超聲新技術(shù)評(píng)估化學(xué)治療乳腺癌致左心室功能損傷研究進(jìn)展

張哲元，冉洪玲，袁新春

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科，江西 南昌 330006)

化學(xué)治療(簡稱化療)是乳腺癌常規(guī)治療手段之一，而化療所致心肌損傷是乳腺癌患者死亡的危險(xiǎn)因素，且影響遠(yuǎn)期預(yù)后[1]。乳腺癌最常用化療藥物為蒽環(huán)類及紫杉類，聯(lián)合化療時(shí)多采用環(huán)磷酰胺、氨甲蝶呤及順鉑等，均能不同程度影響心臟功能，導(dǎo)致心電傳導(dǎo)阻滯、心肌缺血及充血性心力衰竭等心血管事件。化療所致心臟受損的最直接表現(xiàn)是左心室收縮功能減低。目前臨床評(píng)價(jià)左心室功能最常用方法為超聲測量左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction, LVEF)，然而LVEF只有在心肌嚴(yán)重?fù)p傷情況下才會(huì)明顯下降[2]，此時(shí)已錯(cuò)過最佳干預(yù)時(shí)機(jī)。隨著超聲技術(shù)的進(jìn)步，一系列超聲新技術(shù)用于臨床，有助于早期發(fā)現(xiàn)心功能異常。本文對(duì)超聲新技術(shù)評(píng)價(jià)乳腺癌化療所致左心室功能損傷研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 三維超聲心動(dòng)圖

三維成像無需對(duì)心室?guī)缀涡螒B(tài)進(jìn)行假設(shè)，且不因切面變化而引起圖像失調(diào)，可快速、精準(zhǔn)測量心室容積和收縮功能，具有準(zhǔn)確、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)[3]。WALKER等[4]對(duì)50例女性乳腺癌患者于化療前后行二維超聲、實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖(real-time three-dimensional echocardiography, RT-3DE)及心臟MR檢查，以心臟MRI結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)比RT-3DE與常規(guī)超聲所測參數(shù)，發(fā)現(xiàn)化療前及化療12個(gè)月后RT-3DE所測左心室舒張末期容積及LVEF與心臟MRI結(jié)果顯著相關(guān)。伍婷婷等[5]采用RT-3DE對(duì)接受化療的乳腺癌患者進(jìn)行心臟檢查，發(fā)現(xiàn)LVEF仍處于正常范圍時(shí)，化療藥物已致左心室部分心肌節(jié)段收縮與整體收縮不一致。KHOURI等[6]報(bào)道，RT-3DE可發(fā)現(xiàn)阿霉素化療乳腺癌患者常規(guī)二維超聲未能檢出的亞臨床心功能障礙。三維Heart Model技術(shù)(three-dimensional heart model, 3D-HM)是更為新穎的心臟三維超聲技術(shù)，可準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)、定量分析左心室容積及LVEF，相比RT-3DE更加簡便、快捷[7]。黃微等[8]利用3D-HM觀察50例接受規(guī)律化療的乳腺癌患者，發(fā)現(xiàn)3D-HM可較常規(guī)二維超聲更早發(fā)現(xiàn)化療后左心室收縮能力減低。目前關(guān)于3D-HM評(píng)估化療致心功能變化的研究仍較少，其應(yīng)用價(jià)值有待進(jìn)一步探索。

2 斑點(diǎn)追蹤成像技術(shù)

2.1 二維斑點(diǎn)追蹤成像(two-dimensional speckle tracking imaging, 2D-STI) 2D-STI基于常規(guī)灰階超聲圖像，采用斑點(diǎn)示蹤手段將圖像感興趣區(qū)心肌組織細(xì)分為大量聲學(xué)點(diǎn)加以識(shí)別，并實(shí)時(shí)追蹤其運(yùn)動(dòng)，經(jīng)整合分析ROI所有聲學(xué)點(diǎn)的位移而獲得心肌形變參數(shù)，克服了常規(guī)超聲心動(dòng)圖的角度依賴性，且具有無創(chuàng)、快捷等優(yōu)點(diǎn)[9]，其臨床價(jià)值已得到認(rèn)可[10]。一項(xiàng)納入16篇文獻(xiàn)、1 146例乳腺癌化療患者的薈萃分析[11]結(jié)果顯示，化療期間D-STI所測應(yīng)變值下降早于LVEF變化，其中以左心室整體縱向應(yīng)變(global longitudinal strain, GLS)反映早期心肌損傷的效能更佳。SAWAYA等[12]觀察81例乳腺癌患者，以>-19%為截?cái)嘀?，GLS預(yù)測心臟毒性高風(fēng)險(xiǎn)的敏感度為74%、特異度為73%。化療期間，在LVEF尚處于正常范圍時(shí)，GLS已較化療前降低10%～15%，故GLS可作為化療早期相關(guān)心臟損傷的標(biāo)志物[13-14]。

