三維徑向應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭患者左心室收縮功能變化

范苗，任衛(wèi)東，宋光，李穎

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院超聲科，沈陽(yáng) 110004）

在所有的慢性心力衰竭患者中，大約40%～70%患者左心室的射血分?jǐn)?shù)可處于正常水平，甚至約25%的急性左心衰竭、肺水腫患者射血分?jǐn)?shù)也維持正常，歐洲心臟病年會(huì) （european society of cardiology，ESC） 在2008年的心力衰竭指南將其命名為射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭 （heart failure with preserved ejection fraction，HFPEF） 。超聲心動(dòng)圖因其簡(jiǎn)便、非侵入的特性，成為影像學(xué)檢查中診斷心力衰竭的首選方式，并在臨床工作中廣泛應(yīng)用。三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù) （three-dimensional speckle tracking echocardiography，3D-STE） 通過(guò)建立容積數(shù)據(jù)在3個(gè)空間維度準(zhǔn)確評(píng)估心肌應(yīng)變，從而更快、更全面地評(píng)價(jià)心肌功能，并已經(jīng)逐漸獲得認(rèn)可［1］。本研究應(yīng)用整體徑向應(yīng)變 （global radial strain，GRS） 對(duì)HFPEF患者左心室心肌徑向運(yùn)動(dòng)早期變化進(jìn)行定量評(píng)估，旨為HFPEF患者左心室收縮功能受損提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 一般資料

收集2016年8月至2017年9月就診于我院的HFPEF患者32例，其中男14例，女18例，年齡26～91歲，平均 （59.66±17.57） 歲，體質(zhì)量指數(shù) （body mass index，BMI） （23.98 ± 3.21） kg/m2，體表面積 （1.72 ± 0.22）m2；收集32例身高、體質(zhì)量與性別匹配的健康體檢者作為對(duì)照組，年齡18～69歲，平均 （44.4±13.3） 歲，BMI （21.84 ± 2.27） kg/m2；體表面積 （1.69 ± 0.17）m2。HFPEF組入選標(biāo)準(zhǔn)參照ESC指南［2］： （1） 存在充血性心力衰竭的體征或癥狀； （2） 左心室收縮功能正常或輕度異常：左心室射血分?jǐn)?shù) （left ventricular ejection fraction，LVEF） ＞50%，左心室舒末容積指數(shù)＜97 mL/m2； （3） 左心室舒張功能減低：二尖瓣口血流舒張?jiān)缙诜逅?（E） /舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)心肌運(yùn)動(dòng)速度 （e’） ＞15，若15＞E/e’＞8，還需包括二尖瓣血流頻譜或肺靜脈血流頻譜、左心室質(zhì)量指數(shù)及左心房容積指數(shù)、心電圖等實(shí)驗(yàn)室檢查中任1項(xiàng)提示左心室舒張功能異常。排除標(biāo)準(zhǔn)： （1） 原發(fā)性肺動(dòng)脈高壓； （2） 嚴(yán)重肺疾?。?（3） 不穩(wěn)定的冠狀動(dòng)脈疾病，急性冠狀動(dòng)脈綜合征； （4） 先天性心臟病； （5） 持續(xù)性心律失常； （6） 心瓣膜病，心瓣膜手術(shù)后，嚴(yán)重心瓣膜鈣化； （7） 嚴(yán)重腎臟疾??； （8） 嚴(yán)重肝臟疾病； （9）起搏器術(shù)后； （10） 心包疾病。

1.2 儀器與方法

采用GE vivid E9彩色多普勒超聲診斷儀，M5S-D探頭 （2～5 MHz） ，4V-D探頭 （1.7～3.5 MHz） 。囑所有受檢者平靜呼吸，連接心電圖后采取左側(cè)臥位，應(yīng)用M5S-D探頭采集二維圖像，測(cè)量左心房的收縮末期前后徑 （left atrium diameter，LAd） 、左心室舒張末期前后徑 （left ventricular diameter at end-diastole，LVEDd） 、舒張末期的室間隔厚度 （interventricular septal thickness at end-diastole，IVSTd） 及左心室后壁厚度 （left vencular posterior wall thickness at end-diastole，LVPWTd） ，采集二尖瓣血流頻譜，記錄E和舒張晚期峰速 （A） 。選擇TDI模式，測(cè)量室間隔及左心室側(cè)壁側(cè)e’。應(yīng)用4V-D探頭4D模式，同步顯示標(biāo)準(zhǔn)心尖兩腔心、三腔及四腔心切面，設(shè)置拼接6個(gè)心動(dòng)周期后囑受檢者屏氣，進(jìn)入全容積模式，調(diào)節(jié)幀頻≥33.6 fps，錄制3個(gè)以上連續(xù)心動(dòng)周期的完整動(dòng)態(tài)圖像。在GE EchoPac PC工作站打開(kāi)所得數(shù)據(jù)，于4D Auto LVQ模式下勾畫舒張、收縮期心內(nèi)、外膜，通過(guò)追蹤感興趣區(qū)心肌的三維運(yùn)動(dòng)信息自動(dòng)計(jì)算得出左心室的舒張末期容積 （left ventricular volume at end-diastole，LVEDV） 、收縮末期容積 （left ventricular volume at end-systole，LVESV） 及LVEF，繪制GRS曲線。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料用±s表示，2組參數(shù)間的比較行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，采用Pearson相關(guān)分析檢驗(yàn)GRS與LVEF間相關(guān)性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床特點(diǎn)的比較

