斑點(diǎn)追蹤成像評(píng)價(jià)心臟淀粉樣變性患者左心室心肌分層應(yīng)變

心臟淀粉樣變性（CA）是不可溶性的淀粉樣蛋白對(duì)心肌間質(zhì)和血管周圍的滲透性浸潤(rùn)過(guò)程[1]，進(jìn)而導(dǎo)致心肌運(yùn)動(dòng)障礙。CA是一種罕見(jiàn)疾病，病死率高，臨床表現(xiàn)無(wú)特異性，給診斷帶來(lái)了極大的困難。超聲二維斑點(diǎn)追蹤（2D-STI）是近年來(lái)心臟超聲研究的熱點(diǎn)，其無(wú)角度依賴性，能測(cè)量心臟短軸及長(zhǎng)軸各節(jié)不同形式運(yùn)動(dòng)的應(yīng)變，能夠細(xì)致地評(píng)價(jià)左心室心肌功能。目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)采用2D-STI研究CA患者左心室內(nèi)外膜下心肌應(yīng)變的報(bào)道。本研究旨在探討CA患者左心室內(nèi)膜下、外膜下及整體心肌應(yīng)變的特點(diǎn)，以及采用STI技術(shù)評(píng)價(jià)CA患者左心室心肌收縮功能的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 2009-01～2012-11中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院經(jīng)超聲及心外活檢確診的20例CA患者，其中男13例，女7例；年齡42～65歲，平均（54.80±7.76）歲。診斷標(biāo)準(zhǔn)：所有患者均有心臟受累的臨床癥狀，均有典型的CA超聲心動(dòng)圖表現(xiàn)[左心室心肌明顯增厚（＞13 mm），伴或不伴右心室心肌增厚（＞8 mm），心肌內(nèi)可見(jiàn)閃爍顆粒樣回聲]，且均經(jīng)心外活檢證實(shí)為淀粉樣變性，活檢部位：皮膚9例，舌體組織4例，腎4例，牙齦2例，膀胱1例。排除高血壓、肥厚型心肌病、腎臟疾病引起的繼發(fā)性心肌肥厚、房顫或其他嚴(yán)重心律失常、冠心病、中至重度瓣膜疾病、糖尿病及其他疾病所致心臟器質(zhì)性病變。選擇與CA組年齡、性別匹配的30例健康志愿者作為對(duì)照，其中男性18例，女性12例；年齡45～62歲，平均（54.85±3.72）歲，均經(jīng)體格檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查、心電圖及超聲心動(dòng)圖檢查排除糖尿病、冠心病等器質(zhì)性心血管疾病。

1.2 儀器與方法 采用Philips iE33彩色多普勒超聲診斷儀，S5-1探頭，頻率1～3 MHz，幀頻（65±7）幀/s。受檢者取左側(cè)臥位，平靜呼吸，同步記錄心電圖，行常規(guī)超聲心動(dòng)圖檢查：標(biāo)準(zhǔn)左心室長(zhǎng)軸觀測(cè)量收縮末期左心房?jī)?nèi)徑（LAESd）、舒張末期左心室內(nèi)徑（LVEDd）、舒張末期室間隔厚度（IVSd）、舒張末期左心室后壁厚度（LVPWDd）；顯示心尖四腔觀，采用脈沖多普勒測(cè)量二尖瓣口舒張?jiān)缙谘鞣逅伲‥）、舒張末期血流峰速（A）、E波速度下降時(shí)間（DT）；采用雙平面Simpson法測(cè)量左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）。于TDI條件下記錄二尖瓣環(huán)室間隔側(cè)運(yùn)動(dòng)頻譜，測(cè)量收縮期運(yùn)動(dòng)速度（s）、舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度（e）、舒張晚期運(yùn)動(dòng)速度（a），計(jì)算E/e值。待圖像顯示清晰穩(wěn)定后，分別采集心率一致的二尖瓣、乳頭肌和心尖水平左心室短軸二維灰階動(dòng)態(tài)圖（幀頻60～70幀/s）各5個(gè)心動(dòng)周期，并存儲(chǔ)圖像。50例受檢者均成功采集短軸平面的3個(gè)二維灰階動(dòng)態(tài)圖像。

