超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)放射性心臟病的現(xiàn)狀及進(jìn)展

蔡曉紅 熊云濤 張衛(wèi)林 曹禮庭

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超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)放射性心臟病的現(xiàn)狀及進(jìn)展

蔡曉紅 熊云濤 張衛(wèi)林 曹禮庭

輻射損傷；心臟??；心包炎；心肌疾病；冠狀動(dòng)脈疾病；心臟瓣膜疾?。恍呐K傳導(dǎo)阻滯；超聲心動(dòng)描記術(shù)，多普勒，彩色；超聲心動(dòng)描記術(shù)，三維；超聲心動(dòng)描記術(shù)，壓力；斑點(diǎn)追蹤成像；綜述

胸部放射治療在食管腫瘤、乳腺癌、肺癌、霍奇金淋巴瘤等的治療中發(fā)揮著重要作用。心臟是胸部放射治療時(shí)的受累器官。在過(guò)去幾十年內(nèi)由于胸部腫瘤患者的存活率提高，使得觀察放療引起的心臟并發(fā)癥成為可能，在霍奇金淋巴瘤和乳腺癌進(jìn)行放射治療的患者中，心臟毒性居非腫瘤性死亡原因的首位[1-2]。胸部放療引起的心臟并發(fā)癥包括心包炎、心肌病變、冠狀動(dòng)脈病變、瓣膜病變、傳導(dǎo)系統(tǒng)損傷等，統(tǒng)稱為放射性心臟損傷或放射性心臟?。╮adiation-induced heart disease，RIHD）[3-4]，常發(fā)生于放療后幾年至幾十年。放射性心臟損傷發(fā)生的危險(xiǎn)因素包括放射總劑量＞30 Gy、放射單次劑量＞2 Gy、大面積的心臟照射、受照射暴露的年齡小、暴露后的存活時(shí)間長(zhǎng)、放療時(shí)同期化療、糖尿病、高血壓及已患心臟病等[5]。Bouillon等[6]對(duì)4456例乳腺癌患者進(jìn)行了28年的隨訪發(fā)現(xiàn)，左側(cè)胸部放療患者死于心血管疾病是右側(cè)放療患者的1.56倍。

目前多采用心電圖、心肌酶譜、超聲心動(dòng)圖、心臟MRI、心臟CT等方法監(jiān)測(cè)RIHD，其中心臟超聲因價(jià)廉、無(wú)輻射、可動(dòng)態(tài)觀察等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)RIHD的類型有常規(guī)二維、M型、多普勒超聲心動(dòng)圖、組織多普勒、應(yīng)變及應(yīng)變率成像、三維超聲心動(dòng)圖、負(fù)荷超聲心動(dòng)圖等，尤其是新近出現(xiàn)的斑點(diǎn)追蹤技術(shù)，可以全方位地評(píng)價(jià)心臟的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，且無(wú)角度依賴，可發(fā)現(xiàn)早期心臟損傷。目前關(guān)于評(píng)價(jià)RIHD的研究較少，現(xiàn)就RIHD的分類及超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)RIHD的現(xiàn)狀及進(jìn)展做一綜述。

1　RIHD的病理分類

1.1放射性心包炎 急性心包炎是放療后最早出現(xiàn)且最常見(jiàn)的心臟并發(fā)癥，包括滲出性心包炎和限制性心包炎。放療后心包最容易受到損傷[7]。臨床上，心臟放射治療數(shù)周后常發(fā)生急性心包炎[8]，這是由于微血管損傷，通透性增加，蛋白滲出所致?；颊叱１憩F(xiàn)為胸痛、發(fā)熱、心動(dòng)過(guò)速及心電圖異常等，癥狀通常較輕微，大多數(shù)可以自行緩解，10％～20％的患者在放療后5～10年發(fā)展成為慢性心包炎或限制性心包炎[9]。心包短期內(nèi)大量積液較少見(jiàn)，一旦發(fā)生則危及患者生命。心包積液的特點(diǎn)常為纖維粘連、高蛋白及血清炎性指標(biāo)。心臟受照射的體積及照射劑量與患者癥狀嚴(yán)重程度相關(guān)。

