斑點追蹤技術評估化療對乳腺癌患者左室收縮功能影響的研究

吳秋玲 李華

摘要：化療作為提高乳腺癌患者生存率的輔助治療方式得到臨床的廣泛應用，但化療藥物的聯(lián)合應用在增強化療療效的同時也增加了心臟毒性作用。近年來，隨著對化療藥物心臟毒性作用認識的逐步深入，對心臟毒性早期監(jiān)測的研究備受關注。超聲心動圖斑點追蹤成像技術（STI）作為一項新的超聲技術，較常規(guī)超聲心動圖能更準確、敏感地監(jiān)測化療藥物所致心臟毒性。本文就STI評估化療藥物對乳腺癌患者左心室收縮功能影響的研究進行綜述。

關鍵詞：斑點追蹤技術;化療藥物;乳腺癌;左心室收縮功能

中圖分類號：R445.1;R737.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.22.010

文章編號：1006-1959（2020）22-0032-03

Evaluation of the Effect of Chemotherapy Drugs on Left Ventricular Systolic Function

in Breast Cancer Patients by Speckle Tracking Imaging

WU Qiu-ling，LI Hua

（Department of Cardiac Ultrasound，the Affiliated Hospital of Traditional Chinese Medicine，Xinjiang Medical University，

Urumqi 830000，Xinjiang，China）

Abstract：Chemotherapy has been widely used clinically as an adjuvant treatment to improve the survival rate of breast cancer patients. However， the combined application of chemotherapeutic drugs enhances the efficacy of chemotherapy and also increases cardiotoxicity. In recent years， with the gradual deepening of the understanding of the cardiotoxicity of chemotherapy drugs， the research on early monitoring of cardiotoxicity has attracted much attention. Echocardiographic speckle tracking imaging technology （STI）， as a new ultrasound technology， can more accurately and sensitively monitor cardiotoxicity caused by chemotherapy drugs than conventional echocardiography. This article reviews the STI evaluation of the effects of chemotherapy drugs on left ventricular systolic function in breast cancer patients.

Key words：Speckle tracking imaging;Chemotherapy drug;Breast cancer;Left ventricular systolic function

乳腺癌（breast cancer）是女性發(fā)病率最高的癌癥之一[1]。隨著治療方式的成熟與進步，其長期生存率明顯提高，但由抗腫瘤治療所引起的心血管并發(fā)癥逐年增加。研究表明[2]，所有抗腫瘤化療均可致短期或長期心血管并發(fā)癥，其中心肌損傷所致的心功能不全和心力衰竭、心律失常、高血壓、瓣膜病變和冠狀動脈疾病等嚴重影響患者生存質量和預后。對化療藥所致心臟毒性的早期監(jiān)測及干預是臨床亟待解決的問題。超聲心動圖無創(chuàng)、經(jīng)濟、操作簡便和實時，是常用于乳腺癌患者化療前后心功能評估的方法。傳統(tǒng)超聲心動圖檢查主要通過左心室射血分數(shù)（LVEF）來評估左心室收縮功能，近年來發(fā)展起來的斑點追蹤成像技術（STI），主要包括二維斑點追蹤成像技術（2D-STI）、心肌分層應變技術及三維斑點追蹤成像技術（3D-STI），在評估化療藥物所致心臟毒性中具有獨特優(yōu)勢，現(xiàn)對其在左心室收縮功能評價中的應用進行綜述，旨在為該病的診療提供參考。

1常規(guī)超聲心動圖

LVEF是心臟毒性評估的基礎，2020年我國抗腫瘤治療心血管損害超聲心動圖檢查專家共識推薦：不伴有心力衰竭相關癥狀時LVEF降低≥10%且低于正常值下限（53%），或在伴有心力衰竭癥狀時LVEF降低≥5%且低于正常值下限（53%）時可認為出現(xiàn)心臟毒性反應[3]。2014年美國超聲協(xié)會及歐洲心血管影像學會的專家共識建議[4]，二維超聲心動圖通過Simpson法測量LVEF，但LVEF評估化療所致心臟毒性具有明顯局限性，只在心功能明顯受損或心肌受損非常嚴重時才出現(xiàn)下降，無法早期對局部心肌運動異常準確判斷[5，6]。研究發(fā)現(xiàn)[7]，三維超聲心動圖測量乳腺癌患者化療前后LVEF比二維超聲心動圖更敏感。近年來，以STI為主的超聲新技術在乳腺癌患者化療所致心臟毒性診斷及預后評價中彰顯優(yōu)勢，能發(fā)現(xiàn)常規(guī)超聲心動圖測得LVEF正常情況下的早期心肌損傷，指導臨床早期采取干預措施。

