3D-STE技術(shù)聯(lián)合超聲心動圖在食管癌放療患者心臟損傷評估中的應(yīng)用

南淑偉

放療是食管癌術(shù)后重要的治療方式，但因心臟在放療時受到放射物質(zhì)的輻射，導(dǎo)致機(jī)體心臟組織或心肌細(xì)胞受損，研究指出，放療患者發(fā)生心臟損傷時不僅影響患者的放療效果，且可顯著增加患者的病死風(fēng)險[1]。因此，若在早期發(fā)現(xiàn)并實(shí)施相關(guān)干預(yù)，對提高食管癌患者放療效果，改善預(yù)后有積極意義。超聲心動圖多用來心臟疾病檢查，已被證實(shí)能夠反映放療所致的心臟功能、結(jié)構(gòu)的異常狀態(tài)，但研究顯示，只有當(dāng)心臟整體功能受損、心肌嚴(yán)重?fù)p傷時，常規(guī)的超聲心動圖才會出現(xiàn)左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction,LVEF)異常，臨床應(yīng)用受限[2]。三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)(three-dimensional speckle-trackingechocardiography，3D-STE)是在實(shí)時斑點(diǎn)追蹤原理及三維超聲的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種新型的超聲檢查技術(shù)，研究顯示，3D-STE主要是從三維空間上追蹤心肌回聲斑點(diǎn)運(yùn)動，對左心室局部及整體的收縮功能可更準(zhǔn)確評估[3-4]。此外，研究顯示，3D-STE技術(shù)可檢測食管癌同步放化療中左室功能的早期改變[5]。結(jié)合3D-STE技術(shù)、超聲心動圖在心臟損傷評估中的作用，考慮將3D-STE技術(shù)聯(lián)合超聲心動圖應(yīng)用于食管癌放療患者心臟損傷的評估中?；诖?，本研究將重點(diǎn)分析3D-STE技術(shù)聯(lián)合超聲心動圖在食管癌放療患者心臟損傷評估中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集醫(yī)院2018年6月至2019年12月接受放療且發(fā)生心臟損傷的42例食管癌患者臨床資料，納入發(fā)生組；另收集同期接受放療且未發(fā)生心臟損傷的42例食管癌患者臨床資料，納入未發(fā)生組。納入標(biāo)準(zhǔn)：①病理檢查確診；②首次接受放療；③預(yù)計生存期>6個月；④入院時心肌酶譜、心電圖檢查正常；⑤影像學(xué)及病例資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①放療前心律不齊；②合并其他惡性腫瘤；③放療前合并冠心病、心肌炎等影響心功能的疾??；④合并肺部纖維化、肺氣腫等影響超聲測量精度疾??；⑤合并高血壓。發(fā)生組男性24例，女性18例；年齡41～79歲，平均年齡(62.65±4.47)歲；鱗癌25例，腺癌17例。未發(fā)生組男性23例，女性19例；年齡42～78歲，平均年齡(61.98±4.52)歲；鱗癌24例，腺癌18例。兩組一般資料比較(P>0.05)，有可對比性。

1.2 方法

1.2.1 心臟損傷診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]于放療結(jié)束時參照《放射性心臟損傷診斷標(biāo)準(zhǔn)解讀》中關(guān)于心臟損傷評估標(biāo)準(zhǔn)，通過檢測肌酸激酶同工酶MB(creatine kinase MB，CK-MB)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate aminotransferase，AST)、肌酸激酶(creatine kinase，CK)、肌鈣蛋白(cardiac troponin，cTnI)、胸部X線及心電圖檢查評估患者是否發(fā)生心臟損傷，將發(fā)生心臟損傷的患者納入發(fā)生組，剩余患者納入未發(fā)生組。

