周 任 趙 強(qiáng)
?
超聲心動(dòng)圖在肥厚型心肌病診斷與評(píng)估中的應(yīng)用進(jìn)展
周 任 趙 強(qiáng)
肥厚型心肌病是以心肌肥厚為特征的原發(fā)性心肌病。典型的病理表現(xiàn)為室間隔和左心室游離壁非對(duì)稱性肥厚,常導(dǎo)致勞力性左心室流出道梗阻?;颊叩谋憩F(xiàn)為呼吸困難、胸痛、心悸、頭暈、黑朦甚至昏厥,為青壯年猝死的主要原因之一。超聲心動(dòng)圖作為早期診斷肥厚型心肌病首選的無創(chuàng)方法近年取得較大進(jìn)展。該文介紹超聲心動(dòng)圖在評(píng)估心肌肥厚程度、二尖瓣功能、左室流出道梗阻程度以及心臟收縮、舒張功能方面的進(jìn)展。
肥厚型心肌?。怀曅膭?dòng)圖;診斷
肥厚型心肌病(HCM)是一類以心室肌非對(duì)稱性肥厚為特征的原發(fā)性心肌病[1]。與正常心肌規(guī)則的平行排列不同,HCM患者的心肌細(xì)胞形態(tài)肥厚寬大,排列紊亂,常常直接導(dǎo)致心臟舒張功能受損,而肥厚的心肌也會(huì)引起冠狀動(dòng)脈(冠脈)循環(huán)功能失調(diào),誘發(fā)心肌缺血,逐漸導(dǎo)致心肌纖維化,最終出現(xiàn)心室重構(gòu)以代償受損的心功能[2]。目前研究表明,HCM的發(fā)病與至少11個(gè)基因的1 400余種突變有關(guān),這些基因大多編碼心臟肌節(jié)蛋白[3],因而被認(rèn)為具有一定的家族遺傳性。據(jù)統(tǒng)計(jì),HCM成人全球發(fā)病率約為0.02%~0.23%[4],我國的發(fā)病率約為0.08%[5],而根據(jù)基因診斷的統(tǒng)計(jì),HCM致病基因攜帶者約為0.5%[6]。HCM常見的臨床表現(xiàn)有活動(dòng)耐力減退、心絞痛、呼吸困難、暈厥甚至心源性猝死(SCD)。盡管大多數(shù)HCM患者沒有臨床癥狀,但是仍有約25%的HCM患者受心絞痛等癥狀的困擾,這部分患者若不經(jīng)過藥物或者外科治療,年死亡率為1.7%~4%,5年死亡率為15%。早期準(zhǔn)確診斷和評(píng)估病情,及時(shí)治療和預(yù)防猝死是臨床關(guān)注的課題[7]。超聲心動(dòng)圖是診斷HCM最常用的手段之一,本文主要介紹超聲心動(dòng)圖在HCM的診斷評(píng)估中的應(yīng)用進(jìn)展。
HCM心肌肥厚的不對(duì)稱可以是任何形式,發(fā)生在心肌的任何部位,以左心室為主,最常見的部位是室間隔,大約占90%,偶爾也可以累及右心室。通常認(rèn)為,無原發(fā)血流動(dòng)力學(xué)因素影響下,舒張末期室壁最厚的部位>15 mm或者室間隔厚度/左室后壁厚度≥1.3就有診斷意義[4, 8-9]。Spirito等[10]研究發(fā)現(xiàn),室壁厚度>30 mm的HCM患者發(fā)生SCD的風(fēng)險(xiǎn)比室壁厚度<15 mm的患者增加18.2例/1 000人年。室壁過度肥厚是HCM發(fā)生SCD的危險(xiǎn)因素之一,如果累及右室,猝死風(fēng)險(xiǎn)更高[11]。準(zhǔn)確評(píng)估室壁肥厚,對(duì)于診療方式選擇以及預(yù)后評(píng)估都有重要意義。
