三維斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)評(píng)估右心雙腔間隔起搏對(duì)左心室功能的影響

孟慶國(guó)，徐 蕓，吳志霞，王斯佳，周 婕，尹立雪*，郭智宇(1.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院 四川省人民醫(yī)院心血管超聲及心功能科，四川 成都 610072；2.超聲心臟電生理學(xué)與生物力學(xué)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610072；.通用電氣心血管超聲臨床教育部，四川 成都 60071)

如何為植入起搏器患者提供最佳的房室激動(dòng)順序和最為接近生理的心室間激動(dòng)是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題，主動(dòng)螺旋電極的出現(xiàn)使之成為可能。右心雙腔間隔起搏較接近希氏束，產(chǎn)生的電激動(dòng)順序、室內(nèi)和室間的激動(dòng)較接近生理狀態(tài)，可減少功能及血流動(dòng)力學(xué)的不良影響[1-2]。心臟解剖結(jié)構(gòu)和心肌纖維排列復(fù)雜，采用三維超聲能較二維超聲更客觀、準(zhǔn)確地評(píng)估左心室整體功能。本研究采用三維斑點(diǎn)追蹤成像(3D speckle tracking imaging， 3D-STI)分析右心雙腔間隔起搏患者左心室總體應(yīng)變、總體扭轉(zhuǎn)和擰轉(zhuǎn)等心肌力學(xué)參數(shù)的變化及三者間的關(guān)系，評(píng)估該起搏模式對(duì)左心室整體功能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年1—9月于我院心內(nèi)科接受房室全能型心臟起搏器(DDD心臟起搏器)植入的42例患者(起搏器組)，男17例，女25例，年齡52～80歲，平均(68.8±11.0)歲，包括病竇綜合征12例、Ⅲ度房室傳導(dǎo)阻滯30例，起搏器植入時(shí)間為2013年1—8月。入組標(biāo)準(zhǔn)：超聲證實(shí)為右心室間隔起搏；術(shù)前左心室收縮功能正常；排除高血壓、瓣膜性疾病、腎臟疾病及心肌病等。選取同期生化檢查、ECG和心臟超聲檢查均未見異常的37名志愿者為對(duì)照組，男17名，女20名，年齡51～75歲，平均(62.3±9.5)歲。

1.2 儀器與方法 采用GE Vivid E9超聲診斷儀，M5S探頭，頻率1.5～4.6 MHz；三維4V探頭，頻率1.5～4.0 MHz，圖像分析采用EchoPAC工作站。囑受檢者左側(cè)臥，連接同步心電圖。常規(guī)超聲采用M5S探頭，采集左心室連續(xù)3個(gè)心動(dòng)周期的二維灰階動(dòng)態(tài)圖；切換至4V探頭，獲取標(biāo)準(zhǔn)心尖四腔切面，囑受檢者屏氣，啟動(dòng)“三維”模式，待圖像清晰后存儲(chǔ)圖像，確保左心室內(nèi)外膜在超聲波扇區(qū)內(nèi)，調(diào)節(jié)幀頻>心率的60%。

1.3 圖像分析 將圖像導(dǎo)入EchoPAC工作站，測(cè)量常規(guī)心功能和左心室舒張功能參數(shù)。常規(guī)心功能參數(shù)包括左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)、左心室收縮末期容積(end-systolic volume, ESV)、左心室舒張末期容積(end-diastolic volume， EDV)、每搏輸出量(stroke volume, SV)和心指數(shù)(cardiac index, CI)；左心室舒張功能參數(shù)包括左心房?jī)?nèi)徑、左心室舒張末期內(nèi)徑(left ventricular end-diastolic diameter, LVEDD)、左心室舒張末期后壁厚度(left ventricular posterior wall diameter, LVPWD)、室間隔厚度(interventricular septal thickness, IVS)、二尖瓣口前向血流頻譜E峰速度(E)及二尖瓣瓣環(huán)組織多普勒舒張?jiān)缙谒俣?e')，并計(jì)算E/e'值。