1.2心肌損傷 心肌損傷的特點(diǎn)是彌漫性的、非特異性的間質(zhì)纖維化，左心室前壁最易受累。心臟室壁順應(yīng)性降低及心肌傳導(dǎo)系統(tǒng)損傷導(dǎo)致心肌廣泛纖維化，其與左心室舒張功能障礙有關(guān)。舒張功能障礙與壓力誘導(dǎo)的心肌缺血相關(guān)，有舒張功能的患者預(yù)后較差，無(wú)事件生成率較低。放射性心肌病通常無(wú)癥狀，通常在放療結(jié)束后10年以上的常規(guī)隨訪中被發(fā)現(xiàn)[10]，其嚴(yán)重程度與使用阿霉素化療藥、輻射劑量＞30 Gy及心臟大面積暴露于照射區(qū)有關(guān)。Dogan等[11]的研究表明，放療后4個(gè)月心肌細(xì)胞凋亡數(shù)及退變數(shù)增加，血管周圍及間質(zhì)纖維化，放療后6個(gè)月心肌損傷加重，此表現(xiàn)在毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞最明顯，由此導(dǎo)致心肌靜息時(shí)灌注下降，同時(shí)也是預(yù)測(cè)心肌損傷的指標(biāo)。

1.3冠狀動(dòng)脈病變 冠狀動(dòng)脈病變見(jiàn)于胸部放療后長(zhǎng)期存活者，難與自然進(jìn)程的粥樣硬化區(qū)別，兩者的發(fā)生機(jī)制類似，盡管兩者的冠狀動(dòng)脈形態(tài)學(xué)有一些差異，但并不能依賴這些細(xì)微差異來(lái)區(qū)分兩者。放療常累及左冠狀動(dòng)脈主干[12]，其次是右冠狀動(dòng)脈開(kāi)口處和左冠狀動(dòng)脈前降支，與自發(fā)的冠狀動(dòng)脈心臟病不同。放療引起的粥樣斑塊較自發(fā)的粥樣斑塊纖維成分多、脂質(zhì)成分較少。冠狀動(dòng)脈開(kāi)口處狹窄是典型輻射誘導(dǎo)的冠狀動(dòng)脈病變。心肌梗死是霍奇金淋巴瘤患者心源性死亡的主要原因，主要與微血管及心肌細(xì)胞缺血缺氧、壞死，間質(zhì)纖維化有關(guān)。Seemann等[13]認(rèn)為內(nèi)皮細(xì)胞活化、功能不全可能與細(xì)胞屏障破壞、后期氧化應(yīng)激和炎癥所致微出血相關(guān)，也可能與放療有關(guān)，與缺氧無(wú)必然關(guān)系。

1.4瓣膜病變 瓣膜病變包括瓣膜纖維化和鈣化，心臟瓣膜常由放療引起膠原沉積致心內(nèi)膜纖維化，導(dǎo)致瓣膜關(guān)閉不全，狹窄發(fā)生較少[14]。左側(cè)瓣膜受累較多，可能與接近輻射源和血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)有關(guān)[3]。Heidenreich等[10]的研究表明放療前無(wú)癥狀的患者接受輻射劑量＞35 Gy后，6％出現(xiàn)臨床上典型的功能不全，26％出現(xiàn)主動(dòng)脈瓣中度反流，是正常對(duì)照組的34倍。Desai等[15]研究173例經(jīng)歷心胸外科手術(shù)的RIHD患者，結(jié)果表明主動(dòng)脈瓣根部和二尖瓣前葉結(jié)合處厚度超過(guò)6mm與放療后明顯增加的死亡率有關(guān)，是高死亡率的獨(dú)立預(yù)測(cè)指標(biāo)。