一般情況下,HCM患者大多通過心電圖發(fā)現(xiàn)心肌肥厚。據(jù)統(tǒng)計(jì),75%~95%的HCM患者心電圖異常[2]。早期的M型經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖(TTE)僅能夠較為準(zhǔn)確地測(cè)量室間隔基部以及后室壁的厚度,隨著二維TTE的發(fā)展,從心尖到基底部各個(gè)節(jié)段的室壁都能準(zhǔn)確測(cè)量[12]。但當(dāng)肥厚的心肌只局限于一兩個(gè)節(jié)段時(shí),尤其是累及前外側(cè)壁、室間隔后部或心尖部,TTE很可能會(huì)低估室壁厚度。心尖肥厚型心肌病(AHCM)主要累及心尖部,可延續(xù)至室間隔中部,但并不累及室間隔基部,TTE不能很好地成像。通過注射微泡造影劑可以更清晰地顯示心尖部的解剖結(jié)構(gòu),多普勒組織成像(DTI)可以提高診斷AHCM的敏感性[13-14]。也有學(xué)者指出,經(jīng)食管超聲心動(dòng)圖(TEE)可以多層面、多角度反映心臟結(jié)構(gòu),準(zhǔn)確測(cè)量心尖部的肥厚心肌,明確診斷[14]。
收縮期二尖瓣前向運(yùn)動(dòng)(SAM)是HCM比較特殊的表現(xiàn)。早期研究認(rèn)為SAM主要是由左室流出道梗阻(LVOTO)引起的。收縮期射血時(shí)LVOTO加重,血流加快而壓強(qiáng)減小,使二尖瓣前葉被牽向左室流出道(LVOT),導(dǎo)致了二尖瓣閉合的中斷,引起二尖瓣反流(MR)。但隨后的一系列研究發(fā)現(xiàn),很多患者的SAM發(fā)生在流速正常,甚至較低的情況下[2]。事實(shí)上,HCM患者二尖瓣的解剖結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生異常,常見的有腱索延長、瓣葉脫垂、乳頭肌前向移位以及瓣環(huán)鈣化[15]。在室間隔并不明顯肥厚的HCM,前乳頭肌對(duì)二尖瓣前葉的嵌插也可以產(chǎn)生SAM征,導(dǎo)致LVOTO[16]。單純切除肥厚心肌對(duì)于部分LVOTO的緩解效果較差,需要折疊過長的瓣葉,游離切除異常肥厚的乳頭肌,才能更好緩解LVOTO[17-18]。
評(píng)估SAM的最佳方式是M型TTE,如果瓣葉不接觸室間隔,即為不完全型SAM;如果出現(xiàn)的較晚,持續(xù)時(shí)間小于收縮期的10%,則為輕度SAM;持續(xù)時(shí)間大于收縮期的30%,則是重度SAM[19]。由于SAM,二尖瓣的瓣葉對(duì)合出現(xiàn)空隙,形成MR。SAM相關(guān)的MR與LVOTO有關(guān),主要發(fā)生在收縮期的中晚期,以偏心性反流為主,若TTE發(fā)現(xiàn)收縮期早期的中心性反流,則需要進(jìn)一步檢查以排除原發(fā)性瓣膜疾病[4]。
在靜息狀態(tài)或者激發(fā)狀態(tài)(Valsalva呼吸運(yùn)動(dòng)、活動(dòng)加劇或者強(qiáng)心劑、硝酸甘油類藥物作用)下,TTE測(cè)量的LVOT的壓差(LVOTG)>30 mmHg就可以認(rèn)為存在LVOTO; LVOTG>50 mmHg,則有血流動(dòng)力學(xué)危害,有介入治療的指征[4]。
常用連續(xù)頻譜多普勒TTE確定LVOT最狹窄處,并測(cè)量峰值流速,計(jì)算壓差;運(yùn)用彩色多普勒TTE觀察到狹窄遠(yuǎn)端增多的湍流,可判斷最狹窄的位置,測(cè)量最狹窄的部位距主動(dòng)脈瓣的距離[2]。
LVOTO的發(fā)生機(jī)制非常復(fù)雜。Kim等[20]研究表明,左室舒張末容積(LVEDV)、二尖瓣開口面積、乳頭肌間的距離、瓣環(huán)高度以及LVOT的心肌肥厚部位和程度都是LVOTO的影響因素,均與LVOTG相關(guān)。約有25%~30%的患者在靜息狀態(tài)下存在LVOTO,75%的患者在激發(fā)狀態(tài)下可出現(xiàn)LVOTO[12]。Joshi等[21]對(duì)98例門診HCM患者進(jìn)行TTE檢查,發(fā)現(xiàn)部分患者站立位或者Valsalva呼吸時(shí)LVOTG雖然比仰臥位有明顯升高,但并不足以引起顯著的LVOTO,而適量活動(dòng)后則可以引起明顯LVOTO。