心肌分層應(yīng)變評估重度主動(dòng)脈瓣狹窄患者左室心肌收縮功能變化

林潔，嚴(yán)志漢

（1.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬黃巖醫(yī)院 超聲科，浙江 臺(tái)州 318020；2.溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院育英兒童醫(yī)院 放射影像科，浙江 溫州 325027）

主動(dòng)脈瓣狹窄（aortic stenosis，AS）是非常常見的心臟瓣膜疾病，其特征是瓣膜狹窄進(jìn)行性加重和心肌的繼發(fā)性改變[1]，在疾病早期，肥厚的心肌細(xì)胞仍發(fā)揮著代償作用，隨著疾病的進(jìn)展，心肌逐漸失去代償能力引起一系列的血流動(dòng)力學(xué)改變，進(jìn)而出現(xiàn)臨床癥狀、心力衰竭及各種心血管不良事件[2]。AS患者一旦出現(xiàn)心衰癥狀，其預(yù)后往往不佳[3]，所以對重度AS患者，早期發(fā)現(xiàn)其心功能改變?yōu)樾耐饪漆t(yī)師提供臨床決策依據(jù)具有非常重要的意義。本研究采用最新發(fā)展的心肌分層應(yīng)變（layerspecific strain，LSS）來定量研究左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）正常的重度AS患者左室壁多層心肌收縮功能變化。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2012年1月至2017年9月在溫州醫(yī)科大學(xué)附屬黃巖醫(yī)院經(jīng)超聲心動(dòng)圖和臨床確診的重度AS患者57例，其中左室壁增厚組36例，年齡48～80歲，平均（63.1±8.5）歲，男21例，女15例，左室壁不厚組21例，年齡41～80歲，平均（63.60±8.75）歲，男11例，女10例。所有患者LVEF≥55%，心電圖均為竇性心律。重度AS參考2017年歐洲心臟病協(xié)會(huì)和歐洲胸心外科協(xié)會(huì)心臟瓣膜病管理指南[4]的診斷標(biāo)準(zhǔn)。左室壁肥厚標(biāo)準(zhǔn)[5]：舒張期室間隔厚度（diastolic inter-ventricular septum dimension，IVSd）＞11 mm，舒張期左室后壁厚度（diastolic left ventricular posterior wall thickness，LVPWd）＞11 mm。排除標(biāo)準(zhǔn)：二尖瓣疾病、主動(dòng)脈瓣中度以上的關(guān)閉不全、心律失常（心房顫動(dòng)、左束支傳到阻滯、右束支傳到阻滯）、惡性或者進(jìn)行性高血壓、慢性腎病、有冠狀動(dòng)脈旁路移植或者冠狀動(dòng)脈支架植入病史，所有患者均經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影排除中度、重度冠狀動(dòng)脈狹窄。同時(shí)選取年齡、性別和AS相匹配的健康志愿者30例作為對照組，年齡40～75歲，平均（59.8±8.2）歲，其中男17例，女13例，均為竇性心律，無心血管病史，無慢性肺部疾病史，排除其他各種器質(zhì)性疾病。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)。

1.2 主要儀器和檢測方法 采用美國GE公司生產(chǎn)的Vivid E9超聲診斷儀，M3S探頭，頻率1.7～3.4 MHz，幀頻＞60幀/s。囑受檢者左側(cè)臥位，連接同步心電圖，采集心尖四腔心、心尖二腔心、心尖左室長軸切面、二尖瓣口水平短軸切面、乳頭肌水平短軸切面及心尖水平短軸切面各連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期的動(dòng)態(tài)圖像，并采集主動(dòng)脈口及二尖瓣口血流頻譜（E峰和A峰）、組織多普勒二尖瓣環(huán)（室間隔側(cè)）運(yùn)動(dòng)速度頻譜（e峰和a峰），將上述圖像導(dǎo)入移動(dòng)硬盤以供脫機(jī)分析。

