負(fù)荷組織多普勒和斑點追蹤法預(yù)測心臟再同步化治療的響應(yīng)

孫步高 SUN Bugao

張 寧 ZHANG Ning

徐 偉 XU Wei

李曉宏 LI Xiaohong

負(fù)荷組織多普勒和斑點追蹤法預(yù)測心臟再同步化治療的響應(yīng)

孫步高 SUN Bugao

張 寧 ZHANG Ning

徐 偉 XU Wei

李曉宏 LI Xiaohong

作者單位
南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院超聲科 江蘇南京 210008

2016-02-24

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2016年 第24卷 第7期：508-511，513

Chinese Journal of Medical Imaging

2016 Volume 24 （7）： 508-511， 513

目的 利用組織多普勒成像（TDI）和斑點追蹤法（STI）檢測心力衰竭患者心室的同步性，比較靜息超聲和負(fù)荷超聲試驗評價心臟再同步化治療（CRT）的效果。資料與方法 心力衰竭患者35例擬行CRT術(shù)，CRT術(shù)前利用TDI和STI檢測左心室的同步性，TDI測量左心室12節(jié)段組織多普勒曲線的電機(jī)械延遲時間（EMD），STI測量左心室短軸前間隔與后壁徑向應(yīng)變（RS）和四腔心切面各個節(jié)段橫向應(yīng)變峰值延遲最大時間差值（TS），分別在靜息超聲和負(fù)荷超聲心動圖試驗下測量；CRT術(shù)后復(fù)查超聲心動圖檢測心力衰竭患者的CRT響應(yīng)。結(jié)果 35例患者CRT植入22例（63%）存在響應(yīng)，CRT響應(yīng)組與CRT無響應(yīng)組比較：靜息超聲TDI測量的EMD分別為（83±32）ms 與（60±26）ms（t=2.113，P＜0.05），STI測量的RS分別為（207±78）ms與（151±61）ms（t=2.216，P＜0.05），TS分別為（213±81）ms與（163±60）ms（t=2.091，P＜0.05）；負(fù)荷超聲試驗后EMD 分別為（91±29）ms 與（56±26）ms（t=3.527，P＜0.01），RS分別為（228±71）ms 與（144±61）ms（t=3.556，P＜0.01），TS分別為（231±75）ms 與（154±62）ms（t=3.287，P＜0.01）。結(jié)論 TDI和STI能夠檢測左心室內(nèi)的同步性，負(fù)荷超聲檢測的同步性參數(shù)是預(yù)測心力衰竭患者CRT響應(yīng)的有效指標(biāo)，優(yōu)于靜息狀態(tài)下的參數(shù)。

心力衰竭；超聲心動描記術(shù)，多普勒，彩色；斑點追蹤成像；心臟起搏器，人工；心室功能，左

組織多普勒成像（tissue Doppler imaging，TDI）和斑點追蹤成像（speckle tracking imaging，STI）常用來評價心室的同步性［1］，預(yù)測心臟再同步化治療（cardiac resynchronization therapy，CRT）的響應(yīng)，但靜息超聲的部分同步性參數(shù)在預(yù)測顯著的CRT響應(yīng)中缺乏足夠的敏感性和特異性，Chaudhry 等［2］利用負(fù)荷超聲檢測的肌力收縮儲備預(yù)測CRT的響應(yīng)獲得較好結(jié)果。本研究利用負(fù)荷超聲TDI和STI，比較靜息狀態(tài)下的參數(shù)，探討負(fù)荷超聲檢測的同步性參數(shù)與CRT響應(yīng)的關(guān)系。

1　資料與方法

1.1 研究對象 收集2010年1月－2014年12月南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院心內(nèi)科收治的心力衰竭患者35例，其中男20例，女15例；年齡46～78歲，平均（64±8）歲。臨床診斷擴(kuò)張性心肌病26例（74%），缺血性心肌病9例，符合CRT植入的指征：紐約心功能分級（New York heart association，NYHA）3～4級；心電圖上完全性左束支傳導(dǎo)阻滯QRS≥120 ms或者心電圖QRS時間≥180 ms；左心室射血分?jǐn)?shù)（ left ventricular ejection fraction，LVEF）≤35%；內(nèi)科藥物治療3個月以上［3］，心電圖檢查非竇性心律或內(nèi)科藥物治療＜3月者排除在外。CRT術(shù)后6～12個月隨訪超聲心動圖，與術(shù)前比較CRT術(shù)后LVEF增加5或以上視為CRT響應(yīng)［2］，據(jù)此將35例患者分為CRT響應(yīng)組22例和CRT無響應(yīng)組13例，兩組患者年齡及性別情況見表1。所有受檢者均簽署知情同意書，經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 儀器與方法 采用Philips iE33型彩色多普勒超聲心動圖儀，探頭S5-1，頻率1.7～3.4 MHz?；颊咦髠?cè)臥位，常規(guī)二維超聲心動圖和多普勒超聲檢查，二維測量內(nèi)徑，Simpson法測量左心室舒張末期容積（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、左心室收縮末期容積（left ventricular end-systolic volume，LVESV）、LVEF。TDI檢查：進(jìn)入TDI模式，選取左心室心尖四腔心、兩腔心和心尖長軸切面，存儲后用Qlab9.0軟件進(jìn)入SQ程序，得到左心室12節(jié)段組織多普勒曲線，測量電機(jī)械延遲時間（QRS波起點至S波頂點的時間，electromechanical delay，EMD），12個節(jié)段之間最大差值≥65 ms視為左心室內(nèi)的不同步［3］。

