LAEV則較對照組升高，提示4D LAQ技術(shù)可在早期發(fā)現(xiàn)肝硬化患者左房結(jié)構(gòu)的改變。在肝硬化Child-Pugh B和C組（失代償期），LAVmax、LAVmin、LAVpreA及LAEV較對照組進一步升高，與Wiese等［12-13］關(guān)于左房容積的研究相一致。隨著肝硬化嚴(yán)重程度的加重，高動力循環(huán)引起高心輸出量，左房長期處于容量負荷過重狀態(tài)，導(dǎo)致心肌受損，心房內(nèi)血流淤滯增加以及容積逐漸增大，提示左房容積增大程度與肝功能受損程度相關(guān)。

4D LAQ除評價左房容積外，還可以追蹤左房三維空間內(nèi)心肌的運動軌跡，獲得不同時相的長軸和圓周應(yīng)變能力，且不受運動方向和聲束夾角影響。LASr和LASr_c反映左房的儲器功能，LAScd和LAScd_c反映左房的管道功能，LASct和LASct_c反映左房助力泵的功能［14］。在本研究中，肝硬化Child-Pugh A組（代償期）LASr、LASct、LASr_c和LASct_c的絕對值較對照組升高，LAScd和LAScd_c絕對值與對照組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義，提示在肝硬化代償期左房的儲器功能和泵功能是增加的。在肝硬化代償期為了維持肝臟所需，循環(huán)血量明顯增加導(dǎo)致左房儲備功能增強，收縮期左房內(nèi)血量的增加，可致左房容積增大，左房前負荷增加，根據(jù)Frank-Starling機制，左房助力泵功能也相應(yīng)增強。隨著肝硬化程度的加重，在Child-Pugh B和C組（肝硬化失代償期），LAScd和LAScd_c絕對值出現(xiàn)了降低，此時LASr、LASct、LASr_c和LASct_c絕對值較Child-Pugh A組不再升高而是出現(xiàn)了下降，提示在肝硬化失代償期左房儲器、管道和助力泵的功能出現(xiàn)了下降，與Sampaio等［15］研究相符。當(dāng)肝硬化處于失代償期時，肝功能損害的進一步加重，心功能受損也逐漸加重，導(dǎo)致維持高動力循環(huán)狀態(tài)的能力下降，左房儲器功能出現(xiàn)減弱。隨著左房內(nèi)殘血增加，左房腔進一步增大，超出Frank-Starling機制的代償范圍，再加上心肌細胞的纖維化，所以在失代償期左房助力泵功能逐漸減弱。同時，失代償期患者左室逐步纖維化，心肌僵硬度增加致順應(yīng)性下降。本研究也顯示肝硬化患者E/e'增加，左室舒張功能受損和左室內(nèi)舒張早期充盈壓升高，左室主動抽吸作用降低，導(dǎo)致左房管道功能相應(yīng)的進行性減低，與Nazar等［16］相關(guān)研究結(jié)果一致。以上研究結(jié)果提示隨著肝功能受損程度的不同，左房“儲器”、“管道”、“助力泵”功能進行了再分配，在肝硬化早期“儲器”、“助力泵”功能增強，適配機體循環(huán)血量增加；在肝硬化中晚期，隨著心肌損害的加重，“儲器”、“管道”及“助力泵”功能逐漸減弱。

本研究相關(guān)性分析結(jié)果顯示，左房容積參數(shù)LAVmax、LAVmin和LAVpreA與肝硬化的Child-Pugh分級均呈正相關(guān)；左房應(yīng)變參數(shù)LASr、LAScd、LASct、LASr_c、LAScd_c和LASct_c絕對值與肝硬化的分級均呈負相關(guān)，提示隨著肝功能受損程度加重，左房容積隨之增加，而心肌的應(yīng)變能力則是下降的。

綜上，4D LAQ技術(shù)不僅可敏感地反映肝硬化患者早期左房容積和心肌應(yīng)變的變化，還可反映不同肝功能分級下肝硬化患者左房各時相容積和功能狀態(tài)，可為臨床治療措施選擇、療效評估以及預(yù)后判定提供重要參考。另外，本研究也存在一些不足，如納入的樣本量有限，故只能得出初步結(jié)論。今后還需大樣本和更多研究來驗證，為臨床肝硬化患者的診治提供更有效的幫助。