1.5心臟傳導(dǎo)異常 心肌纖維化可能影響心肌電傳導(dǎo)，心律失常和植物神經(jīng)功能障礙，心肌缺血也可以引起傳導(dǎo)系統(tǒng)損傷，導(dǎo)致心律失常和傳導(dǎo)阻滯。異常類型有房室傳導(dǎo)阻滯、病竇綜合征、QT間期延長(zhǎng)、室上性心動(dòng)過(guò)速、室性心動(dòng)過(guò)速。右束支傳導(dǎo)阻滯較左束支傳導(dǎo)阻滯多，可能與右心室位置靠前，受輻照較多有關(guān)。室性心律失常在縱隔放療后患者中發(fā)生率高達(dá)50％，常繼發(fā)于心室纖維化[16]。無(wú)癥狀患者中，異常心電圖常表現(xiàn)為左、右束支傳導(dǎo)阻滯及I度房室傳導(dǎo)阻滯，可能與心肌纖維化和冠狀動(dòng)脈病變有關(guān)[17]。

2　超聲評(píng)價(jià)RIHD 的現(xiàn)狀

2.1常規(guī)超聲心動(dòng)圖 超聲心動(dòng)圖對(duì)心包積液定量、心包壓塞或縮窄性心包炎評(píng)估有重要價(jià)值[18]。M型或二維超聲主要通過(guò)測(cè)量左心室射血分?jǐn)?shù)以評(píng)價(jià)左心室的收縮功能。Erven等[19-20]發(fā)現(xiàn)常規(guī)超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)乳腺癌放療后患者左心室收縮及舒張功能，放療前后無(wú)明顯變化。

三尖瓣環(huán)收縮期位移是評(píng)價(jià)RIHD右心室收縮功能較敏感的指標(biāo)。但對(duì)于心臟手術(shù)后、右心室局部收縮功能異?；蛉獍甏罅糠戳髡?，三尖瓣環(huán)收縮期位移的可重復(fù)性較差[21]。

多普勒超聲心動(dòng)圖根據(jù)瓣口舒張?jiān)缙?、晚期峰值流速（E峰、A峰）、E/A值、E波減速時(shí)間及等容舒張時(shí)間等結(jié)合肺靜脈、肝靜脈頻譜評(píng)價(jià)心室舒張功能。Heidenreich等[22]研究282例霍奇金淋巴瘤患者（放療劑量＞35 Gy），其中左心室舒張功能輕度異常26例（9％），中等異常14例（5％）；左心室舒張功能障礙患者出現(xiàn)負(fù)荷誘導(dǎo)的心肌缺血的幾率約為23％，高于左心室舒張功能正常者出現(xiàn)負(fù)荷誘導(dǎo)的心肌缺血的幾率（11％）。Adams等[23]采用多普勒超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)37例霍奇金淋巴瘤患者放療后的左心室舒張功能，發(fā)現(xiàn)22％的患者出現(xiàn)明確的左心室舒張功能降低。另外，彩色多普勒可對(duì)瓣膜關(guān)閉不全進(jìn)行半定量估測(cè)。

2.2組織多普勒成像（tissue Doppler imaging，TDI） TDI通過(guò)測(cè)量二尖瓣、三尖瓣環(huán)收縮期運(yùn)動(dòng)速度（?）評(píng)價(jià)心室整體收縮功能；測(cè)量二尖瓣、三尖瓣環(huán)舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度（é）、舒張晚期運(yùn)動(dòng)速度（á）及é/á值、E峰/舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度（E/é）評(píng)價(jià)心室整體舒張功能。姜志榮等[24]研究放療后患者房室瓣環(huán)及右心室游離壁?、é比放療前降低，á升高，其中以放療聯(lián)合蒽環(huán)類化療藥組明顯；而常規(guī)超聲檢查分別僅有34例（28.3％）、12例（10％）出現(xiàn)左、右心室舒張功能異常，提示TDI技術(shù)能更早、更敏感地評(píng)價(jià)RIHD。郭建鋒等[25]研究了21例胸部放療后1 d氨基末端腦鈉肽前體（NT-proBNP）增高，放療后三尖瓣環(huán)?、é減低，á和E/é升高，而常規(guī)超聲指標(biāo)放療前后無(wú)差別，提示TDI聯(lián)合NT-proBNP可早期評(píng)價(jià)放療后右心功能損傷。