STI：選取二維左心室中段短軸切面和心尖四腔心切面，利用Qlab軟件進(jìn)入TDMQ程序，左心室中段短軸切面獲得徑向應(yīng)變（radial strain，RS）和環(huán)向應(yīng)變（circumferentia strain，CS）、心尖四腔心切面獲得橫向應(yīng)變（transverse strain，TS）和長軸應(yīng)變（longitudinal strain，LS），據(jù)Tanaka等［1］的研究，短軸的CS和四腔心的LS檢測的左心室同步性參數(shù)對預(yù)測CRT響應(yīng)結(jié)果對比組之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，所以只選取RS 和TS檢測左心室的同步性，RS在左心室短軸切面前間隔與后壁之間峰值延遲最大時間差值≥130 ms或TS在四腔心切面各個節(jié)段峰值延遲最大時間差值≥130 ms視為左心室內(nèi)的不同步［1］。負(fù)荷超聲心動圖試驗：采用低劑量多巴酚丁胺負(fù)荷試驗（dobutamine stress echocardiography，DSE）［4］，起始5 μg/（min·kg），每3 min增加5 μg/（min·kg），直至達(dá)到目標(biāo)心率（85%最大心率）或新出現(xiàn)節(jié)段性室壁運(yùn)動異?；蚨喟头佣“穭┝窟_(dá)到20 μg/（min·kg），試驗全程監(jiān)測心電圖、血壓，負(fù)荷試驗前后分別記錄左心室中段短軸切面和心尖四腔心、兩腔心、心尖長軸切面，計算DSE前后TDI左心室12節(jié)段的EMD和STI的RS、TS。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，計量資料組間比較采用t檢驗，計數(shù)資料比較采用χ2檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1 CRT響應(yīng)與無響應(yīng)組一般參數(shù)比較 見表1。兩組在CRT后LVEDV、LVESV、LVEF和NYHA之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=－5.633、－5.709、6.888、－5.104，P＜0.001），DSE后LVEF 之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=7.231，P＜0.001）。表2是CRT響應(yīng)組與無響應(yīng)組TDI和STI術(shù)前參數(shù)的比較，靜息狀態(tài)下超聲的左心室內(nèi)同步性參數(shù)EMD、RS和TS在靜息狀態(tài)對比組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），在負(fù)荷試驗后對比組間差異亦有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。左心室四腔心切面多普勒曲線圖和左心室中段短軸切面RS圖分別見圖1和圖2。

圖1　女，73歲，擴(kuò)張型心肌病。CRT術(shù)前，Qlab9.0軟件進(jìn)入SQ程序，左心室四腔心切面組織多普勒曲線

2.2 TDI和STI法靜息同步與不同步組以及DSE后同步與不同步組CRT前后LVEF值比較 見圖3、4。靜息狀態(tài)下的左心室不同步僅粗略預(yù)測CRT后LVEF值的改善（P＜0.05），而DSE后的左心室不同步性能夠明顯預(yù)測CRT后LVEF值的改善（P＜0.001）。

表1　35例心力衰竭患者CRT響應(yīng)組與CRT無響應(yīng)組的一般參數(shù)

表2　35例心力衰竭患者CRT響應(yīng)組與CRT無響應(yīng)組的TDI和STI參數(shù)

圖2　男，58歲，擴(kuò)張型心肌病。CRT術(shù)前，Qlab軟件進(jìn)入TDMQ程序，左心室中段短軸切面RS

2.3TDI和STI檢測的左心室內(nèi)同步性參數(shù)對CRT響應(yīng)的預(yù)測值比較TDI和STI檢測的左心室同步性參數(shù)在靜息狀態(tài)和負(fù)荷試驗預(yù)測CRT的響應(yīng)，其敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值見表3，STI的參數(shù)優(yōu)于TDI參數(shù)，DSE同步性參數(shù)的預(yù)測價值優(yōu)于靜息狀態(tài)，DSE與靜息狀態(tài)比較，TDI法和STI法的敏感度和陰性預(yù)測值差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