相關(guān)研究認(rèn)為,負(fù)荷后LVOTG增加是因?yàn)镾AM出現(xiàn),而負(fù)荷后發(fā)生LVOTO的患者在隨訪中發(fā)生不良心血管事件的概率較無梗阻HCM患者顯著增加[22]。因此歐洲心臟學(xué)會(huì)的指南推薦HCM患者在仰臥位、坐位以及站立位進(jìn)行Valsalva呼吸,均需監(jiān)測(cè)LVOTG,尤其對(duì)于有癥狀的患者,即使LVOTG<50 mmHg,負(fù)荷試驗(yàn)下的TTE仍是必要的評(píng)估措施[4]。一般認(rèn)為,運(yùn)動(dòng)負(fù)荷是安全、有效、符合生理過程的激發(fā)方式[23]。當(dāng)患者無法進(jìn)行足量的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷時(shí),可以采用硝酸甘油類藥物進(jìn)行激發(fā)。Badran等[24]通過二維超聲的斑點(diǎn)示蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn),服用硝酸甘油類藥物可以獲得與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷相當(dāng)?shù)募ぐl(fā)效果。但是對(duì)于多巴酚丁胺等強(qiáng)心劑,患者往往難以耐受,不推薦用于檢測(cè)LVOTG[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì),17%~43%的HCM患者在多巴酚丁胺試驗(yàn)下出現(xiàn)了明顯的LVOTO,但這在他們?nèi)粘;顒?dòng)中難以出現(xiàn),容易造成假陽性[25-26]。
左室的收縮功能可以用射血分?jǐn)?shù)(EF)或者左室收縮期短軸縮短率評(píng)估。Harris等[27]發(fā)現(xiàn),HCM患者每年病死率約為1%,而靜息狀態(tài)下EF<50%的HCM患者,每年的病死率達(dá)到11%,猝死的風(fēng)險(xiǎn)也顯著提高。臨床上,絕大多數(shù)HCM患者的EF正?;蛘咻p度升高,其中部分患者隨著病程的延長,心室肌纖維化,室壁變薄,心室腔變大,而當(dāng)心室收縮功能減痕時(shí),才出現(xiàn)EF降低[28]。HCM能夠保存正常的EF,可能是由于部分正常的心肌能夠加強(qiáng)收縮,從而代償總體心功能。異常肥厚的心肌導(dǎo)致LVEDV減少,即使EF正常,每搏輸出量也會(huì)顯著減少,出現(xiàn)心功能不全的臨床表現(xiàn)。因此EF并不是評(píng)估HCM患者左室收縮功能的優(yōu)良指標(biāo)[4, 15, 29]。Maciver等[30]研究認(rèn)為,EF與心肌的形變以及舒張末期室壁的厚度有關(guān),其建立了數(shù)學(xué)模型修正測(cè)得的EF,如室壁厚達(dá)20 mm的患者,如果傳統(tǒng)TTE測(cè)得EF為60%,則修正后的EF為37%。
DTI以及斑點(diǎn)追蹤顯像是近年發(fā)展的評(píng)估心室收縮功能的方法,主要通過各節(jié)段心肌應(yīng)變計(jì)算全心縱向應(yīng)變(GLS)來評(píng)估收縮功能[31]。研究發(fā)現(xiàn),在EF正常的情況下,HCM患者早期就出現(xiàn)了GLS的下降,而此時(shí)環(huán)向、徑向應(yīng)變尚無明顯變化[32]。Haland等[33]的研究表明,GLS降低是HCM患者發(fā)生室性心律失常的重要指標(biāo)之一,提示GLS可以早期評(píng)估HCM的收縮功能以及預(yù)后。