1.3 圖像分析 采用Qlab 8.1工作站，進(jìn)入TMQ Advanced斑點(diǎn)追蹤軟件程序，軟件系統(tǒng)自動(dòng)將左心室壁分為心內(nèi)膜下感興趣區(qū)和心外膜下感興趣區(qū)，分別對(duì)二尖瓣、乳頭肌、心尖3個(gè)左心室短軸水平的內(nèi)膜下、外膜下和整體心肌進(jìn)行斑點(diǎn)追蹤分析，系統(tǒng)自動(dòng)顯示各平面內(nèi)膜下、外膜下及整體心肌的應(yīng)變曲線及與心動(dòng)周期對(duì)應(yīng)的心肌應(yīng)變值，記錄各短軸平面內(nèi)膜下、外膜下及整體心肌的收縮期圓周應(yīng)變（CS）峰值和收縮期徑向應(yīng)變（RS）峰值，將連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期應(yīng)變峰值的均值作為心肌收縮期應(yīng)變峰值；計(jì)算左心室短軸3個(gè)水平內(nèi)膜下、外膜下心肌收縮期應(yīng)變峰值的平均值作為左心室內(nèi)膜下、外膜下心肌的整體收縮期應(yīng)變峰值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用 SPSS 17.0軟件，組間心臟基礎(chǔ)指標(biāo)、各平面內(nèi)膜下、外膜下及整體心肌應(yīng)變峰值比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)內(nèi)膜下、外膜下心肌應(yīng)變比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，組間性別比較采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 超聲參數(shù)比較 兩組年齡、性別比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），與對(duì)照組比較，CA組IVSd、LVPWDd、LAESd、E/A、E/e值均明顯增高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=10.32、11.16、8.15、3.68、9.29,P＜0.01）。LVEF、A、DT、s、e、a值明顯減低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=－3.04、－3.79、－4.88、－8.53、－11.36、－8.67,P＜0.01）；LVEDd、E 值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.88、0.02,P＞0.05），見(jiàn)表 1。

表1 CA組與對(duì)照組基礎(chǔ)資料及常規(guī)超聲參數(shù)比較

2.2 左心室各短軸平面收縮期內(nèi)膜下心肌、外膜下心肌CS峰值比較 CA組左心室短軸內(nèi)外層心肌在心動(dòng)周期中的CS曲線與對(duì)照組相似，均為負(fù)向峰值曲線（圖1）。左心室短軸3個(gè)水平及左心室整體，CA組和對(duì)照組內(nèi)膜下心肌收縮期CS峰值高于外膜下心?。–A組：t=－8.20、－12.69、－9.71、－13.14；對(duì)照組：t=－14.20、－16.81、－11.17、－16.04,P＜0.001）。與對(duì)照組比較，CA組左心室短軸3個(gè)水平內(nèi)膜下、外膜下心肌收縮期CS峰值均顯著低于對(duì)照組（內(nèi)膜下：t=8.85、8.86、7.05；外膜下：t=10.34、9.84、7.75,P＜0.001）；左心室整體內(nèi)膜下、外膜下心肌收縮期CS峰值均顯著低于對(duì)照組（t=9.20、10.31,P＜0.001），見(jiàn)表 2。

圖1 A、B分別為對(duì)照組與CA組左心室基底段內(nèi)膜下心肌圓周應(yīng)變；C、D分別為對(duì)照組與CA組左心室基底段外膜下心肌圓周應(yīng)變。兩組基底水平內(nèi)膜下、外膜下心肌圓周應(yīng)變曲線形態(tài)基本一致，均收縮末達(dá)峰值，峰值為負(fù)，但CA組曲線波幅較大，峰值較對(duì)照組低

2.3 左心室各短軸平面收縮期內(nèi)膜下心肌、外膜下心肌RS峰值比較 CA組左心室短軸內(nèi)外層心肌在心動(dòng)周期中的RS曲線與對(duì)照組相似，均為正向峰值曲線（圖2）。對(duì)照組左心室短軸3個(gè)水平及左心室整體內(nèi)膜下心肌收縮期RS峰值高于外膜下心?。╰=10.32、7.48、6.26、12.25,P＜0.001），CA組內(nèi)膜下心肌收縮期RS峰值均低于外膜下心?。╰=－2.61、－5.25、－4.06、－6.19,P＜0.05）。與對(duì)照組比較，CA組左心室短軸3個(gè)水平（內(nèi)膜下：t=－17.46、－15.48、－10.24；外膜下：t=－7.89、－12.41、－7.54,P＜0.001）及整體（t=－16.41、－9.81,P＜0.001）內(nèi)膜下、外膜下心肌收縮期RS峰值均顯著低于對(duì)照組，見(jiàn)表2。