選擇三維全容積動(dòng)態(tài)圖像并進(jìn)入4D Auto LVQ模式，在心尖四腔切面上于二尖瓣環(huán)連線兩邊內(nèi)膜面及心尖頂點(diǎn)內(nèi)膜面各標(biāo)記一點(diǎn)，自動(dòng)勾畫左心腔內(nèi)膜并調(diào)整，使其追蹤各切面心室壁運(yùn)動(dòng)；點(diǎn)擊“4D Strain results”鍵，獲取左心室三維應(yīng)變參數(shù)，并以彩色編碼的“牛眼圖”來(lái)表示，存儲(chǔ)并記錄相應(yīng)參數(shù)，獲得左心室整體長(zhǎng)軸應(yīng)變(global longitudinal strain, GLS)、周向應(yīng)變(global circumferential strain, GCS)、徑向應(yīng)變(global radial strain, GRS)、面積應(yīng)變(global area strain, GAS)、左心室總體擰轉(zhuǎn)(global twist, GTw；收縮期心尖短軸平面與心底短軸平面心肌旋轉(zhuǎn)的差，單位°)和左心室整體扭轉(zhuǎn)(global torsion, GTs；以左心室長(zhǎng)軸為中心，從心底至心尖旋轉(zhuǎn)角度的梯度，單位°/cm)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較2組間三維應(yīng)變參數(shù)的差異，以Pearson相關(guān)分析評(píng)價(jià)GTw、GTs與GLS、GCS、GAS及GRS的相關(guān)性。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

起搏器組與對(duì)照組性別差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=1.532，P=0.174)，起搏器組年齡大于對(duì)照組(t=-2.377，P=0.027)。

2.1 常規(guī)心功能及參數(shù)比較 起搏器組ESV高于對(duì)照組，其余參數(shù)2組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，見表1。

2.2 左心室舒張功能參數(shù)比較 起搏器組左心房?jī)?nèi)徑、LVEDD及E/e'均高于對(duì)照組，E及e'均低于對(duì)照組(P均<0.05)，2組間LVPWD及IVS差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05，表2)。

2.3 三維應(yīng)變參數(shù)比較 起搏器組左心室GLS、GCS、GAS、GRS及GTs均低于對(duì)照組(P均<0.05)，2組間GTw差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.225)，見表3、圖1、2。

2.4 相關(guān)性分析

2.4.1 起搏器組 GTw與GLS(r=-0.10，P=0.570)、GCS(r=-0.29，P=0.061)、GAS(r=-0.19，P=0.221)及GRS(r=-0.22，P=0.153)均無(wú)相關(guān)；GTs與GLS(r=-0.04，P=0.817)、GCS(r=-0.04，P=0.803)、GAS(r=-0.01，P=0.944)及GRS(r=-0.03，P=0.870)均無(wú)相關(guān)。

2.4.2 對(duì)照組 GTs與GCS和GRS呈正相關(guān)(r=0.45、0.40，P=0.020、0.042)，與GAS、GLS無(wú)相關(guān)(r=-0.05、0.100，P=0.808、0.633)；GTw與GLS(r=-0.27，P=0.174)、GCS(r=-0.23，P=0.249)、GAS(r=-0.26，P=0.195)及GRS(r=-0.19，P=0.353)均無(wú)相關(guān)。

3 討論

正常心臟工作不僅需規(guī)律的房室順序激動(dòng)，還需左、右心室快速同步。研究[3]表明，左心室收縮失同步與心室擴(kuò)大、心室收縮及舒張功能減退有關(guān)，是心臟不良事件發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。本課題組既往動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究[4-5]表明，不同起搏方式均可引起比格犬左心室功能減低。右心室間隔起搏由于較接近生理性激動(dòng)而被臨床所認(rèn)可[6]，其對(duì)左心室功能的影響是目前研究熱點(diǎn)[7-9]。心肌纖維排列的三維立體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，致評(píng)價(jià)其功能準(zhǔn)確性的難度增加。采用三維超聲應(yīng)變技術(shù)能實(shí)時(shí)、客觀、準(zhǔn)確地獲得同一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)心肌在三維立體空間的整體應(yīng)變及整體扭轉(zhuǎn)、擰轉(zhuǎn)等力學(xué)參數(shù)。