2.2 三維斑點(diǎn)追蹤成像(three-dimensional speckle tracking imaging, 3D-STI) 3D-STI原理與2D-STI相似，將斑點(diǎn)示蹤方法融入三維成像中，對(duì)ROI心肌形變進(jìn)行立體分析，可較2D-STI更準(zhǔn)確地反映心臟各節(jié)段及整體結(jié)構(gòu)及功能[15]。張艷等[16]研究顯示，化療2個(gè)療程后，以3D-STI獲得的左心室扭轉(zhuǎn)角度(left ventricular twist angle, LVtw)及心肌綜合指數(shù)(myocardial composite index, MCI)較化療前減低，受試者工作特征(receiver operating characteristic， ROC)曲線顯示LVtw、MCI對(duì)化療致心肌損傷具有較高診斷價(jià)值。CHEN等[17]發(fā)現(xiàn)通過3D-STI獲取的左心室整體面積應(yīng)變(global area strain, GAS)能評(píng)估乳腺癌化療患者左心室收縮功能細(xì)微改變，可作為心肌運(yùn)動(dòng)功能綜合分析指標(biāo)，且對(duì)評(píng)估化療藥物導(dǎo)致心肌損傷更敏感。

劉曉麗等[18]將化療乳腺癌患者按照年齡分為Ⅰ組(≤45歲)和Ⅱ組(>45歲)，對(duì)比組間3D-STI應(yīng)變參數(shù)，結(jié)果顯示Ⅱ組化療期間發(fā)生心肌毒性損傷事件概率更高，且以3D-STI隨訪發(fā)現(xiàn)Ⅰ組化療引起的心臟損傷具有一定可逆性。

2.3 分層應(yīng)變成像(layer-specific strain imaging, LSI) LSI與2D-STI原理相同，通過對(duì)左心室心肌逐層進(jìn)行斑點(diǎn)追蹤分析，分別得到左心室心肌內(nèi)、中、外膜的應(yīng)變值及應(yīng)變曲線，可精準(zhǔn)評(píng)估抗腫瘤藥物對(duì)各層心肌的影響[19]。崔洪巖等[20]研究顯示乳腺癌化療患者與正常人左心室心肌內(nèi)膜縱向應(yīng)變結(jié)果差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而中膜、外膜縱向應(yīng)變差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；何璇等[21]也得到相似結(jié)果；提示化療藥物對(duì)心肌的影響主要發(fā)生在心內(nèi)膜。馬勇等[22]發(fā)現(xiàn)化療后乳腺癌患者各層心肌GLS均顯著減低，且化療所致心肌受損并不均勻，化療后左心室基底段和中間段各層心肌GLS較正常對(duì)照組減低，而心尖段各層心肌GLS則與正常對(duì)照組無明顯差異。譚婭等[23]將乳腺癌化療患者按其存在心血管危險(xiǎn)因素?cái)?shù)目分為不同亞組進(jìn)行分層應(yīng)變分析，結(jié)果顯示化療后心血管危險(xiǎn)因素?cái)?shù)量與分層應(yīng)變參數(shù)顯著相關(guān)。以上結(jié)果提示，分層應(yīng)變可更準(zhǔn)確地反映各層心肌損傷程度，內(nèi)層心肌受化療藥物的影響最大。

3 斑點(diǎn)追蹤成像衍生技術(shù)