1.3 圖像處理與數(shù)據(jù)分析 采用EchoPAC軟件對圖像進(jìn)行脫機(jī)分析。LSS參數(shù)測量：進(jìn)入EchoPAC軟件工作站，調(diào)出動(dòng)態(tài)圖像，在收縮末期沿著心內(nèi)膜緣手動(dòng)勾畫左室輪廓，再調(diào)整感興趣區(qū)寬度，使整個(gè)左室心肌剛好全部落在感興趣區(qū)域內(nèi)，軟件會(huì)自動(dòng)給出各切面心肌的應(yīng)變曲線或牛眼圖，同時(shí)給出各切面或整體（global）的內(nèi)膜（endocardial，Endo）、中層（mid wall，Mid）、外膜（epicardial，Epi）的縱向峰值應(yīng)變（longitudinal peak strain，LS）和Endo、Mid、Epi的圓周峰值應(yīng)變（circuferential peak strain，CS），見圖1。

1.4 重復(fù)性分析 隨機(jī)抽取20例病例，2周后分別由2名有經(jīng)驗(yàn)的超聲醫(yī)師進(jìn)行圖像分析，評估觀察者內(nèi)和觀察者間的重復(fù)性。

圖1 左室Endo-LS、Mid-LS、Epi-LS牛眼圖顯示各切面具體的Endo-LS、Mid-LS、Epi-LS

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法 使用SPSS17.0及MedCalc統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以±s表示，多組間計(jì)量資料采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用采用LSD-t檢驗(yàn)；重復(fù)性檢驗(yàn)采用Bland-Altman分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖比較 和對照組比，AS左室壁不厚組IVSd、LVPWd、E/e明顯增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；和對照組及AS左室壁不厚組比較，AS左室壁增厚組IVSd、LVPWd、左心房內(nèi)徑（left atrial diameter，LAD）及E/e均明顯增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；3組間左室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end diastolic diameter，LVEDD）、左室收縮末期內(nèi)徑（left ventricular end systolic diameter，LVESD）、左室舒張末期容積指數(shù)（left ventricular end diastolic volume index，LVEDVI）、左室收縮末期容積指數(shù)（left ventricular end diastolic volume index，LVESVI）、LVEF、E/A及e/a差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 二維超聲心動(dòng)圖常規(guī)參數(shù)比較（±s）

表1 二維超聲心動(dòng)圖常規(guī)參數(shù)比較（±s）

與對照組比：aP＜0.05；與AS左室壁不厚組比：bP＜0.05

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2.2 應(yīng)變參數(shù)比較 和對照組比，AS左室壁不厚組和AS左室壁增厚組Endo-GLS、Mid-GLS、Epi-GLS均明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。和AS左室壁不厚組比，AS左室壁增厚組Endo-GLS、Mid-GLS、Epi-GLS均明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。3組間Endo-GCS、Mid-GCS、Epi-GCS差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。左心室室壁三層的應(yīng)變符合如下規(guī)律：Endo-GLS＞Mid-GLS＞Epi-GLS，Endo-GCS＞Mid-GCS＞Epi-GCS。見圖2。

2.3 重復(fù)性檢驗(yàn) 左室應(yīng)變參數(shù)觀察者內(nèi)和觀察者間差異的均值在-1.0%～1.0%之間，95%CI在-5.0%～5.0%之間，見圖3。因此，心肌LSS所測的各應(yīng)變參數(shù)具有較高的重復(fù)性。

3 討論

重度AS的病理生理改變是主動(dòng)脈瓣開放受限，引起左室后負(fù)荷增加及左室肥厚，目前治療的有效手段就是通過手術(shù)或者介入行主動(dòng)脈瓣置換，AS患者的預(yù)后與術(shù)前心功能狀態(tài)密切相關(guān)[6-7]，因此，早期發(fā)現(xiàn)AS患者左心功能改變對臨床醫(yī)師作出決策具有非常重要的意義。

傳統(tǒng)的超聲心動(dòng)圖評估左室收縮功能主要是測量LVEF和短軸縮短率，不能充分反映左室壁這種復(fù)雜的收縮活動(dòng)機(jī)制以及心內(nèi)膜與心外膜之間的關(guān)系，近些年發(fā)展起來的斑點(diǎn)追蹤技術(shù)可以充分評估左室心肌斑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，更早地發(fā)現(xiàn)各種疾病狀態(tài)下左室收縮功能的改變[8]。