表2 CA組與對(duì)照組左心室短軸各水平內(nèi)膜下、外膜下心肌收縮期CS峰值及RS峰值比較

圖2 A、B分別為對(duì)照組與CA組左心室基底段內(nèi)膜下心肌徑向應(yīng)變；C、D分別為對(duì)照組與CA組左心室基底段外膜下心肌徑向應(yīng)變。兩組基底水平內(nèi)膜下、外膜下心肌徑向應(yīng)變曲線形態(tài)基本一致，均收縮末達(dá)峰值，峰值為正，但CA組曲線波幅較大，峰值較對(duì)照組低

2.4 左心室各短軸平面整體心肌收縮期CS、RS峰值比較 CA組左心室短軸整體心肌在心動(dòng)周期中的CS、RS曲線與對(duì)照組相似，CS為負(fù)向峰值曲線；RS為正向峰值曲線（圖3）。與對(duì)照組相比，CA組左心室短軸3個(gè)水平整體心肌收縮期CS、RS峰值均顯著低于對(duì)照組（CS：t=9.37、6.03、7.82；RS：t=－9.99、－12.46、 －6.33,P＜0.001），見(jiàn)表 3。

表3 CA組與對(duì)照組左心室各水平整體心肌收縮期CS、RS峰值比較

圖3 A、B分別為對(duì)照組與CA組左心室基底段整體心肌圓周應(yīng)變；C、D分別為對(duì)照組與CA組左心室基底段整體心肌徑向應(yīng)變。兩組基底水平整體心肌圓周及徑向應(yīng)變曲線形態(tài)基本一致，均收縮末達(dá)峰值，圓周應(yīng)變峰值為負(fù)，徑向應(yīng)變?yōu)檎獵A組曲線波幅較大，峰值較對(duì)照組低

3 討論

心肌細(xì)胞大約占據(jù)25%的心肌結(jié)構(gòu)空間，剩余75%的空間由細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)成，基質(zhì)的正?；顒?dòng)對(duì)于維持心肌細(xì)胞與細(xì)胞力耦合和正常的心肌功能至關(guān)重要。不溶于組織的淀粉樣蛋白主要聚集在細(xì)胞外基質(zhì)[1,2]，淀粉樣蛋白可替代、擠壓正常組織，造成組織細(xì)胞損傷，影響基質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致對(duì)心肌運(yùn)動(dòng)的束縛，進(jìn)而心臟順應(yīng)性下降。在疾病發(fā)展初期出現(xiàn)舒張功能異常，隨著疾病的進(jìn)一步發(fā)展，收縮功能也可能下降，逐漸表現(xiàn)出類似限制性心肌病的改變。

既往研究多采用組織多普勒技術(shù)評(píng)價(jià)CA心肌運(yùn)動(dòng)[3]，但由于其角度依賴性，僅能量化心肌長(zhǎng)軸方向應(yīng)變，無(wú)法精確描述心臟短軸方向的心肌運(yùn)動(dòng)變化。STI能識(shí)別并連續(xù)追蹤二維超聲灰階圖形，除長(zhǎng)軸的縱向運(yùn)動(dòng)，可對(duì)心臟短軸的徑向及圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行評(píng)估[4,5]，同時(shí)可以很好地對(duì)心尖段心肌的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究[6]，無(wú)角度依賴地評(píng)價(jià)心肌運(yùn)動(dòng)。不同時(shí)期淀粉樣蛋白對(duì)心臟浸潤(rùn)的病理狀態(tài)，內(nèi)膜下和外膜下心肌功能減退程度不一致[7,8]，故需對(duì)內(nèi)外膜下心肌的收縮運(yùn)動(dòng)分別進(jìn)行研究。本研究首次應(yīng)用STI技術(shù)評(píng)價(jià)CA患者左心室內(nèi)膜下心肌和外膜下心肌圓周及徑向收縮期峰值應(yīng)變。