2斑點追蹤成像技術

2.1原理? 由于心肌組織間存在密度差異，聲像圖表現(xiàn)為心肌組織的散射回聲，經(jīng)軟件處理后呈現(xiàn)特定的聲學斑點，通過識別感興趣區(qū)心肌斑點位置和運動，與第一幀圖像對比，從而獲得所追蹤心肌的變形，最終分析相應心肌節(jié)段的應變值。由于STI追蹤的是感興趣區(qū)心肌運動的空間位移，而不是沿聲束方向的運動軌跡，具有不受聲束方向和心臟整體運動影響等優(yōu)勢[8]，且能夠追蹤到心肌斑點細微的位置變化，因此，STI對心肌功能的評估更客觀、準確。

2.2 2D-STI? 2D-STI基于二維灰階圖像的心肌聲學斑點回聲，應用斑點追蹤技術識別并提取心肌斑點進而獲得感興趣區(qū)心肌組織的運動信息，實時追蹤每幀圖像斑點的位置變化、運動軌跡。2D-STI能夠發(fā)現(xiàn)心動周期中心肌組織聲學斑點微小的位置變化，從而分析得到縱向、環(huán)向、徑向三個方向的運動參? 數(shù)[9]，通過計算心肌應變參數(shù)無創(chuàng)性定量評估左心室收縮功能。Santoro C等[10]的研究比較了患者化療前后LVEF、整體縱向應變（2D-GLS）、整體環(huán)向應變（2D-GCS）、整體徑向應變（2D-GRS）等指標，發(fā)現(xiàn)2D-GLS比LVEF能更早監(jiān)測左心室收縮功能的改變。Arciniegas Calle MC等[11]采用2D-STI對比乳腺癌患者化療前（T0）、化療第一周期（T1）和第二周期（T2）數(shù)據(jù)，結果顯示與T0相比，T1和T2時2D-GLS、2D-GCS顯著降低（P<0.01），2D-GLS評估化療藥物對左室功能影響比2D-GCS及2D-GRS更為敏感，且2D-GLS的早期下降可預測隨后心臟毒性的發(fā)生。此后大量學者對2D-GLS預測心臟毒性意義進行研究，發(fā)現(xiàn)2D-GLS值降低是心臟毒性的強預測因子[12-14]。目前通常當2D-GLS較基線值下降10%～15%時，即使LVEF仍處于正常范圍內，可認為發(fā)生早期心臟損 害[3，4，15]。上述研究表明2D-STI可早期、敏感地評估亞臨床左心室收縮功能障礙，且2D-GLS可作為無創(chuàng)性早期評估化療藥物所致心臟毒性的敏感指標，但2D-STI只能追蹤單平面心肌運動，存在追蹤斑點“飛出”所分析二維切面的“逃逸”現(xiàn)象，因而不能對心肌復雜的三維空間運動進行客觀、準確的評估。

2.3心肌分層應變技術? 左室壁由三層交錯重疊的心肌纖維構成：呈順時針斜行排列的心內膜下心肌，環(huán)形排列的中層心肌，逆時針斜行排列的心外膜下心肌，獨特復雜的心肌纖維螺旋結構決定了復雜的左心室運動。心肌分層應變技術基于2D-STI，對二維灰階圖像上各層心肌散在的回聲斑點進行逐幀自動追蹤，計算相應心肌的應變值。心肌分層應變技術是一種評估左室心肌運動的新方法，能更詳細、精確地評估化療藥物對乳腺癌患者左心室收縮功能的影響[16]。