圖2 對照組、AS左室壁不厚組和AS左室壁增厚組患者左室GLS和GCS比較

圖3 LS和CS重復(fù)性檢驗(yàn)的Bland-Altman分析圖

研究顯示斑點(diǎn)追蹤技術(shù)可以定量評估AS患者左心功能改變[9-15]，但都是以心室壁的整體平均應(yīng)變作為研究對象，實(shí)際上心室壁的心肌由三層不同結(jié)構(gòu)和走向的心肌纖維組成，左室功能是由這三層心肌纖維的收縮和舒張共同作用決定的[16]。左室心肌纖維分布無論從心內(nèi)膜到心外膜還是從基底部到心尖部都是不均勻的，史靜等[17]對正常人左室心肌進(jìn)行LSS分析，發(fā)現(xiàn)LS和CS值均從心內(nèi)膜向心外膜依次減低，從基底部向心尖部依次增高，這種不均勻分布的心肌纖維共同作用使左室協(xié)同收縮。本研究發(fā)現(xiàn)對照組與AS左室壁增厚組和不厚組均符合這種規(guī)律。本研究顯示，隨著AS左室厚度增加，左室Endo-GLS、Mid-GLS、Epi-GLS逐漸減低，合理的解釋是：AS患者通過主動(dòng)脈瓣口的血流明顯減少，使供應(yīng)冠狀動(dòng)脈的血流量減少，同時(shí)由于左室壁心肌肥厚，使左室壁毛細(xì)血管分布密度減少，而心內(nèi)膜下心肌是毛細(xì)血管分布最豐富的區(qū)域，上述原因?qū)е滦膬?nèi)膜下心肌缺血，而心內(nèi)膜下主要是縱向纖維，因此，在AS中首先出現(xiàn)GLS的降低。有研究顯示，AS左室肥厚所引起的心肌收縮功能損害是從心內(nèi)膜開始，然后逐漸擴(kuò)展到心外膜[18]。心肌多層GLS的減低可能預(yù)示左室收縮功能開始出現(xiàn)減退，因此測量AS患者左室心肌各層的GLS對早期評估AS患者心功能損害具有十分重要的臨床意義[19]。隨著AS狹窄進(jìn)行性加重和左室后負(fù)荷的進(jìn)一步增加，左室壁心肌向心性重構(gòu)，必然會(huì)導(dǎo)致Endo-GLS、Mid-GLS、Epi-GLS進(jìn)一步減低，甚至可能是其他方向心肌應(yīng)變的減低[11]。本研究對GCS研究顯示，對照組、AS左室壁不厚組和AS左室壁增厚組中，Endo-GCS、Mid-GCS、Epi-GCS值均無明顯差異。心肌各層GCS改變不明顯，而GLS減低，可能是GCS在AS患者中為維持正常的LVEF發(fā)揮代償作用。ARONSON等[20]認(rèn)為AS患者早期GCS是增高的，以作為GLS減低的補(bǔ)償機(jī)制，從而維持正常LVEF，本研究AS左室壁無增厚組心肌各層GCS有增高趨勢，但無顯著增高，可能與入選的AS標(biāo)準(zhǔn)不同有關(guān)。也有研究[12]認(rèn)為在AS患者中GLS減低，而LVEF維持正常，與左室扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)有關(guān)。隨著室壁進(jìn)一步增厚，GCS開始減低。GCS的明顯減少預(yù)示左室心肌更廣泛的損害，導(dǎo)致LVEF下降，預(yù)后更差[6-7]。

本研究也存在一定局限性：樣本量較??；LSS對圖像質(zhì)量要求較高，需要有較高的幀頻和圖像清晰度。

總之，在AS患者中，隨著左室壁逐漸增厚，LSS可在早期發(fā)現(xiàn)左室收縮功能的改變，因此LSS可以提供傳統(tǒng)的超聲心動(dòng)圖所不能提供的敏感參數(shù)用于定量評估AS患者左室收縮功能情況，為醫(yī)師做出重要的臨床決策提供幫助。

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