DTI能夠提供實(shí)時(shí)的局部速度信息,在二維模式下具有高的軸向和足夠的側(cè)向分辨率,可以實(shí)時(shí)測(cè)量心肌各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度,根據(jù)兩點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)速度變化和距離變化得到各心肌節(jié)段應(yīng)變,計(jì)算GLS,可以在出現(xiàn)明顯的心肌肥厚之前檢測(cè)出局部收縮功能的減退[2, 4, 29]。DTI受限于多普勒聲束與心肌運(yùn)動(dòng)方向間夾角,而斑點(diǎn)追蹤顯像可通過心肌組織中所謂的“回聲斑點(diǎn)”計(jì)算運(yùn)動(dòng)速率、應(yīng)變力、應(yīng)變率以及選定心肌節(jié)段及左室的旋轉(zhuǎn)率,不受聲束方向與室壁運(yùn)動(dòng)方向間夾角的影響,可同時(shí)檢測(cè)環(huán)向和徑向的應(yīng)變[31]。
HCM患者多伴有明顯的心肌舒張功能減退,受損的心肌舒張功能引起左室充盈壓的升高,但超聲多普勒中沒有單一的參數(shù)來評(píng)估舒張功能。相關(guān)指南認(rèn)為要進(jìn)行全面的舒張功能評(píng)估,一般需要通過頻譜多普勒TTE測(cè)量二尖瓣的前向流速,肺靜脈血流頻譜評(píng)估肺靜脈壓,DTI評(píng)估二尖瓣環(huán)運(yùn)動(dòng)速度以及左房容積等[4, 16, 29, 34]。左室充盈情況可以通過舒張?jiān)缙诙獍昕谘鳟a(chǎn)生的最大充盈速度(E峰)與舒張晚期產(chǎn)生的最大充盈速度(A峰)的比值進(jìn)行評(píng)估,然而在該參數(shù)受到多因素影響,尤其是在有嚴(yán)重的血流動(dòng)力學(xué)障礙時(shí),容易出現(xiàn)假陰性。因此有學(xué)者認(rèn)為舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)最大速度Em是評(píng)估左室充盈壓的獨(dú)立指標(biāo)[34]。多項(xiàng)研究表明,當(dāng)E/Em>12~15時(shí),HCM患者的左室充盈壓過高,患者的運(yùn)動(dòng)耐力下降,預(yù)后不良[4]。與正常超聲相對(duì)比,HCM患者的E/Em顯著升高,與左室充盈壓呈正相關(guān),提示左心舒張功能異常[35-36]。
綜上所述,超聲心動(dòng)圖在對(duì)HCM的室壁肥厚程度、二尖瓣的結(jié)構(gòu)與功能、左室流出道的壓差以及收縮與舒張功能的評(píng)估中都有著重要作用。超聲心動(dòng)圖作為應(yīng)用最早、最廣泛的無創(chuàng)診斷方式,雖然有一定局限性,但可與其他顯像技術(shù)相結(jié)合,提高診斷的準(zhǔn)確性。
[1] Maron BJ,Ommen SR,Semsarian C,et al. Hypertrophic cardiomyopathy: present and future, with translation into contemporary cardiovascular medicine [J]. J Am Coll Cardiol, 2014, 64(1): 83-99.
[2] Hensley N,Dietrich J,Nyhan D,et al. Hypertrophic cardiomyopathy: a review [J]. Anesth Analg, 2015, 120(3): 554-569.
[3] Maron BJ,Maron MS. Hypertrophic cardiomyopathy [J]. Lancet, 2013, 381(9862): 242-255.