研究發(fā)現(xiàn)[17]，在發(fā)生心臟毒性的乳腺癌患者中，盡管傳統(tǒng)方法測量的左室收縮和舒張功能均未發(fā)生明顯變化，但心內膜下心肌縱向應變已出現(xiàn)顯著降低，即乳腺癌患者化療心肌功能障礙始于心內膜下心肌層。分析原因可能由于心肌纖維的排列方向不同，心內膜下和心外膜下心肌收縮的幅度也不同[18]。一般來說，心內膜下心肌層的收縮力大于心外膜下心肌層，但同時也需更多能量來維持正常的心肌運動，更易受化療藥損傷。崔洪巖等[19]研究發(fā)現(xiàn)化療前后各組心內膜下心肌縱向應變差異有統(tǒng)計學意義，而心外膜下心肌及中層心肌的縱向應變差異無統(tǒng)計學意義，說明心內膜下心肌較心外膜下心肌及中層心肌對化療藥物反應更敏感。因心內膜下心肌主要由縱行纖維構成，其應變反映了左室心肌纖維在縱向運動方向變化，所以心內膜下心肌縱向應變更易受心肌舒縮活動異常影響。何璇等[20]對60例乳腺癌術后行蒽環(huán)類化療藥物治療的女性進行研究發(fā)現(xiàn)，化療藥對心肌損害是從心內膜下心肌層開始，主要因分布在心內膜下的縱向心肌纖維微血管數(shù)量多，故藥物濃度相對較高、停留時間長，對血管內皮細胞及心肌細胞損害較大，且隨化療周期增加化療藥物逐漸積累，進而引起微血管病變，導致心肌缺血、缺氧，同時化療藥物也可對心肌直接產(chǎn)生毒性作用，致心肌細胞功能進一步下降，所以心內膜下心肌更容易受到化療藥物毒性的影響。總之，心肌分層應變可更精確、敏感地反映化療藥物對乳腺癌患者各心肌層的損害程度，其中左室心內膜下心肌層最先受化療藥物損害，表現(xiàn)為心內膜下心肌層縱向應變降低。

2.4 3D-STI? 基于實時三維超聲心動圖和斑點追蹤成像技術發(fā)展而來的3D-STI可從三維空間追蹤心肌回聲斑點，獲得各節(jié)段及整體心肌運動的全部信息[21]。3D-STI評估心肌運動時不存在追蹤斑點“飛出”分析切面的現(xiàn)象，克服了2D-STI的不足，能更客觀、準確地定量評估左心室局部及整體收縮功能[22]。

研究發(fā)現(xiàn)[23]，由2D-STI獲得的應變參數(shù)值局限于二維平面，識別精確性較差，而3D-STI可從三維空間追蹤心肌的運動，更全面地評估心肌整體運動，因此，有助于發(fā)現(xiàn)左室輕微節(jié)段運動異常。陳婕等[24]對63例接受化療的乳腺癌患者分別于化療前、初、中、后期進行常規(guī)二維超聲心動圖及3D-STI檢查，并繪制ROC曲線，其中3D-GAS及3D-GLS判斷化療藥物對左室功能損害的敏感性分別為87.1%和66.0%，特異性分別為92.9%和78.6%，化療中期即出現(xiàn)3D-GAS明顯降低，原因可能為3D-GAS反映心肌收縮時面積變化的百分比，結合心肌縱向、環(huán)向運動參數(shù)，所以能更準確反映心肌變形的程度，對左心室收縮功能變化的檢測更敏感;造成3D-GLS減低的原因包括以縱向運動為主的心內膜下心肌首先接觸化療藥物、受血流沖擊大且心內膜微血管的藥物濃度高[25]。另有研究[26]證實，3D-GAS是對心肌運動的綜合分析，對整體評估心肌損害更敏感，在評估化療藥物所致左心室收縮功能細微變化的價值更高、與化療藥物累積量的相關性更高。因此，3D-STI通過三維空間評估心肌運動，在評估化療藥物所致左心室收縮功能障礙上具有準確性高、重復性好、可行性強等優(yōu)點。3D-GAS作為3D-STI的一個特有參數(shù)，可更好地反應化療患者左室心肌運動的改變，為評估左心室收縮功能細微變化提供更可靠、準確的指標。

[12]Guerra F，Marchesini M，Contadini D，et al.Speckle-tracking global longitudinal strain as an early predictor of cardiotoxicity in breast carcinoma[J].Support Care Cancer，2016，24（7）：3139-3145.