本研究中，2組LVEF差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但起搏器組左心室GLS、GCS、GAS、GRS及GTs均較對(duì)照組明顯減低，提示LVEF未能完全反映起搏器植入后左心室功能的真實(shí)情況。三維應(yīng)變能準(zhǔn)確反映心肌的生物力學(xué)特征，是評(píng)估左心室功能的可靠指標(biāo)[5]，可更早、更客觀真實(shí)地評(píng)價(jià)左心室功能受損情況[10]。Torrent-Guasp等[11]認(rèn)為可用螺旋排列心肌帶表示心室肌纖維的空間結(jié)構(gòu)，全部心肌帶在縱向、徑向及環(huán)向的規(guī)律、協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生左心室的收縮期扭轉(zhuǎn)和舒張期解旋運(yùn)動(dòng)，在左心室射血和充盈過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。協(xié)調(diào)一致的左心室扭轉(zhuǎn)可使左心室跨壁的纖維應(yīng)變梯度和氧耗量最小化，扭轉(zhuǎn)是左心室有效收縮和舒張的重要因素之一。GTs運(yùn)動(dòng)能直觀反映左心室機(jī)械收縮的同步性[12]。汪詠蒔等[12]發(fā)現(xiàn)，起搏誘發(fā)心功能衰竭時(shí)，左心室扭轉(zhuǎn)功能明顯減低。間隔起搏更符合正常生理性傳導(dǎo)順序，可最大程度地使心室肌細(xì)胞順序收縮，相比右室心尖起搏，具有改善心室內(nèi)及心室間電-機(jī)械活動(dòng)同步性的優(yōu)勢(shì)[13]。左心室心肌纖維走向不同，決定其功能相異。環(huán)形中層心肌舒縮可引起心臟在徑向和周向改變[14]。本研究中右心雙腔間隔起搏導(dǎo)致左心室GCS、GRS及GTs減低，同時(shí)GTs與GCS、GRS失關(guān)聯(lián)，原因可能在于只存在于室間隔及左心室呈環(huán)形排列的中層心肌因起搏刺激而引起收縮運(yùn)動(dòng)異常，并致心肌帶螺旋結(jié)構(gòu)正常舒張、收縮運(yùn)動(dòng)過(guò)程改變，從而導(dǎo)致左心室心肌正常功能改變[15-16]。

表1 2組常規(guī)心功能參數(shù)比較(±s)

表1 2組常規(guī)心功能參數(shù)比較(±s)

組別LVEF(%)ESV(ml)EDV(ml)SV(ml)CI[L/(min·m2)] 起搏器組55．93±9．3632．17±11．5572．39±19．7940．02±12．602．63±0．84 對(duì)照組56．97±18．4724．91±6．1166．39±12．1641．56±8．112．94±0．58 t值0．310-2．817-1．3300．5461．610 P值0．7570．0060．1880．5870．112

表2 2組左心室舒張功能參數(shù)比較(±s)

表2 2組左心室舒張功能參數(shù)比較(±s)

組別左心房?jī)?nèi)徑(mm)LVEDD(mm)LVPWD(mm)IVS(mm)E(m/s)e＇(m/s)E/e＇ 起搏器組36．39±5．2345．23±3．739．02±0．838．94±0．970．64±0．180．08±0．039．28±0．67 對(duì)照組29．18±2．6140．76±4．268．92±0．718．75±0．820．76±0．130．12±0．025．84±0．86 t值-10．064-6．024-0．737-1．1834．16021．247-11．5 P值<0．001<0．0010．4630．239<0．001<0．001<0．001

表3 2組左心室三維應(yīng)變參數(shù)比較(±s)

表3 2組左心室三維應(yīng)變參數(shù)比較(±s)

組別GLS(%)GCS(%)GRS(%)GAS(%)GTw(°)GTs(°/cm) 起搏器組3．44±0．673．46±0．6811．81±2．314．38±0．860．08±0．030．09±0．07 對(duì)照組3．89±0．603．95±0．4814．24±2．195．82±0．890．08±0．040．13±0．12 t值3．3853．0692．8144．4181．2283．039 P值<0．001<0．0010．006<0．0010．2250．003

圖1對(duì)照組，女，64歲，三維斑點(diǎn)追蹤成像 A.全容積圖像； B.GLS； C.GCS； D.GAS； E.GRS； F.GTs； G.GTw圖2起搏器組，患者女，68歲，Ⅲ度房室傳導(dǎo)阻滯，三維斑點(diǎn)追蹤成像 A.全容積圖像； B.GLS； C.GCS； D.GAS； E.GRS； F.GTs； G.GTw

既往研究[6，13]表明，左心室舒張功能損害與其失同步化程度密切相關(guān)。理論上，右心室間隔起搏被認(rèn)為更接近生理狀態(tài)起搏，但實(shí)際效果并非如此[17]。本研究中起搏器組左心房?jī)?nèi)徑、LVEDD及E/e'均高于對(duì)照組，而E及e'均低于對(duì)照組(P均<0.05)，提示起搏導(dǎo)致左心室心肌激動(dòng)順序異常、心肌收縮和舒張活動(dòng)不均一，使心室舒張過(guò)程延長(zhǎng)，從而導(dǎo)致舒張功能受損。

本研究的局限性：入選患者植入起搏器時(shí)間長(zhǎng)短不一，結(jié)果可能存在偏倚；右心室間隔起搏器位置的高低不同、患者透聲條件和二維圖像質(zhì)量可能會(huì)影響研究結(jié)果，將在今后進(jìn)一步完善。