[4] Elliott PM,Anastasakis A,Borger MA,et al. 2014 ESC guidelines on diagnosis and management of hypertrophic cardiomyopathy: the Task Force for the Diagnosis and Management of Hypertrophic Cardiomyopathy of the European Society of Cardiology (ESC) [J]. Eur Heart J, 2014, 35(39): 2733-2779.
[5] Jiang H,Ge J. Epidemiology and clinical management of cardiomyopathies and heart failure in China [J]. Heart, 2009, 95(21): 1727-1731.
[6] Semsarian C,Ingles J,Maron MS,et al. New perspectives on the prevalence of hypertrophic cardiomyopathy [J]. J Am Coll Cardiol, 2015, 65(12): 1249-1254.
[7] 王潁驊,薛 松. 肥厚型梗阻性心肌病的外科治療 [J]. 國際心血管病雜志, 2014, 41(5): 324-326.
[8] Gersh BJ,Maron BJ,Bonow RO,et al. 2011 ACCF/AHA guideline for the diagnosis and treatment of hypertrophic cardiomyopathy: a report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines [J]. J Thorac Cardiovasc Surg, 2011, 142(6): e153-203.
[9] Maron MS,Hauser TH,Dubrow E,et al. Right ventricular involvement in hypertrophic cardiomyopathy [J]. Am J Cardiol, 2007, 100(8): 1293-1298.
[10] Spirito P,Bellone P,Harris KM,et al. Magnitude of left ventricular hypertrophy and risk of sudden death in hypertrophic cardiomyopathy [J]. N Engl J Med, 2000, 342(24): 1778-1785.
[11] Guo X,F(xiàn)an C,Wang H,et al. The prevalence and long-term outcomes of extreme right versus extreme left ventricular hypertrophic cardiomyopathy [J]. Cardiology, 2016, 133(1): 35-43.
[12] Pantazis A,Vischer AS,Perez-Tome MC,et al. Diagnosis and management of hypertrophic cardiomyopathy [J]. Echo Res Pract, 2015, 2(1): R45-53.
[13] Walpot J,Pasteuning WH,Shivalkar B. Apical hypertrophic cardiomyopathy: elegant use of contrast-enhanced echocardiography in the diagnostic work-up [J]. Acta Cardiol, 2012, 67(4): 495-497.
[14] Parisi R,Mirabella F,Secco GG,et al. Multimodality imaging in apical hypertrophic cardiomyopathy [J]. World J Cardiol, 2014, 6(9): 916-923.
[15] Weissler-Snir A,Crean A,Rakowski H. The role of imaging in the diagnosis and management of hypertrophic cardiomyopathy [J]. Expert Rev Cardiovasc Ther, 2016, 14(1): 51-74.
[16] Patil PV,Wiegers SE. Echocardiography for hypertrophic cardiomyopathy [J]. Prog Cardiovasc Dis, 2014, 57(1): 91-99.
[17] Pandian NG,Rowin EJ,Gonzalez AM,et al. Echocardiographic profiles in hypertrophic cardiomyopathy: imaging beyond the septum and systolic anterior motion [J]. Echo Res Pract, 2015, 2(1): E1-7.
[18] Williams LK,Gruner CH,Rakowski H. The role of echocardiography in hypertrophic cardiomyopathy [J]. Curr Cardiol Rep, 2015, 17(2): 560-566.
[19] Cavalcante JL,Barboza JS,Lever HM. Diversity of mitral valve abnormalities in obstructive hypertrophic cardiomyopathy [J]. Prog Cardiovasc Dis, 2012, 54(6): 517-522.
[20] Kim DH,Handschumacher MD,Levine RA,et al. In vivo measurement of mitral leaflet surface area and subvalvular geometry in patients with asymmetrical septal hypertrophy: insights into the mechanism of outflow tract obstruction [J]. Circulation, 2010, 122(13): 1298-1307.
[21] Joshi S,Patel UK,Yao SS,et al. Standing and exercise Doppler echocardiography in obstructive hypertrophic cardiomyopathy: the range of gradients with upright activity [J]. J Am Soc Echocardiogr, 2011, 24(1): 75-82.