64例研究對(duì)象中，相較于對(duì)照組，HFPEF組患者年齡、BMI較高 （P＜ 0.05） ，并且心功能分級(jí)較高，其中Ⅱ級(jí)6例，Ⅲ級(jí)11例，Ⅳ級(jí)15例。HFPEF組中患有高血壓者23例 （71.88%） ，冠心病17例 （53.13%） ，糖尿病7例 （21.88%） ；研究期間，1例死亡，2例進(jìn)展成為射血分?jǐn)?shù)減低的心力衰竭 （heart failure with reduced ejection fraction，HFREF） 。

2.2 超聲心動(dòng)圖參數(shù)的比較

HFPEF組患者LVEDd、E、LVEDV、LVESV、SV以及LVEF與對(duì)照組相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＞ 0.05） 。HFPEF組患者左心室舒張功能均有減低，LAd、IVSTd、LVPWTd、A、E/e’較對(duì)照組升高，E/A、e’減低；GRS較對(duì)照組顯著減低 （圖1） ，GRS與LVEF呈正相關(guān) （r= 0.54） ，以上差異及相關(guān)性均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05） ，見(jiàn)表1。

3 討論

BROUWERS等［3］對(duì)過(guò)去20年發(fā)病率的研究發(fā)現(xiàn)，HFPEF患者占所有心力衰竭患者的百分比從38%增加到54%，并且隨著年齡增長(zhǎng)發(fā)病率逐漸上升。本研究初步認(rèn)為老年人發(fā)病率較高，另外，HFPEF組BMI值較對(duì)照組增高，提示HFPEF患病與肥胖亦有一定關(guān)系，與既往研究［4］結(jié)果一致；HFPEF組的基礎(chǔ)疾病以高血壓比例最高，冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病、糖尿病次之，說(shuō)明患者存在上述疾病時(shí)，除治療原發(fā)病外還應(yīng)注意加強(qiáng)保護(hù)患者心功能。18例患者左心房增大 （56.25%） ，15例室間隔肥厚 （46.88%） ，14例左心室后壁肥厚 （43.75%） ，說(shuō)明結(jié)合左心房增大和左心室壁增厚2項(xiàng)指標(biāo)在一定程度上可作為反映左心室舒張功能的間接指標(biāo)。

表1 超聲心動(dòng)圖參數(shù)對(duì)照表 （ ±s，n = 32）Tab.1 Echocardiography parameters in HFPEF and control groups （ ±s，n = 32）

表1 超聲心動(dòng)圖參數(shù)對(duì)照表 （ ±s，n = 32）Tab.1 Echocardiography parameters in HFPEF and control groups （ ±s，n = 32）

1） P ＜ 0.05 vs control group. IVS，interventricular septal；LVLW，left ventricular lateral wall.

GroupLAd （mm）LVEDd （mm）IVSTd （mm）LVPWTd（mm）E （m/s）A （m/s）E/A HFPEF 38.94±6.041） 47.66±4.16 10.16±3.091） 9.34±1.521） 0.87±0.29 0.99±0.431） 1.09±0.691）Control 29.88±3.83 45.69±4.48 7.47±0.67 7.19±0.74 0.91±0.16 0.63±0.11 1.47±0.37 Groupe’（IVS/LVLW） （m/s）E/e’ （IVS/LVLW）LVEDV （mL）LVESV （mL）Sv （mL）LVEF （%）GRS （%）HFPEF 0.05±0.02/0.05±0.021） 18.68±5.83/16.92±5.381） 98.16±31.26 41.50±16.54 56.59±19.60 58.53±6.42 26.29±13.881）Control 0.12±0.02/0.14±0.03 7.63±1.37/ 6.68±1.31 93.88±21.23 37.41±11.29 53.75±14.48 60.56±5.39 39.37±6.68