使用TDI測(cè)量的Tei指數(shù)是一種定量評(píng)價(jià)心臟收縮和舒張功能的指標(biāo)。既往研究[25-27]表明全程放療前后左心室射血分?jǐn)?shù)無(wú)顯著差異，而Tei指數(shù)逐漸升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），提示Tei指數(shù)能較敏感地檢測(cè)放療對(duì)心功能的影響。Tei指數(shù)聯(lián)合NT-proBNP可早期評(píng)價(jià)放療后右心功能損傷[25]，但Tei指數(shù)受心律失常、永久起搏器或圖像質(zhì)量等的影響。

2.3應(yīng)變及應(yīng)變率成像 基于TDI的應(yīng)變及應(yīng)變率成像可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)心臟收縮、舒張功能。Erven等[19]發(fā)現(xiàn)左側(cè)乳腺癌患者放療后應(yīng)變值及應(yīng)變率降低，放療8個(gè)月后降低最明顯，而常規(guī)心動(dòng)圖放療前后無(wú)變化。Erven等[20]的研究表明，節(jié)段心肌放射劑量超過(guò)3 Gy，放療結(jié)束時(shí)和放療結(jié)束2個(gè)月后，乳腺癌患者節(jié)段心肌應(yīng)變值均降低；接受左側(cè)胸部放療的乳腺癌患者，心尖節(jié)段的應(yīng)變值較基底段及中間段降低明顯。常洪仿等[28]的研究表明放療結(jié)束時(shí)（放射劑量＞50 Gy）前間隔、前壁、后壁的收縮期最大應(yīng)變率、舒張?jiān)缙谧畲髴?yīng)變率較對(duì)照組明顯減低，提示應(yīng)變率成像能較早、較敏感地評(píng)價(jià)胸部放療后心功能的損害。但基于TDI的應(yīng)變及應(yīng)變率成像有角度依賴性，重復(fù)性較差，臨床應(yīng)用受到一定的限制。

3　超聲評(píng)價(jià)RIHD的新技術(shù)與其他技術(shù)

3.1二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（two-dimensional speckle tracking imaging，2D-STI） 通過(guò)連續(xù)追蹤心肌內(nèi)聲學(xué)斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，定量分析心肌的運(yùn)動(dòng)位移、速度、應(yīng)變、應(yīng)變率及心臟旋轉(zhuǎn)角度等，可更加準(zhǔn)確、全面地評(píng)價(jià)心肌各方向的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2D-STI無(wú)角度依賴，可準(zhǔn)確量化應(yīng)變及心臟收縮功能，適合不同的超聲檢查者對(duì)腫瘤患者的隨訪檢查手段[29]。Tsai等[30]的研究表明霍奇金淋巴瘤患者放療后20年，放療聯(lián)合蒽環(huán)類組及單純放療組（或放療聯(lián)合其他化療組）2D-STI的圓周應(yīng)變值、整體縱向應(yīng)變值均有降低，尤以放療聯(lián)合蒽環(huán)類組降低明顯。王娜等[31]的研究表明放療達(dá)一定時(shí)間及劑量時(shí)，被照射心肌節(jié)段的圓周應(yīng)變值、徑向應(yīng)變值較放療前明顯降低，提示2D-STI可以早期發(fā)現(xiàn)RIHD。