本研究結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，CA組左心室短軸二尖瓣、乳頭肌、心尖水平內(nèi)膜下、外膜下及整體心肌收縮期CS、RS峰值均較對(duì)照組顯著減低；左心室短軸整體內(nèi)膜下、外膜下心肌收縮期CS、RS峰值均較對(duì)照組顯著減低，表明CA患者左心室整體及內(nèi)外膜下心肌的收縮功能受損，其原因可能為：①由于其不可溶性，淀粉樣蛋白替代、擠壓正常心肌組織，破壞其正常的結(jié)構(gòu)和功能。②沉積的淀粉樣蛋白與心肌細(xì)胞微環(huán)境的相互作用：如淀粉樣蛋白可以直接引起心肌細(xì)胞內(nèi)氧化負(fù)荷加重和氧化還原狀態(tài)改變，影響心肌細(xì)胞對(duì)鈣離子（Ca2+）的處理[2]；通過(guò)滲入和擴(kuò)大導(dǎo)致心肌細(xì)胞代謝障礙，直接激活細(xì)胞內(nèi)的受體，引起細(xì)胞水腫[9]，淀粉樣前體蛋白對(duì)心肌的直接毒性作用[10]，均直接導(dǎo)致心肌細(xì)胞的收縮和舒張障礙。③CA患者冠狀動(dòng)脈整體儲(chǔ)備功能減退，淀粉樣蛋白能涉及整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，包括心外膜和心肌內(nèi)的冠狀動(dòng)脈[11]，CA患者心肌對(duì)血供的需求和心臟血供不匹配，以致造成心肌慢性缺血。④隨著疾病的進(jìn)展，CA患者心室腔呈漸進(jìn)性擴(kuò)大，左心室形態(tài)由正常的類橢圓形向類球形發(fā)展，心室發(fā)生重構(gòu)，導(dǎo)致左心室收縮功能減退。

本研究結(jié)果還表明，與對(duì)照組比較，CA組患者內(nèi)膜下心肌CS、RS的減低程度較外膜下心肌更為嚴(yán)重，表明CA患者內(nèi)膜下心肌收縮功能減低程度更嚴(yán)重，其原因可能是更高程度的淀粉樣蛋白在心內(nèi)膜下心肌聚集，內(nèi)膜下心肌收縮性下降更顯著。Hosch等[7]對(duì)CA進(jìn)行解剖病理學(xué)與心臟磁共振增強(qiáng)顯像（CMR）的對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，受淀粉浸潤(rùn)的異常心肌以內(nèi)膜下心肌為主，本研究與其研究結(jié)果一致。淀粉樣蛋白對(duì)心肌的浸潤(rùn)是從內(nèi)膜下心肌逐漸向外膜下心肌擴(kuò)散的過(guò)程，最終形成對(duì)心肌彌漫性浸潤(rùn)，即形成淀粉樣蛋白對(duì)心肌浸潤(rùn)的內(nèi)外膜通路（“endo-epicardial route”）[12]。

正常內(nèi)膜下心肌與外膜下心肌應(yīng)變之間具有梯度特征，即內(nèi)膜下心肌的運(yùn)動(dòng)幅度比外膜下心肌大，梯度的存在可能與內(nèi)、外膜下心肌曲率半徑不同導(dǎo)致局部張力不同有關(guān)[13]。本研究結(jié)果顯示，CA組內(nèi)膜下心肌收縮期CS峰值高于外膜下心肌，內(nèi)膜下心肌收縮期RS峰值低于外膜下心肌，其原因可能是由于淀粉樣蛋白以內(nèi)膜下心肌浸潤(rùn)為主[7]，導(dǎo)致心內(nèi)膜下心肌纖維較心外膜收縮力下降明顯，由于徑向應(yīng)變是維持心臟的收縮功能最大、最重要的成分，病理狀態(tài)下RS可早于CS發(fā)生異常[14]，即造成處于代償期的內(nèi)膜下心肌收縮期CS峰值仍高于外膜下心肌，內(nèi)膜下心肌收縮期RS峰值卻低于外膜下心?。灰部赡芘c病例數(shù)過(guò)少有關(guān)，有待今后增加樣本量進(jìn)一步研究證實(shí)。

總之，CA患者左心室短軸收縮功能嚴(yán)重受損，以內(nèi)膜下心肌受損為著。與常規(guī)檢測(cè)射血分?jǐn)?shù)評(píng)估心肌收縮功能相比，2D-STI通過(guò)檢測(cè)心肌應(yīng)變參數(shù)，可以更加敏感地反映心肌收縮功能的變化；同時(shí)可檢測(cè)心內(nèi)膜下心肌和心外膜下心肌變形能力的差異，為臨床檢測(cè)病變心肌和定位病變心肌的部位提供幫助。本研究的局限性在于樣本量較小，尚處于初級(jí)階段。在后續(xù)研究中將增大樣本量，進(jìn)一步完善患者縱向及各節(jié)段的應(yīng)變參數(shù)，并對(duì)患者進(jìn)行長(zhǎng)期隨訪觀察，對(duì)應(yīng)變參數(shù)與長(zhǎng)期隨訪結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析。

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