圖1 左室徑向應(yīng)變曲線圖Fig.1 Left ventricular GRS curves determined using 3D-STE

隨著社會(huì)老齡化加重，高血壓、糖尿病發(fā)病率升高，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾十年內(nèi)HFPEF發(fā)病率仍會(huì)繼續(xù)上升。通過(guò)對(duì)心力衰竭大量深入研究［5-6］發(fā)現(xiàn)，HFPEF患者的癥狀不完全由舒張功能障礙引起。而不同學(xué)者［7-8］對(duì)HFPEF患者的二維斑點(diǎn)追蹤研究的結(jié)果不盡相同，由于二維斑點(diǎn)追蹤忽略了心肌是在三維方向上的運(yùn)動(dòng)，形成跨平面失追蹤而造成誤差，3D-STE不依賴角度，不受平面外運(yùn)動(dòng)的影響，只要心肌運(yùn)動(dòng)發(fā)生于三維掃描容積內(nèi)，追蹤就可以成立。本研究運(yùn)用3D-STE分析HFPEF患者的室壁運(yùn)動(dòng)情況，其中GRS是3D-STE中用以評(píng)價(jià)室壁短軸方向運(yùn)動(dòng)的參數(shù)。HAYAT等［9］在對(duì)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病患者的研究中表明，GRS可以快速準(zhǔn)確評(píng)價(jià)左心室心肌收縮功能，重復(fù)性好，并可用于判斷心肌活力及預(yù)后。

本研究結(jié)果表明，HFPEF患者GRS較對(duì)照組減低，分析其原因可能為： （1） HFPEF的組織學(xué)特征主要包括心肌肥大，心肌細(xì)胞損傷和細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)［10］。心衰患者心臟負(fù)荷長(zhǎng)期增加，心肌所受機(jī)械刺激加重，體液因子釋放增多，膠原的數(shù)量增加和分布異常，引起心肌細(xì)胞損傷、纖維化和微血管周圍炎癥，最終使得心肌運(yùn)動(dòng)功能受損。 （2） 左心室心肌由內(nèi)層縱向走行、中層環(huán)形走形和外層螺旋形走形的肌束纏繞構(gòu)成，而心肌的徑向運(yùn)動(dòng)由3層心肌共同參與，任一層心肌受損均可造成徑向運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步減弱，使得GRS降低，與劉開(kāi)薇等［11］研究結(jié)果一致。另外，HFPEF組LVEDV和LVESV與對(duì)照組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示左心室容量尚未發(fā)生顯著變化，并且GRS與LVEF呈正相關(guān)，因此有理由推斷，雖然LVEF尚未減低，但HFPEF患者已有早期心肌收縮功能減弱。

值得注意的是，僅研究期間，HFPEF組研究對(duì)象中1例因循環(huán)衰竭死亡，2例進(jìn)展為HFREF而再次入院。國(guó)外流行病學(xué)研究［12-13］表明，HFPEF患者有著和HFREF患者相似的發(fā)病率和死亡率，截至目前，HFREF的生存率已明顯提高，但因缺少早期明確診斷和積極有效治療，HFPEF的生存率仍無(wú)明顯提高［14］，針對(duì)HFPEF患者的不良預(yù)后，定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估顯得尤為重要［15-17］。

綜上所述，本研究證實(shí)GRS省時(shí)、敏感、準(zhǔn)確，可定量評(píng)估HFPEF患者早期左心室心肌收縮運(yùn)動(dòng)減低情況，有助于為指導(dǎo)臨床在HFPEF患者LVEF尚未減低時(shí)保護(hù)其心功能提供依據(jù)，3D-STE的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性使其擁有廣泛的臨床前景。

［1］ ROSE-JONES LJ，ROMMEL JJ，CHANG PP. Heart failure with preserved ejection fraction：an ongoing enigma［ J］. Cardiol Clin，2014，32（1） ：151-161. DOI：10.1016/j.ccl.2013.09.006.

［2］ PAULUS WJ，TSCH PE C，SANDERSON JE，et al. How to diagnose diastolic heart failure：a consensus statement on the diagnosis of heart failure with normal left ventricular ejection fraction by the heart failure and echocardiography associations of the european society of cardiology［ J］. Eur Heart J，2007，28（ 20） ：2539-2550. DOI：10.1093/eurheartj/ehm037.