1.2.2 超聲心動圖與3D-STE技術(shù)檢查方法 ①超聲心動圖：超聲診斷儀采用Philips iE33，采集三維圖像采用X3-1探頭(頻率：1～3 MHz)，采集二維圖像采用S5-1探頭(頻率:1～5 MHz)，患者取左側(cè)臥位，同步連接心電圖，調(diào)整圖像深度參數(shù)，幀頻：60～80幀/s，采用S5-1探頭(連續(xù)6個心動周期)采集胸骨旁心尖水平、左心室二尖瓣水平及乳頭肌水平短軸切面，測量左心室常規(guī)二維參數(shù)，參數(shù)包括左心室短軸縮短率(fraction shortening,FS)、左房室瓣舒張早期最大峰值速度(E峰)流速與舒張晚期最大峰值速度(A峰)比值(E/A)、LVEF、E峰。②3D-STE技術(shù)：采用X3-1探頭，于心尖四腔觀得到左心室圖像，啟動容積顯像，對圖像深度進(jìn)行調(diào)整，幀頻：30～45幀/s，采集金字塔型全容積左心室(經(jīng)6個心動周期)實(shí)時三維圖像，定量分析采用TomTec 4.6工作站，獲取整體縱向應(yīng)變(global longitudinal strain,GLS)、左室舒張末期容積(end diastolic volume,EDV)/體表面積(body surface area，BSA)、每搏輸出量(stroke volume,SV)/BSA、三維超聲測量的左室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction-3D，LVEF-3D)、左室收縮末期容積(end systolic volume，ESV)/BSA、整體圓周應(yīng)變(global circumferential strain,GCS)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 兩組患者超聲心動圖參數(shù)比較

發(fā)生組LVEF、E/A值均低于未發(fā)生組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；發(fā)生組患者FS、E峰值與未發(fā)生組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組患者超聲心動圖相關(guān)參數(shù)比較

2.2 兩組患者3D-STE技術(shù)參數(shù)比較

發(fā)生組GLS值高于未發(fā)生組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；組間EDV/BSA、ESV/BSA、SV/BSA、LVEF-3D、GCS值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表2 兩組患者3D-STE技術(shù)相關(guān)參數(shù)比較

2.3 3D-STE技術(shù)聯(lián)合超聲心動圖相關(guān)參數(shù)評估食管癌放療患者心臟損傷的價值

將超聲心動圖、3D-STE技術(shù)檢查中的LVEF、E/A值、GLS值作為檢驗(yàn)變量，食管癌放療患者心臟損傷發(fā)生情況作為狀態(tài)變量(1=發(fā)生，0=未發(fā)生)，繪制ROC曲線(圖1)，結(jié)果顯示，LVEF、E/A、GLS值評估食管癌放療患者心臟損傷的AUC均>0.80，評估價值較為理想，且以LVEF、E/A、GLS值分別取61.662%、0.922、-19.382%時，聯(lián)合評估價值最高。相關(guān)參數(shù)見表3。

表3 3D-STE技術(shù)聯(lián)合超聲心動圖相關(guān)參數(shù)評估食管癌放療患者心臟損傷價值

圖1 3D-STE技術(shù)聯(lián)合超聲心動圖相關(guān)參數(shù)評估食管癌放療患者心臟損傷價值的ROC曲線圖

3 討論

作為食管癌患者的重要治療手段，放療可有效延長患者的生存期，但因心臟位于食管前方，放療過程中受到輻射影響較大，導(dǎo)致心血管內(nèi)皮細(xì)胞受損，內(nèi)腔血管閉塞，出現(xiàn)微循環(huán)障礙，導(dǎo)致心肌缺血，增加心臟損傷風(fēng)險[7-8]。此外，研究指出，胸部腫瘤放療過程中可引發(fā)心肌細(xì)胞空泡樣變，導(dǎo)致心肌細(xì)胞肌原纖維裂解丟失，使心肌纖維化風(fēng)險升高[9]。因此早期診治，可能對改善食管癌患者的預(yù)后有積極意義。