圖3　同步與不同步組CRT前后LVEF的改變（TDI）

圖4　同步與不同步組CRT前后LVEF的改變（STI）

表3　TDI和STI檢測的左心室內(nèi)同步性參數(shù)對CRT響應(yīng)的預(yù)測值（%）

3　討論

CRT對部分心力衰竭患者的生存及臨床癥狀的改善具有較好的療效，美國心臟病學(xué)會、美國心臟協(xié)會、心律協(xié)會公布了CRT的入選指征，但約33%的心力衰竭患者對CRT治療的響應(yīng)不理想［2］，因此三腔起搏器植入前的篩選有重要的臨床意義。心力衰竭患者心臟功能的評價內(nèi)容包括收縮功能、舒張功能，還包括心臟的同步性，同步性是預(yù)測心力衰竭患者CRT后改善生活質(zhì)量、心功能及生存率等CRT響應(yīng)的可靠指標(biāo)，心臟超聲是臨床上常用來評估同步性的檢查手段，包括多普勒頻譜超聲、M型超聲、TDI、STI［5］及實時三維超聲組織同步成像［6］。TDI和STI常用來檢測心室的同步性，但Chung等［7］多中心的前瞻性預(yù)測CRT響應(yīng)的研究中發(fā)現(xiàn)利用常規(guī)的TDI技術(shù)來篩選CRT缺乏足夠的預(yù)測價值，STI有不受心臟整體運(yùn)動和角度的影響、時間分辨率較高等優(yōu)點，較TDI更真實、準(zhǔn)確地反映心臟的運(yùn)動，STI可反映左心室局部的收縮運(yùn)動，也能夠方便地計算出左心室節(jié)段運(yùn)動的機(jī)械收縮時間差值，測量左心室壁節(jié)段收縮的時間差值優(yōu)于TDI［8］，Tanaka等［1］的多中心研究認(rèn)為短軸切面的RS和四腔心切面TS參數(shù)的不同步性與CRT的響應(yīng)相關(guān)，而短軸的CS和四腔心的LS應(yīng)變檢測的左心室同步性參數(shù)對預(yù)測CRT響應(yīng)結(jié)果對比組之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，鑒于此，本研究直接應(yīng)用該研究結(jié)果，未采用短軸的CS和四腔心的LS檢測的左心室同步性，因而未能驗證CS和LS預(yù)測CRT響應(yīng)的價值。

負(fù)荷超聲心動圖試驗對檢測存活心肌及肌力收縮儲備有重要價值，Chaudhry等［2］利用負(fù)荷超聲檢測的肌力收縮儲備預(yù)測CRT的響應(yīng)獲得較好結(jié)果；本課題組前期用負(fù)荷三維超聲檢測肌力收縮儲備預(yù)測CRT的響應(yīng)亦獲得滿意的結(jié)果，對缺血性心肌病和非缺血性心肌病心力衰竭患者，一定數(shù)量的存活心肌CRT后能夠改善左心室的重構(gòu)，具有肌力收縮儲備的節(jié)段數(shù)與CRT后EF值改善呈現(xiàn)較好的相關(guān)性［4］。本研究將評估心室同步性指標(biāo)的TDI和STI法與DSE相結(jié)合，Rocchi等［3］采用的是臥式踏車試驗，在Philips SONOS-5500機(jī)型上用頻譜組織多普勒法測量瓣環(huán)的組織多普勒曲線，比較EMD差值，從而檢測左心室的同步性，該方法非同步顯示左心室壁瓣環(huán)組織多普勒曲線，受心率等因素影響較多。由于本研究采用的是較新型的組織多普勒測量技術(shù)，因此獲得的組織多普勒速度和位移曲線不受心率的影響，能夠多個節(jié)段同時顯示；STI法能夠準(zhǔn)確、方便地計算出左心室節(jié)段運(yùn)動的機(jī)械收縮時間差值，對預(yù)測心力衰竭患者CRT后的響應(yīng)，DSE的同步性參數(shù)的敏感性和特異性均高于靜息狀態(tài)下的同步性參數(shù)，與Guido等［3］的踏車試驗結(jié)果相一致。心力衰竭患者運(yùn)動或藥物負(fù)荷試驗后心室的不同步機(jī)制尚不完全清楚，DSE后不同步可能與存活心肌的存在有關(guān)，Chaudhry等［2］認(rèn)為肌力收縮儲備（存活心?。┐嬖谑穷A(yù)測CRT響應(yīng)的獨立指標(biāo)；Ansalone等［9］認(rèn)為與靜息狀態(tài)相比，運(yùn)動后左心室電機(jī)械激動的位置發(fā)生變化，靜息狀態(tài)下，左心室側(cè)壁是最延遲激動處，運(yùn)動后左心室后壁為最延遲激動處，起搏電極置于電激動最延遲處能夠提供CRT最佳的響應(yīng)；Bleeker等［10］利用MR圖像的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在臨近左心室壁心肌瘢痕處起搏，可導(dǎo)致CRT的響應(yīng)不佳。本研究結(jié)果表明對CRT響應(yīng)的預(yù)測價值，無論是TDI還是STI，DSE的同步性參數(shù)優(yōu)于靜息狀態(tài)，并且STI優(yōu)于TDI。