3.2三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（three-dimensional speckle tracking imaging，3D-STI） 3D-STI是在2D-STI的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)時(shí)三維超聲，在立體空間對(duì)心肌組織進(jìn)行追蹤的新技術(shù)，具有較準(zhǔn)確的空間結(jié)構(gòu)定位特征，已開(kāi)始應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)和臨床研究中[32]。Nesser等[33]采用3D-STI測(cè)量的左心室舒張末期容積、收縮末期容積與心臟MRI測(cè)量值的相關(guān)性較2D-STI測(cè)量值好，觀察者內(nèi)變異和觀察者之間變異低，并且3D-STI比2D-STI分析更快速[34-37]。基于3D-STI的面積應(yīng)變參數(shù)與左心室收縮功能參數(shù)相關(guān)性好，觀察者內(nèi)變異小，重復(fù)性好[38-39]。Fontana等[40]認(rèn)為相比于TDI，STI切實(shí)可行，重復(fù)性高，可成為臨床隨訪患者的重要手段。張帥等[41]采用3D-STI評(píng)價(jià)32例乳腺癌患者蒽環(huán)類化療4個(gè)周期后的心臟功能，發(fā)現(xiàn)左心室整體圓周應(yīng)變、整體面積應(yīng)變、舒張?jiān)缙谡w面積應(yīng)變率低于化療前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3.3實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖（real-time 3D echocardiography，RT-3DE） RT-3DE比2DE更能發(fā)現(xiàn)兒童腫瘤治療后的心臟異常，RT-3DE測(cè)量的左心室不同步指標(biāo)更能有效評(píng)估長(zhǎng)期阿霉素治療和心臟放療后的心臟損傷[42]。RT-3DE可清楚直接地顯示瓣膜，排除球囊擴(kuò)張術(shù)后瓣膜的瓣膜連接點(diǎn)融合的缺失[43]。RT-3DE與其他新技術(shù)結(jié)合應(yīng)用有很好的前景，如RT-3DE與TDI結(jié)合而發(fā)展的實(shí)時(shí)三平面組織同步成像技術(shù)，與STI結(jié)合產(chǎn)生的3D-STI，能在同一心動(dòng)周期對(duì)心肌進(jìn)行定量分析，可早期客觀地評(píng)估心肌的局部和整體運(yùn)動(dòng)功能，具有較好的應(yīng)用前景。

3.4負(fù)荷超聲心動(dòng)圖 在縱隔放療后無(wú)癥狀霍奇金淋巴瘤患者中，室壁中-重度運(yùn)動(dòng)功能減退發(fā)生率約為17％（放射總劑量＞35 Gy）[16]。Heidenreich等[16]的研究表明294例縱隔放射后（放射總劑量＞35 Gy）無(wú)癥狀的霍奇金淋巴瘤患者，負(fù)荷超聲心動(dòng)圖發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重冠狀動(dòng)脈病變、3支冠狀動(dòng)脈病變或者左主干冠狀動(dòng)脈嚴(yán)重病變的發(fā)生率約為2.7％，7.5％的患者狹窄率＞50％。同時(shí)，經(jīng)過(guò)平均6.5年的隨訪，23例患者發(fā)展為典型的冠心病，其中急性心肌梗死10例。

綜上所述，評(píng)價(jià)RIHD的超聲心動(dòng)圖技術(shù)很多。常規(guī)心臟超聲結(jié)合組織多普勒超聲可更早地發(fā)現(xiàn)RIHD，應(yīng)作為臨床的常規(guī)隨訪手段。3DE超聲心動(dòng)圖可更好地顯示放療導(dǎo)致的瓣膜狹窄及關(guān)閉不全，可作為2DE的重要補(bǔ)充。應(yīng)變及應(yīng)變率成像、STI、負(fù)荷超聲心動(dòng)圖敏感性更高，尤其是STI可全方位評(píng)價(jià)心臟的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可早期發(fā)現(xiàn)心臟損傷，但是目前相關(guān)2D-STI研究RIHD的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)較少。3D-STI已開(kāi)始用于其他領(lǐng)域研究，在評(píng)價(jià)化療藥物所致的心臟損傷中有相關(guān)報(bào)道，評(píng)價(jià)RIHD的報(bào)道少見(jiàn)，有望成為未來(lái)的研究方向。同時(shí)，對(duì)放療后長(zhǎng)期幸存者，也需要多動(dòng)態(tài)影像技術(shù)尤其是超聲對(duì)其篩查和評(píng)價(jià)[4]。

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（本文編輯 馮 婕）

R445.1；R730.5

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.05.021

四川省南充市科技局項(xiàng)目（其他）。

川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院超聲診斷科 四川南充 637000

曹禮庭 E-mail:caoltnc@163.com

2016-03-18

2016-04-19