[22] Peteiro J,Bouzas-Mosquera A,F(xiàn)ernandez X,et al. Prognostic value of exercise echocardiography in patients with hypertrophic cardiomyopathy [J]. J Am Soc Echocardiogr, 2012, 25(2): 182-189.
[23] Morise AP. Exercise testing in nonatherosclerotic heart disease: hypertrophic cardiomyopathy, valvular heart disease, and arrhythmias [J]. Circulation, 2011, 123(2): 216-225.
[24] Badran HM,Ibrahim WA,F(xiàn)aheem N,et al. Provocation of left ventricular outflow tract obstruction using nitrate inhalation in hypertrophic cardiomyopathy: Relation to electromechanical delay [J]. Glob Cardiol Sci Pract, 2015, (15): 11.
[25] Yalcin F,Yigit F,Erol T,et al. Effect of dobutamine stress on basal septal tissue dynamics in hypertensive patients with basal septal hypertrophy [J]. J Hum Hypertens, 2006, 20(8): 628-630.
[26] Roldan FJ,Vargas-Barron J,Espinola-Zavaleta N,et al. Severe dynamic obstruction of the left ventricular outflow tract induced by dobutamine [J]. Echocardiography, 2000, 17(1): 37-40.
[27] Harris KM,Spirito P,Maron MS,et al. Prevalence, clinical profile, and significance of left ventricular remodeling in the end-stage phase of hypertrophic cardiomyopathy [J]. Circulation, 2006, 114(3): 216-225.
[28] Weidemann F,Stork S,Liu D,et al. Cardiomyopathy of Friedreich ataxia [J]. J Neurochem, 2013, 126 (S1): 88-93.
[29] Nagueh SF,Bierig SM,Budoff MJ,et al. American Society of Echocardiography clinical recommendations for multimodality cardiovascular imaging of patients with hypertrophic cardiomyopathy: Endorsed by the American Society of Nuclear Cardiology, Society for Cardiovascular Magnetic Resonance, and Society of Cardiovascular Computed Tomography [J]. J Am Soc Echocardiogr, 2011, 24(5): 473-498.
[30] Maciver DH. A new method for quantification of left ventricular systolic function using a corrected ejection fraction [J]. Eur J Echocardiogr, 2011, 12(3): 228-234.
[31] Smiseth OA,Torp H,Opdahl A,et al. Myocardial strain imaging: how useful is it in clinical decision making? [J]. Eur Heart J, 2015, 37(15): 1196-1207,
[32] Kalam K,Otahal P,Marwick TH. Prognostic implications of global LV dysfunction: a systematic review and meta-analysis of global longitudinal strain and ejection fraction [J]. Heart, 2014, 100(21): 1673-1680.
[33] Haland TF,Almaas VM,Hasselberg NE,et al. Strain echocardiography is related to fibrosis and ventricular arrhythmias in hypertrophic cardiomyopathy [J]. Eur Heart J Cardiovasc Imaging, 2016, 17(6): 613-621,
[34] Nagueh SF,Appleton CP,Gillebert TC,et al. Recommendations for the evaluation of left ventricular diastolic function by echocardiography [J]. J Am Soc Echocardiogr, 2009, 22(2): 107-133.
[35] Saito M,Okayama H,Yoshii T,et al. The differences in left ventricular torsional behavior between patients with hypertrophic cardiomyopathy and hypertensive heart disease [J]. Int J Cardiol, 2011, 150(3): 301-306.
[36] Shetty R,Samanth J,Nayak K,et al. Evaluation of subtle left ventricular systolic abnormalities in adult patients with hypertrophic cardiomyopathy [J]. J Clin Diagn Res, 2014, 8(12): MC05-09.
(收稿:2016-04-25 修回:2016-07-08)
(本文編輯:丁媛媛)
200025 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院心臟外科
趙 強(qiáng),Email:zq11607@rjh.com.cn
10.3969/j.issn.1673-6583.2016.05.006