[13]Oikonomou EK，Kokkinidis DG，Kampaktsis PN，et al.Assessment of Prognostic Value of Left Ventricular Global Longitudinal Strain for Early Prediction of Chemotherapy-Induced Cardiotoxicity：A Systematic Review and Meta-analysis[J].JAMA Cardiol，2019，4（10）：1007-1018.

[14]Florescu M，Magda LS，Enescu OA，et al.Early detection of epirubicin-induced cardiotoxicity in patients with breast cancer[J].J Am Soc Echocardiogr，2014，27（1）：83-92.

[15]Tarantini L，Gulizia MM，Di Lenarda A，et al.ANMCO/AIOM/AICO Consensus Document on clinical and management pathways of cardio-oncology：executive summary[J].Eur Heart J Suppl，2017，19（Suppl D）：D370-D379.

[16]Li H，Liu C，Zhang G，et al.The early alteration of left ventricular strain and dys-synchrony index in breast cancer patients undergoing anthracycline therapy using layer-specific strain analysis[J].Echocardiography，2019，36（9）：1675-1681.

[17]Chang WT，F(xiàn)eng YH，Kuo YH，et al.Layer-specific distribution of myocardial deformation from anthracycline-induced cardiotoxicity in patients with breast cancer-From bedside to bench[J].Int J Cardiol，2020（311）：64-70.

[18]Luo R，Cui H，Huang D，et al.Early assessment of the left ventricular function by epirubicin-induced cardiotoxicity in postoperative breast cancer patients[J].Echocardiography，2017，34（11）：1601-1609.

[19]崔洪巖，禮廣森，張宇虹，等.斑點追蹤成像技術評價表阿霉素對乳腺癌患者左心室心肌縱向分層應變的影響[J].中國介入影像與治療學，2016，13（12）：753-756.

[20]何璇，趙曉莉，王少春，等.斑點追蹤分層應變技術評價蒽環(huán)類化療藥物對乳腺癌患者左室心肌縱向應變的影響[J].臨床超聲醫(yī)學雜志，2018，20（6）：397-400.

[21]Abate E，Hoogslag GE，Antoni ML，et al.Value of three-dimensional speckle-tracking longitudinal strain for predicting improvement of left ventricular function after acute myocardial infarction[J].Am J Cardiol，2012，110（7）：961-967.

[22]Mornos C，Manolis AJ，Cozma D，et al.The value of left ventricular global longitudinal strain assessed by three-dimensional strain imaging in the early detection of anthracyclinemediated cardiotoxicity[J].Hellenic J Cardiol，2014，55（3）：235-244.

[23]Alam S，Chandra S，Saran M，et al.To study the usefulness and comparison of myocardial strain imaging by 2D and 3D echocardiography for early detection of cardiotoxicity in patients undergoing cardiotoxic chemotherapy[J].Indian Heart J，2019，71（6）：468-475.

[24]陳婕，陳劍瓊，王玲，等.三維斑點追蹤技術評價蒽環(huán)類藥物對乳腺癌患者左室心肌功能損害[J].中華超聲影像學雜志，2015（9）：763-767.

[25]張盼盼，蘆桂林，黃磊，等.三維斑點追蹤成像評價乳腺癌患者蒽環(huán)類藥物化療前后心室功能[J].中華超聲影像學雜志，2017，26（1）：17-20.

[26]Chen J，Wang L，Wu FF，et al.Early detection of cardiotoxicity by 3D speckle tracking imaging of area strain in breast cancer patients receiving chemotherapy[J].Echocardiography，2019，36（9）：1682-1688.

收稿日期：2020-08-07;修回日期：2020-08-25

編輯/肖婷婷

基金項目：新疆維吾爾自治區(qū)自然科學基金資助項目（編號：2019D01C163）

作者簡介：吳秋玲（1991.4-），女，廣東茂名人，碩士研究生，主要從事心血管超聲診斷研究

通訊作者：李華（1963.7-），女，河北滄州人，本科，主任醫(yī)師，主要從事心血管超聲診斷研究