3.1 左心室壓力-應(yīng)變環(huán)(pressure-strain loops, PSL) PSL是由RUSSELL等[24]提出的基于2D-STI估測左心室心肌做功情況的方法，通過將二維應(yīng)變參數(shù)GLS與肱動(dòng)脈袖帶測壓法所測收縮壓進(jìn)行綜合分析而得到PSL，從而獲得左心室心肌做功參數(shù)，包括整體做功指數(shù)(global work index, GWI)、整體有用功(global constructive work, GCW)、整體無用功(global wasted work, GWW)及整體做功效率(global work efficiency, GWE)等。 PSL計(jì)算心肌做功時(shí)將心臟后負(fù)荷(血壓)考慮在內(nèi)，有效消除了后負(fù)荷對(duì)心肌應(yīng)變的影響，可真實(shí)反映左心室心肌功能[25]。柴玉嬌等[26]對(duì)比觀察乳腺癌患者化療前與化療3個(gè)療程后的應(yīng)變及心肌做功參數(shù)，發(fā)現(xiàn)化療后GLS、GWI、GCW及GWE較化療前降低而GWW升高，GLS與GWI、GCW呈正相關(guān)。苗愛雨等[27]報(bào)道，乳腺癌患者化療2個(gè)療程后GWW、GWE與化療前差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，GWW、GWE變化早于GLS、GCW及GWI等參數(shù)，說明GWW及GWE較其他參數(shù)更敏感。通過PSL獲取左心室心肌做功參數(shù)，與斑點(diǎn)追蹤應(yīng)變參數(shù)結(jié)合，能更有效地識(shí)別乳腺癌化療后早期亞臨床心肌損傷。

3.2 速度向量成像(velocity vector imaging, VVI) VVI是在2D-STI基礎(chǔ)上融入二維像素空間相干、邊界追蹤等新技術(shù)，隨圖像變化而逐幀跟蹤心肌運(yùn)動(dòng)，克服了傳統(tǒng)二維超聲測量參數(shù)時(shí)具有的角度依賴性，且能不受心臟搏動(dòng)引發(fā)的擺動(dòng)影響而定量獲得心肌在心臟收縮及舒張過程中的運(yùn)動(dòng)速率、應(yīng)變及應(yīng)變率等參數(shù)，準(zhǔn)確反映心肌功能情況[28]。蔣映豐等[29]對(duì)化療患者進(jìn)行VVI檢查，發(fā)現(xiàn)化療2個(gè)療程后舒張?jiān)缙诜逯祽?yīng)變率(diastolic maximum strain rate, DSR)已較化療前顯著減低，左心室游離壁舒張期峰值速率亦較治療前明顯減低。尹海軍等[30]按化療方案將乳腺癌患者分為聯(lián)合化療組與聯(lián)合化療+赫賽汀組進(jìn)行VVI分析，發(fā)現(xiàn)化療開始后常規(guī)超聲所測左心室心肌參數(shù)差異尚無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí)，左心室各心肌節(jié)段收縮期峰值應(yīng)變率(systolic maximum strain rate, SSR)及DSR已較化療前明顯減低，且加用赫賽汀患者化療后期SSR、DSR均較常規(guī)聯(lián)合化療患者明顯減低，提示VVI可于常規(guī)超聲更敏感地顯示左心室心肌損傷。

4 小結(jié)與展望

超聲心動(dòng)圖無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)、快捷，長期以來一直是惡性腫瘤化療期間監(jiān)測心功能的首選影像學(xué)方法；而常規(guī)超聲對(duì)早期亞臨床心功能變化的敏感性較低，限制了其臨床使用價(jià)值。超聲新技術(shù)的出現(xiàn)很好地彌補(bǔ)了常規(guī)二維超聲的不足。超聲新技術(shù)與其他影像學(xué)手段如心肌核素顯像、心臟MRI相結(jié)合，輔以血清標(biāo)記物等生化指標(biāo)，可顯著提高臨床早期識(shí)別乳腺癌化療患者心功能變化的能力。由于不同廠商所售超聲診斷設(shè)備存在差異，且不同醫(yī)師圖像采集及數(shù)據(jù)分析習(xí)慣不一，可能造成各項(xiàng)參數(shù)結(jié)果存在一定偏差。今后需更多研究來完善和規(guī)范新技術(shù)的使用及確定相關(guān)參數(shù)的正常參考值范圍。