［3］ BROUWERS FP，DE BOER RA，VAN DER HARST P，et al. Incidence and epidemiology of new onset heart failure with preserved vs.reduced ejection fraction in a community- based cohort：11-year follow-up of PREVEND［ J］. Eur Heart J，2013，34（ 19） ：1424-1431.DOI：10.1093/eurheartj/eht066.

［4］ LUO XX，F(xiàn)ANG F，LEE AP，et al. What can three-dimensional speckle-tracking echocardiography contribute to evaluate global left ventricular systolic performance in patients with heart failure?［J］. Int J Cardiol，2014，172 （1） ：132-137. DOI：10.1016/j.ijcard.2013.12.314.

［5］ TODARO MC，KHANDHERIA BK，LONGOBARDO L，et al. New diagnostic perspectives on heart failure with preserved ejection fraction：systolic function beyond ejection fraction ［J］. J Cardiovasc Med，2015，16 （8） ：527-537. DOI：10.2459/JCM.0000000000000199.

［6］ SARWAR CMS，BUTLER J，ANKER SD. The syndrome of heart failure with preserved systolic function ［J］. Rev Esp Cardiol，2017，70 （4） ：232-233. DOI：10.1016/j.rec.2016.10.017.

［7］ YIP GW，ZHANG Q，XIE JM，et al. Resting global and regional left ventricular contractility in patients with heart failure and normal ejection fraction：insights from speckle-tracking echocardiography ［J］.Heart，2011，97 （4） ：287-294. DOI：10.1136/hrt.2010.205815.

［8］ WANG J，KHOURY DS，YUE Y，et al. Preserved left ventricular twist and circumferential deformation，but depressed longitudinal and radial deformation in patients with diastolic heart failure ［J］. Eur Heart J，2008，29 （10） ：1283-1289. DOI：10.1093/eurheartj/ehn141.

［9］ HAYAT D，KLOECKNER M，NAHUM J，et al. Comparison of real-time three-dimensional speckle tracking to magnetic resonance imaging in patients with coronary heart disease ［J］. Am J Cardiol，2012，109 （2） ：180-186. DOI：10.1016/j.amjcard.2011.08.030.

［10］ KOMAMURA K. Similarities and differences between the pathogenesis and pathophysiology of diastolic and systolic heart failure ［J］.Cardiol Res Pract，2013，2013：824135. DOI：10.1155/2013/824135.

［11］ 劉開(kāi)薇，任衛(wèi)東，孫璐，等. 三維徑向應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)早期慢性腎病患者左心室心肌收縮功能變化［J］. 中國(guó)超聲醫(yī)學(xué)雜志，2016，32（8） ：703-706. DOI：10.3969/j.issn.1002-0101.2016.08.010.

［12］ SANCHIS L，GABRIELLI L，ANDREA R，et al. Left atrial dysfunction relates to symptom onset in patients with heart failure and preserved left ventricular ejection fraction ［J］. Eur Heart J Cardiovasc Imaging，2015，16 （1） ：62-67. DOI：10.1093/ehjci/jeu165.

［13］ SMITH SP，SECOMB TW，HONG BD，et al. Time-dependent regional myocardial strains in patients with heart failure with a preserved ejection fraction ［J］. Biomed Res Int，2016，2016：8957307.DOI：10.1155/2016/8957307.

［14］ CARLSEN CM，BAY M，KIRK V，et al. Prevalence and prognosis of heart failure with preserved ejection fraction and elevated N-terminal pro brain natriuretic peptide：a 10-year analysis from the copenhagen hospital heart failure study ［J］. Eur J Heart Fail，2012，14 （3） ：240-247. DOI：10.1093/eurjhf/hfs003.

［15］ WANG J，F(xiàn)ANG F，WAIKWOK YG，et al. Left ventricular long-ax is performance during exercise is an important prognosticator in patients with heart failure and preserved ejection fraction ［J］. Int J Cardiol，2015，178：131-135. DOI：10.1016/j.ijcard.2014.10.130.［16］ SANTOS AB，ROCA GQ，CLAGGETT B，et al. Prognostic relevance of left atrial dysfunction in heart failure with preserved ejection fraction ［J］. Circ Heart Fail，2016，9 （4） ：e002763. DOI：10.1161/CIRCHEARTFAILURE.115.002763.

［17］ OBOKATA M，TAKEUCHI M，NEGISHI K，et al. Relation between echocardiogram-based cardiac parameters and outcome in heart failure with preserved and reduced ejection fraction ［J］. Am J Cardiol，2016，118 （9） ：1356-1362. DOI：10.1016/j.amjcard.2016.07.060.