總之，負(fù)荷超聲心動圖STI和TDI檢測的左心室同步性參數(shù)對CRT的響應(yīng)預(yù)測價值優(yōu)于靜息狀態(tài)，在DSE下利用STI和TDI測量左心室的同步性參數(shù)，簡便、重復(fù)性強(qiáng)、易于推廣。本研究樣本量較??；負(fù)荷試驗后的不同步增加可能和存活心肌相關(guān)，但存活心肌的檢測缺乏與PET-CT心肌葡萄糖代謝顯像和MR掃描的對照；STI是基于應(yīng)變基礎(chǔ)上的，其可重復(fù)性和不同廠商之間有待進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化［11］，三維超聲的STI在評估左心室整體和節(jié)段的功能及同步性方面應(yīng)優(yōu)于二維STI［12］。

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（本文編輯周立波）

Dyssynchrony by Tissue Doppler Imaging and Speckle-tracking Approach of Stress Echocardiography and Response to Cardiac Resynchronization Therapy

Purpose Cardiac resynchronization therapy （CRT） improves functional capacity and survival in heart failure. Tissue Doppler imaging （TDI） and speckle tracking image （STI） can predict response to CRT for heart failure patients. The aim of this study is to evaluate whether exercise dyssynchrony by TDI and STI could select responders to CRT. Materials and Methods Thirty-five patients were enrolled and scheduled for CRT implantation performed dobutamine stress echocardiography （DSE）. TDI and STI were used to measure synchronism of left ventricular. Pulsed TDI was acquired using two-，three- and four-chamber apical views to assess the longitudinal movement of the left ventricle. Each segmental electromechanical delay （EMD） was defined as the time from the onset of the QRS to the peak of the systolic （S） TDI wave. Also rest left ventricular dyssynchrony was evaluated by two speckle tracking strain methods： radial from midventricular short-axis views and transverse from an apical four-chamber view. Radial dyssynchrony was defined as a time difference between the anteroseptal and posterior wall segmental peak strain and transverse dyssynchrony was defined as maximum opposing wall delay in time-to-peak strain among the three apical views from basal and mid-levels considered as significant dyssynchrony. DSE was performed to determine stress dyssynchrony for the patients before pacing implantation. Follow-up echocardiography was performed after CRT for response to CRT.Results During the follow-up period after CRT，22 patients （63%） were responders. Intraventricular dyssynchrony data between the responder and nonresponder groups were compared as follows： （83±32） ms vs. （60±26）ms （t=2.113， P＜0.05） in EMD measured by TDI， （207±78） ms vs. （151±61） ms （t=2.216，P＜0.05） in opposing wall delay of short-axis radial strain （RS） and （213±81） ms vs. （163±60） ms （t=2.091， P＜0.05） in opposing wall delay of transverse strain （TS） from apical views at rest； （91±29） ms vs. （56±26） ms （t=3.527， P＜0.01） in EMD， （228±71）ms vs. （144±61） ms （t=3.556， P＜0.01） in RS and （231±75） ms vs. （154±62） ms （t=3.287，P＜0.01） in TS at stress.Conclusion Intraventricular dyssynchrony assessed by stress TDI and STI is a strong independent predictor of CRT response.

Heart failure； Echocardiography， Doppler， color； Speckle tracking imaging；Pacemaker， artificial； Ventricular function， left

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.07.008

張 寧

2015-12-23

Department of Ultrasound， Drum Tower Affiliated Hospital of Medical College，Nanjing University， Nanjing 210008， China

Address Correspondence to： ZHANG Ning E-mail： sunnysky119@sina.com

R541.6；R445.1