研究指出，左心室舒張功能減退是放療性心臟損傷的主要表現(xiàn)[10]。超聲心動圖可直觀準(zhǔn)確觀察心臟收縮功能及血流情況，同時，因超聲心動圖檢查具有無創(chuàng)、便捷、費(fèi)用低等優(yōu)勢，現(xiàn)已在臨床胸部腫瘤放療患者中得到廣泛應(yīng)用[11]。其中LVEF、E/A常用來評估左室舒張功能，LVEF可反映心室的射血功能，且LVEF已被研究證實(shí)與心肌收縮功能有關(guān)，心肌收縮越強(qiáng)，LVEF越大[12]。而E/A受左房順應(yīng)性、左房壓力等因素的影響，左室舒張功能正常時E峰流速>而A峰，即E/A>1，當(dāng)左室舒張功能受損時，E峰值降低，A峰值升高，E/A比值變小[13-14]。本次研究結(jié)果顯示，發(fā)生組LVEF、E/A值均低于未發(fā)生組，表明超聲心動圖中LVEF、E/A值在食管癌放療患者心臟損傷評估中可能具有一定價值。分析原因?yàn)?，食管癌患者因放療時可出現(xiàn)心肌缺血、心肌損傷，早期舒張功能下降，并隨著放療時間延長有加重趨勢，心肌損傷加重，導(dǎo)致LVEF水平降低[15]。同時患者心臟損傷后，心室順應(yīng)性降低，左室舒張早期主動松弛功能減退，房室間壓力階差變小，導(dǎo)致E峰值降低，導(dǎo)致超聲心動圖中E/A比值縮小[16]。但LVEF易受聲束方向、組織方向夾角等多方面影響，在評估腫瘤放療患者心臟損傷中的應(yīng)用價值較低，E/A比值受年齡、心率、心輸出量、二尖瓣環(huán)大小等諸多因素影響，在心臟損傷的評估中存在一定的局限性[17]。因此，單獨(dú)使用常規(guī)超聲心動圖評估食管癌放療患者心臟損傷的價值不高。

3D-STE技術(shù)通過對心臟三維容積數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，可對乳頭肌、室間隔、心臟、左心室流出道及心臟瓣膜形態(tài)、徑線、回聲及功能的變化全面觀察，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)心臟各參數(shù)的變化[18]。GLS值是3D-STE技術(shù)中常用于評估心肌損傷的參數(shù)，研究指出，縱向心肌纖維支配乳頭肌、心內(nèi)膜的運(yùn)動，主導(dǎo)心室收縮功能，心肌受損時，位于縱膈向肌纖維最先受到損傷，進(jìn)而影響GLS值[19-20]。本次研究結(jié)果顯示，發(fā)生組GLS值高于未發(fā)生組，說明3D-STE技術(shù)中GLS值在評估食管癌放療患者心臟損傷中可能具有一定價值。究其原因，食管癌放療患者因心臟損傷，出現(xiàn)心肌細(xì)胞受損，同時心肌內(nèi)膜下心肌層主要組成是縱行肌纖維，若心肌內(nèi)膜下心肌損傷，引起縱向方向運(yùn)動異常，導(dǎo)致GLS值異常[21]。因常規(guī)心動圖中E/A值可評估心臟舒張功能，3D-STE技術(shù)中GLS值可反映心臟縱向應(yīng)變情況，考慮將3D-STE技術(shù)聯(lián)合超聲心動圖應(yīng)用于食管癌放療患者心臟損傷的評估中。

最后通過繪制ROC曲線發(fā)現(xiàn)，LVEF、E/A、GLS值評估食管癌放療患者心臟損傷的AUC均>0.80，評估價值較為理想，且以聯(lián)合評估價值最高。上述結(jié)果均證實(shí)，3D-STE技術(shù)聯(lián)合超聲心動圖在食管癌放療患者心臟損傷中有一定的評估價值。

綜上所述，3D-STE技術(shù)聯(lián)合超聲心動圖評估食管癌放療患者心臟損傷有一定價值，未來可考慮通過3D-STE技術(shù)聯(lián)合超聲心動圖評估食管癌放療患者心臟損傷。